固氮菌劑對(duì)黃芪生長(zhǎng)、土壤養(yǎng)分及酶活性的影響

楊振宇，王寶慧，宋詩(shī)娟，石志勇，牛景萍，梁建萍，2

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，山西 太谷 030801；2.中獸醫(yī)藥現(xiàn)代化山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西 太谷 030801）

黃芪是豆科植物蒙古黃芪Astragalus membranaceus（Fisch.）Bge.var.mongholicus（Bge.）Hsiao或膜莢黃芪Astragalus membranaceus（Fisch.）Bge.的干燥根[1]，主要分布在山西、甘肅、陜西和黑龍江省等地。藥理研究表明，黃酮、皂苷和多糖是黃芪的主要藥效成分，具有抗炎、免疫刺激、抗氧化、抗衰老、保護(hù)心臟等作用[2]。隨著人們健康保健意識(shí)的提高，特別是中醫(yī)藥在抗擊非典、新冠疫情中發(fā)揮的獨(dú)特作用，中藥材生產(chǎn)迎來(lái)了難得的發(fā)展機(jī)遇。目前，市場(chǎng)所售商品黃芪主要通過(guò)人工種植進(jìn)行生產(chǎn)。然而，黃芪在種植過(guò)程中缺乏科學(xué)施肥指導(dǎo)，盲目施用化肥以追求產(chǎn)量，導(dǎo)致氮肥流失[3]、土壤酸化、有機(jī)質(zhì)含量下降、病蟲害頻發(fā)；同時(shí)，黃芪產(chǎn)量和品質(zhì)也明顯降低。因此，施用生物有機(jī)肥是實(shí)現(xiàn)土地用養(yǎng)結(jié)合，推進(jìn)黃芪生態(tài)種植的必經(jīng)之路[4]。

國(guó)內(nèi)外利用豆科和禾本科植物固氮菌制作菌肥的研究較多。例如，李娜等[5]使用不同濃度的費(fèi)氏中華根瘤菌、放射型根瘤菌以及田菁莖瘤固氮根瘤菌菌液分別浸染廣金錢草種子，發(fā)現(xiàn)在1×107cfu/mL 濃度條件下，3 種菌液浸種均獲得最大萌發(fā)指標(biāo)，其中，田菁莖瘤固氮根瘤菌試驗(yàn)組效果最顯著，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)分別高于對(duì)照組16.00%、9.33%、9.51 和41.34%；放射型根瘤菌試驗(yàn)組和田菁莖瘤固氮根瘤菌試驗(yàn)組幼苗葉綠素含量較對(duì)照組分別增加1.47%和7.47%，含氮量分別增加0.57%和5.17%，3 種菌液均能在不同程度上提高廣金錢草種子的發(fā)芽能力和植株生長(zhǎng)期的葉綠素含量和含氮量。近年來(lái)，固氮菌劑的研究已由單一菌種向復(fù)合菌種方向發(fā)展[6]。伍惠等[7]從長(zhǎng)勢(shì)良好的大豆根系分離高效固氮菌費(fèi)氏中華根瘤菌（Sinorhizobium fredii）HN01 與慢性型大豆根瘤菌（Bradyrhizobium japonicum）USDA110并制成固體和液體菌劑，施肥條件下，施固體菌劑使冀豆12、黑農(nóng)61 和龍哈10-4139 產(chǎn)量分別提高11.33%、19.5%和7.1%；加施液體菌劑，冀豆12 和冀豆17 分別增產(chǎn)6.52%和8.27%。常規(guī)施肥減半（50%）條件下，配施根瘤菌固體菌劑使冀豆17 增產(chǎn)4.68%。在不施常規(guī)肥的條件下，施固體菌劑使龍哈10-4139 增產(chǎn)20.3%；施液體菌劑使冀豆17 增產(chǎn)0.93%。劉華偉等[8]將2 種固氮菌田菁莖瘤固氮根瘤菌（Azorhizobium caulinodans）ORS571 與 巴西固氮螺菌（Azospirillum brasilense）Yu62 接種于滲透脅迫下小麥，結(jié)果表明，接種固氮菌能顯著增加小麥幼苗脯氨酸與可溶性蛋白含量，提高小麥幼苗抗脅迫能力，且多固氮菌混合后效果均高于單一固氮菌。

