4種生物菌肥對盆栽油菜產(chǎn)量品質(zhì)及土壤養(yǎng)分含量的影響

王若男，洪堅平

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

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4種生物菌肥對盆栽油菜產(chǎn)量品質(zhì)及土壤養(yǎng)分含量的影響

王若男，洪堅平*

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

[目的]驗證4種生物菌肥的效果。[方法]以復(fù)墾土壤和油菜為試驗材料，采用隨機區(qū)組設(shè)計，利用不同的菌肥配施進行盆栽油菜及土壤的影響研究。[結(jié)果]4種生物菌肥對盆栽油菜產(chǎn)量品質(zhì)及土壤養(yǎng)分含量比對照有不同程度的提高，且差異顯著。不同濃度的山西菌肥2和北京菌根真菌與有機肥的配施效果更為明顯，在施加山西菌肥2后油菜還原糖和土壤速效鉀分別比CK提高92.2%，6.42%，硝酸鹽含量最低。施加北京菌根真菌與有機肥配施后盆栽油菜產(chǎn)量，葉綠素，土壤速效磷分別比CK增加156.6%，65.6%，65.6%。南京菌肥施加后土壤堿解氮含量比CK增加128.7%。[結(jié)論]山西菌肥2，北京菌根真菌與有機肥配施以及南京菌肥對提高盆栽油菜的產(chǎn)量品質(zhì)以及土壤的養(yǎng)分含量效果比較好。

生物菌肥; 盆栽油菜; 產(chǎn)量; 品質(zhì); 土壤

近些年來，化學(xué)肥料的有效利用率還達不到50%，大量的化學(xué)肥料隨著地表雨水的沖刷流失到了江河湖泊中，對水體環(huán)境造成了極其嚴(yán)重的污染[1]，微生物菌肥的使用在國內(nèi)外都已經(jīng)有了比較廣泛的研究[2]。因此從發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)、持續(xù)農(nóng)業(yè)、有機農(nóng)業(yè)的角度來看，生物菌肥的應(yīng)用前景十分廣闊，而且擁有巨大的利用空間和開發(fā)價值。生物肥料能夠增加作物的產(chǎn)量，提高其品質(zhì)，增加土壤的肥力以及增強作物的抗病性[3]。生物肥料中含有的有益微生物菌系，能夠加速土壤中有機質(zhì)的礦化分解，并且釋放出對作物有效的養(yǎng)分[4]。生物菌肥指的是含有活性微生物的肥料,微生物的生命活動能夠使作物獲得特定的肥料效應(yīng),活性微生物在該效應(yīng)中起著十分關(guān)鍵的作用。生物菌肥施入土壤后還能促進作物的生長發(fā)育, 增強作物的抗病能力，增加作物的產(chǎn)量，提高作物的品質(zhì)，改良土壤，具有低投入、高產(chǎn)出、高效益、無污染等特點[5]。

生物菌肥對油菜的品質(zhì)和產(chǎn)量雖然有明顯的提高作用[6]，但是目前我國菌肥還沒有得到普遍使用，特別是在礦區(qū)復(fù)墾方面仍然存在著一定的空白。本試驗針對不同生物菌肥對盆栽油菜產(chǎn)量品質(zhì)及土壤養(yǎng)分含量的影響進行研究，目的在于為進一步探討不同菌肥對復(fù)墾區(qū)土壤上種植作物的影響以及土壤的養(yǎng)分含量提供一定理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

1.供試土壤：盆栽土樣取自長治市襄垣縣的復(fù)墾土壤(基本性狀見表1),取回后風(fēng)干、過篩，然后進行油菜的盆栽試驗。

表1 供試土壤基本性狀

Table 1 Being measured soil basic properties

理化性質(zhì)Physicalandchemicalproperties有機質(zhì)/g·kg-1Organicmatter全氮/g·kg-1TotalN全磷/g·kg-1TotalP堿解氮/mg·kg-1Alkali-hydrolysisN速效磷/mg·kg-1AvailableP速效鉀/mg·kg-1AvailableK含量5.681.101.6418.609.3090.93

2.供試作物：油菜(品種為四月蔓)。

3.供試菌肥：山西菌肥1(每克菌肥含5 000萬有效活菌)，山西菌肥2(每克菌肥含5 000萬有效活菌)，南京菌肥(每克菌肥含5 000萬有效活菌)，北京菌根真菌(每100 g含70～80孢子數(shù))。

