乳酸菌肥對不同鹽脅迫下土壤微生物的影響

王維華 趙金山 劉華偉 李海梅 鄒曉霞

摘要：為探尋乳酸菌肥對不同鹽脅迫下土壤微生物的影響并為鹽堿地改良利用提供參考，本研究根據(jù)土壤鹽化分級標(biāo)準(zhǔn)，配制非鹽（0.8 g/kg）、低鹽（1.9 g/kg）、中鹽（2.7 g/kg）、高鹽（4.7 g/kg）4個(gè)鹽梯度土壤，各鹽脅迫梯度下分別設(shè)置乳酸菌肥（15 L/hm2）和空白對照兩個(gè)處理，研究土壤中細(xì)菌、放線菌、真菌數(shù)量。結(jié)果表明，乳酸菌肥處理后，低鹽脅迫下土壤細(xì)菌數(shù)量與對照差異不顯著，非鹽條件、中鹽及高鹽脅迫下細(xì)菌數(shù)量均極顯著高于對照，分別提高213.3%、132.6%、144.4%；施用乳酸菌肥后，高、中、低鹽脅迫及非鹽條件下放線菌數(shù)量均顯著高于對照（P<0.05），分別提高119.4%、125.9%、82.7%和126.3%；乳酸菌肥處理的非鹽條件和低鹽脅迫下真菌數(shù)量均顯著高于對照（P<0.05），分別提高103.2%、31.2%，但中鹽、高鹽脅迫下差異不顯著。綜上，乳酸菌肥可以提高鹽脅迫下土壤微生物活性，可為鹽堿地開發(fā)利用與改良提供參考。

關(guān)鍵詞：乳酸菌肥；鹽脅迫；土壤微生物

中圖分類號：S144.1文獻(xiàn)標(biāo)識號：A文章編號：1001-4942（2018）04-0048-04

Abstract To explore the effects of lactic acid bacteria fertilizer on soil microorganisms under different salt stress and provide references for the improvement of saline-alkaline soil， according to the soil salinization classification standard， the treatments with lactic acid bacteria and blank control（CK） were conducted respectively under normal salinity （0.8 g/kg）， low salinity （1.9 g/kg）， moderate salinity （2.7 g/kg） and heavy salinity （4.7 g/kg）. The number of bacteria， actinomyces and fungi in soil were detected in the experiment. The results showed that the number of soil bacteria with lactic acid bacteria fertilizer treatment had no significant difference with that of CK under low salinity， but extremely significantly increased under normal， moderate and heavy salinity， and increased by 213.3%， 132.6% and 144.4% compared with CK. The number of actinomycetes under lactic acid bacteria fertilizer treatment increased significantly under different salinity， which increased by 126.3%， 82.7%， 125.9% and 119.4% respectively under normal， low， moderate and heavy salinity compared with CK. Under normal and low salinity， the number of fungi with lactic acid bacteria fertilizer treatment increased significantly， which increased by 103.2% and 31.2% respectively compared with CK， but the differences were not significant between moderate and heavy salinity stress. In conclusion， lactic acid bacteria fertilizer improved the activities of soil microorganisms under salt stress， and the results provided the bases for the development， utilization and improvement of saline-alkaline soil.

Keywords Lactic acid bacteria fertilizer；Salt stress；Soil microorganism

土壤鹽堿化是當(dāng)前農(nóng)業(yè)土地資源利用中的突出問題[1，2]。鹽堿土理化性狀具體表現(xiàn)為：“瘦”，土壤肥力低，營養(yǎng)元素缺乏[3，4]；“板”，土壤板結(jié)，容重高，透性差[5]；“生”，土壤生物性差，微生物數(shù)量少、活性低[6]。鹽堿土土壤理化性狀不良，嚴(yán)重制約土地生產(chǎn)力、限制作物的生長。

土壤微生物在維持土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤養(yǎng)分有效性中發(fā)揮著積極作用[7]。微生物的組成、活性及代謝途徑的變化將直接影響土壤特性[8]。而微生物群落和功能多樣性有利于土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化和有效化[9]，是提高植物生產(chǎn)力的重要驅(qū)動因素[10]，影響著土壤生態(tài)功能的關(guān)鍵過程[11]。微生物肥（microbial manure）是由一種或數(shù)種有益微生物、培養(yǎng)基質(zhì)和添加物（載體）配制而成的生物性肥料，通稱菌肥，是一種間接性肥料[12，13]。微生物肥料對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起重要作用[14，15]，研究發(fā)現(xiàn)微生物菌劑在改善鹽堿土壤理化性狀和提高土地生產(chǎn)力方面有顯著效果。鹽堿土施入微生物菌劑后，土壤容重降低、孔隙增加、物理特性改良[16]，土壤pH值、含鹽量降低[17]，有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分含量增加[18]，植物的抗鹽性增強(qiáng)[19]，成活率[20]和產(chǎn)量[21]提高。