目前，菌肥的研究已經(jīng)從作物逐漸拓展到中藥材上，針對(duì)中藥材專用固氮菌肥的研究報(bào)道越來(lái)越多。例如，劉瀟晗等[9]用田菁莖瘤固氮根瘤菌菌液澆灌萌發(fā)結(jié)束的穿心蓮幼苗，結(jié)果表明，處理組的開(kāi)花株數(shù)是對(duì)照組的3.5 倍；株高、分枝數(shù)、葉片數(shù)分別較對(duì)照組提高13.40%、16.75%、57.73%；地上部分鮮質(zhì)量、干質(zhì)量分別較對(duì)照組提高60.80%、67.08%；地下部分鮮質(zhì)量、干質(zhì)量分別較對(duì)照組提高24.40%、14.75%；同時(shí)還發(fā)現(xiàn)地上部分穿心蓮內(nèi)酯和脫水穿心蓮內(nèi)酯的總量較對(duì)照組提高16.16%。固氮菌劑的添加對(duì)土壤養(yǎng)分和酶活也有改善作用，如何國(guó)興等[10]將6 株根瘤菌分別制成固體菌肥Da99、DL58、G3G2、Ga66、QL31B 和Wa32，在苜蓿大田中進(jìn)行隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)，結(jié)果表明，施加菌肥Wa32 處理后土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮和速效磷含量分別較對(duì)照提高了75.39%、22.79%和76.63%；菌肥Da99 和G3G2 處理后速效鉀含量較對(duì)照分別顯著提高了27.35%和24.03%；各菌肥處理均能提高土壤脲酶活性，對(duì)土壤過(guò)氧化氫酶活性影響不顯著；菌肥QL31B 處理后土壤蔗糖酶和堿性磷酸酶活性較對(duì)照分別提高了76.94%和21.81%；菌肥G3G2和Ga66 處理后土壤纖維素酶活性較對(duì)照分別提高了22.35%和18.82%。

雖然對(duì)中藥材固氮菌劑的研究越來(lái)越多，但對(duì)中藥黃芪固氮菌劑的研究還較少。黃芪作為一種豆科植物，可與根際微生物互作進(jìn)行固氮，為充分挖掘這一特性，結(jié)合甘肅、山西兩地土壤類型和氣候特點(diǎn)，將前期實(shí)驗(yàn)室篩選到的5 株互不拮抗可混合使用的高效固氮菌株[11-12]復(fù)合使用，研制促進(jìn)黃芪生長(zhǎng)的固氮菌肥，對(duì)降低黃芪生產(chǎn)成本、減肥增效、降低環(huán)境污染有著重要的實(shí)際意義。

