促生菌劑與不同有機肥復配對植煙土壤交換性鈣鎂的影響

白加林，張映杰，張榮輝，蔡 艷，葉沁鑫，茍小梅

（1四川省攀枝花市煙草公司，四川攀枝花617026；2四川農(nóng)業(yè)大學資源學院，成都611130）

0 引言

煙草是中國重要的經(jīng)濟作物之一，在中國國民經(jīng)濟中占有十分重要的地位。鈣和鎂都是烤煙生長發(fā)育所需的中量元素，對煙葉生長發(fā)育、生理代謝、產(chǎn)量和品質(zhì)都有重要影響[1]?？緹煂︹}的吸收量僅次于鉀，鈣在煙株體內(nèi)參與多種代謝[2]。烤煙缺鈣會出現(xiàn)代謝紊亂，合成代謝受阻，分解代謝加強，嫩葉失綠；烤煙鈣含量過大，煙葉徒長，粗糙，變厚，貪青晚熟，地方性雜氣加重[3]。鎂元素是葉綠體的主要組成成分，又是煙株體內(nèi)多種酶的激活因子，對代謝有促進作用。當烤煙缺鎂時，會出現(xiàn)缺綠癥，光合作用受阻，嚴重時烤后煙葉無光澤，彈性變差；當烤煙鎂過量時，烤后煙葉在儲存過程中吸濕能力增強[4-6]。

有機肥經(jīng)微生物分解后產(chǎn)生有機酸，可使土壤中難溶的化合物轉(zhuǎn)化為可溶性養(yǎng)分，提高養(yǎng)分的有效性，發(fā)揮土壤的潛在肥力[7-11]。促生菌可溶解土壤中某些難溶性物質(zhì)（如溶磷菌），以達到促進植物生長、增加作物產(chǎn)量的目的，并有提高作物品質(zhì)的效果[12]。某些促生菌能活化土壤養(yǎng)分、改善土壤理化特性和增加土壤肥力，解磷細菌如一些芽孢桿菌和假單胞菌可分泌甲酸、乙酸和丙酸等，降低土壤pH值，溶解難溶性磷酸鹽，對提高其他礦質(zhì)養(yǎng)分有效性也有明顯作用[13-16]。

由于長期連作，大量使用化肥、農(nóng)藥和頻繁耕作等農(nóng)業(yè)措施，使土壤理化性質(zhì)惡化，嚴重影響了烤煙生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，如何改善植煙土壤環(huán)境成為當前的一個重要的研究課題。綜前所述，目前關(guān)于有機肥對植煙土壤的改良作用及促生菌劑對土壤養(yǎng)分的影響研究較多，但將有機肥與促生菌劑復配以觀察植煙土壤中交換性鈣鎂的變化的研究尚未見報道。本研究旨在通過試驗，將促生菌劑與不同有機肥復配施用，考察土壤中鈣鎂含量的變化情況，以期為保育和修復植煙土壤以及合理施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概述

研究地點位于四川省攀枝花市仁和區(qū)平地鎮(zhèn)平地村，仁和區(qū)內(nèi)以山地為主，屬南亞熱帶立體氣候，四季不分明，晝夜溫差大，氣候干燥，日照長。年平均氣溫20.4℃，年積溫達7450℃，年日照時數(shù)達2745 h，無霜期300天以上。年均降雨量818.9 mm，分干、雨兩季，降水量高度集中在雨季（6—10月）。

1.2 供試材料

供試土壤為紅壤性水稻土，其理化性狀為：pH 5.19，堿解氮123 mg/kg，有效磷18 mg/kg，速效鉀275 mg/kg。

供試煙草為‘云煙85’，由攀枝花煙草公司提供。

供試菌劑為促生菌劑B（肥效型菌劑，為3種互不拮抗的芽孢桿菌經(jīng)液體發(fā)酵制備）。3種芽孢桿菌的編號分別為YC1、YC2和YC3，其中YC1菌株促生效應為產(chǎn)植物生長素吲哚乙酸，YC2菌株促生效應為解鉀作用，YC3菌株促生效應為溶磷作用。將芽孢桿菌YC1、YC2和YC3的新鮮菌種分別按1:100比例接種到發(fā)酵罐中，28℃混合發(fā)酵培養(yǎng)48 h，獲得多功能混合促生菌劑。

供試有機肥：（1）油枯有機肥由云南綠之源肥料有限公司提供；（2）牛糞有機肥由成都進喜肥料銷售有限公司提供；（3）菌渣有機肥由都江堰市大發(fā)實業(yè)有限公司提供；（4）氨基酸有機肥由都江堰市大發(fā)實業(yè)有限公司提供；（5）黃腐酸有機肥由山東全林嘉有肥料有限公司提供；（6）蝦肽有機肥由深圳市深博泰生物科技有限公司提供。

