腐植酸生物菌肥對(duì)保護(hù)地次生鹽漬化土壤改良效果研究

高 亮 譚德星

(山東省濰坊島本微生物研究所 濰坊 261041)

當(dāng)前，土壤鹽漬化和根結(jié)線蟲(Meloidogyne spp.)危害是保護(hù)地蔬菜生產(chǎn)的重要限制因子。土壤次生鹽漬化是由于保護(hù)地土壤環(huán)境封閉、盲目施肥、不合理灌溉等因素導(dǎo)致，從而引起作物生長(zhǎng)發(fā)育受到抑制，產(chǎn)量和品質(zhì)降低的現(xiàn)象。如不注意采取措施防治，鹽漬化程度會(huì)隨設(shè)施種植年限的增加而加劇，不僅影響到農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)，還對(duì)環(huán)境存在潛在污染威脅[1,2]。

利用腐植酸微生物技術(shù)進(jìn)行保護(hù)地次生鹽漬化土壤改良，先后在山東省壽光市、青州市，山西省懷仁縣、太谷縣、清徐縣，陜西省華縣等地進(jìn)行了試驗(yàn)研究，取得了一定效果[3]。通過篩選耐鹽堿的有益微生物，并將其作為功能菌接種到褐煤腐植酸中，發(fā)酵生產(chǎn)出生物菌肥，用于保護(hù)地次生鹽漬化土壤處理，通過分析土壤變化和黃瓜生長(zhǎng)發(fā)育情況，探討該技術(shù)對(duì)保護(hù)地次生鹽漬化土壤改良的作用效果和對(duì)根結(jié)線蟲的影響。

1 材料和方法

1.1 供試材料

黃瓜，品種為荷蘭品種。

供試的巨大芽孢桿菌CGM CC1.2393和粉狀畢赤酵母菌A S2.2514，購(gòu)于中國(guó)科學(xué)院微生物研究所。腐植酸生物菌肥由山東省濰坊市華濱生物科技有限公司生產(chǎn)，該菌肥含有昆蟲蛋白，褐煤腐植酸，富含氨基酸、維生素、礦物質(zhì)等，其有效活菌數(shù)≥0.5億個(gè)/克，其中解淀粉芽孢桿菌數(shù)≥0.3億個(gè)/克，粉狀畢赤酵母菌數(shù)≥0.2億個(gè)/克。生物菌肥系普通商品，其載體為發(fā)酵雞糞，有效活菌數(shù)≥0.2億個(gè)/克。

試驗(yàn)土壤為壤土，理化指標(biāo)見表1。

表1 供試土壤的基本理化性狀Tab.1 The fundamental physical and chemical properties of testing soil

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2010-2012年在山東省壽光市蔬菜高科技示范園進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理。處理1：腐植酸生物菌肥75 k g/666.7 m2；處理2：競(jìng)品生物菌肥75 k g/666.7 m2；處理3：等基質(zhì)發(fā)酵腐植酸生物菌肥(除不接種微生物外，其他同腐植酸生物菌肥)75 k g/666.7 m2；處理4：空白對(duì)照(CK)。試驗(yàn)地的耕地、澆水、除草、播種期、種植密度及化肥施用等各項(xiàng)栽培、管理措施均一致。日光溫室長(zhǎng)80 m，寬9 m，共75畦，每畦栽植2行，每行32株，畦面呈馬鞍狀，地膜覆蓋。小區(qū)面積33.3 m2，隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次，設(shè)保護(hù)行。

1.3 試驗(yàn)方法

使用生物菌肥方法：挖定植穴，每穴施用8～10 g菌肥，撒于穴底，與土拌勻后定植黃瓜秧苗。試驗(yàn)期內(nèi)共使用3次腐植酸生物菌肥，分別于定植時(shí)與定植后第30天、120天進(jìn)行。取土方法：每次施菌肥前取土和根系樣本，黃瓜拉秧后再取1次，共取4次。采取平衡跳躍法采集根際土樣，每個(gè)重復(fù)定位9個(gè)采樣點(diǎn)，每個(gè)樣品點(diǎn)為0～25 cm的采樣深度，每點(diǎn)取土1000 g，混合后，用四分法縮減至500 g備檢。每處理挖取3株黃瓜根際樣本，測(cè)定其根瘤數(shù)量。用淺盤法分離根結(jié)線蟲。