本研究為了明確固氮菌劑對(duì)黃芪植株與種植地土壤的影響，通過(guò)對(duì)比固氮菌劑拌種與蒸餾水拌種后1 年生與2 年生蒙古黃芪各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)、藥效成分積累及其種植地土壤養(yǎng)分水平和酶活性的變化，旨在為黃芪專用肥的研制與黃芪的科學(xué)種植提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2020 年7 月至2021 年10 月在山西省汾陽(yáng)市山西農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)作物研究所試驗(yàn)示范基地（東經(jīng)111°47′42.13″，北緯37°14′55.90″）進(jìn)行。該地處于黃土高原，屬于溫帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫10.7 ℃，年平均降水量419.8 mm，年日照時(shí)數(shù)2 389.5 h，無(wú)霜期202 d 左右。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用黃芪種子為山西省渾源縣新鮮蒙古黃芪種子，5 株黃芪高效固氮菌分離自黃芪道地產(chǎn)區(qū)甘肅省隴西縣、山西省渾源縣與山西省靜樂(lè)縣的黃芪根瘤與根際土壤中。經(jīng)16S RNA 測(cè)序，試驗(yàn)所用5 株菌株中2 株為枯草芽孢桿菌Bacillus subtilis，實(shí)驗(yàn)室編號(hào)J1 與G4；1 株為滋養(yǎng)節(jié)桿菌Arthrobacter pascens，實(shí)驗(yàn)室編號(hào)J2；1株為根瘤菌Rhizobiumsp.，實(shí)驗(yàn)室編號(hào)t16；1 株為中華根瘤菌Sinorhizobiumsp.，實(shí)驗(yàn)室編號(hào)t21。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)施加菌劑（菌Ⅴ）和不施加菌劑（CK）2 個(gè)拌種處理。將5 種黃芪高效固氮菌分別用接種環(huán)取1～2 環(huán)接種于10 mL 滅菌后的酵母甘露醇液體培養(yǎng)基中，設(shè)置搖床28 ℃、180 r/min 培養(yǎng)48 h，菌液濃度大于1×1010cfu/mL，每種菌取5 mL放入盆中混合，用蒸餾水1∶100 稀釋（活菌約為1×108cfu/mL）制成拌種菌液（簡(jiǎn)稱菌Ⅴ），分別使用拌種菌液與蒸餾水對(duì)1 kg 黃芪種子拌種，靜置30 min 后取出種子進(jìn)行播種。每小區(qū)面積30.0 m2，重復(fù)3 次，行距30 cm，各處理用田埂隔開(kāi)，試驗(yàn)田周圍設(shè)1.0 m 保護(hù)行。黃芪管理措施與當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶一致。

于黃芪落葉期進(jìn)行樣品采集，采樣時(shí)間分別為2020 年10 月22 日 與2021 年10 月24 日。在 每個(gè) 小區(qū)按等距取樣法選取3 個(gè)取樣點(diǎn)，用鐵鍬采取黃芪植株與土壤樣品。每個(gè)取樣點(diǎn)采集3 株黃芪，放入塑封袋內(nèi)保存，植株樣品取樣時(shí)盡量保持植株完整性；選擇黃芪根際距地面5 cm 處土壤土樣混勻風(fēng)干，過(guò)篩待用。

1.4 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.4.1 黃芪生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定 使用清水清洗植株表面泥土，吸水紙吸干水分，用卷尺與游標(biāo)卡尺測(cè)定單株株高、根長(zhǎng)、根徑；然后使用烘箱105 ℃整株殺青10 min，65 ℃烘干至恒質(zhì)量后使用萬(wàn)分之一分析天平稱量根干質(zhì)量。

1.4.2 黃芪藥效成分含量的測(cè)定 烘干的樣品用FW100 型高速萬(wàn)能粉碎機(jī)研磨成粉，過(guò)0.3 mm 篩。采用閃式提取法提取黃芪主要藥效成分[13]，以蘆丁為對(duì)照制測(cè)定黃酮含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線，采用硝酸鋁-亞硝酸鈉比色法測(cè)定總黃酮含量[14]。以黃芪甲苷為對(duì)照制測(cè)定皂苷含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線，采用香草醛-濃硫酸比色法測(cè)定總皂苷含量[15]。以無(wú)水葡萄糖為對(duì)照制測(cè)定多糖含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線，采用苯酚-硫酸比色法測(cè)定多糖含量[16]。

1.4.3 土壤養(yǎng)分的測(cè)定 參照《土壤農(nóng)化分析》[17]，全氮含量采用半微量凱氏法測(cè)定，全磷含量采用鉬銻抗比色法測(cè)定，全鉀含量采用NaOH 熔融-火焰光度法測(cè)定，堿解氮含量采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定，速效磷含量采用0.5 mol/L NaHCO3法測(cè)定，速效鉀含量采用乙酸銨浸提-火焰光度法測(cè)定。

