微生物菌肥對(duì)生菜土壤酶活性和微生物數(shù)量的影響

黃偉　張俊花　劉倩男　張珍珍　王衛(wèi)忠　李鳳榮　李剛

摘要：為了研究微生物菌肥對(duì)冀西北壩上地區(qū)生菜田土壤酶活性及微生物數(shù)量的影響，以生菜土壤為研究對(duì)象，設(shè)置10個(gè)處理，在生菜收獲時(shí)取土樣測(cè)定酶活性及微生物數(shù)量。結(jié)果表明，各處理土壤細(xì)菌、放線菌數(shù)量均多于CK，真菌數(shù)量則少于CK，以底施木美土里復(fù)合微生物菌肥1 200 kg/hm2+苗期噴施育苗寶貝菌劑（濃度1∶200）（處理M2Y2）的效果最明顯，其次為底施木美土里復(fù)合微生物菌肥600 kg/hm2+苗期噴施育苗寶貝菌劑（濃度1∶200）（處理M1Y2），二者細(xì)菌和放線菌數(shù)量較CK分別增加了58.81%、63.93%和117.55%、95.91%，二者真菌數(shù)量較CK分別減少了68.98%和65.56%;土壤脲酶、轉(zhuǎn)化酶和過氧化氫酶活性均以處理M2Y2最高，M1Y2次之，底施木美土里復(fù)合微生物菌肥1 800 kg/hm2+苗期噴施育苗寶貝菌劑（濃度1∶200）（M3Y2）位居第三，且三者均顯著高于CK，其他處理酶活性或高于CK，或低于CK，只有菌肥和菌劑配比適宜（濃度1∶200）時(shí)，對(duì)酶活性的促進(jìn)效果最好。

關(guān)鍵詞：微生物菌肥;菌劑;生菜;土壤微生物;土壤酶活性

中圖分類號(hào)：S636.2;S144? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2019）22-0054-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.22.013? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Effects of the microbial fertilizers on enzymic activity and microorganism in lettuce soil

HUANG Wei1，ZHANG Jun-hua1，LIU Qian-nan1，ZHANG Zhen-zhen1，WANG Wei-zhong1，LI Feng-rong2，LI Gang3

（1.College of Agriculture and Forestry Science and Technology，Hebei North University，Zhangjiakou 075000，Hebei，China;

2.Shangyi Agriculture and Animal Husbandry Bureau，Shangyi 675750，Hebei，China;

3.ShangyiDaqinggou Town Green Agriculture Plant Hospital，Shangyi 675750，Hebei，China）

Abstract： The investigation was carried out to explore the effects of the microbial fertilizers on lettuce soil microorganism and enzymic activity using the soil of planting lettuce as test materials， ten treatments were set up. The soil was sampled to analyze microorganism quantities and enzymic activity at harvest. The results showed that amounts of bacteria and actinomycetes in the soil of all treatments were more than CK; The number of fungi in all treatments were less than CK， and the effect of treatment of application of compound microbial bacterial manure in 1 200 kg/hm2+microbial inoculum（concentration 1∶200）（M2Y2） was the most obvious， followed by the treatment of application of compound microbial bacterial manure in 600 kg/hm2+ microbial inoculum（concentration 1∶200）（M1Y2）， which amounts of bacteria and actinomycetes of the treatment M2Y2 and M1Y2 were increased by 58.81%， 63.93% and 117.55%， 95.91% than CK， their number of funigi were decreased 68.98% and 65.56% than CK， respectively. The soil urease and invertase and the catalase activity of the treatment M2Y2 were the highest， M1Y2 was the second， the treatment of application of compound microbial bacterial manure in 1 800 kg/hm2+microbial inoculum（concentration 1∶200）（M3Y2） was the third， and their enzymic activities were significantly higher than CK， but the enzymic activities of other treatments higher than CK or lower than CK. Only when the ratio of bacterial fertilizer and fungicide was suitable（concentration 1∶200）， the promotion effect on the enzyme activity was the best.

