土壤修復(fù)菌劑在設(shè)施菜田的施用試驗(yàn)效果

張峻，陸亦，霍曉玉，蘇受婷，闞雨晨，閆龍翔，張丹，周培，陳露

（1.上海市閔行區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)中心，201108；2.上海綠樂(lè)生物科技有限公司；3.上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院）

早在20世紀(jì)80年代中期，上海設(shè)施農(nóng)業(yè)就已起步，隨著近30 a的發(fā)展，約有2 667 hm2的農(nóng)田土壤存在不同程度的土壤次生鹽漬化問(wèn)題，并造成了作物減產(chǎn)等問(wèn)題[1]。針對(duì)以上情況，2016年國(guó)家推出“土十條”，各級(jí)政府積極響應(yīng)作，土壤修復(fù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模也在逐年增加。農(nóng)業(yè)部、國(guó)家發(fā)改委等8部門(mén)聯(lián)合印發(fā)了《全國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃（2015-2030年）》，目標(biāo)就是要實(shí)現(xiàn)“三個(gè)可持續(xù)”。上海市也展開(kāi)多項(xiàng)設(shè)施菜地土壤修復(fù)工程，雖然應(yīng)用了多種技術(shù)，但修復(fù)效果并不理想[2]。因此研究科學(xué)合理施肥和提高肥料效率才是解決設(shè)施菜地鹽漬化的根本手段。近年來(lái)，人們通過(guò)施用有益微生物來(lái)改善根際微生態(tài)環(huán)境，達(dá)到促進(jìn)植物生長(zhǎng)和調(diào)控根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)、減少土傳病害發(fā)生的目的[3，4]。土壤修復(fù)菌劑的效果屢見(jiàn)報(bào)道，施用微生物菌劑能夠改善連作作物根際土壤質(zhì)量，提高作物產(chǎn)量，抑制連作障礙的發(fā)生[5，6]。叢枝菌根真菌能與植物形成共生體，改善連作土壤的生態(tài)環(huán)境，減少自毒物質(zhì)的產(chǎn)生，改變土壤微生物區(qū)系，從而防治連作障礙[7]。枯草芽孢桿菌Bs-15不但提高了板栗土壤微生物的整體活性，還豐富了土壤微生物種群，使板栗土壤微生態(tài)系統(tǒng)功能更加穩(wěn)定[8]。

本試驗(yàn)以小白菜為供試作物，通過(guò)測(cè)定不同處理土壤微生物、硝酸鹽、全鹽含量和電導(dǎo)率及小白菜硝酸鹽、亞硝酸鹽含量與產(chǎn)量，探究在常規(guī)施肥條件下，增施菌劑或菌劑基質(zhì)對(duì)土壤理化性狀的影響，為土壤修復(fù)菌劑在農(nóng)作物生產(chǎn)上的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用土壤修復(fù)菌劑（巨大芽孢桿菌NCT-2）為微粉劑，硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化率≥50%，胞外多糖≥1.0 mg/g，有機(jī)質(zhì)≥15.0%，由上海綠樂(lè)生物科技有限公司提供；菌種劑基質(zhì)由土壤修復(fù)菌劑121℃滅菌20 min而成；商品有機(jī)肥由河北鄲農(nóng)肥業(yè)有限公司提供，獅馬牌復(fù)合肥（15-15-15）購(gòu)于歐洲化學(xué)安特衛(wèi)普公司。試驗(yàn)在上海綠良蔬果專(zhuān)業(yè)合作社進(jìn)行，土壤基本性狀見(jiàn)表1。供試作物為小白菜，品種為上海青。

表1 供試土壤基本理化性狀

1.2 試驗(yàn)方法

小區(qū)面積為15 m2，每處理3次重復(fù)，共9個(gè)小區(qū)，隨機(jī)區(qū)組排列。處理1：對(duì)照（CK），常規(guī)施肥；處理2：常規(guī)施肥＋菌種劑基質(zhì)50 kg/667 m2；處理3：常規(guī)施肥＋土壤修復(fù)菌劑50 kg/667 m2。其中常規(guī)施肥為商品有機(jī)肥250 kg/667 m2、獅馬牌復(fù)合肥（15-15-15）35 kg/667 m2。

