NCT-2土壤修復(fù)菌劑對次生鹽漬化土壤的改良效果*

王雨沁 闞雨晨 蘇受婷 金海洋 陳 露 張 超 唐慶華 閆龍翔**

（1.上海市浦東新區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，上海 浦東新區(qū)200120；2.上海綠樂生物科技有限公司，上海 閔行201108；3.上海市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，上海 閔行201103；4.上海市浦東新區(qū)大團(tuán)鎮(zhèn)集體資產(chǎn)管理事務(wù)中心，上海浦東 新區(qū)200120）

隨著我國設(shè)施栽培面積的逐年增加，土壤次生鹽漬化發(fā)生越來越嚴(yán)重。由于設(shè)施栽培作物種類單一及多年連作，且設(shè)施內(nèi)無雨水沖洗，加上肥料的連年施入，設(shè)施內(nèi)土壤中積累過量肥料造成了土壤次生鹽漬化[1]。土壤鹽分的積累，特別是硝酸鹽的積累，常導(dǎo)致土壤酸化，抑制土壤硝化細(xì)菌的活動，作物易發(fā)生亞硝酸氣體的毒害[2]。土壤酸化不僅危害作物的生長，而且易引發(fā)植株體內(nèi)硝酸鹽的累積，降低蔬菜品質(zhì)，甚至影響食品安全[3]。雖然目前已有多種方法防治土壤次生鹽漬化，但有些方法對周圍環(huán)境造成了二次污染。如淹水排鹽法，雖然可以將大部分鹽淋洗出土壤表層，但對地下水和地表水造成了污染[4]，且高溫條件下硝酸鹽又會隨水分蒸發(fā)聚集在土壤表層，并不能有效解決土壤次生鹽漬化，也不符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求。

綠樂NCT-2 土壤修復(fù)菌劑含有大量巨大芽孢桿菌NCT-2，此菌是以硝酸鉀為唯一氮源、能高效轉(zhuǎn)化硝態(tài)氮的菌株，能在土壤發(fā)生嚴(yán)重次生鹽漬化的情況下以較高的能力同化硝酸鹽，降低土壤硝酸鹽含量，增加土壤有機(jī)質(zhì)的含量，從而提高土壤肥力[5]、改良土壤。我們于2018 年開展了不同濃度綠樂NCT-2 土壤修復(fù)菌劑對茼蒿品質(zhì)、產(chǎn)量的影響以及對次生鹽漬化土壤的改良修復(fù)效果試驗，旨在為有效改良設(shè)施栽培內(nèi)土壤提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為綠樂NCT-2 土壤修復(fù)菌劑（粉劑），由上海綠樂生物科技有限公司提供，其有效活菌數(shù)≥5.0億/g，硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化率≥50%，胞外多糖≥1.0 mg/g，有機(jī)質(zhì)≥15.0%；供試作物為光桿茼蒿。

1.2 試驗方法

試驗設(shè)在上海市閔行區(qū)城市蔬菜產(chǎn)銷專業(yè)合作社生產(chǎn)基地，試驗地已連續(xù)種植蔬菜作物10 年以上，供試土壤pH 值為6.46，含有機(jī)質(zhì)21.2 g/kg、全氮3.45 g/kg、速效磷19.2 mg/kg、速效鉀89.4 mg/kg、可溶性鹽8.76 g/kg。試驗設(shè)5 個處理。處理1：每hm2施有機(jī)肥15 000 kg、復(fù)合肥（15-15-15）600 kg、綠樂NCT-2 土壤修復(fù)菌劑（滅菌）900 kg 作基肥；處理2：每hm2施有機(jī)肥15 000 kg、復(fù)合肥（15-15-15）600 kg、綠樂NCT-2 土壤修復(fù)菌劑900 kg 作基肥；處理3：每hm2施有機(jī)肥15 000 kg、復(fù)合肥（15-15-15）600 kg、綠樂NCT-2 土壤修復(fù)菌劑（滅菌）1 200 kg作基肥；處理4：每hm2施有機(jī)肥15 000 kg、復(fù)合肥（15-15-15）600 kg、綠樂NCT-2土壤修復(fù)菌劑1 200 kg 作基肥；以每hm2施有機(jī)肥15 000 kg、復(fù)合肥（15-15-15）600 kg 作基肥為對照（ck）。處理1 和處理3 的土壤修復(fù)菌劑經(jīng)過滅菌處理，處理2 和處理4 的土壤修復(fù)菌劑沒有進(jìn)行滅菌處理。每個處理3 次重復(fù)，小區(qū)面積40 m2，隨機(jī)區(qū)組排列。2018 年10 月15 日整地施肥，傍晚將各處理的肥料及土壤修復(fù)菌劑一次性施入，10月16日播種光桿茼蒿。

