增施微生物菌劑對(duì)設(shè)施土壤理化性質(zhì)及微生物的影響

宋曉 陳莉 李建芬 李夕軍

摘要 為探究微生物菌劑對(duì)設(shè)施土壤理化性質(zhì)及微生物的影響，以微生物菌劑為研究對(duì)象，探討在設(shè)施溫室番茄種植中施用微生物菌劑對(duì)土壤理化性質(zhì)、微生物種類、數(shù)量的影響。結(jié)果表明，增施微生物菌劑可以明顯提升設(shè)施土壤速效磷、速效鉀含量、微生物總量，改善微生物種類的結(jié)構(gòu)，復(fù)合肥750 kg/hm2+商品有機(jī)肥9 000 kg/hm2+微生物菌劑135 L/hm2處理對(duì)速效磷、速效鉀的提升最為顯著，分別較對(duì)照提升59.32%、48.50%;微生物總量較對(duì)照提升70.90%。

關(guān)鍵詞 微生物菌劑;土壤理化性質(zhì);微生物量

中圖分類號(hào) S 153? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2021）21-0169-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.21.042

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Effects of Microbial Agents on Physical and Chemical Properties and Microbial Biomass of Greenhouse Soil

SONG Xiao，CHEN Li，LI Jian-fen? et al

（Shijiazhuang Academy of Agricultural and Forestry Sciences，Shijiazhuang，Hebei 050041）

Abstract In order to explore the effect of microbial agents on facility soil，using microbial agents as research object，the effects of microbial agents on soil physical and chemical properties， microbial species and quantity in greenhouse tomato planting were studied.The results showed that the content of soil available phosphorus， available potassium and the total amount of microorganisms were significantly increased by adding microbial agents，improved the structure of microbial species，the treatment of 750 kg/hm2 compound fertilizer + 9 000 kg/hm2 commercial organic fertilizer + 135 L/hm2? microbial agent had the most significant effect on the increase of available phosphorus and available potassium，compared with the control， it increased by 59.32%，48.50%respectively，the total amount of microorganism increased by 70.90% compared with the control.

Key words Microbial inoculum;Physical and chemical properties of soil;Microbial biomass

基金項(xiàng)目 河北省石家莊市科學(xué)技術(shù)研究與發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（201490082A）。

作者簡(jiǎn)介 宋曉（1972—），女，河北辛集人，高級(jí)農(nóng)藝師，從事設(shè)施蔬菜土壤改良與循環(huán)農(nóng)業(yè)研究。*通信作者，高級(jí)農(nóng)藝師，從事設(shè)施蔬菜生產(chǎn)與循環(huán)農(nóng)業(yè)研究。

收稿日期 2021-03-15;修回日期 2021-04-19

近年來(lái)，設(shè)施蔬菜生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中，高溫高濕以及肥料的不合理施用，使設(shè)施土壤連作障礙越來(lái)越明顯，土壤板結(jié)、土壤養(yǎng)分失衡、土壤微生態(tài)環(huán)境遭到破壞等現(xiàn)象日益突出，肥料利用率不斷降低，關(guān)注設(shè)施土壤，使土壤發(fā)揮應(yīng)有的潛力成為當(dāng)前十分關(guān)注的重要議題。微生物菌劑是指目標(biāo)微生物（有效菌）經(jīng)過(guò)工業(yè)化生產(chǎn)擴(kuò)繁后，利用多孔的物質(zhì)作為吸附劑，吸附菌體的發(fā)酵液加工制成的活菌制劑。微生物菌劑通過(guò)有益微生物的生命活動(dòng)，可促進(jìn)土壤中養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，提高土壤養(yǎng)分的有效性，改善作物營(yíng)養(yǎng)條件，明顯提高土壤肥力，改善土壤結(jié)構(gòu);微生物菌劑還可以提升土壤中微生物的數(shù)量和整體活性，維持植物根際微生物區(qū)系平衡和降解有毒害物質(zhì)等作用，具有消除土壤板結(jié)、改良土壤的作用[1-3]。李碩等[4]研究表明，在茄子各生育期施用微生物菌劑可提高茄子產(chǎn)量，提高土壤固定磷鉀養(yǎng)分，張敏碩等[5]研究表明，在馬鈴薯生育期施用微生物菌劑可提高馬鈴薯產(chǎn)量及品質(zhì)，生育期可提高土壤速效磷鉀養(yǎng)分，張佼等[6]研究表明，增施有機(jī)肥及微生物菌劑可提高設(shè)施番茄產(chǎn)量、提高番茄品質(zhì)。但微生物菌劑在番茄生產(chǎn)中應(yīng)用對(duì)土壤養(yǎng)分及微生物量的影響鮮見(jiàn)報(bào)道。