Key words： microbial fertilizer; microbial inoculum; lettuce; soil microorganism; soil enzymic activity

生菜為菊科萵苣屬，是冀西北壩上地區(qū)種植面積較大的蔬菜種類之一，種植效益相對(duì)較高，面積已達(dá)3 500 hm2，市場(chǎng)前景十分廣闊。近年來，隨著蔬菜市場(chǎng)的專業(yè)化，種植者為追求最大利益，很少考慮倒茬，生菜菌核病、軟腐病等病害大面積暴發(fā)，加之生菜生產(chǎn)過程中過量施用化肥，病害防治主要依靠農(nóng)藥，導(dǎo)致生菜品質(zhì)和產(chǎn)量下降，水土環(huán)境污染加劇，嚴(yán)重時(shí)失去商品價(jià)值甚至絕收，因此，土壤質(zhì)量惡化和蔬菜品質(zhì)降低等負(fù)面效應(yīng)已不容忽視[1]。

土壤酶活性可以作為衡量土壤生物學(xué)活性及其生產(chǎn)力的指標(biāo)[2]。土壤酶活性與土壤養(yǎng)分、土壤微生物、植物、施肥和耕作等農(nóng)業(yè)管理措施密切相關(guān)[3]。土壤微生物的種類和數(shù)量作為衡量土壤活力的重要指標(biāo)會(huì)直接或間接地影響土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化[4]。也有試驗(yàn)表明，真菌、放線菌和細(xì)菌等是土壤酶的主要來源[5，6]。土壤酶活性和土壤肥力之間存在緊密聯(lián)系，許多學(xué)者將土壤酶活性變化作為判斷土壤肥力高低的標(biāo)準(zhǔn)之一[7-9]。在土壤酶和土壤微生物的共同作用下，推動(dòng)著土壤中物質(zhì)轉(zhuǎn)化與能量流動(dòng)，土壤酶活性的高低反映了土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化能力的強(qiáng)弱[10]，越來越受到諸多學(xué)者的研究和重視[11-13]。

微生物菌肥作為一種新型的肥料，其可以促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育，增加土壤中微生物的數(shù)量和酶活性，提高作物產(chǎn)量，改善品質(zhì)，固氮、解磷、解鉀彌補(bǔ)了土壤自身微生物不足的缺點(diǎn)[14-16]，目前微生物菌肥已在多種作物上進(jìn)行了研究和利用[17-19]，微生物菌肥在蔬菜上應(yīng)用較多，張麗娜等[1]、錢詠梅等[20]、陳藝齊等[21]分別研究了微生物菌肥對(duì)蘿卜、生菜、番茄生長(zhǎng)發(fā)育的影響，結(jié)果表明，微生物菌肥具有促進(jìn)蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育，改善品質(zhì)，提高產(chǎn)量的顯著效果。

關(guān)于微生物菌肥對(duì)連作生菜土壤酶活性和微生物數(shù)量變化的影響鮮見報(bào)道。本試驗(yàn)通過在生菜移栽前底施微生物菌肥，苗期噴施微生物菌劑，以達(dá)到緩解生菜重茬障礙問題的目的，進(jìn)而提高生菜產(chǎn)量和品質(zhì)，也為微生物菌肥的推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1? 材料與方法

1.1? 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在河北省張家口市尚義縣小蒜溝鎮(zhèn)生菜種植基地進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤為沙質(zhì)栗鈣土，連續(xù)種植生菜10年。土層深度0～20 cm，含水量10.24%，容重1.22 g/cm3，孔隙度53.82%，有機(jī)質(zhì)2.5 g/kg，水解氮124.83 mg/kg，速效磷11.53 mg/kg，速效鉀49.33 mg/kg，pH 8.46。

供試生菜品種為射手101，由尚義縣大青溝鎮(zhèn)綠農(nóng)植物醫(yī)院提供。

生菜于2018年6月20日育苗，2018年7月25日定植，2018年9月17日采收，定植密度為株距25 cm，行距35 cm。

試驗(yàn)菌肥為木美土里復(fù)合微生物菌肥及其配套產(chǎn)品育苗寶貝菌劑（每套由黑白兩瓶組成）。表1為木美土里復(fù)合微生物菌肥及其配套產(chǎn)品的主要參數(shù)。

木美土里復(fù)合微生物菌肥、育苗寶貝菌劑分別用M、Y來表示。生菜定植前，結(jié)合整地，各小區(qū)施入相應(yīng)數(shù)量的木美土里復(fù)合微生物菌肥，每個(gè)小區(qū)面積10 m×2 m=20 m2，隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù);微生物菌肥施用量設(shè)置3個(gè)用量，分別為600 kg/hm2（M1）、1 200 kg/hm2（M2）、1 800 kg/hm2（M3），以不施微生物菌肥為對(duì)照;在生菜定植緩苗后開始葉面噴施育苗寶貝菌劑，設(shè)置3個(gè)處理濃度，分別為1∶100（Y1）、1∶200（Y2）和1∶400（Y3）（菌劑量與水量之比），以清水作為對(duì)照，每隔7 d噴施1次，噴施時(shí)間均為16：00，共噴施5次，噴施菌劑采用噴霧器噴施法，每小區(qū)配用10 kg待用濃度的菌劑，均勻噴施至生菜葉片。試驗(yàn)共設(shè)10個(gè)處理，設(shè)計(jì)方案見表2。