于2018年6月9日采集試驗(yàn)前土壤樣品，用于測(cè)定微生物數(shù)量、硝酸鹽含量、電導(dǎo)率及全鹽含量。于2018年6月10日進(jìn)行常規(guī)施肥，土壤修復(fù)菌劑、菌種劑基質(zhì)和基肥同時(shí)施用，撒施后用旋耕機(jī)耕地，使土肥混合均勻，整平，追肥按當(dāng)?shù)亓?xí)慣進(jìn)行。2018年6月15日進(jìn)行小白菜移栽，移栽后15、25、35 d分別取作物根際土壤測(cè)定微生物數(shù)量，栽后5 d土壤測(cè)定電導(dǎo)率及硝酸鹽、全鹽含量，移栽后35 d采收小白菜并測(cè)定小白菜株高、葉片數(shù)、鮮質(zhì)量和硝酸鹽、亞硝酸鹽含量及產(chǎn)量。

1.3 測(cè)定方法

①土壤細(xì)菌、放線(xiàn)菌、真菌數(shù)量測(cè)定 取樣測(cè)定移栽后15、25、35 d土壤內(nèi)微生物的變化情況。細(xì)菌、放線(xiàn)菌、真菌數(shù)量采用稀釋平板涂布法檢測(cè)[9]。其中細(xì)菌采用牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基，放線(xiàn)菌采用重鉻酸鉀改良高氏瓊脂培養(yǎng)基，真菌培養(yǎng)采用馬丁氏孟加拉紅瓊脂培養(yǎng)基，重復(fù)3次。

②土壤硝酸鹽、電導(dǎo)率、全鹽含量的測(cè)定 土壤硝酸鹽含量使用2 mol/L KCl溶液浸提（土液比為1∶5），振蕩30 min后用干濾紙過(guò)濾，浸提液在24 h內(nèi)用流動(dòng)注射儀測(cè)試；土壤電導(dǎo)率采用蒸餾水（土水比1∶5）浸提測(cè)定；土壤全鹽含量采用電導(dǎo)法測(cè)定[10]。

③小白菜鹽分含量和產(chǎn)量的測(cè)定 硝酸鹽與亞硝酸鹽含量分別采用鹽酸萘乙二胺分光光度法與鎘柱法測(cè)定；小白菜按照小區(qū)劃分面積采收，稱(chēng)量每個(gè)小區(qū)內(nèi)固定面積產(chǎn)量，再折算成667 m2產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析采用Excel 2013、DPSV 7.05統(tǒng)計(jì)，利用最小顯著性差異法（LSD）進(jìn)行多重比較，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(duì)土壤微生物的影響

由表2可知，隨著移栽時(shí)間的推移，土壤細(xì)菌數(shù)量呈先上升后下降的趨勢(shì)，移栽后25 d時(shí)各處理的土壤細(xì)菌數(shù)均比移栽后15、35 d的高，移栽后25 d處理1、2間的細(xì)菌數(shù)不存在顯著差異，處理3的細(xì)菌數(shù)最多，為9.2×107CFU/g。移栽后15 d各處理的真菌數(shù)無(wú)顯著差異，移栽后25 d處理1、2的真菌數(shù)均最多；處理3的真菌數(shù)在整個(gè)小白菜生長(zhǎng)過(guò)程中逐漸下降，且在移栽后25 d顯著低于其他2個(gè)處理，處理1、2的真菌數(shù)則呈先增加后降低的趨勢(shì)。移栽后15 d處理1的放線(xiàn)菌數(shù)顯著低于其他2個(gè)處理，之后各處理均呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)，且小白菜生長(zhǎng)過(guò)程中處理3的放線(xiàn)菌數(shù)目顯著高于其他2個(gè)處理。由于土壤中細(xì)菌數(shù)遠(yuǎn)高于其他菌種，因此土壤總菌數(shù)的變化情況與土壤細(xì)菌數(shù)的變化情況相對(duì)一致，即移栽后15 d各處理的總菌數(shù)無(wú)顯著差異，移栽后25 d處理3總菌數(shù)最多，與其他2個(gè)處理差異顯著。