1.4.4 土壤酶活性的測(cè)定 參照《土壤酶及其研究法》[18]，土壤脲酶活性采用苯酚鈉-次氯酸鈉比色法測(cè)定，土壤堿性磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法測(cè)定，土壤蔗糖酶活性采用3，5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 25.0 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和差異性檢驗(yàn)，數(shù)據(jù)結(jié)果采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 菌Ⅴ拌種處理對(duì)黃芪生長(zhǎng)的影響

由圖1 可知，菌Ⅴ拌種后，黃芪株高、根長(zhǎng)、根徑和根干質(zhì)量均顯著大于對(duì)照。1年生黃芪株高、根徑及根干質(zhì)量與對(duì)照相比差異顯著（P＜0.05），分別增加了1.97 cm、0.81 mm、0.38 g，較對(duì)照分別提高了12.37%、25.63%與82.61%，根長(zhǎng)差異達(dá)極顯著（P＜0.01），增加了3.53 cm，較對(duì)照提高了10.44%；2 年生黃芪株高、根長(zhǎng)、根徑與根干質(zhì)量與對(duì)照相比均差異顯著（P＜0.05），分別增加了5.57 cm、6.60 cm、1.50 mm 和1.13 g，較對(duì)照分別提高了14.76%、14.81%、15.94%和27.23%。2 年生黃芪與1 年生黃芪相比，菌Ⅴ處理各生長(zhǎng)指標(biāo)增加量均高于CK 增加量，CK 與菌Ⅴ的黃芪株高分別增加21.8、25.4 cm，根長(zhǎng)分別增加10.77、13.84 cm，根徑分別增加6.25、6.94 mm，根干質(zhì)量分別增加3.69、4.44 g。

圖1 菌Ⅴ拌種對(duì)黃芪單株生長(zhǎng)的影響Fig.1 Effects of JUN V seed dressing on growth of Astragalus plant

2.2 菌Ⅴ拌種處理對(duì)黃芪藥效成分的影響

由圖2 可知，菌Ⅴ拌種后，黃芪黃酮、皂苷、多糖3 種藥效成分含量均極顯著高于對(duì)照（P＜0.01），1 年生黃芪黃酮、皂苷、多糖含量分別增加了0.31、1.09、7.85 mg/g，較對(duì)照分別提高了32.32%、23.71%和78.29%；2 年生黃芪黃酮、皂苷、多糖含量分別增 加了1.05、4.56、3.17 mg/g，較對(duì)照分別提高了99.20%、54.70%和18.75%。2年生與1年生黃芪相比，菌Ⅴ處理中黃酮和皂苷含量的增加量高于CK的增加量，多糖增加量小于CK，CK 與菌Ⅴ的黃酮含量分別增加0.11、0.86 mg/g，皂苷含量分別增加3.73、7.21 mg/g，多糖含量分別增加6.91、2.23 mg/g。

圖2 菌Ⅴ拌種對(duì)黃芪藥效成分的影響Fig.2 Effects of JUN Ⅴseed dressing on the content of medicinal components in Astragalus

2.3 菌Ⅴ拌種后黃芪種植地土壤氮磷鉀含量的變化

由圖3 可知，黃芪用菌Ⅴ拌種后，連續(xù)2 a 其種植地土壤氮、磷、鉀含量均得到提高。與對(duì)照相比，菌Ⅴ拌種處理1 年生黃芪土壤全氮、堿解氮、速效磷含量與對(duì)照間差異極顯著（P＜0.01），全磷、速效鉀含量與對(duì)照間差異顯著（P＜0.05），全鉀含量與對(duì)照間差異不顯著，其中，全氮、全磷、全鉀含量分別增加了0.18、0.15、1.15 g/kg，較對(duì)照分別提高了33.96%、38.46%和5.63%，堿解氮、速效磷和速效鉀含量分別增加了13.29、1.15、6.54 mg/kg，較對(duì)照分別提高了71.68%、13.08%和7.84%；2 年生黃芪根際土壤全氮、全磷、堿解氮、速效磷含量與對(duì)照間差異極顯著（P＜0.01），速效鉀含量與對(duì)照間差異顯著（P＜0.05），全鉀含量與對(duì)照間差異不顯著，其中，全氮、全磷和全鉀含量分別增加了0.20、0.26、0.42 g/kg，較對(duì)照分別提高了27.78%、63.41%和1.94%，堿解氮、速效磷和速效鉀含量分別增加了16.10、0.56、7.39 mg/kg，較對(duì)照 分別提高了68.66%、5.30%和8.21%。2 年生與1 年生相比，菌Ⅴ處理組的全氮、全磷、堿解氮、速效鉀含量增加量高于CK，全鉀、速效磷含量增加量低于CK，菌Ⅴ與CK 全氮含量分別增加0.19、0.21 g/kg，全磷含量分別增加0.02、0.13 g/kg，全鉀含量分別增加1.18、0.45 g/kg，堿解氮含量分別增加4.91、7.72 mg/kg，速效磷含量分別增加1.78、1.19 mg/kg，速效鉀含量分別增加6.63、7.48 mg/kg。