4.供試有機肥：含N 2.15%，含P2O51.06%，K2O 1.31%，含有機質(zhì)38.9%。

5.供試基肥：磷礦粉5 g、尿素3.264 g、硫酸鉀1.86 g、混合而成(三種都是6 kg復(fù)墾土壤的量)。其中尿素：含氮量為46%，硫酸鉀(K2SO4)：含氧化鉀54%。

1.2 試驗設(shè)計

1.進行油菜盆栽試驗。盆栽試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計的方法(試驗處理設(shè)計方案見表2), 山西菌肥1，山西菌肥2，南京菌肥，北京菌根真菌。每個菌肥施用量設(shè)置為3個濃度, 除不施肥處理外，北京菌根真菌配施有機肥(保證與其他3種菌肥的營養(yǎng)物質(zhì)相同)，共13個處理，每個處理重復(fù)3次,共計39盆。

2.分別取菌肥2 g，10 g，20 g與基肥混合，取北京菌根真菌0.8 g，1.6 g，2.4 g與基肥混合并且對應(yīng)濃度從低到高加入2 g，10 g，20 g有機肥。

3.盆栽試驗在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院實驗站溫室中進行。使用規(guī)格為15 cm×15 cm的塑料盆,每盆裝風(fēng)干土2 kg、石子0.4 kg,分別按試驗要求稱好,裝盆前將菌肥、基肥、有機肥與土充分混勻,在保證各盆緊實度一致的情況下,將盆內(nèi)土面整平。播種后,在油菜生長期間定期定量澆水,同時依次輪換盆的位置,按常規(guī)方法管理。分別于油菜生長中期和收獲期進行土壤樣品采集, 每盆所采新鮮土樣充分混勻后供土壤有效磷含量的測定。

表2 試驗處理設(shè)計方案/g·盆-1

Table 2 Design of different treatments of the experiment

處理Treatment山西菌肥1ShanxiNo.1fertilizer山西菌肥2ShanxiNo.2fertilizer南京菌肥Nanjingfertilizer北京菌根真菌+有機肥Beijingmycorrhizalfungi+Organicfertilizer120002100003200004020050100060200070020800100900200100000.8+2110001.6+10120002.4+20CK0000

1.3 試驗地點

盆栽試驗在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院溫室大棚進行，化驗分析在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院環(huán)境監(jiān)測實驗室完成。

1.4 測定指標(biāo)與方法

1.4.1 土壤養(yǎng)分的測定方法

土壤速效鉀采用 NH4OAc浸提，火焰光度法；土壤速效磷采用 0.5 mol·L-1NaHCO3浸提，鉬藍比色法；土壤堿解氮采用堿解氮擴散法[7]。

1.4.2 生理指標(biāo)和養(yǎng)分的測定方法

葉綠素采用丙酮乙醇混合法；還原糖采用了3，5-二硝基水楊酸比色法；硝酸鹽采用水楊酸-硫酸比色法[6]。

1.5 分析方法

本試驗所有數(shù)據(jù)用 Microsoft Excel 2003進行計算，并且用統(tǒng)計軟件 DPS 2000 進行方差分析，用 Duncan 法進行檢驗，α=0.05。

2 結(jié)果分析

2.1 不同生物菌肥對盆栽油菜產(chǎn)量的影響

施用4種不同生物菌肥以及不同濃度對盆栽油菜產(chǎn)量的影響不同，結(jié)果見表3。從表3可以看出4種生物菌肥處理的油菜的平均產(chǎn)量均高于CK，差異顯著，尤其處理10的產(chǎn)量最高，比對照CK產(chǎn)量增長了156.6%。說明北京菌根真菌0.8 g·盆-1與有機肥2g·盆-1混合配施產(chǎn)量最大，并且菌根真菌對盆栽油菜產(chǎn)量的影響很大，但是隨著菌根真菌濃度增大，油菜產(chǎn)量會大幅度減少。在單施一種南京菌肥中處理9>處理8>處理7，油菜產(chǎn)量最高達458.6 g·盆-1，說明在施南京菌肥中隨著施肥濃度的增大油菜產(chǎn)量增加。在施相同濃度的不同生物菌肥中處理8>處理2>處理5>處理11，處理9>處理3>處理6>處理12，說明在施相同濃度的生物菌肥情況下施加南京菌肥的產(chǎn)量最大。因為生物菌肥通過固氮、分解磷和分解鉀等作用為農(nóng)作物提供了生長發(fā)育所必需的很多種營養(yǎng), 并且大量的有益微生物的生命活動抑制了有害細(xì)菌的生長和繁殖，所以為農(nóng)作物的生長提供了良好的生長環(huán)境, 從而能夠帶來顯著的增產(chǎn)效應(yīng)[8]。張媛[9]在沼液對油菜產(chǎn)量品質(zhì)的影響研究中得出，沼液作為一種優(yōu)質(zhì)有機肥，與化肥配施對于油菜產(chǎn)量的提高、品質(zhì)的改善效果顯著。