1.2? 測(cè)定項(xiàng)目及方法

于生菜收獲時(shí)進(jìn)行土樣采集，每個(gè)處理均用5點(diǎn)取樣法采集0～20 cm土層，去除石頭、木棍等雜物，混合制樣，一部分土樣保存于4 ℃冰箱，用于培養(yǎng)土壤微生物。另一部分土樣自然風(fēng)干后過1 mm篩，用于土壤酶的測(cè)定。采用3，5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定土壤轉(zhuǎn)化酶活性，結(jié)果以24 h后1 g土壤中葡萄糖的質(zhì)量（mg）表示[22];采用高錳酸鉀滴定法測(cè)定土壤過氧化氫酶活性，結(jié)果以0.02 mol/L KMnO4 mL/g土（25 ℃，20 min）表示[10];采用苯酚-次氯酸鈉比色法測(cè)定土壤脲酶活性，結(jié)果以24 h后1 g土壤中NH4+-N的質(zhì)量（mg）表示[22]。土壤中微生物數(shù)量采用稀釋平板法測(cè)定，采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基測(cè)定細(xì)菌，采用馬丁氏培養(yǎng)基測(cè)定真菌，采用改良高氏一號(hào)培養(yǎng)基測(cè)定放線菌，結(jié)果以每克鮮土所含數(shù)量表示[23]。

1.3? 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用DPS處理系統(tǒng)進(jìn)行方差分析，應(yīng)用Duncan進(jìn)行多重比較。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 不同處理對(duì)土壤酶活性變化的影響

2.1.1? 不同處理對(duì)土壤過氧化氫酶活性的影響? ? 從圖1可以看出，各個(gè)處理對(duì)土壤過氧化氫酶活性有一定的影響，以處理M2Y2的活性最高，但處理M2Y2與M1Y2、M3Y2和M1Y3之間差異不顯著，處理M2Y2的活性較CK提高了25.71%，其次是處理M1Y2，其活性較CK提高了19.97%，說明這兩個(gè)處理可分解較多的過氧化氫，減輕過氧化氫在土壤中的積累。

2.1.2? 不同處理對(duì)土壤轉(zhuǎn)化酶活性的影響? 由圖2可知，處理M2Y1和M1Y1的轉(zhuǎn)化酶活性低于CK，處理M3Y1高于CK，但均與CK差異不顯著;其余處理轉(zhuǎn)化酶活性均明顯高于CK，以處理M2Y2的活性最高，比CK提高了83.75%，其次為處理M3Y2和處理M1Y2，二者分別比CK提高了72.79%和69.26%。表明在生菜移栽前底施木美土里微生物菌肥，在苗期噴施育苗寶貝菌劑（濃度1∶200），均有利于土壤轉(zhuǎn)化酶活性的提高。

2.1.3? 不同處理對(duì)土壤脲酶活性的影響? 從圖3可以看出，處理M2Y1、M1Y1脲酶活性均低于CK，但與CK差異不明顯;其余處理均高于CK，其中，處理M2Y2、M1Y2和M3Y2的活性顯著高于CK，且處理M2Y2最高，較CK提高72.43%，其次為處理M1Y2和M3Y2，均較CK提高54.72%?？梢姡谏艘圃郧暗资┠久劳晾镂⑸锞?，在苗期噴施育苗寶貝菌劑（濃度1∶200），有利于土壤脲酶活性的提高，這與過氧化氫酶、土壤轉(zhuǎn)化酶活性的變化一致。

2.2? 不同處理對(duì)土壤微生物量的影響

2.2.1? 不同處理對(duì)土壤細(xì)菌變化的影響? 從圖4各處理細(xì)菌數(shù)量變化來看，與CK相比，各處理細(xì)菌數(shù)量均有不同程度的增加，除處理M1Y1、M2Y1與CK差異不顯著外，其余處理細(xì)菌數(shù)量均顯著高于CK，以處理M1Y2的細(xì)菌數(shù)量最多，較CK提高63.93%，其次是處理M2Y2和處理M3Y2，二者分別較CK提高58.81%和57.58%。細(xì)菌數(shù)量的增加，表明微生物菌肥的施用促進(jìn)了土壤環(huán)境的改善。

2.2.2? 不同處理對(duì)土壤放線菌和真菌變化的影響? 從表4可以看出，除了處理M1Y1真菌數(shù)量高于CK并與CK差異不明顯外，其他處理與CK相比，均有不同程度的減少，其中，處理M2Y2真菌數(shù)量最少，與CK差異顯著，較CK降低了68.98%，處理M1Y2次之，比CK降低了65.56%。