圖3 菌Ⅴ拌種對(duì)黃芪種植地土壤氮磷鉀含量的影響Fig.3 Effects of JUN Ⅴseed dressing on the content of soil nitrogen，phosphorus and potassium in Astragalus planting area

2.4 菌Ⅴ拌種后黃芪種植地土壤酶活性的變化

從圖4 可以看出，與對(duì)照相比，菌Ⅴ拌種后1 年生黃芪脲酶活性與對(duì)照間差異極顯著（P＜0.01），堿性磷酸酶活性與對(duì)照間差異顯著（P＜0.05），蔗糖酶活性與對(duì)照間差異不顯著，其中，土壤脲酶、堿性磷酸酶和蔗糖酶活性分別增加了0.18、0.28、0.01 mg/（g·d），較對(duì)照分別提高71.58%、15.79%和7.80%；2 年生黃芪土壤脲酶與堿性磷酸酶活性與對(duì)照間差異顯著（P＜0.05），蔗糖酶活性與對(duì)照間差異不顯著，其中，脲酶、堿性磷酸酶和蔗糖酶活性分別增加了0.17、0.36、0.01 mg/（g·d），較對(duì)照分別提高了46.44%、15.65%和4.51%。2 年生與1 年生黃芪相比，對(duì)照與菌Ⅴ的黃芪土壤脲酶活性分別提高0.11、0.10 mg/（g·d），土壤堿性磷酸酶活性分別提高0.50、0.57 mg/（g·d），蔗糖酶活性均提高0.01 mg/（g·d）。

圖4 菌Ⅴ拌種對(duì)黃芪種植地土壤酶活性的影響Fig.4 Effects of JUN Ⅴseed dressing on soil enzyme activity in Astragalus planting area

3 討論

3.1 菌Ⅴ拌種促進(jìn)了黃芪的生長(zhǎng)及藥效成分的積累

植物的生長(zhǎng)指標(biāo)與植物結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量性能有關(guān)，是評(píng)價(jià)植物健碩程度的重要指標(biāo)，而黃芪主要以根入藥，根長(zhǎng)、根徑、根干質(zhì)量是評(píng)價(jià)黃芪產(chǎn)量的重要因素。本研究發(fā)現(xiàn)，接種菌Ⅴ后可以顯著促進(jìn)黃芪株高、根長(zhǎng)、根徑、根干質(zhì)量增加，這是由于氮是植物葉片生長(zhǎng)、葉綠素合成必不可少的元素，固氮菌的接種提高了土壤氮元素含量增加，使黃芪植株光合作用增強(qiáng)，有機(jī)物積累增加，促進(jìn)了植株的生長(zhǎng)。PENG 等[19]研究表明，將固氮菌接種水稻后，顯著提高了水稻葉片的光合速率，并提高了產(chǎn)量。陳海榮等[20]研究表明，施加根瘤菌肥使紫云英株高平均增加8.20 cm，單株鮮質(zhì)量平均增加0.64 g，公頃產(chǎn)量提高了7.7%，顯著提高了紫云英的產(chǎn)量。