筆者通過(guò)在植物生長(zhǎng)過(guò)程的不同生育時(shí)期施用不同劑量的微生物菌劑，與生產(chǎn)中常規(guī)的施用方法比較，研究不同時(shí)期施用不同劑量的微生物菌劑對(duì)設(shè)施土壤理化性質(zhì)、微生物結(jié)構(gòu)及數(shù)量的影響，明確微生物菌劑對(duì)土壤理化性質(zhì)及植株微生態(tài)環(huán)境的影響，以改善、優(yōu)化設(shè)施植株的生長(zhǎng)環(huán)境，進(jìn)一步明確微生物菌劑在設(shè)施溫室番茄生產(chǎn)中的應(yīng)用效果，以期為微生物菌劑的有效利用及對(duì)土壤養(yǎng)分的提升、土壤微生態(tài)環(huán)境的改善提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于石家莊市趙縣試驗(yàn)基地，屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季寒暖干濕分明，年平均氣溫12.3 ℃，年日照時(shí)間2 800 h，春季氣候溫和，日照充足，秋冬寒冷干燥，年均無(wú)霜期190 d，試驗(yàn)區(qū)為輕壤質(zhì)潮褐土，土壤基本理化性狀：0～20 cm深耕層土壤有機(jī)質(zhì)12.86 g/kg，堿解氮72.65 mg/kg，有效磷50.82 mg/kg，速效鉀230 mg/kg，土壤pH 7.6。

1.2 試驗(yàn)材料

有機(jī)肥為潤(rùn)雨生物科技有限公司生產(chǎn)的以牛糞為原料的腐熟有機(jī)肥，N+P2O5+K2O≥5%，有機(jī)質(zhì)≥45%;微生物菌劑是潤(rùn)雨生物科技有限公司生產(chǎn)，中華人民共和國(guó)肥料登記證號(hào)：微生物肥（2017）準(zhǔn)字（2252）號(hào)，有效活菌≥2×108 CFU/mL，有機(jī)質(zhì)≥40%，腐殖酸≥30%（以干基計(jì)），主要成分是解淀粉芽孢桿菌、鼠李糖乳桿菌等有益生物菌，水溶性緩釋肥為河北盟邦水溶肥股份有限公司提供，結(jié)果初期采用20∶20∶20水溶肥，后期采用16∶6∶30水溶肥。供試番茄品種是“蘇菲”，苗期45 d，生長(zhǎng)健壯。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)小區(qū)面積30.24 m 采用大小行定植，大行距80 cm，小行距60 cm，株距為40 cm，周圍設(shè)保護(hù)行，3次重復(fù)，隨機(jī)排列，復(fù)合肥、有機(jī)肥在整地時(shí)作為基肥一次施入，地面覆蓋黑色地膜，其余各處理田間管理措施一致。2019年3月15日定植，單桿整枝，每株留5穗果，每穗留果3～4個(gè)。灌溉采用滴灌，在番茄第1穗果實(shí)坐果后利用水肥一體化裝置開(kāi)始追施水溶肥，追施頻率為每7 d追肥1次，追施6次，其余按常規(guī)田間管理方法。

