不同載體菌肥對紫穗槐生長和光合特性及土壤養(yǎng)分的影響

摘要：【目的】探究接種不同載體基質(zhì)制備的粘質(zhì)沙雷氏菌（Serratia marcescens N1.14，X-45）菌肥對植物生長、光合特性和土壤pH及速效養(yǎng)分的影響，篩選能有效替代泥炭的菌肥載體，為微生物肥料的研發(fā)提供參考?！痉椒ā恳宰纤牖保ˋmorpha fruticosa）幼苗為對象，分別施用泥炭載體菌肥（處理T0，CK）、單一秸稈載體菌肥（處理T1）、單一麥麩載體菌肥（處理T2）、秸稈與麥麩（體積比1∶1）載體菌肥（處理T3）、秸稈和麥麩與棉籽殼（體積比1∶1∶1）載體菌肥處理組（處理T4）、秸稈和麥麩與豆餅（體積比1∶1∶1）栽體菌肥（處理T5），對比分析不同載體菌肥的施用對紫穗槐生長特性、光合特性以及土壤養(yǎng)分的影響。【結果】與CK（T0）相比：①T2、T3、T4、T5處理下紫穗槐生長狀況均顯著提升，以T3處理最為顯著；②T1、T3、T4、T5處理對紫穗槐葉片的各項光合特性指標參數(shù)均有不同程度改善效應，其中氣體交換參數(shù)以T5處理改善效果最為顯著，葉綠素含量以T3處理改善效果最為明顯。復合菌肥載體比單一菌肥對佳士科技光合特性的改善效果更好；③T3、T4、T5處理下紫穗槐土壤養(yǎng)分含量有所提高?！窘Y論】秸稈與麥麩處理、秸稈和麥麩與豆餅處理的促生菌肥可促進紫穗槐生長發(fā)育并提高其光合效率、優(yōu)化土壤營養(yǎng)環(huán)境、提高土壤肥力，能有效替代泥炭載體菌肥發(fā)揮效能。

關鍵詞：微生物菌肥；紫穗槐；生長特性；光合特性；土壤養(yǎng)分

中圖分類號：S718.83 文獻標志碼：A開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

文章編號：1000-2006（2024）03-0081-09

Effects of different carrier bacterial fertilizers on growth， photosynthetic characteristics and soil nutrients of Amorpha fruticosa

YANG Hao¹，LIU Chao¹，ZHUANG Jiayao^1*，ZHANG Shutong²，ZHANG Wentao¹，MAO Guohao¹

（1.College of Forestry，Co-Innovation Center for Sustainable Forestry in Southern China，Jiangsu Province Key Laboratory of Soil and Water Conservation and Ecological Restoration，Nanjing Forestry University，Nanjing 210037，China；2.China Chemical Construction Investment Group Co.， Ltd.，Beijing 102308，China）

Abstract：【Objective】This study explored the effects of Serratia marcescens N1.14， X-45 bacterial fertilizer inoculated with different carrier substrates on the growth， photosynthetic characteristics， soil pH and available nutrients of Amorpha fruticosa. Based on this， bacterial fertilizer carriers that can effectively replace rare resource peat were determined in order to provide a theoretical basis for the development of microbial fertilizers.【Method】Taking A. fruticosa seedlings as the object， the peat bacterial fertilizer （T0， CK）， straw bacterial fertilizer （T1）， wheat bran bacterial fertilizer （T2）， straw and wheat bran as carrier bacterial fertilizer （volume ratio = 1∶1， T3）， straw wheat bran and cotton seed hull as carrier bacterial fertilizer （volume ratio = 1∶1∶1， T4）， and straw wheat bran and soybean cake as carrier bacterial fertilizer （volume ratio = 1∶1∶1， T5） were applied. Through comparative analysis， the effects of the application of different carrier bacterial fertilizer on the growth characteristics， photosynthetic characteristics and soil nutrients of A. fruticosa were explored， and treatment groups that can replace peat bacterial fertilizer were selected.【Result】Compared with CK， there were three key findings. First， the growth statuses of T2， T3， T4， and T5 were significantly improved， especially T3. Second， the photosynthetic characteristic parameters of Amorpha fruticosa leaves under T1， T3， T4， and T5 improved to varying degrees. Among the gas exchange parameters， T5 had the most significant improvement effect， and T3 had the most obvious improvement effect on chlorophyll content. At the same time， the improvement effect of compound carrier bacterial fertilizer was better than that of single bacterial fertilizer. Third， the soil nutrient content of A. fruticosa under T3， T4， and T5 treatments increased.【Conclusion】The straw， wheat bran and soybean cake as carrier bacterial fertilizers can promote the growth and development of A. fruticosa， improve photosynthetic characteristics， optimize the soil nutrient environment， improve soil fertility， and effectively replace peat carrier bacterial fertilizer.