此外，菌Ⅴ拌種能顯著促進(jìn)黃芪藥效成分黃酮、皂苷、多糖的積累，本試驗(yàn)在黃芪最佳采收期落葉期采樣[21]，此時(shí)黃芪地上部分開(kāi)始枯萎，能量與物質(zhì)均向根部積累，能較好反映出黃芪植株全年的積累量。任建國(guó)等[22]用具固氮功能菌株的菌肥拌種處理太子參的種根，收獲后分析太子參塊根的生長(zhǎng)發(fā)育與品質(zhì)，結(jié)果表明，與未經(jīng)菌肥處理的對(duì)照相比，菌肥處理過(guò)的太子參塊根生物量明顯增加；塊根的氨基酸、皂苷含量及微量元素Mn、Fe 含量分別增加243.3%、119.8%、2.1% 和13.1%，而多糖、環(huán)肽含量及微量元素Cu、Zn 含量差異不大。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，拌種菌Ⅴ后1 年生黃芪多糖含量較對(duì)照提高了78.29%，這可能是由于黃芪生長(zhǎng)的第1 年主要是根的生長(zhǎng)，不會(huì)開(kāi)花結(jié)莢，且黃芪根中多糖主要儲(chǔ)存在木質(zhì)部和韌皮部的薄壁細(xì)胞中，在周皮部位幾乎沒(méi)有黃芪多糖分布，形成層含有極少數(shù)的多糖[23]，拌種菌Ⅴ后黃芪根徑顯著增加，木質(zhì)部與韌皮部厚度顯著增加，故根中多糖含量較對(duì)照增加較多。同時(shí)試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，拌種菌Ⅴ后2 年生黃芪含量較對(duì)照提高量較大，究其原因可能是由于試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)部分未施加菌Ⅴ的2 年生黃芪未開(kāi)花。很多研究表明，開(kāi)花會(huì)影響植物葉中的黃酮含量[24-25]，可能是因?yàn)槲撮_(kāi)花黃芪葉中黃酮含量較低，進(jìn)而影響黃芪營(yíng)養(yǎng)循環(huán)，導(dǎo)致落葉期根中黃酮的積累降低；同時(shí)，未開(kāi)花的黃芪會(huì)將物質(zhì)與能量主要集中在根部維管組織的發(fā)育[26-27]，而開(kāi)花的黃芪需要進(jìn)行開(kāi)花結(jié)莢等一系列生理過(guò)程，植株的能量流向種子[28]，這可能是通過(guò)拌種菌Ⅴ后2 年生黃芪較1 年生黃芪多糖含量增加較少現(xiàn)象出現(xiàn)的原因。

3.2 菌Ⅴ拌種提高了黃芪種植地土壤氮磷鉀含量

土壤氮磷鉀是植物生長(zhǎng)必不可少的重要元素，3 種元素的含量及比例是衡量土壤肥力高低最重要的指標(biāo)之一，土壤氮磷鉀的含量在很大程度上影響著作物的產(chǎn)量與品質(zhì)。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，拌種菌Ⅴ后，土壤全氮、全磷、堿解氮、速效磷含量均有顯著提高。分析其原因，固氮菌可以將空氣中的氮?dú)夥肿愚D(zhuǎn)化成可被植物利用的銨態(tài)氮與硝態(tài)氮，增加土壤中氮元素含量，同時(shí)降低環(huán)境pH 值，增加有機(jī)磷的有效性，從而提高磷的含量[29]。植物根際氮含量與磷含量可以互相促進(jìn)，氮的增加可以間接影響磷的有效性，同時(shí)磷也可以通過(guò)刺激微生物和植物根系活動(dòng)影響土壤中氮的保留和流失[30]。鉀是植物生長(zhǎng)的另一重要元素，本試驗(yàn)中拌種菌Ⅴ后，土壤全鉀含量并無(wú)顯著增加，但速效鉀含量顯著增加，這可能是因?yàn)橥寥廊泝H僅反映土壤鉀素儲(chǔ)量并且主要受土壤礦物種類的影響，速效鉀則是土壤中易被作物吸收的鉀素，拌種菌Ⅴ無(wú)法改變土壤礦物種類，但會(huì)增加土壤中可被吸收利用的速效鉀含量。韓光等[31]研究發(fā)現(xiàn)，施加固氮根瘤菌和根際促生菌菌肥可以顯著提高苜蓿土壤中全氮、全磷、全鉀、有效磷和速效鉀的含量，并顯著提高了苜蓿植株全氮含量。劉旭艷等[32]研究發(fā)現(xiàn)，接種固氮根瘤菌后苜蓿土壤全氮和速效氮含量顯著增加，有效磷、速效鉀和硫元素含量顯著降低。本研究結(jié)果與他人的研究結(jié)果之間存在差異，這可能是因試驗(yàn)材料、固氮菌株與土壤類型等方面不同造成的。

