微生物菌劑對重茬參地土壤性狀的影響

余道兵　萬青　李玉玲　荊晶　張靜　盧麗珍　方雅各　周劍浩

摘 要：為探索微生物菌劑對重茬參地的影響，本實驗通過在重茬參地上施用續(xù)力保微生物菌劑和地養(yǎng)力微生物菌液來研究其土壤性狀的變化。結(jié)果表明，施用微生物菌劑能夠顯著促進土壤中細菌和放線菌的增殖，抑制真菌數(shù)量的上升，并且能夠顯著降低參地土壤的EC值，使參地土壤性狀得到一定程度的改善。

關(guān)鍵詞：微生物菌劑;人參;重茬參地;土壤微生態(tài)

中圖分類號：S-3

文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20191015010

引言

人參（Panax ginseng C. A. Mey.）是多年生宿根植物，具有很高的藥用價值，但忌地性極強，栽過人參以后的土壤俗稱老參地。重茬參地土壤障礙問題嚴重，不適宜人參連作，其主要表現(xiàn)在：土壤板結(jié)，透氣性差，容重變大，顆粒粒徑變小，向酸化轉(zhuǎn)變，且產(chǎn)生次生鹽漬化的問題。土壤中的全氮含量、有機質(zhì)含量、碳氮比、速效磷含量和某些必要的礦質(zhì)元素均出現(xiàn)不同程度的降低[1，2]。重茬參地土壤由于連作年限的延長，有害真菌的種類和數(shù)量逐漸增加，而細菌和放線菌的數(shù)量和種類卻在減少[3]，導致人參種植土壤微生態(tài)的惡化。因此，重茬參地若要重復利用，需要對土壤進行改良，以滿足人參生長的要求。改良重茬參地不僅可以解決傳統(tǒng)栽植模式伐林栽參造成的生態(tài)系統(tǒng)失衡的問題，還可以緩解人參產(chǎn)業(yè)發(fā)展與土地資源短缺的矛盾，促進人參種植產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展[4]。

本研究采用微生物菌劑對重茬參地進行改良，探究其對土壤的微生物、理化性狀的影響，為重茬參地可持續(xù)利用提供一定的數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試微生物菌劑：續(xù)力保微生物菌劑（地衣芽孢桿菌≥10億/g，有機質(zhì)≥70%）和地養(yǎng)力微生物菌液（枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌≥3億/mL），上海環(huán)墾生態(tài)科技股份有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗方法

試驗于2018年4月在延邊朝鮮族自治州琿春市三家子滿族鄉(xiāng)西上臺子屯人參種植基地（E 130°27'，N 42°46'）實施，移栽的參苗為兩年生參苗。試驗設(shè)置7個處理，4次重復，面積10m2，試驗方案見表1所示。續(xù)力保微生物菌劑撒施在參畦土壤表面后進行旋耕翻土，地養(yǎng)力微生物菌液50倍稀釋后灌根。對照CK施肥方式為施0.15m3發(fā)酵農(nóng)家肥，追施0.15kg氨基酸肥以及0.60kg復合肥（10-8-16）2次。

1.3 測定項目及方法

每個試驗組的4個重復分別于2018年8月末進行5點取樣，混合均勻，取樣深度為30cm。測定項目按下述方法進行，相關(guān)數(shù)據(jù)采用SPSS22.0進行分析。

1.3.1 土壤微生物數(shù)量的測定

參照趙英等[4][KG-*9]所述的土壤微生物群落區(qū)系測定方法進行。

1.3.2 總氮、有效磷、速效鉀、有機質(zhì)的測定

采集的參地土樣室內(nèi)晾干后，分別按照LY/T1228-2015[5]、NY/T1121.7-2014[6]、NY/T889-2004[7]和NY/T1121.6-2006[8][KG-*9]進行測定。

1.3.3 土壤pH和EC值的測定

將晾干的土樣稱取10g，然后加入50mL去離子水，于30℃振蕩30min后，分別使用雷磁PHSJ-4F型實驗室pH計和雷磁DDSJ-308F型電導率儀測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 對參地土壤微生物數(shù)量的影響

供試重茬參地土壤微生物群落主要由細菌、真菌和放線菌三大類群構(gòu)成，其數(shù)量分布為細菌>放線菌>真菌，對應(yīng)的數(shù)量級分別為108、106和103（圖1）。其中各試驗組別的細菌和放線菌的數(shù)量相對于對照組顯著增加，而真菌的數(shù)量卻顯著性降低，細菌的數(shù)量占各試驗組微生物總量的90%以上，同其它的研究結(jié)果相符[9-11]，且微生物總數(shù)呈現(xiàn)T3>T1>T2>T4>T5>T6>CK的趨勢變化，表明施用續(xù)力保微生物菌劑、地養(yǎng)力微生物菌液能夠顯著增加土壤中微生物的總量及細菌和放線菌的數(shù)量，有利于改善重茬參地的微生態(tài)環(huán)境。

