雞糞菌劑對(duì)復(fù)墾土壤上油菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

喬志偉，李金嵐，李俊霖，洪堅(jiān)平，謝英荷

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，山西太谷030801）

在我國(guó)，大部分采煤塌陷區(qū)復(fù)墾，農(nóng)民普遍采用大量施用化肥的方法，不僅肥料利用率低，而且還會(huì)造成土壤環(huán)境污染，增加土壤重金屬與有毒元素，最終導(dǎo)致土壤硝酸鹽積累，土壤結(jié)構(gòu)破壞，促使土壤酸化，降低土壤微生物活動(dòng)[1]。

菌劑在我國(guó)已有近50年的歷史，從根瘤菌劑→細(xì)菌肥料→菌劑（生物肥料），名稱(chēng)的演變就已說(shuō)明我國(guó)菌劑逐步發(fā)展的過(guò)程[2]。生物菌劑具有增加產(chǎn)量，培肥土壤，提高作物品質(zhì)，增強(qiáng)作物抗病性的作用[3-4]。顆粒生物肥料含有多種有益微生物菌系，可促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)礦化分解，釋放有效養(yǎng)分[5]。

研究表明，菌劑可以通過(guò)提高土壤供肥能力，增強(qiáng)根系活力，改善植物營(yíng)養(yǎng)，刺激植株生長(zhǎng)，增加葉綠素含量和葉面積，減少呼吸作用，最終使作物獲得增產(chǎn)[6]。楊彥[7]，劉晶晶等[8]研究表明，顆粒菌肥對(duì)油菜的品質(zhì)和產(chǎn)量的提高都有明顯的作用，但現(xiàn)在我國(guó)菌劑還沒(méi)有普及利用，特別是在礦區(qū)復(fù)墾方面還存在著一定空白。

本試驗(yàn)針對(duì)不同施肥處理對(duì)采煤塌陷區(qū)復(fù)墾土壤上油菜生理指標(biāo)、產(chǎn)量、品質(zhì)的影響進(jìn)行研究，旨在為進(jìn)一步探討菌肥和有機(jī)肥對(duì)復(fù)墾區(qū)土壤上種植作物的影響提供一定理論基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試作物為油菜，品種四月蔓。

本試驗(yàn)所用菌劑由山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院提供。提取晉城礦區(qū)塌陷區(qū)附近大量存在于熟土中的優(yōu)勢(shì)菌，利用搖床擴(kuò)大培養(yǎng)后與泥炭按1∶4比例吸附，等量混合制備而成菌劑，每克菌劑含菌109個(gè)。

底肥包括尿素（含N 46%）、過(guò)磷酸鈣（含P2O514%～20%）、硫酸鉀（含K2O50%）。

供試雞糞含水分5%，含氮34.8 g/kg，含磷11.3 g/kg，含鉀 18.8 g/kg。

1.2 供試土壤

試驗(yàn)土壤取自晉城市大張村礦區(qū)塌陷區(qū)連續(xù)3年復(fù)墾的土壤，其基本性狀列于表1。

表1 供試土壤基本性狀

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用大棚盆栽試驗(yàn)，每盆裝風(fēng)干土5 kg、石子1 kg。每盆施用的底肥相同（表2）。

表2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) g/kg

1.4 試驗(yàn)地點(diǎn)

盆栽試驗(yàn)在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院試驗(yàn)站進(jìn)行，化驗(yàn)分析在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室完成。

1.5 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.5.1 土壤養(yǎng)分的測(cè)定[9]土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀-容量法；土壤全氮采用濃硫酸消煮-半微量開(kāi)氏法；土壤全磷采用NaOH熔融-鉬銻抗比色法；土壤全鉀采用NaOH熔融-原子吸收法；土壤速效磷采用0.5 mol/L NaHCO3浸提，鉬藍(lán)比色法；土壤速效鉀采用NH4OAc浸提，火焰光度法；土壤堿解氮采用解氮堿解擴(kuò)散法。

1.5.2 植物生理指標(biāo)和養(yǎng)分的測(cè)定[9]還原糖采用3，5-二硝基水楊酸比色法；Vc采用2，6-二氯靛酚滴定法；葉綠素采用丙酮乙醇混合法；全氮（TN）采用半微量開(kāi)氏法；全磷（TP）采用H2SO4-H2O2消煮-釩鉬黃比色法；全鉀（TK）采用H2SO4-H2O2消煮，火焰光度法[15]。

1.6 分析方法

本試驗(yàn)所有數(shù)據(jù)均用Microsoft Excel 2003進(jìn)行計(jì)算，并用統(tǒng)計(jì)軟件DPS 2000進(jìn)行方差分析（用Duncan法進(jìn)行檢驗(yàn)，α=0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 雞糞與菌劑不同配比對(duì)塌陷復(fù)墾土壤盆栽油菜產(chǎn)量的影響