試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理：對(duì)照CK為復(fù)合肥750 kg/hm2+商品有機(jī)肥9 000 kg/hm2;處理①為復(fù)合肥750 kg/hm2+商品有機(jī)肥90 00 kg/hm2+微生物菌劑15 L/hm 菌劑于定植時(shí)1∶20蘸根10 min;處理②為復(fù)合肥750 kg/hm2+商品有機(jī)肥9 000 kg/hm2+微生物菌劑90 L/hm 菌劑于定植時(shí)取15 L/hm2用1∶20蘸根10 min，定植后75 L/hm2灌溉沖施;處理③為復(fù)合肥750 kg/hm2+商品有機(jī)肥9 000 kg/hm2+微生物菌劑135 L/hm 菌劑于定植時(shí)取15 L/hm2用1∶20蘸根10 min，定植后75 L/hm2灌溉沖施，膨果期45 L/hm2制成1∶40倍液灌根;試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.4.1 土壤理化性質(zhì)。分別在番茄種植前期、生產(chǎn)結(jié)束后，采用“S”型5點(diǎn)取樣法，確定采樣點(diǎn)，取0～20 cm 土層，鉆取土壤，剔除雜物，自然風(fēng)干，分別測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀等理化指標(biāo)。有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)定采用重鉻酸鉀容重法;堿解氮的測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法;速效磷的測(cè)定采用NaHCO3浸提鉬銻抗比色法;速效鉀的測(cè)定采用NH4OAc浸提火焰光度法。

1.4.2 土壤微生物菌群。土壤微生物菌群的測(cè)定采用平板培養(yǎng)法;在施用微生物菌劑后15 d取0～20 cm土層土樣，采用稀釋培養(yǎng)測(cè)數(shù)法測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)處理 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，用SPSS 18.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同微生物菌劑處理對(duì)設(shè)施土壤養(yǎng)分的影響 由表1可知，增施微生物菌劑，對(duì)有機(jī)質(zhì)有很好的提升作用，T1、T2、T3處理均高于CK處理，T1與CK間無(wú)顯著差異。堿解氮：施用微生物菌劑各處理堿解氮含量均顯著高于CK。速效磷：施用微生物菌劑用量不同、時(shí)期不同，對(duì)土壤中速效磷含量的影響不同。番茄收獲后土壤檢測(cè)顯示，各處理速效磷含量均高于對(duì)照，表現(xiàn)為T3>T2>T1>CK，T3處理最高，達(dá)83.37 mg/kg，在河北省溫室菜地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中土壤累積速效磷屬于豐富級(jí)別（豐富級(jí)別>70 mg/kg），其中，T1、T2、T3分別較CK高24.42%、46.30%、59.32%，各處理呈顯著增長(zhǎng)趨勢(shì)，說(shuō)明施用的微生物菌劑含有活化土壤中難溶性磷化合物的微生物，增施微生物菌劑后使土壤中的難溶性磷緩慢溶解和釋放，轉(zhuǎn)化為植物可吸收的形態(tài)，有效增加了土壤中速效磷的含量，以供給番茄生長(zhǎng)[7]。

速效鉀：土壤中速效鉀可以被植物直接吸收和利用，施用微生物菌劑用量不同、時(shí)期不同，對(duì)土壤中速效鉀的含量影響不同。番茄收獲后土壤檢測(cè)顯示，各處理速效鉀含量均顯著高于對(duì)照，T3>T2>T1>CK，T3處理最高，達(dá)356.62 mg/kg，在河北省溫室菜地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中土壤累積速效鉀屬于豐富級(jí)別（豐富級(jí)別>350 mg/kg），其中，T1、T2、T3分別高于CK高16.77%、34.57%、48.50%，各處理呈顯著增長(zhǎng)趨勢(shì)，說(shuō)明微生物菌劑含有活化土壤中難溶性鉀化合物的微生物，增施微生物菌劑可使土壤中的難溶性鉀緩慢溶解和釋放，有效增加土壤中速效鉀的含量，供給植物生長(zhǎng)。另由于種植之前為種植甘薯用地，鉀肥投入量較多，故土壤中速效鉀含量較高也是一個(gè)因素[8]。