2.2 對參地土壤pH和EC的影響

微酸性環(huán)境利于人參生長，其適宜生長的pH范圍為5.5～6.5，各處理的pH值均低于該范圍，這表明隨著植參年限的延長，參地趨于酸化[12-13]，而各處理的pH值均低于對照組，表明施用本研究供試微生物肥料短時間內(nèi)參地土壤pH沒有得到明顯的改善。

與對照相比，施用續(xù)力保微生物菌劑和地養(yǎng)力微生物菌液后參地土壤的EC值均處于350μS/cm以下，且T1對應(yīng)的EC值相對于對照的減少幅度最大，減少了74.3%，說明微生物菌肥能顯著降低土壤EC值，能夠有效緩解連作所帶來的次生鹽漬化問題[14]，有利于人參的生長。

2.3 對參地土壤養(yǎng)分的影響

施用續(xù)力保微生物菌劑和地養(yǎng)力微生物菌液后參地土壤的總氮、有效磷、速效鉀和有機質(zhì)均不及對照組（圖3）。對照組的總氮含量為380mg/kg，而施用微生物菌劑的實驗組約占前者的30%;對照組的有效磷為94mg/kg，顯著高于施用微生物菌劑的實驗組;T2和T3的速效鉀含量與對照組基本持平，其它實驗組顯著低于對照組（圖3A）;對于有機質(zhì)含量，對照組顯著高于施用微生物菌劑的實驗組（圖3B）。

2.4 參地土壤微生物數(shù)量與土壤養(yǎng)分的關(guān)系

參地土壤作為一個綜合體，土壤微生物與土壤理化性狀之間存在密切的關(guān)聯(lián)，土壤理化性狀的好壞在一定程度上制約著土壤微生物的種類和數(shù)量，同時微生物的種類和數(shù)量又反過來影響土壤理化性狀的變化[15]。土壤pH、EC、總氮、有效磷、速效鉀和有機質(zhì)與細菌和放線菌呈現(xiàn)負相關(guān);pH、EC、總氮、有效磷與真菌呈顯著正相關(guān)性，最高相關(guān)系數(shù)達到0.984（表2）。

3 結(jié)論與討論

本研究中，施用續(xù)力保微生物菌劑和地養(yǎng)力微生物菌液后參地土壤微生物總量具有非常顯著的上升，且細菌和放線菌類群數(shù)量明顯增高，而真菌卻受到抑制且EC值顯著降低，表明通過施用微生物菌劑可以改善重茬參地的微生態(tài)條件，降低鹽漬化程度，為重茬參地改良提供了一種有效途徑。pH值低于對照，表明單純采用供試微生物菌劑還不能有效調(diào)節(jié)老參地的酸性環(huán)境，后續(xù)研究中或應(yīng)用中可增施酸性土壤調(diào)理劑。

土壤有機質(zhì)、氮、磷、鉀含量均低于對照組，造成此結(jié)果的可能原因如下：對照組大量使用發(fā)酵農(nóng)家肥，可增加土壤有機質(zhì)含量，增施復合肥能夠快速對土壤中的N、P、K養(yǎng)分進行迅速補充。而續(xù)力保微生物菌劑雖有機質(zhì)含量≥70%、總養(yǎng)分（N+P2O5+K2O）含量≥5%，但其使用量較少，是不能短時間內(nèi)快速增加土壤有機質(zhì)、養(yǎng)分含量的。地養(yǎng)力微生物菌液為純生物制劑，本身有機質(zhì)、速效養(yǎng)分含量有限，施用后也不能快速增加有機質(zhì)、N、P、K的含量，但基于前期已有的研究（相關(guān)論文未發(fā)表），卻能顯著提升人參的生長及品質(zhì)，降低人參黑斑病、根腐病等病害的發(fā)生。

土壤作為一種有機的整體，其理化性狀與微生物種類和數(shù)量存在一定的相關(guān)性，土壤微生物群落參與其C、N、P、S等元素的循環(huán)和礦化作用，對參地土壤的團聚體形成和性狀穩(wěn)定性具有決定性的作用[16]，在分析參地微生物與土壤養(yǎng)分之間的關(guān)系時，發(fā)現(xiàn)土壤鹽漬化程度越高，越不利于參地土壤中細菌和放線菌的生長，真菌卻表現(xiàn)出一定的耐受性[17]，而來航線[18]在研究陜西北部以及寧夏不同類型鹽漬化土壤時卻發(fā)現(xiàn)放線菌表現(xiàn)出對土壤鹽分很好耐受性，而細菌和真菌卻表現(xiàn)出敏感，這可能歸咎于二者所處的生態(tài)環(huán)境不同所造成的。

人參種植需要非常肥沃的土壤，目前已禁止伐林種參，導致人參種植成本上升，而借助于微生物菌劑對重茬參地土壤進行改良是實現(xiàn)參地可持續(xù)利用的一種有效途徑。通過本次試驗，表明微生物菌劑能夠促進重茬參地土壤中微生物的生命活動，對土壤性狀的改善起著一定的積極作用。

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作者簡介：

余道兵，研發(fā)主管，碩士研究生。研究方向：微生物菌肥產(chǎn)品相關(guān)研發(fā)。