1.4 測(cè)定方法

黃瓜產(chǎn)量和植物學(xué)性狀為小區(qū)實(shí)測(cè)值；黃瓜拉秧后取土，進(jìn)行土壤分析，土壤分析采用常規(guī)土壤農(nóng)化分析方法[4]；EC值采用1∶5水浸提電導(dǎo)法測(cè)定；土壤全鹽量采用重量法測(cè)定；土壤陽離子測(cè)定Ca2+和M g2+(采用EDT A法測(cè)定)，Na+和K+(采用火焰光度計(jì)測(cè)定)；土壤陰離子測(cè)定、Cl-、和NO3-；微生物生物量測(cè)定采用經(jīng)典稀釋平板培養(yǎng)計(jì)數(shù)法；土壤脲酶測(cè)定采用靛酚藍(lán)比色法；簡(jiǎn)易氣量法測(cè)定土壤過氧化氫酶活性；熏蒸法測(cè)定微生物生物碳量[5]。光學(xué)顯微鏡下，參照Good ey的分類系統(tǒng)(1963)、尹文英的《中國(guó)土壤動(dòng)物檢索圖鑒》(1998)、劉維志的《植物線蟲志》(2004)和謝輝的《植物線蟲分類學(xué)》(2005)，將線蟲鑒定到屬，并統(tǒng)計(jì)各屬線蟲的數(shù)量，再根據(jù)所取黃瓜根系的數(shù)量比例計(jì)算根系中根結(jié)比率。

1.5 數(shù)據(jù)處理

用Excel2003和SPSS16.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物菌肥中主要功能微生物的特征特性

2.1.1 解淀粉芽孢桿菌

解淀粉芽孢桿菌的細(xì)胞形態(tài)和理化試驗(yàn)結(jié)果見表2。

2.1.2 粉狀畢赤酵母菌

粉狀畢赤酵母菌的形態(tài)特征：在25 ℃Y M固體培養(yǎng)基培養(yǎng)5天，細(xì)胞卵圓形或柱狀，大小為1.5-5.0×3.0-18.0 μm。菌落為白色，奶酪狀，表面粉狀。能產(chǎn)生4個(gè)圓形子囊孢子的子囊。

DNA序列分析：測(cè)定了粉狀畢赤酵母AS2.2514大亞基r RNA基因(26S r DNA)的D1/D2區(qū)域的堿基序列，正分鏈驗(yàn)證，確定了572個(gè)堿基位點(diǎn)。通過在GenBank/EMBL/DDBJ國(guó)際核酸序列數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)進(jìn)行同源序列搜索，確定了其微生物學(xué)地位。

表2 解淀粉芽孢桿菌細(xì)胞形態(tài)和理化試驗(yàn)結(jié)果Tab.2 The cellular and bio-chemical character of Bacillus amyloliquefaciens

2.2 對(duì)保護(hù)地次生鹽漬化土壤理化性狀的影響

從表3可以看出，腐植酸生物菌肥用于保護(hù)地次生鹽漬化土壤改良，同CK相比，p H值降低0.71、電導(dǎo)率降低0.83 m s/k g、土壤全氮增加0.14 g/k g、有效磷增加15.87 mg/k g、有效鉀增加21.57 mg/k g、土壤有機(jī)質(zhì)增加4.20 g/k g。處理1明顯優(yōu)于未接菌的處理3。其他處理對(duì)次生鹽漬化土壤理化性狀也有不同程度的改善。

表3 不同改良法對(duì)保護(hù)地次生鹽漬化土壤理化性狀的影響Tab.3 The effects of different improving methods on physicochemical properties of secondary salination soil

從表4可以看出，腐植酸生物菌肥用于保護(hù)地次生鹽漬化土壤改良，同CK相比，土壤陽離子、陰離子和總鹽量均明顯減低，土壤次生鹽漬化問題得到一定的改善。

表4 不同改良法對(duì)保護(hù)地次生鹽漬化土壤含鹽量的影響Tab.4 The effects of different improving methods on salinity of secondary salination soil

2.3 對(duì)保護(hù)地鹽漬化土壤微生物生物量的影響

從表5可以看出，腐植酸生物菌肥用于保護(hù)地次生鹽漬化土壤改良，同CK相比，土壤微生物數(shù)量明顯增多，18.99×107c f u/g、放線菌數(shù)增多7.81×107cf u/g、真菌數(shù)增多3.44×105cf u/g，藻類也顯著增多；侵染黃瓜的根結(jié)線蟲以南方根結(jié)線蟲(Meloidogyn incognita Chitwood)為主，占根結(jié)線蟲的85%以上，使用腐植酸生物菌肥后，根結(jié)線蟲發(fā)生極少；有益的小桿線蟲(Rhobditis spp.)明顯增多。土壤微生物數(shù)量增多，改善了土壤微生態(tài)環(huán)境，提高了土壤肥力。處理1試驗(yàn)效果明顯優(yōu)于處理3。