2.2 不同微生物菌劑處理對(duì)設(shè)施土壤微生物量的影響 土壤細(xì)菌、真菌、放線菌是土壤生態(tài)系統(tǒng)中微生物區(qū)系的主要組成，土壤微生物區(qū)系組成和數(shù)量的變化，對(duì)設(shè)施土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化和吸收以及土壤微生態(tài)平衡有重要的影響，是反映土壤環(huán)境質(zhì)量變化的重要生物學(xué)指標(biāo)之一[9]。由表2可知，施用微生物菌劑后，土壤微生物菌群總數(shù)各處理均高于CK，微生物總數(shù)為T3>T2>T1>CK，T3處理數(shù)量最高，達(dá)15.86×106CFU/g，T1、T2、T3分別較CK高8.73%、33.08%、70.90%。

細(xì)菌：細(xì)菌數(shù)量隨著微生物菌劑施用數(shù)量的增加而增大，T1、T2、T3分別比對(duì)照增加8.53%、37.98%、82.08%，T2、T3呈顯著增長(zhǎng)趨勢(shì)，T3數(shù)量最高，達(dá)12.80×106CFU/g，這說(shuō)明適時(shí)、適量增施微生物菌劑對(duì)番茄植株根系細(xì)菌數(shù)量增加有顯著的提升作用。

真菌：真菌數(shù)量隨著微生物菌劑施用數(shù)量的增加呈下降趨勢(shì)，T1、T2、T3分別比對(duì)照降低6.99%、33.57%、34.96%，T3處理降幅最大，說(shuō)明微生物菌劑對(duì)土壤真菌有一定的抑制作用，一般認(rèn)為土壤真菌數(shù)量較高不利于植株的生長(zhǎng)發(fā)育，因此施用微生物菌劑能使真菌數(shù)量呈下降趨勢(shì)，可降低植株的不利生長(zhǎng)因素，改善植株土壤微生物群落，使微生物菌群更加趨于合理[10-11]。

放線菌：放線菌隨著微生物菌劑施用數(shù)量的增加有一定程度的增加，但增加幅度低于細(xì)菌的增幅。T1、T2、T3分別比對(duì)照增加6.40%、45.35%、70.35%。T2、T3呈顯著增長(zhǎng)趨勢(shì)，T3處理放線菌數(shù)量最高，達(dá)2.93×106CFU/g，說(shuō)明適時(shí)、適量增施微生物菌劑對(duì)番茄植株根系放線菌數(shù)量增加有顯著的促進(jìn)作用。

施用微生物處理對(duì)番茄根際微生物數(shù)量有一定的影響，各處理微生物總數(shù)表現(xiàn)為T3>T2>T1>CK，T3處理土壤最優(yōu)，以細(xì)菌為主，占生物群落的80.71%，其次為放線菌，占18.47%，真菌占比很小，只占0.0586%，施用微生物菌劑增加了對(duì)設(shè)施土壤有利的細(xì)菌、放線菌數(shù)量，降低了對(duì)設(shè)施土壤不利的真菌數(shù)量，優(yōu)化了設(shè)施土壤菌群結(jié)構(gòu)，改善了設(shè)施土壤的微生物環(huán)境，增加了對(duì)肥料的利用率，促進(jìn)了植物生長(zhǎng)發(fā)育。