各處理放線菌數(shù)量較CK均有不同程度的增加，且處理M2Y2、M1Y2、M3Y2、M3Y1放線菌數(shù)量與CK差異顯著，其中，以處理M2Y2的放線菌數(shù)量最高，較CK提高117.55%，處理M1Y2次之，較CK提高95.91%（表3）。相比于對(duì)真菌和細(xì)菌的影響，不同處理的微生物菌肥對(duì)放線菌的影響更大。

3? 小結(jié)與討論

土壤酶參與了土壤中幾乎所有的生化反應(yīng)過程，土壤酶活性可以反映土壤生物功能的多樣性，既是土壤中有機(jī)質(zhì)源，又是植物的營(yíng)養(yǎng)庫(kù)[24，25]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，處理M2Y2的過氧化氫酶活性最高，其次是M1Y2，但二者過氧化氫酶活性與CK無明顯差異;處理M2Y2、M1Y2的轉(zhuǎn)化酶活性明顯高于CK，較CK分別提高了83.75%和69.26%;而脲酶活性則以處理M2Y2最高，顯著高于CK，比CK提高了72.43%，其次為處理M1Y2，顯著高于CK，較CK提高了54.72%。可見，在生菜移栽前底施木美土里微生物菌肥，在苗期噴施育苗寶貝菌劑（濃度1∶200），促進(jìn)了土壤酶活性的提高。本試驗(yàn)結(jié)果還表明，低用量的菌肥和低濃度菌劑配比對(duì)酶活性有一定的抑制作用，如處理M1Y1和處理M2Y1，過氧化氫酶、脲酶和轉(zhuǎn)化酶活性均低于CK，高用量的菌肥和高濃度的菌劑配比雖沒有抑制酶活性，但促進(jìn)效果并不明顯，造成了資源上的浪費(fèi)。可見，只有菌肥和菌劑配比適宜時(shí)，對(duì)酶活性的促進(jìn)效果最好，如處理M2Y2和M1Y2，土壤中過氧化氫酶、脲酶和轉(zhuǎn)化酶的活性都明顯提高，這與張麗娟等[11]、華靜靜等[26]的研究結(jié)果是一致的。

土壤中微生物數(shù)量的多少可以反映土壤環(huán)境質(zhì)量的變化，土壤微生物既會(huì)受到環(huán)境條件、施肥種類的影響，也會(huì)受植物本身根系分泌物的影響[27，28]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，連作生菜施用微生物菌肥和菌劑后，土壤中的細(xì)菌和放線菌數(shù)量明顯提高，真菌數(shù)量明顯降低，以處理M2Y2的效果最明顯，其次為處理M1Y2，二者細(xì)菌數(shù)量較對(duì)照分別增加了58.81%和63.93%，使細(xì)菌在土壤微系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)更加突出;真菌數(shù)量較對(duì)照分別減少了68.98%和65.56%。由于目前重茬問題十分嚴(yán)重，土壤中的病原真菌占據(jù)了主導(dǎo)地位，所以真菌數(shù)量的減少反而有利于土壤微環(huán)境的穩(wěn)定，有利于植株的生長(zhǎng)發(fā)育;而放線菌數(shù)量較對(duì)照分別增加了117.55%和95.91%，使土壤的通氣性更好。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，當(dāng)木美土里微生物菌肥的施用量為1 200 kg/hm2，育苗寶貝微生物菌劑的噴施濃度為1∶200（菌劑和清水的比）（M2Y2）時(shí)，有利于改善土壤微生物環(huán)境，育苗寶貝菌劑的濃度太低或太高，促進(jìn)效果都不明顯。這與陳宏宇等[29]、張翼等[30]的研究結(jié)果一致。

綜上所述，微生物菌肥和菌劑的施用改善了生菜重茬土壤的微生物群落結(jié)構(gòu)，促進(jìn)了土壤中細(xì)菌和放線菌的繁殖，抑制了真菌的生長(zhǎng);促進(jìn)了土壤中有益酶活性的提高，使土壤生產(chǎn)力的可持續(xù)性得到增強(qiáng)，最終達(dá)到了改善和保護(hù)土壤微生態(tài)環(huán)境的目的。本試驗(yàn)中表現(xiàn)突出的處理為底施木美土里復(fù)合微生物菌肥1 200 kg/hm2+苗期噴施育苗寶貝菌劑（濃度1∶200）（M2Y2）和底施木美土里復(fù)合微生物菌肥600 kg/hm2+苗期噴施育苗寶貝菌劑（濃度1∶200）（M1Y2）。

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