表3 4種生物菌肥對盆栽油菜產(chǎn)量的影響

Table 3 The influence of the four types of biological bacterial manure on the production for potted cole

處理Treatment每盆產(chǎn)量/gPerpotyieldⅠⅡⅢ平均值A(chǔ)veragevalue差異顯著性Significantdifference1266.4252.5260.5259.8fg2319.2303.9332.6318.6d3268.1285.9267.3273.8ef4235.6245.2252.6244.5g5317.5314.2313.6315.1d6232.3253.1259.3248.2g7282.2281.1285.9283.1e8393.4378.8400.5390.9c9457.4451.3467.0458.6b10577.1556.6569.9567.9a11214.3224.7225.9221.7h12208.5215.3243.3222.4hCK233.0215.0226.0221.3h

2.2 4種生物菌肥對盆栽油菜品質(zhì)的影響

從表4可以看出施加4種生物菌肥后油菜葉綠素含量均高于CK，其中含量最高的為處理11，即北京菌根真菌1.6 g·盆-1與10 g·盆-1的有機肥混合配施的葉綠素含量最大，比CK增加了65.6%。在單施一種山西菌肥2中，處理6>處理5>處理4,表明隨著生物菌肥的濃度增加，葉綠素含量有增大的趨勢。在施相同濃度的不同生物菌肥中處理12>處理3=處理6>處理9。這與李林軒[10]研究的不同溶磷真菌對礦區(qū)復(fù)墾土壤油菜植株葉綠素含量的影響結(jié)果類似，研究結(jié)果表明：不同的溶磷真菌能提高作物葉綠素含量，從而提高作物品質(zhì)。原因是葉綠素參與植物的光合作用，將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，儲存在植物體內(nèi)，因此葉綠素含量高能夠促進光合作用，從而提高作物品質(zhì)。

4種不同的生物菌肥對盆栽油菜還原糖含量的影響很大，從表4可以看出還原糖含量基本都高于CK，其中處理6最大為2.48 g·kg-1，比CK高92.2%。表明施加20 g·盆-1的山西菌肥2的還原糖含量最高。在單施一種生物菌肥中處理9>處理8>處理7,表明在施加南京菌肥中隨著濃度的增加還原糖含量有增加的趨勢。處理12>處理11>處理10,表明在施加北京菌根真菌與有機肥的混合配施中，隨著濃度的增加，還原糖含量增加。在施相同濃度的不同生物菌肥中處理2>處理11>處理8>處理5。這與喬志偉，李金嵐等[6]雞糞菌劑對復(fù)墾土壤上油菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響研究相似。因為還原糖是光合作用的重要產(chǎn)物，還原糖還能夠形成其他化合物如纖維素、蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉等[11]，因此了解不同生物菌肥對盆栽油菜還原糖含量高低的影響十分重要。

4種不同的生物菌肥對盆栽油菜硝酸鹽含量的影響也有差別。從表4可以看出施加4種菌肥后，油菜硝酸鹽含量均高于CK，差異顯著，其中處理12硝酸鹽含量最大，即407.3 mg·kg-1，比CK增加70.91%，即北京菌根真菌2.4 g·盆-1與20 g·盆-1的有機肥混合配施的硝酸鹽含量最大。在單施一種生物菌肥中處理3>處理2>處理1，表明在施加山西菌肥1中隨著濃度的增加硝酸鹽含量增加；處理6>處理5>處理4，表明在施加山西菌肥2中隨著濃度的增加硝酸鹽含量增加。在施相同濃度的不同生物菌肥處理中處理7>處理10>處理1>處理4，最大為366.0 mg·kg-1。表明在施相同濃度2g·盆-1的生物菌肥中施加南京菌肥的硝酸鹽含量最高。

表4 4種生物菌肥對盆栽油菜品質(zhì)的影響

Table 4 The influence of the four types of biological bacterial manure on the quality for potted cole