雞糞與菌劑不同配比和單施菌劑、雞糞油菜產(chǎn)量不同，結(jié)果列于表3。

從表3可以看出，處理11產(chǎn)量最高，比對(duì)照CK產(chǎn)量增加了183%。單施雞糞的處理（處理4，8，12）中，油菜產(chǎn)量處理 8＞處理 12＞處理 4，說(shuō)明隨著雞糞用量的增加，產(chǎn)量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。雞糞作為速效有機(jī)肥，能為土壤提供所需要的養(yǎng)分，但是植物對(duì)養(yǎng)分的吸收不是無(wú)限量的，當(dāng)土壤中養(yǎng)分達(dá)到一定程度時(shí)，吸收最大，在這個(gè)階段內(nèi)，隨著養(yǎng)分吸收量的增加，產(chǎn)量也相應(yīng)增加，倘若繼續(xù)增加養(yǎng)分供應(yīng)量，對(duì)作物的產(chǎn)量可能有負(fù)面的影響，即處理12產(chǎn)量比處理8低。方差分析各處理之間產(chǎn)量差異不顯著。

單施菌肥的處理（處理 13，14，15）中，隨著菌劑用量的增加，產(chǎn)量也逐漸增加，用量為5 g/kg時(shí)產(chǎn)量最高，為223 g/盆，比CK處理增加了54%。試驗(yàn)表明，菌劑中含有促進(jìn)作物生長(zhǎng)的物質(zhì)，施用菌劑可提高作物產(chǎn)量[10]。

菌劑和雞糞混合施用，可提供作物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)成分，或促進(jìn)植物吸收營(yíng)養(yǎng)，抑制病原菌的致病作用，從而起到增產(chǎn)的效果。菌劑是依靠添加到菌劑中的N，P，K來(lái)達(dá)到增產(chǎn)效果的[11]。菌劑可以增加土壤中氮、磷、鉀養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，且分泌的有機(jī)物可促進(jìn)作物吸收利用有效態(tài)的磷、鉀，所以可以提高油菜的產(chǎn)量[12]。

表3 雞糞與菌劑配施對(duì)塌陷復(fù)墾土壤盆栽油菜產(chǎn)量的影響

2.2 雞糞與菌劑不同配比對(duì)油菜品質(zhì)的影響

從表4可以看出，葉綠素含量最大為處理10，即雞糞12 g/kg，菌劑3 g/kg，含量為1.45 mg/g，比CK增加了51%。單施雞糞處理中，隨著雞糞用量的增加，葉綠素含量增加，雞糞用量從4 g/kg增加到8 g/kg，含量可增加36%，用量從8 g/kg增加到12 g/kg，含量只增加了5%，增加幅度有減小趨勢(shì)。單施菌肥的處理中，葉綠素含量處理13＞處理14＞處理15，隨著菌劑用量的增加，葉綠素含量有所減小。

表4 雞糞菌劑不同配比對(duì)復(fù)墾土盆栽油菜品質(zhì)的影響

雞糞菌劑對(duì)Vc含量的影響也不盡相同。處理15的Vc含量最高，達(dá)到0.159 mg/g。在單施菌肥處理中，隨菌肥用量的增加，Vc含量也增加，增加幅度由大變小。方差分析單施菌肥油菜Vc含量各處理差異顯著。菌肥對(duì)油菜Vc影響較大。

各處理油菜硝酸鹽含量也不相同。單施雞糞的處理（處理 4，8，12）中，硝酸鹽含量處理 4＜處理8＜處理12，雞糞用量的增加會(huì)導(dǎo)致硝酸鹽的積累。單施菌肥的處理中，硝酸鹽含量處理13＞處理14＞處理15，隨著菌肥用量的增加，油菜硝酸鹽含量減少。處理12硝酸鹽含量最大，達(dá)到651 mg/kg，比對(duì)照CK增加了36%。含量最低為處理11，為174.9 mg/kg，比對(duì)照減少了63%。

雞糞和菌劑按一定比例配合使用，可有效降低油菜硝酸鹽含量。單施雞糞比雞糞菌劑配施處理的硝酸鹽含量要高，這與加入菌劑有較大關(guān)系。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，油菜是喜氮作物，尤其在氮供應(yīng)充足時(shí)，容易奢侈吸收，造成植株中硝酸鹽大量積累，從而影響食品安全。而菌劑中的微生物參與氮素循環(huán)是個(gè)漸進(jìn)過(guò)程，養(yǎng)分釋放緩慢，適合油菜對(duì)養(yǎng)分的吸收，同時(shí)可降低土壤中硝酸鹽的濃度，減少油菜對(duì)硝酸鹽的吸收[13]。

還原糖是光合作用的初級(jí)產(chǎn)物，由它形成其他的化合物如淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、脂肪等[14]。從表4可以看出，雞糞和菌劑不同配比條件下油菜還原糖含量不同，處理11（施雞糞12 g/kg，菌劑5 g/kg）含量最高，為0.194%。