整地施肥前及采收后，分別以S 型取樣法從5 個不同位點采集0～20 cm 的耕層土，測定其硝酸鹽含量及土壤微生物數(shù)量。將采集的新鮮土樣充分混勻過篩（2 mm）后，一部分貯存于4 ℃冰箱中用于測定土壤微生物數(shù)量，另一部分置于室內(nèi)自然風(fēng)干，研磨、過篩后測定土壤理化性質(zhì)及硝酸鹽含量。11月24日光桿茼蒿收獲時分區(qū)計產(chǎn)，一部分樣品用于測定茼蒿生長指標(biāo)，另一部分貯存于-80 ℃冰箱中，用于測定茼蒿硝酸鹽含量等品質(zhì)指標(biāo)。

1.3 測定方法

1.3.1 土壤細(xì)菌、放線菌、真菌的測定

采收后調(diào)查不同處理土壤的微生物數(shù)量。細(xì)菌、放線菌、真菌含量采用稀釋平板涂布法檢測[6]，細(xì)菌測定采用牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基，放線菌測定采用重鉻酸鉀改良高氏瓊脂培養(yǎng)基，真菌測定采用馬丁氏孟加拉紅瓊脂培養(yǎng)基，重復(fù)3次。

1.3.2 土壤硝酸鹽含量、EC值、全鹽含量的測定

土壤硝酸鹽含量的測定采用酚二磺酸比色法[7]，土壤電導(dǎo)率采用蒸餾水（土、水比1∶5）浸提法測定[8]，土壤全鹽含量采用電導(dǎo)法測定[9]。

1.3.3 土壤有機(jī)質(zhì)含量的測定

土壤有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法測定[10]。稱取風(fēng)干土樣約0.2 g，置于10 mL干燥試管中，準(zhǔn)確加入重鉻酸鉀-濃硫酸溶液5 mL，混勻；另取重鉻酸鉀-濃硫酸溶液5 mL 于干燥試管中，做空白樣。將試管置于已加熱至180 ℃的硅油浴中，消煮8 min，取出冷卻；將試管內(nèi)液體移至50 mL 錐形瓶中，潤洗試管2～3 次，將潤洗液也移至試管中，總體積不宜超過30 mL，隨后加2～3滴鄰菲啰啉指示劑，用硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定；變色過程由黃綠色變?yōu)樗{(lán)綠色，再變?yōu)樽丶t色，即達(dá)終點。

1.3.4 茼蒿的生長和生理指標(biāo)測定

茼蒿生物量采用稱重法測定，硝酸鹽含量測定參照楊錨等研究方法[11]，其他指標(biāo)采用常規(guī)方法測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析采用Excel 2013、DPS 統(tǒng)計，利用最小差異顯著法（Least Significant Difference，LSD）進(jìn)行均值比較，采用Excel 2013進(jìn)行數(shù)據(jù)繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對茼蒿株高及產(chǎn)量的影響

不同處理對茼蒿株高及產(chǎn)量的影響見表1、表2。

由表1、表2可知，處理4茼蒿株高、單株鮮重、單株干重和產(chǎn)量顯著高于其他處理，說明高劑量的土壤修復(fù)菌劑利于茼蒿生長；處理2和處理3茼蒿的株高及產(chǎn)量間無顯著性差異，說明土壤修復(fù)菌劑進(jìn)行滅菌處理后較不利于茼蒿生長；通過處理1 與處理2 的對比發(fā)現(xiàn)，在施用同劑量土壤修復(fù)菌劑的條件下，滅菌后（處理1）茼蒿的株高、產(chǎn)量顯著低于未滅菌（處理2）；處理1茼蒿的株高、產(chǎn)量較對照（ck）無顯著性差異，但顯著低于處理3，說明即使在滅菌條件下增加土壤修復(fù)菌劑的施用量也能顯著提高茼蒿的株高及產(chǎn)量，同時說明了土壤修復(fù)菌劑滅菌不徹底，菌劑中仍有巨大芽孢桿菌NCT-2殘留，并在植株生長、生物量積累上發(fā)揮積極作用。

