4種微生物菌劑對土壤理化性質影響

黃秋良 袁宗勝 蔣天雨 朱曉如 陳瑞炎 陳向航 張國防

摘要：為研究不同微生物菌劑及不同組合對土壤理化性質的影響，通過二次正交回旋組合設計試驗研究了接種固氮茵、巨大芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌及不同組合對土壤理化性質的影響。結果表明：經過微生物茵劑處理的土壤有機質、pH值、水解氮、速效磷、速效鉀均達到極顯著差異（P -0. 0001～0.0055）。土壤有機質、pH值、水解氮、速效磷、速效鉀平均值分別是22. 96 g/kg、5.47、18.96 mg/kg、15.68 mg/kg和41.74 mg/kg，分別高出對照組3.39%、10. 76%、25. 56%、63. 50%和13.18%。表明不同微生物菌劑及不同組合對土壤理化性質產生的影響不同。

關鍵詞：微生物茵劑;土壤;理化性質;二次正交回旋組合設計

中圖分類號：Sl53.1

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（ 2019） 24-0001-04

1 引言

微生物菌劑是對植物生長發(fā)育有益的一類生物菌劑。微生物菌肥既能提高肥效，達到增產和提質的目的，又能節(jié)約成本、減少環(huán)境污染、提高土壤中的生物多樣性、減輕病害，是發(fā)展新型農業(yè)的理想肥料。微生物菌劑不但可以固氮和把土壤中的礦物質分解成可被植物吸收的養(yǎng)分，微生物菌劑還可直接或通過產生次級代謝產物間接作用于宿主植物，促進宿主植物的生長發(fā)育、提高宿主植物的抗性、產生新的次生代謝物質[1]。

固氮菌（ Azotobacter chroococum）可將空氣中的氣態(tài)氮轉化成直接被植物利用的氨態(tài)氮[2];膠凍樣芽孢桿菌（ Bacillus mucilaginosus）有解鉀、解磷、固氮等多種作用和提高植物產量和品質L31;巨大芽孢桿菌（Bacillusmagaterium），是一種植物根系促生細菌，可降解土壤中不能被植物利用的磷和鉀的功效[4，5];枯草芽孢桿菌（ Bacillus subtilis）既能抑制植物病原菌，又能促進植物生長[6，7]。本研究通過四因素五水平二次回歸正交旋轉設計，研究固氮菌、巨大芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌在不同水平條件下對土壤的影響，以確定微生物菌劑對土壤改良效果，為植物的不同生長期選擇不同的微生物菌劑組合提供理論依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 材料來源

盆栽試驗供試材料為一年生芳樟195#扦插苗，材料來源于永安種苗中心。單一成分微生物菌肥固氮菌、巨大芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌來源于滄州旺發(fā)生物技術研究所。

2.2 試驗地概況

試驗地位于福建省福州市福建農林大學南門妙峰山苗圃地（設施育苗大棚），試驗苗圃所處區(qū)域位于東經118°08′～120°31′，北緯25°15′～26°29 ′之間，屬亞熱帶海洋氣候。

2.3 試驗設計

芳樟盆栽試驗采用二次回歸正交旋轉試驗設計（表1）。共設23個試驗處理+1個對照空白處理（不施菌劑）（表2），每個處理3次重復，每個重復10個盆栽。盆缽規(guī)格為：38.5 cm×30 cm×30 cm（上緣直徑×下緣直徑×高），每盆統(tǒng)一裝消毒后的黃心土5.5 kg和10g有機質，每盆栽植1株芳樟苗。

2.4 試驗方法

將微生物菌肥固氮菌、巨大芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌按照試驗設計方案與盆栽土壤均勻混合作為栽植芳樟的基質。試驗苗于當年10月栽植，翌年6月份結束。每周澆水和拔草1—2次，保證試驗苗的正常生長條件。

2.5 土壤理化性質測定

于6月25日，對每個試驗組的每個重復組隨機抽取個3盆栽取樣品，3個重復共9個樣品。用電位法測定土壤pH值、用重鉻酸鉀氧化一外加熱法測定土壤有機質、用堿解一擴散法測定水解性N、用鹽酸一硫酸溶液浸提法測定速效P、用乙酸銨浸提一火焰光度法測定速效K[8]（表2）。

2.6 數(shù)據(jù)分析方法

采用Exce12017和DPS7. 05數(shù)據(jù)統(tǒng)計軟件。

3 結果與分析

3.1 土壤化學性質的分析

由表3土壤理化指標方差分析可知，試驗組的土壤有機質、pH值、水解氮、速效磷、速效鉀達到極顯著差異。研究表明：微生物菌肥對芳樟試驗組的土壤理化指標產生顯著和極顯著的影響。