當(dāng)前土壤施用的菌肥菌種主要以假單胞菌、酵母菌[22]、芽孢桿菌[20]、光合菌[23]、固氮菌、放線菌[24]為主。乳酸菌肥是以乳酸菌菌株為主要原料的微生物菌肥，具有有效活菌微生態(tài)穩(wěn)定、菌體代謝物應(yīng)用效果明顯、適用范圍廣的特點(diǎn)。但有關(guān)乳酸菌肥在治理和改良鹽堿地方面的相關(guān)研究鮮有報(bào)道。因此，筆者通過實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)，研究乳酸菌肥施用對不同鹽脅迫下土壤微生物數(shù)量、微生物活力的影響，以期為鹽堿地土壤改良提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試土壤采自青島農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)試驗(yàn)田，土壤類型為砂姜黑土。0～20 cm土層土壤堿解氮40.8 mg/kg、有效磷15.3 mg/kg、速效鉀49.2 mg/kg。為模擬濱海自然鹽土成分，本研究用氯化鈉、硫酸鈉和碳酸氫鈉3種鹽，等比例（1∶1∶1）混入過篩去雜后的鮮土壤中，按照土壤鹽化分級標(biāo)準(zhǔn)，配制4個(gè)鹽脅迫梯度：非鹽（0.8 g/kg）、低鹽（1.9 g/kg）、中鹽（2.7 g/kg）、高鹽（4.7 g/kg）。

供試菌肥為農(nóng)豐園（微生態(tài)制劑），由乳酸菌復(fù)合菌劑[主要成分為植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）P-8和干酪乳桿菌（Lactobacillus casei）Zhang]及其代謝產(chǎn)物組成，其活菌數(shù)大于1×109 cfu/mL。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

各鹽脅迫梯度下設(shè)乳酸菌肥和空白對照兩個(gè)處理。乳酸菌肥處理：將菌液以1∶500濃度稀釋后每千克土壤加5 mL稀釋液，相當(dāng)于每公頃菌劑施用量為15 L，對照處理則添加等量清水。將各處理下土壤放入（25±1）℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7天后取出，采用多點(diǎn)混合取樣法采集土壤樣品，測定土壤中真菌、細(xì)菌和放線菌數(shù)量。真菌、細(xì)菌和放線菌數(shù)量采用稀釋涂布平板法，其中真菌采用馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基，放線菌采用高氏一號培養(yǎng)基，細(xì)菌采用營養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基。接種后于25℃恒溫培養(yǎng)箱，連續(xù)觀察2～5天并計(jì)數(shù)，每克干土微生物數(shù)量計(jì)算公式如下：

菌數(shù)/克干土 =計(jì)數(shù)皿平均菌落數(shù)×計(jì)數(shù)皿稀釋倍數(shù)×20×水分系數(shù)[25]；

水分系數(shù)=1/[1-水分（%）]；

水分（%）=（濕土重 - 烘干土重）/烘干土重×100。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

利用Microsoft Excel 2013進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 乳酸菌肥對不同鹽脅迫梯度下細(xì)菌的影響

研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌數(shù)量隨著鹽濃度升高先升高后降低（圖1）。

乳酸菌肥可提高鹽脅迫下的細(xì)菌數(shù)量。在低鹽脅迫下，乳酸菌肥處理的細(xì)菌數(shù)量高于對照，但差異不顯著（P>0.05）；在非鹽條件、中鹽、高鹽脅迫下乳酸菌肥處理的細(xì)菌數(shù)量均極顯著高于對照（P<0.01），分別提高213.3%、132.6%、144.4%。

2.2 乳酸菌肥對不同鹽脅迫梯度下放線菌的影響

各對照處理中，中鹽脅迫下放線菌數(shù)量最高，顯著高于低鹽和高鹽脅迫，但與非鹽條件下差異不顯著（圖2），

乳酸菌肥處理提高了土壤中放線菌的數(shù)量（圖2），在高、中、低鹽脅迫及非鹽條件下乳酸菌肥處理的放線菌數(shù)量均顯著高于對照（P<0.05），分別提高119.4%、125.9%、82.7%、126.3%。