3 結(jié)論與討論

3.1 不同處理對(duì)設(shè)施土壤理化性質(zhì)的影響

土壤速效養(yǎng)分能夠很好地反映土壤養(yǎng)分的存在狀況。該研究結(jié)果表明，處理T3能夠提高速效養(yǎng)分在土壤中的積累，0～20 cm土壤中速效磷較對(duì)照增加了59.32%，速效鉀較對(duì)照增加了48.50%，土壤中速效磷、速效鉀在河北省設(shè)施土壤中屬于豐富級(jí)別，提高了土壤中對(duì)植物的養(yǎng)分供應(yīng)，保障了植株正常的生長(zhǎng)發(fā)育。這是因?yàn)樵谑┯梦⑸锞鷦┖?，微生物菌劑含的有效菌能夠活化土壤中的固定養(yǎng)分，促進(jìn)沉積于土壤中難溶性磷、鉀的溶解和釋放，促進(jìn)土壤中營(yíng)養(yǎng)元素轉(zhuǎn)化為植物可吸收的形態(tài)，顯著提高了速效磷和速效鉀的含量，提高了土壤速效養(yǎng)分的供應(yīng)能力，改善了土壤中養(yǎng)分的供應(yīng)狀況，增加土壤肥力。但試驗(yàn)結(jié)果表明對(duì)氮肥利用率無(wú)明顯影響，這可能是解淀粉芽孢桿菌能溶解土壤中難溶解的磷、鉀化合物，加速了磷、鉀的吸收與利用。同時(shí)，微生物菌劑還能產(chǎn)生植物激素類物質(zhì)，刺激和調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng)，能激發(fā)土壤中固定的鈣、鋅等微量元素，使植物生長(zhǎng)健壯，營(yíng)養(yǎng)狀況得到改善，使經(jīng)濟(jì)作物提高產(chǎn)量，改善品質(zhì)[6，12]。

3.2 不同處理對(duì)設(shè)施土壤微生物量的影響

研究表明，處理T3定植時(shí)蘸根+定植時(shí)灌溉沖施+膨果期灌根施肥處理對(duì)番茄根際微生物數(shù)量有一定的影響。T3處理微生物總數(shù)最高，細(xì)菌、放線菌分別較對(duì)照增加了82.08%、70.35%，真菌數(shù)量較對(duì)照降低了34.96%，處理T3設(shè)施土壤主要以細(xì)菌為主，占生物群落的80.71%，其次為放線菌占18.47%，真菌只占0.0586%，施用微生物菌劑增加了對(duì)設(shè)施土壤有利的細(xì)菌、放線菌數(shù)量，降低了對(duì)設(shè)施土壤不利的真菌數(shù)量，優(yōu)化了設(shè)施土壤菌群結(jié)構(gòu)，改善了設(shè)施土壤的微生物環(huán)境。這是因?yàn)槲⑸锞鷦┦┤胪寥篮螅⑸锞鷦┑挠幸嫖⑸锷L(zhǎng)繁殖在作物根際土壤微生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生內(nèi)能，游離功能菌快速繁殖并能形成活力強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)種群，土壤中對(duì)植株有益的細(xì)菌、放線菌數(shù)量顯著增加，對(duì)植株不利的真菌數(shù)量明顯降低，且隨著施用微生物菌劑數(shù)量的增加而發(fā)生明顯變化，優(yōu)化了土壤微生物種群結(jié)構(gòu)，從根本上改善了植株根系周邊的生態(tài)結(jié)構(gòu)，使植株土壤根部微生物區(qū)系微生態(tài)趨于平衡，從而有利于植株根系的健康生長(zhǎng)，明顯改善了設(shè)施土壤微生態(tài)環(huán)境，提高了土壤活性。綜上所述，施用微生物菌劑，在定植時(shí)蘸根+定植時(shí)灌溉沖施+膨果期灌根施肥處理使土壤中的難溶性磷、鉀得到了有效釋放，土壤中為植物提供養(yǎng)分的速效磷、速效鉀得到了大幅度的提升，提升了設(shè)施土壤的肥力，同時(shí)，植物根系微生物總數(shù)得到了大幅度的提高，為植株生長(zhǎng)提供了良好的生長(zhǎng)環(huán)境，為最佳的施肥處理[13-14]。

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