多年生植物往往會(huì)持續(xù)影響土壤養(yǎng)分，如李金輝等[33]研究發(fā)現(xiàn)，紫穗槐根際無(wú)機(jī)磷和有效磷含量會(huì)隨著種植年份的增加而增加。本試驗(yàn)同樣發(fā)現(xiàn)，2 年生黃芪土壤氮磷鉀含量均高于1 年生黃芪土壤，這與正月等[34]、陶波等[35]在大豆連種第1 年與第2 年的研究結(jié)果相同，同時(shí)，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)施加菌Ⅴ后，土壤全氮、全磷、堿解氮、速效鉀增加量都大于對(duì)照，這說(shuō)明黃芪是多年生豆科植物，隨著年份的增加可以有效積累土壤肥力，拌種菌Ⅴ會(huì)加速豆科植物對(duì)土壤養(yǎng)分的積累。

3.3 菌Ⅴ拌種改變了黃芪種植地土壤酶活性

土壤酶是指土壤中具有生物催化能力的一些特殊蛋白質(zhì)類化合物的總稱，它們是土壤中植物、動(dòng)物和微生物活動(dòng)的產(chǎn)物，是反映土壤肥力的一個(gè)重要指標(biāo)。土壤脲酶作為催化尿素水解的最重要的酶，可將酰胺態(tài)氮化物水解轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)形式的氮化物供植物直接吸收和利用，在植物生態(tài)系統(tǒng)的氮供應(yīng)中起著重要作用[36]；土壤堿性磷酸酶則是將有機(jī)磷酸鹽水解為無(wú)機(jī)形式的關(guān)鍵酶。本試驗(yàn)拌種菌Ⅴ后，土壤脲酶、堿性磷酸酶活性均顯著提高，與張雪梅等[37]的研究結(jié)果一致。其原因一方面是固氮菌會(huì)向土壤中分泌相關(guān)的酶，促進(jìn)自身的生長(zhǎng)，另一方面可能是由于接種的固氮菌改善了土壤的微環(huán)境，一定程度上激活了土壤中其他有益的土著微生物，使其胞外酶釋放含量增多[38]。蔗糖酶是一種水解蔗糖的重要土壤酶，能將蔗糖水解產(chǎn)生等摩爾的葡萄糖和果糖混合物，其活性可反映土壤有機(jī)碳的含量[39]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，施加菌劑后蔗糖酶活性較低且與處理無(wú)顯著差異，可能是由于土壤蔗糖酶活性與土壤有機(jī)質(zhì)含量具有顯著的相關(guān)性[40]，試驗(yàn)地定期人工除草但并不填埋，而腐殖質(zhì)是土壤有機(jī)質(zhì)的重要組成部分[41]，且試驗(yàn)地汾陽(yáng)地區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量偏低[42]，故蔗糖酶活性較低，但這些推測(cè)還有待進(jìn)一步研究驗(yàn)證。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，采用菌V 拌種，既促進(jìn)了黃芪的生長(zhǎng)與藥效成分的積累，又提高了土壤養(yǎng)分水平和酶活性，可為黃芪專用菌肥的開(kāi)發(fā)提供物質(zhì)基礎(chǔ)。