2.3 乳酸菌肥對不同鹽脅迫梯度下真菌的影響

對照處理中，各鹽脅迫下的真菌數(shù)量隨著鹽濃度的升高而提高，但中鹽和高鹽脅迫下差異不顯著（圖3）。

乳酸菌肥施用提高了土壤中真菌數(shù)量。在非鹽條件和低鹽脅迫下，乳酸菌肥處理均顯著高于對照（P<0.05），分別提高103.2%、31.2%，但在中、高鹽脅迫下與對照差異不顯著。

3 討論

鹽堿化不僅直接影響土壤微生物活性，還通過改變土壤的部分理化性狀來間接影響土壤微生物的生存環(huán)境。鹽堿地區(qū)有機(jī)物含量低，土壤結(jié)構(gòu)差，微生物缺乏賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)和環(huán)境條件，微生物數(shù)量普遍較少[26-28]。本研究發(fā)現(xiàn)土壤中細(xì)菌數(shù)量隨鹽脅迫濃度的增加而先升高后降低，放線菌數(shù)量在中鹽脅迫下達(dá)到峰值，真菌數(shù)量隨鹽脅迫濃度的增加而增加。這可能是由于土壤中的某些物質(zhì)對真菌和放線菌的生長有一定的刺激作用[29]。張瑜斌等[30]在研究鹽度梯度下放線菌、絲狀真菌的數(shù)量時(shí)得到，個(gè)別含鹽樣品中的微生物數(shù)量甚至高于對照，證實(shí)鹽脅迫有刺激微生物生長的可能性。

本研究發(fā)現(xiàn)乳酸菌肥可以提高鹽脅迫下土壤真菌、細(xì)菌、放線菌的活性?？赡苁怯捎谌樗峋手泻腥樗峋x產(chǎn)物和葡萄糖等營養(yǎng)物質(zhì)，這些營養(yǎng)物質(zhì)可以為土壤微生物提供較好的生存條件。此外，肥料中有益微生物在其生命活動過程中，能產(chǎn)生大量有機(jī)酸，不斷釋放出土壤中的遲效態(tài)氮磷鉀，能有效改善鹽堿地土壤的理化性狀和生物性狀，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量和養(yǎng)分的有效性[31，32]。

鹽堿地的改良與利用一直是國內(nèi)外學(xué)者的重要研究課題。目前一般采用工程措施配合化學(xué)肥料來改良鹽堿地土壤物理及其化學(xué)性狀，在施用化肥過程中，雖然可在短期內(nèi)產(chǎn)生明顯效果，但化肥本身肥期短、失效快、肥力長久性差、易產(chǎn)生二次化學(xué)污染。

土壤微生物數(shù)量是反映土壤微生物活性的重要指標(biāo)，土壤中細(xì)菌、真菌、放線菌具有不同的生態(tài)屬性，其數(shù)量的變化可以反映出土壤的生態(tài)條件，并與土壤中養(yǎng)分關(guān)系密切。土壤中細(xì)菌對土壤中有機(jī)殘?bào)w的分解和土壤中養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化有促進(jìn)作用，其分解過程中釋放的CO2在植物進(jìn)行光合作用中能夠起“庫”源作用。真菌對有機(jī)殘?bào)w的分解比細(xì)菌更有效，對土壤中氮含量的增加有促進(jìn)作用。放線菌對土壤中含氮化合物分解有積極促進(jìn)作用，最終分解能形成土壤腐殖質(zhì)最穩(wěn)定的有機(jī)化合物。

4 結(jié)論

施用乳酸菌肥后，非鹽條件、中鹽及高鹽脅迫下細(xì)菌數(shù)量均極顯著高于對照處理，分別提高213.3%、132.6%和144.4%；高、中、低鹽脅迫及非鹽條件下放線菌數(shù)量均顯著高于對照，分別提高119.4%、125.9%、82.7%和126.3%；非鹽條件和低鹽脅迫下，真菌數(shù)量均顯著高于對照組，分別提高103.2%和31.2%。綜上所述，乳酸菌肥施用可以提高各鹽脅迫梯度下土壤微生物的活性，可以為鹽堿地開發(fā)利用與改良提供依據(jù)。

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