處理Treatment葉綠素/mg·g-1Chlorophyll還原糖/g·kg-1Reducingsugar硝酸鹽/mg·kg-1Nitrate11.14bc1.86bc310.3e20.94d2.28ab315.0e31.07bcd1.90bc325.0de41.02cd1.71cd267.7f51.03cd1.11e280.7f61.07bcd2.48a315.3e70.94d1.44cde366.0b81.05bcd1.71cd327.3de91.01cd1.80bcd330.7cde101.08bcd1.74cd359.7bc111.54a1.88bc351.3bcd121.41a2.38a407.3aCK0.93d1.29de238.3g

2.3 4種生物菌肥對盆栽油菜土壤養(yǎng)分含量的影響

從表5可以看出4種生物菌肥對盆栽油菜土壤速效磷含量有很大的影響，并且基本都高于CK，其中處理12的土壤速效磷含量最大為15.4 mg·kg-1，比CK增加65.6%，差異顯著。說明生物菌肥能將土壤中不易被植物吸收的不溶性的磷轉(zhuǎn)化為易被植物吸收的可溶性磷，供植物吸收利用, 從而提高土壤肥力[8]。表明北京菌根真菌2.4.g·盆-1與有機肥20 g·盆-1混合配施效果最好。在施相同濃度生物菌肥中處理11>處理8>處理2>處理5，處理10>處理1>處理7>處理4，處理12>處理9>處理3>處理6。表明施相同濃度的生物菌肥中北京菌根真菌與有機肥的混合配施土壤速效磷含量最大。這與李林軒[10]不同溶碳真菌在油菜生長末期對礦區(qū)復(fù)墾土壤有效磷含量影響趨勢一致，研究結(jié)果表明：溶磷真菌處理對于提高礦區(qū)復(fù)墾土壤的有效磷含量有顯著的效果。

表5 4種生物菌肥對盆栽油菜土壤養(yǎng)分含量的影響/mg·kg-1

Table 5 The influence of the four types of biological bacterial manure on the soil nutrient for potted cole

處理Treatment土壤速效磷SoilavailableP土壤速效鉀SoilavailableK土壤堿解氮Alkali-hydrolysisN113.40abc95.08ab17.16c211.27bcde92.73bc33.83ab312.33abcd91.90bc33.83ab412.53abcd94.69abc25.67bc58.87e96.77a30.60abc610.27cde93.59abc26.33bc712.80abc91.83bc42.53a811.60bcde93.39abc25.70bc914.27ab92.40bc40.47a1014.13ab94.40abc37.13ab1113.93ab93.97abc35.40ab1215.40a91.73bc25.83bcCK9.30de90.93c18.60c

4種生物菌肥對盆栽油菜土壤速效鉀含量的影響可以從表5中看出各處理的土壤速效鉀含量均高于CK，因為生物菌肥能將土壤中不易被植物吸收的不溶性的鉀轉(zhuǎn)化為易被植物吸收的可溶性鉀[8]。其中處理5的土壤速效鉀的含量最大為96.77 mg·kg-1，比CK增加6.42%，表明施加山西菌肥2，而且施加10 g·盆-1菌肥效果最好。在單施一種生物菌肥中處理1>處理2>處理3，表明施加山西菌肥1隨著施加濃度增大，土壤中速效鉀含量降低。在施相同濃度生物菌肥中處理1>處理4>處理10>處理7，表明施加相同濃度菌肥1 g·盆-1中施加山西菌肥2土壤速效鉀含量最大為95.08 mg·kg-1，比CK增加4.56%。

從表5可以看出4種生物菌肥對盆栽油菜土壤堿解氮含量的影響有所不同，基本上都比CK有所增加。因為生物菌肥能將空氣中的游離氨固定下來, 轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮供給作物氮素營養(yǎng)[8]。其中處理9土壤堿解氮含量最大為42.53 mg·kg-1，比CK增加128.7%，表明施加南京菌肥2 g·盆-1的土壤堿解氮的含量最大。在施相同濃度菌肥中，處理11>處理2>處理5>處理8，最大的土壤堿解氮含量為35.40 mg·kg-1，比CK增加90.32%，表明在施相同濃度菌肥10 g·盆-1中，北京菌根真菌與10 g·盆-1有機肥混合配施的效果最佳。這與楊芳芳[12]菌肥不同配比對油茶生長及土壤養(yǎng)分含量研究結(jié)果相似，結(jié)果表明菌肥可以提高土壤中堿解氮的含量。

3 討論

生物菌肥不僅可以通過改善土壤供肥的能力，增強根系活力，而且能夠刺激作物的生長，增加葉綠素含量和葉片面積，減少呼吸作用，最終使作物增加產(chǎn)量，這與楊彥，裴宇，洪堅平[13]的菌肥沼渣配施對采煤塌陷復(fù)墾土壤養(yǎng)分與油菜品質(zhì)的影響研究結(jié)果一致，研究表明：菌肥沼渣配施對油菜的品質(zhì)和產(chǎn)量的提高都有明顯的作用。因為生物菌肥中還含有許多促進作物生長所必須的營養(yǎng)物質(zhì)，所以施用菌肥能夠提高作物產(chǎn)量[14]。