表1 各處理茼蒿的株高及單株重

表2 各處理茼蒿的產(chǎn)量

2.2 不同處理對茼蒿品質(zhì)的影響

不同處理對茼蒿品質(zhì)的影響見表3。

表3 各處理茼蒿的品質(zhì)

由表3可知，茼蒿硝酸鹽含量對照（ck）最高，其次是處理1，處理4最低，并顯著低于其他處理；茼蒿亞硝酸鹽含量也是對照（ck）最高，并顯著高于其他各處理。根據(jù)蔬菜可食部分硝酸鹽含量的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，對照（ck）處理茼蒿的硝酸鹽含量超標(biāo)，屬中度污染，不宜生食，但可熟食[12]。處理2、處理3、處理4 茼蒿的可溶性糖含量差異不顯著，但顯著高于處理2，對照（ck）茼蒿的可溶性糖含量最低；茼蒿VC含量處理4最高，且顯著高于其他處理，其次為處理2，處理1 和處理3 間無顯著差異，對照（ck）最低。可見，增加綠樂NCT-2 土壤修復(fù)菌劑的施用量可顯著提高茼蒿的品質(zhì)，特別在不滅菌的條件下尤為顯著。

2.3 不同處理對土壤硝酸鹽含量的影響

不同處理對土壤硝酸鹽含量的影響見表4。

由表4 可知，對照（ck）、處理1、和處理3 茼蒿采收后的土壤硝酸鹽含量均高于處理前，分別提高了135.84%、29.94%和8.85%，說明不用土壤修復(fù)菌劑的土壤硝酸鹽含量積累多，且滅菌后的土壤修復(fù)菌劑無法降低土壤硝酸鹽的含量；處理2 和處理4 土壤硝酸鹽含量采收后均低于處理前，分別下降了27.46%和45.24%，表明施用綠樂NCT-2 土壤修復(fù)菌劑可不同程度降低土壤硝酸鹽含量，同樣條件下施用量越大效果越明顯。

表4 各處理土壤硝酸鹽的含量

2.4 不同處理對采收后土壤中微生物數(shù)量的影響

不同處理對采收后土壤中微生物數(shù)量的影響見圖1。

圖1 各處理采收后土壤中微生物的數(shù)量

由圖1 可知，對照（ck）土壤中細(xì)菌及放線菌數(shù)量顯著低于其他處理，而真菌數(shù)量顯著高于其他處理；處理4土壤中的細(xì)菌及放線菌數(shù)量顯著高于其他處理，而真菌數(shù)量顯著低于其他處理；處理2土壤中細(xì)菌及放線菌數(shù)量低于處理4，但顯著高于其他處理，說明非滅菌條件下土壤修復(fù)菌劑有利于提高土壤中細(xì)菌及放線菌的數(shù)量，且對真菌數(shù)量的增長有一定抑制作用?？梢?，施用綠樂NCT-2 土壤修復(fù)菌劑可以顯著提高土壤有益菌群的數(shù)量，抑制有害病原菌的繁殖。另外，處理1 和處理3 土壤中細(xì)菌、放線菌數(shù)量顯著高于對照（ck），而真菌數(shù)量低于對照（ck），再次說明滅菌不徹底，殘留的巨大芽孢桿菌NCT-2在土壤微生物含量的變化中發(fā)揮積極作用。

3 結(jié)論與討論

試驗結(jié)果表明，施用綠樂NCT-2 土壤修復(fù)菌劑能顯著降低土壤硝酸鹽的含量，有效緩解土壤次生鹽漬化，促進(jìn)有益微生物在土壤中迅速繁殖，抑制有害微生物的繁殖，提高蔬菜作物對肥料的吸收利用，降低蔬菜作物的硝酸鹽和亞硝酸鹽含量，最終提高蔬菜作物的品質(zhì)和產(chǎn)量。該試驗結(jié)果與前人的研究結(jié)果一致[13～15]。滅菌后的NCT-2土壤修復(fù)菌劑在茼蒿品質(zhì)、產(chǎn)量以及土壤改良等方面的效果顯著下降，證明了綠樂NCT-2 土壤修復(fù)菌劑中富含的巨大芽孢桿菌NCT-2 在土壤修復(fù)過程中發(fā)揮了重要的作用。試驗結(jié)果還表明，土壤修復(fù)菌劑的施用量越大，對土壤的修復(fù)效果越明顯。根據(jù)作物類型、土壤理化性質(zhì)不同土壤修復(fù)菌劑的施用量是否存在上限還需進(jìn)一步試驗驗證。