1.3 試驗設計

試驗采取雙因素完全隨機設計，其中菌劑有2個水平，即不添加菌劑、添加菌劑B；有機肥有6個水平，即油枯(Y)、牛糞(N)、菌渣(J)、氨基酸有機肥(A)、蝦肽有機肥(X)、黃腐酸有機肥(H)。共12個處理（見表1）。將菌劑和氨基酸按試驗設計與有機肥混合均勻后做基肥穴施，覆少量土，再施用復合肥，復合肥用量為375 kg/hm2，有機肥施用量為600 kg/hm2。2017年5月5日移栽，其他烤煙施肥生產(chǎn)管理措施按當?shù)厣a(chǎn)規(guī)范進行。

1.4 土樣采集與處理

分別于烤煙移栽后的團棵期、旺長期和成熟期采集土樣。具體方法為：每個小區(qū)采用蛇形法多點采取距植株5、0～20 cm耕層土樣，混合均勻后，去除石礫及動植物殘渣，風干研磨并過1 mm的篩。

1.5 指標測定

交換性鈣、鎂含量的測定均采用EDTA-乙酸銨浸提-ICP測定[17]。

1.6 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均采用Excel 2013整理與繪圖，SPSS軟件進行統(tǒng)計分析。單施有機肥和促生菌劑與該有機肥復配處理間進行t檢驗（一尾檢驗），促生菌劑與有機肥復配的6個處理間進行單因素方差分析（LSD法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 促生菌劑與有機肥復配對植煙土壤交換性鈣的影響

陳江華等[18]研究表明，植煙土壤交換性鈣的含量在800～1200 mg/kg較為適宜。由表2可知，試驗土壤交換性鈣含量十分缺乏。在烤煙整個生育期，土壤交換性鈣的含量總體呈先增加后減少的趨勢。在烤煙旺長期，菌劑與菌渣、氨基酸有機肥復配后土壤交換性鈣含量顯著增加(P＜0.05)，分別比單施菌渣、氨基酸有機肥提高了11.50%、22.70%。在烤煙成熟期，菌劑與牛糞復配土壤交換性鈣含量亦顯著增加(P＜0.05)，比單施牛糞提高了21.29%。菌劑與其他有機肥復配處理土壤交換性鈣含量增加不顯著或減少。

由表2還可知，菌劑與不同有機肥復配處理對烤煙生長前期（團棵期）土壤交換性鈣含量的影響程度小于中期（旺長期）和后期（成熟期）。在烤煙各生育時期時期，促生菌劑與油枯和牛糞復配處理土壤中交換性鈣含量均處于較高值，尤其是旺長期NB處理(94.33mg/kg)比其他處理增加3.58%～23.79%(P＜0.05)。

表1 試驗設計表

表2 促生菌劑與有機肥復配對植煙土壤交換性鈣的影響 mg/kg

2.2 促生菌劑與有機肥復配對植煙土壤交換性鎂的影響

陳江華等[18]研究表明，植煙土壤交換性鎂含量在100～200 mg/kg較為適宜。由表3可知，試驗土壤交換性鎂含量十分缺乏。在烤煙整個生育期，土壤交換性鎂含量總體呈先增加后減少的趨勢。在烤煙旺長期，促生菌劑與氨基酸有機肥復配后土壤交換性鎂含量顯著提升，比單施氨基酸有機肥增加了29.67%(P＜0.05)；在烤煙成熟期，促生菌劑與蝦肽有機肥復配后土壤交換性鎂含量比單施蝦肽有機肥增加了14.96%(P＜0.05)。菌劑與其他有機肥復配處理烤煙各個生育期土壤交換性鎂含量較單施有機肥增加不顯著或減少。

由表3還可知，在烤煙生長前期（團棵期），菌劑與不同有機肥復配土壤中交換性鎂含量差異性較小，到烤煙生長中期（旺長期）差異性變大，至烤煙生長末期（成熟期）差異性減弱，但仍大于烤煙生長初期?？緹焾F棵期和旺長期，菌劑與油枯、牛糞復配處理交換性鎂含量處于最高或次高值，其中旺長期YB處理交換性鎂含量(15.42 mg/kg)比其他復配處理顯著增加9.83%～32.13%。

表3 促生菌劑與有機肥復配對植煙土壤交換性鎂的影響 mg/kg

2.3 促生菌劑與有機肥復配對植煙土壤鈣鎂比的影響

胡建新等[19]研究表明，植煙土壤鈣鎂比為5～10對烤煙生長較為適宜。由表4可知，單施有機肥處理鈣鎂比在5.63～7.18范圍內(nèi)，促生菌劑與有機肥復配后鈣鎂比在5.81～7.39范圍內(nèi)，均適宜烤煙生長。促生菌劑與蝦肽有機肥復配后，土壤鈣鎂比較單施有機肥在烤煙3個生育期分別降低0.53、0.57、0.69(P＜0.05)；烤煙旺長期菌劑與黃腐酸有機肥復配土壤鈣鎂比也較單施有機肥顯著降低了0.42。菌劑與其他有機肥復配處理較單施有機肥在烤煙生育期內(nèi)土壤鈣鎂比無顯著變化。