3.2 土壤有機質

從圖1可知，對照組的有機質含量是22. 21 g/kg，試驗組的有機質含量總體集中在22.00～25. 00 g/kg，平均值是22. 96 g/kg，高出對照組3.39%。從表3可知，經微生物菌劑處理的土壤有機質的差異達到顯著水平（P=O.0055），表明微生物菌劑處理的土壤總體上提升了土壤有機質含量，不同的處理組對土壤有機質的影響不同，其中最大值的是處理9、10，高出對照組13.06%。

3.3 土壤pH值

從圖2可知，對照組的土壤pH值是4.86，試驗組的pH值在4.87～5.82，高出對照組0.17%—9.60%。從表3可知，經微生物菌劑處理的土壤pH值的差異達到極顯著水平（P=O.0001），表明微生物菌劑處理的土壤提高了土壤pH值，使得土壤的酸性降低，但不同的處理組對土壤pH值的影響不同，其中最大值的是處理12，高出對照組9.60%。

3.4 土壤水解氮

從圖3可知，對照組的土壤水解氮含量是15.10mg/kg，試驗組的土壤水解氮含量在15. 44—23.91 mg/kg，高出對照組2.23%～58.30%。從表3可知，經微生物菌劑處理的土壤水解氮含量的差異達到極顯著水平（P=O.0015），表明微生物菌劑處理的土壤提高了土壤水解氮含量，但不同的處理組對土壤水解氮含量的影響不同，其中最大值的是處理12，高出對照組58.30%。

3.5 土壤速效磷

從圖4可知，對照組的土壤速效磷含量是0.98mg/kg，除處理15、17，試驗組的土壤速效磷含量在0.88～2.00 mg/kg，高出對照組9.68%～150.30%。從表3可知，經微生物菌劑處理的土壤速效磷含量的差異達到極顯著水平（P=O.0024），表明微生物菌劑處理的土壤提高了土壤速效磷含量，但不同的處理組對土壤速效磷含量的影響不同，其中最大值的是處理23，高出對照組150. 30%。

3.6 土壤速效鉀

從圖5可知，對照組的土壤速效鉀含量是35. 14mg/kg，試驗組的土壤速效鉀含量在35. 22～60. 78 mg/kg，高出對照組0.23%～72. 94%。從表3可知，經微生物菌劑處理的土壤速效鉀含量的差異達到極顯著水平（P=O. 0001），表明微生物菌劑處理的土壤提高了土壤速效鉀含量含量，但不同的處理組對土壤速效鉀含量的影響不同，其中最大值的是處理14，高出對照組72.94%。

4 結語

經微生物菌劑處理的土壤化學性質產生了變化，其差異都達到了極顯著水平，表明不同的處理方案對土壤化學性質的同一個指標會有不同的效果。土壤中的有機質、pH值、水解氮、速效磷、速效鉀的平均值分別高出對照組3. 39%、2.86%、23. 02%、20. 37%、53. 34%、70. 62%、14. 02%、17. 91%;土壤中的有機質、pH值、水解氮、速效磷、速效鉀的最大值分別是處理9、10、處理12、處理12、處理12、處理18、處理21、處理11、處理14，表明微生物菌劑的處理方案對土壤化學性質的不同指標影響不同，同時對植物生長的影響也不同。

固氮菌、巨大芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌分別有固氮、分解或溶解土壤中難溶的含磷和含鉀物質，以及這4種微生物菌劑之間的相互作用對土壤的理化性質產生不同的影響。微生物菌劑大大提升了土壤中可被植物吸收的養(yǎng)分，為植物生長提供更多養(yǎng)分，同時，減少化肥的投放量，避免環(huán)境污染和土壤退化現(xiàn)象。根據(jù)植物的生長時期所需的養(yǎng)分，針對性的選擇不同微生物菌劑組合，能夠更速效提高微生物菌劑的效益。

參考文獻：

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[8]國家林業(yè)局，中華人民共和國林業(yè)行業(yè)標準一森林土壤分析方法[M].北京：國家林業(yè)局，1999：88-90.

收稿日期：2019-10-29

基金項目：福州，定西水土流失綜合治理（生態(tài)林）試驗（編號：KHl80062A）;植物天然產物研究與開發(fā)實驗室（編號：KFA17069A）;樟樹生殖生物學研究（編號：KFAl7304A）

作者簡介：黃秋良（1989-），男，碩士，研究方向為森林培育。

通訊作者：張國防（1966-），男，教授·博士生導師，研究方向為森林培育、森林防火、經濟林栽培。