表5 不同改良法對(duì)保護(hù)地次生鹽漬化土壤微生物生物量的影響Tab.5 The effects of different improving methods on microbial biomass of secondary salination soil

2.4 對(duì)保護(hù)地次生鹽漬化土壤生物量碳、呼吸作用和酶活性的影響

腐植酸生物菌肥用于保護(hù)地次生鹽漬化土壤改良，土壤生物量碳比CK提高68.48%；土壤呼吸強(qiáng)度比CK提高47.74%；土壤過氧化氫酶活性提高41.16%；土壤脲酶活性降低29.72%。見表6。

表6 不同改良法對(duì)保護(hù)地次生鹽漬化土壤生物量碳、呼吸作用和酶活性的影響Tab.6 The effects of different improving methods on bimass carbon, respiration and enzymeatic activities of secondary salination soil

2.5 對(duì)黃瓜植物學(xué)性狀的影響

從表7看出，腐植酸生物菌肥用于保護(hù)地次生鹽漬化土壤改良，黃瓜植物學(xué)性狀均有所改善。植株葉色濃綠，生長(zhǎng)發(fā)育正常，未出現(xiàn)鹽堿危害癥狀。根結(jié)比率顯著降低。

2.6 對(duì)黃瓜產(chǎn)量的影響

從表8看出，腐植酸生物菌肥應(yīng)用于保護(hù)地次生鹽漬化土壤改良，同CK比較，每666.7 m2產(chǎn)量達(dá)9918.4 k g，增產(chǎn)率22.61%；同處理3比較，增產(chǎn)率10.33%。

表7 不同改良法對(duì)黃瓜植物學(xué)性狀的影響Tab.7 The effects of different improving methods on botanical characters of cucumber

表8 不同改良法對(duì)黃瓜產(chǎn)量的影響Tab.8 The effects of different improving methods on yield of cucumber

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)通過選擇耐鹽的巨大芽孢桿菌和粉狀畢赤酵母菌優(yōu)勢(shì)菌株，發(fā)酵生產(chǎn)出腐植酸生物菌肥，其有效活菌數(shù)量大，群體效應(yīng)明顯，作用時(shí)間長(zhǎng)。即使不接種有益微生物，僅限于腐植酸有機(jī)肥，也會(huì)有一定作用。腐植酸生物菌肥用于黃瓜生產(chǎn)，黃瓜生長(zhǎng)發(fā)育良好，666.7 m2產(chǎn)量達(dá)9918.4 k g，增產(chǎn)率22.61%，而且土壤理化性狀得到改善，土壤微生物數(shù)量增多。由于生物菌肥產(chǎn)品中添加了昆蟲蛋白，富含氨基酸、維生素、礦物質(zhì)等，在滿足微生物快速生長(zhǎng)繁殖的同時(shí)，誘導(dǎo)了土壤中食細(xì)菌線蟲、食真菌線蟲和雜食捕食線蟲等有益線蟲的快速增值，從而抑制了植物侵染性根結(jié)線蟲的發(fā)生，減少了其危害，其控制機(jī)理仍需要進(jìn)一步研究。

[ 1 ]丁國(guó)強(qiáng)，郁樊敏，張瑞明.上海市蔬菜土壤連作障礙問題及原因?qū)Σ叻治鯷J].中國(guó)蔬菜，2009，(15)：24～27

[ 2 ]曹坳程，郭美霞.土壤根結(jié)線蟲防治技術(shù)[J].中國(guó)蔬菜，2002，(6)：61～62

[ 3 ]馬志軍，遲君道，楊旭升，等.腐植酸生物液體肥的研制與應(yīng)用效果的研究[J].腐植酸，2005，(2)：32～40

[ 4 ]鮑士旦 主編.土壤農(nóng)化分析[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1981

[ 5 ]林啟美，吳玉光，劉煥龍，等.熏蒸法測(cè)定土壤微生物量碳的改進(jìn)[J].生態(tài)學(xué)雜志，1999，(2)：64～67