表4 促生菌劑與有機肥復配對植煙土壤鈣鎂比的影響

由表4還可知，促生菌劑與菌渣復配烤煙各生育期鈣鎂比均為最高或次高值，尤其是旺長期JB處理鈣鎂比為6.99，顯著高于其他復配處理。

3 結(jié)論

與單施有機肥相比，烤煙旺長期菌劑與菌渣、氨基酸有機肥復配交換性鈣顯著增加，烤煙成熟期菌劑與牛糞、蝦肽有機肥復配交換性鈣和交換性鎂分別顯著增加21.29%和14.96%，菌劑與蝦肽有機肥復配烤煙各生育期鈣鎂比顯著下降，菌劑與有機肥復配后烤煙其他生育期土壤中交換性鈣鎂含量及鈣鎂比變化不顯著或降低。促生菌劑與6個不同有機肥的復配處理中，菌劑與牛糞復配處理土壤中交換性鈣、鎂及鈣鎂比在烤煙各生育期均處理最高或次高值。綜上，促生菌劑與牛糞復配是研究區(qū)域較適宜的復配方式。

4 討論

土壤交換性鈣含量是評價土壤供鈣能力的一個重要指標，其含量、有效性既影響煙草的正常生長發(fā)育，又影響煙草對其他元素的吸收[20]。鎂是葉綠素的重要組分，缺鎂時，煙草葉片出現(xiàn)缺綠癥，缺鎂嚴重時，烤后煙葉呈現(xiàn)暗灰無光澤淺棕色，葉片無彈性，鎂過量則會導致煙葉儲存時吸濕性增強[21]。土壤鈣鎂比在5～10范圍內(nèi)為適中，鈣鎂比小于5，可能會造成烤煙生理性缺鈣，鈣鎂比大于10，可能會造成烤煙生理性缺鎂[19]。同時，鈣、鎂可減少磷在土壤中的固定，提高土壤中磷的有效性[22]。

胡建新等[19]認為，攀枝花地區(qū)交換性鈣鎂含量十分缺乏，土壤鈣鎂比適中。本研究結(jié)果表明，試驗區(qū)土壤交換性鈣含量為69.33～100.51 mg/kg，交換性鎂含量為 10.55～15.72 mg/kg，土壤鈣鎂比在 5.63～7.18 范圍內(nèi)，與胡建新等的研究結(jié)果一致。在烤煙整個生育期，促生菌劑與有機肥復配后土壤交換性鈣、鎂含量大多變化不顯著或減少，這與邱學禮等[23]的研究結(jié)果不符。究其原因，可能是促生菌劑產(chǎn)生的酸性物質(zhì)促進了土壤鈣鎂的溶解，烤煙生長季時逢雨季，在一定程度上加快了鈣鎂離子的淋溶作用，故施用促生菌劑后植煙土壤交換性鈣鎂含量減少，這也與王冰等[1]的研究結(jié)果相似。此外，促生菌劑與有機肥復配對提高土壤鈣鎂協(xié)調(diào)性亦無顯著作用。

本研究結(jié)果表明，促生菌劑與牛糞復配處理土壤中交換性鈣、鎂含量在烤煙各生育期均處于最高或次高值，尤其是在烤煙生長速度最快、干物質(zhì)量累積量最大、吸收養(yǎng)分數(shù)量最多的旺長期[24]，其交換性鈣含量顯著高于其他復配處理，鈣鎂比亦達到7.39，最接近適宜鈣鎂比的中值。段淇斌等[25]、張良[26]、艾童非等[27]認為，微生物菌劑可以調(diào)節(jié)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，改善土壤環(huán)境，進而促進作物生長、提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。本研究也發(fā)現(xiàn)（另文報道），促生菌劑與有機肥復配可以實現(xiàn)試驗區(qū)土壤微生物群落組成由“真菌型”向“細菌型”轉(zhuǎn)化，減少烤煙病害發(fā)生率，提高烤煙產(chǎn)質(zhì)量。因此，雖然與單施有機肥相比，促生菌劑與有機肥復配在提高植煙土壤交換性鈣、鎂含量及協(xié)調(diào)性上的優(yōu)勢并不突出，但綜合考慮其他影響，研究區(qū)域采取促生菌劑與牛糞復配是較為適宜的復配方式。