表2 不同處理對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響

2.2 不同處理對(duì)小白菜生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

不同處理對(duì)小白菜蔬菜生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響差異較大（表3）。處理3小白菜的株高及產(chǎn)量顯著高于其他2個(gè)處理，處理1的鮮質(zhì)量顯著高于處理2、3，各處理小白菜葉片數(shù)無(wú)顯著差異。處理3小白菜的硝酸鹽及亞硝酸鹽含量顯著低于處理1、2，處理2的硝酸鹽和亞硝酸鹽含量顯著低于處理1。

表3 不同處理對(duì)小白菜生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

2.3 不同處理對(duì)土壤理化性狀的影響

從表4可知，3個(gè)處理均降低了土壤硝酸鹽含量，其中處理3降低了58.20%，顯著優(yōu)于其他2個(gè)處理。處理2、3均降低了土壤電導(dǎo)率，以處理3效果更好，電導(dǎo)率下降43.08%，而處理1采收后的電導(dǎo)率比肥料施用前提高了4.41%。處理2、3均降低了土壤全鹽含量，其中，處理3的降低效果較為顯著，下降51.44%，而處理1則提高了1.75%。

表4 不同處理對(duì)土壤硝酸鹽、電導(dǎo)率、全鹽含量的影響

3 結(jié)論與討論

隨著化肥和農(nóng)藥減量行動(dòng)的推行，原本被破壞的土壤生態(tài)環(huán)境的各種因子發(fā)生劇烈變化，土壤養(yǎng)分形態(tài)、作物的營(yíng)養(yǎng)特性及生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律隨之發(fā)生變化[11～13]。微生物菌劑對(duì)土壤離子及有機(jī)質(zhì)具有明顯的調(diào)節(jié)作用，對(duì)鹽漬化土壤具有一定的修復(fù)效果，可有效降低農(nóng)產(chǎn)品安全風(fēng)險(xiǎn)，減少化肥用量，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。本研究表明，施用土壤修復(fù)菌劑能有效促進(jìn)土壤中有益微生物的生長(zhǎng)及小白菜的產(chǎn)量，降低小白菜的硝酸鹽和亞硝酸鹽含量以及土壤的硝酸鹽、全鹽含量和電導(dǎo)率，改善土壤的微生態(tài)環(huán)境，有效抑制有害微生物的繁殖，減少土傳病害的發(fā)生，這與前人的研究結(jié)果一致[14～16]。硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化菌NCT-2在以麥稈粉末為碳源的情況下可以顯著降低土壤的EC值（電導(dǎo)率）和硝態(tài)氮含量，增加土壤有機(jī)質(zhì)的含量，從而提高土壤肥力[17]。李自剛等[18]研究發(fā)現(xiàn)，ZZMZ土壤修復(fù)菌劑可以在懷地黃土壤中定殖，并有效降解懷地黃連作土壤中酚酸含量。高吉坤等[19]研究表明，施用枯草芽孢桿菌B29促進(jìn)了黃瓜根際功能細(xì)菌的生長(zhǎng)，提高了土壤中脲酶、過(guò)氧化氫酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶的活性?？瞪佥x等[20]研究發(fā)現(xiàn)，施用適量的枯草芽孢桿菌在一定程度上能夠提高黃瓜秧苗的長(zhǎng)勢(shì)和質(zhì)量，其中能夠產(chǎn)生顯著影響的最低施用濃度為6×105CFU/mL，不僅經(jīng)濟(jì)且效果明顯。魏海燕[21]指出，施加生防菌有利于土壤酶活性的提高，間接促進(jìn)微生物生長(zhǎng)，增加土壤中微生物數(shù)量，對(duì)土壤肥力的提高、健康程度的增加有積極的促進(jìn)作用。