4種生物菌肥對盆栽油菜土壤養(yǎng)分的影響可以看出生物菌肥對土壤養(yǎng)分含量都有不同程度的提高，有研究表明：利用單一菌株的細(xì)菌或真菌在一定的范圍內(nèi)能夠改善土壤的根際環(huán)境，促進氮和磷在土壤中的植物有效性,提高磷肥的利用率[15～17]。

由于時間和環(huán)境等因素的限制，本試驗在設(shè)計和完成的過程中還存在著諸多的不足之處。在油菜苗的品種選育上，沒有足夠的時間來進行多品種間的對比試驗分析研究，只對一種油菜的品種進行了施肥對比試驗，而且觀察時間太短，設(shè)定的菌肥施用量水平梯度也比較少。沒有比較全面的對比出低水平梯度與高水平梯度哪個更適于促進油菜的生長和提高油菜的品質(zhì)。針對試驗中存在的不完善之處，做出以下展望：由于是盆栽試驗，油菜苗在生長過程中的影響因子比較少，與油菜大田栽培條件差異還是很大，本試驗的研究結(jié)論有待在大田中進一步進行試驗驗證，從而為油菜的大田栽培試驗提供一定的依據(jù)。

4 結(jié)論

4種生物菌肥對盆栽油菜的產(chǎn)量均有很大影響，并且產(chǎn)量都高于CK，北京菌根真菌0.8 g·盆-1與有機肥2 g·盆-1混合配施產(chǎn)量最大，比對照CK產(chǎn)量增長了156.6%。

4種生物菌肥對盆栽油菜品質(zhì)的影響可以看出，施加4種生物菌肥的葉綠素含量均高于對照，北京菌根真菌1.6 g·盆-1與有機肥10 g·盆-1配施油菜的葉綠素含量最大，比CK增加了65.6%。

本試驗中表明北京菌根真菌2.4 g·盆-1與有機肥20g·盆-1混合配施對土壤速效磷效果最好，比CK增加65.6%。施加4種生物菌肥盆栽油菜土壤速效鉀含量均高于對照，施加山西菌肥2，施肥量10 g·盆-1效果最好，比CK增加6.42%。施加南京菌肥2 g·盆-1的土壤堿解氮的含量最大，比CK增加128.7%。

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(編輯：武英耀)

The influence of the four types of biological bacterial manure on the production quality and soil nutrient of the potted cole

Wang Ruonan, Hong Jianping*

(CollegeofResourcesandEnvironment,ShanxiAgriculturalUniversity,Taigu030801,China)

[Objective] This paper was to verify the effect of four kinds of biological bacterial manure .[Methods]We took the reclaimed soil and cole as subjects, adopt the method of randomized block and use the different types of biological bacterial manure to explore their influences on the the potted cole and soil.[Rresults]All the four types of biological bacterial manure have bigger influences on the potted cole and soil than the control group. The different was big and these biological bacterial manure improved the production quality and soil. Shanxi No.2 fertilizer in different concentration had an obvious different combination influence with the Beijing mycorrhizal fungi and organic fertilizer. After the Shanxi No.2 fertilizer was added, the reducing sugar and soil available potassium increased 92.2% and 6.42% respectively than the control group and the nitrate was the least. After the Beijing mycorrhizal fungi and organic fertilizer was added, the output, chlorophyl and soil available phosphorus increased by 156.6%，65.6% and 65.6% respectively. After adding the Nanjing bacterial manure, the alkali-hydrolyzable nitrogen in the soil increased 128.7% than the control group.[Conclusion] Shanxi No.2 fertilizer, Beijing mycorrhizal fungi and organic fertilizer and Nanjing bacterial manure had better effect on the production quality and soil nutrient of the potted cole.

Biological Bacterial Manure， Potted Cole， Production， Quality， Soil

2016-05-19

2016-06-05

王若男(1991-),女(漢族)，山西運城人，碩士研究生，研究方向：土壤退化與生態(tài)重建

*通訊作者：洪堅平，教授，博士生導(dǎo)師。Tel:13834834393；E-mail: hongjpsx@163.com

國家自然基金項目(31272257)

S144.1

A

1671-8151(2016)11-0774-05