2.3 雞糞與菌劑配施對(duì)塌陷區(qū)復(fù)墾土壤盆栽油菜養(yǎng)分含量的影響

雞糞與菌劑的不同配比對(duì)油菜全氮含量影響不同。從表5可以看出，在單施雞糞的處理（處理 4，8，12）中，全氮含量處理 4＜處理 8＜處理12，隨著雞糞用量的增加，油菜全氮含量增加，與CK相比，處理4，8，12分別增加了16%，28%，32%。方差分析3個(gè)處理與空白對(duì)照差異顯著，施雞糞對(duì)油菜全氮養(yǎng)分增加顯著。單施菌劑的處理中，全氮含量處理13＜處理14＜處理15，且各處理與CK相比都有所增加，分別增加了45%，52%，58%。方差分析3個(gè)處理油菜全氮含量與CK之間差異顯著，菌劑對(duì)油菜全氮養(yǎng)分含量增加也是顯著的。全氮含量最高的為處理11（施雞糞12 g/kg，菌劑5 g/kg），比CK增加了67%。雞糞和菌劑的適當(dāng)配比，比其分別單獨(dú)使用對(duì)全氮的增加效果要好。

各處理油菜全磷含量比CK都有所增加。單施雞糞的處理和單施菌劑的處理中，都是隨著用量的增加含量增加。方差分析各處理間油菜全磷含量差異不顯著，各處理與CK之間差異也不顯著。油菜全磷含量最大為處理10，為0.71 g/kg，比CK增加了82%。在增加油菜全磷含量上單施雞糞和單施菌劑效果不如混合施用效果好。處理11油菜全鉀含量最高，為0.434 g/kg，比CK增加了77%。經(jīng)方差分析和新復(fù)極差測(cè)驗(yàn)可知，在5%水平上，處理11與其他處理均存在顯著差異。

表5 雞糞與菌劑配施對(duì)塌陷復(fù)墾土壤盆栽油菜養(yǎng)分含量的影響 g/kg

3 結(jié)論

3.1 雞糞、菌劑配施條件下復(fù)墾土壤油菜產(chǎn)量不同

單施雞糞時(shí)，隨著雞糞施用量的增加，各處理的油菜產(chǎn)量較對(duì)照均有明顯增加。處理8（施雞糞8 g/kg），油菜產(chǎn)量達(dá)最高值，為265 g/盆，較對(duì)照增加了82.9%。

單施菌劑時(shí)，隨著菌劑施用量的增加，油菜產(chǎn)量隨之增加。其中處理15（施菌劑5 g/kg），油菜產(chǎn)量最高，為223 g/盆，較對(duì)照增加了53.6%。

雞糞與菌劑配施時(shí)，油菜產(chǎn)量均高于對(duì)照。處理11，即雞糞12 g/kg或+菌劑5 g/kg，油菜產(chǎn)量達(dá)最高值，為410 g/盆，較對(duì)照增加182.4%。

3.2 雞糞、菌劑配施條件下復(fù)墾土壤油菜品質(zhì)不同

施用雞糞對(duì)油菜品質(zhì)的影響效果不一。單施雞糞4 g/kg處理的油菜硝酸鹽含量最低，較對(duì)照降低了35.8%；雞糞施入為8 g/kg時(shí)，油菜還原糖較對(duì)照增加58.2%；單施雞糞12 g/kg處理的油菜Vc、葉綠素含量最高，分別較對(duì)照增加41.6%，21.2%。

單施菌劑1 g/kg處理，油菜葉綠素含量最高，較對(duì)照增加了32.2%；菌劑3 g/kg處理的油菜還原糖最高，較對(duì)照增加了25.5%；單施菌劑5 g/kg的處理，油菜Vc含量最高，較對(duì)照增加了31.4%，硝酸鹽含量最低，較對(duì)照降低了55.9%。

雞糞與菌劑配施后效果均好于單獨(dú)施用，處理11，即雞糞12 g/kg+菌劑5 g/kg，葉綠素含量最高，較對(duì)照增加了51%；Vc含量較對(duì)照增加了24.4%；油菜還原糖較對(duì)照提高了76.3%；油菜硝酸鹽含量較對(duì)照降低了63.4%。

3.3 雞糞、菌劑配施條件下復(fù)墾土壤油菜養(yǎng)分含量不同

單施菌劑3 g/kg處理，油菜鉀含量最高，較對(duì)照增加48.2%；施菌劑5 g/kg時(shí)，油菜全氮、全磷含量最高，且分別較對(duì)照增加58.3%，25.6%。

單施雞糞處理（雞糞12 g/kg），油菜全氮、全磷、全鉀含量最高，且分別較對(duì)照增加了32.4%，66.7%，65.3%。

雞糞、菌劑配施時(shí)，油菜養(yǎng)分含量較單獨(dú)施用明顯增加。菌劑與雞糞配施對(duì)油菜養(yǎng)分含量最佳處理為雞糞12 g/kg+菌劑5 g/kg，分別較對(duì)照全氮增加66.9%，全鉀增加77.1%，即處理11效果最好。

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