Keywords：microbial fertilizer；Amorpha fruticosa ；growth characteristics；photosynthetic characteristics；soil nutrient

土壤環(huán)境受到威脅時，土壤板結、團粒結構破壞、肥力下降等問題日趨顯現(xiàn)。微生物菌肥可通過影響微生物群落組成來間接影響土壤酶活性和理化性質(zhì)^[1]，按其作用來劃分可劃分為固氮菌肥、解磷菌肥、解鉀菌肥等。其中解磷菌肥具有生產(chǎn)成本低、應用效果好的優(yōu)點，且能降低化學磷肥的施用量，在實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和維護生態(tài)系統(tǒng)平衡中具有重要意義^[3]。解磷菌肥是指能通過分泌一些有機酸螯合成無機磷，促進土壤中難溶且難以被植物直接吸收利用的磷元素轉化成為可被植物利用的有效磷，提高土壤供肥能力，抵抗土傳病原體的侵害，促進植物生長的含有高效解磷菌的一類微生物接種劑^[2]。Rice等^[4]以紫花苜蓿（Medicago sativa）為試驗植株，研究在溶磷菌Sinorhizobium meliloti和Penicillium bilaii接種劑的接種下對紫花苜蓿干草產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，結果顯示溶磷菌肥的施用能顯著提高根瘤數(shù)和占有率，而對于干草產(chǎn)量和總氮、總磷含量的影響較?。籔rakash等^[5]發(fā)現(xiàn)芽孢桿菌（Bacillus sp.）STJP的施用使得薄荷（Mentha canadensis）植株的生長參數(shù)、產(chǎn)油率和吸磷量顯著高于無菌對照。

載體可以為功能微生物的生長繁殖提供營養(yǎng)和空間^[6]。微生物在載體中穩(wěn)定生長，是一個利用載體碳源和氮源的動態(tài)生長消亡過程。泥炭憑其比表面大、可吸附性強、營養(yǎng)成分豐富的優(yōu)良特性，成為了菌肥生產(chǎn)過程中應用最多的一類載體，但因為其多位于濕地生態(tài)系統(tǒng)保護區(qū)且具有短期不可再生性，故不可長期開采^[7]。因此，尋找其他潛在的材料替代泥炭，以減少生態(tài)消耗顯得尤為重要。目前有關解磷菌肥的研究大多集中在其促生機理或土壤改良特性方面，而對于承載解磷菌的載體底物的篩選研究卻鮮見報道，開展對載體對比評估的研究具有重要學術價值和理論意義。

紫穗槐（Amorpha fruticosa）是豆科紫穗槐屬植物，具有耐鹽堿、耐旱耐澇、適應性強、抗病性強、生長迅速的優(yōu)良生物學特性，因其郁閉度高、根系發(fā)達、固土力強更是被廣泛應用于水土保持林草措施之中，成為水土保持林的主要造林樹種之一，對減少水土流失、涵養(yǎng)水源、維持生態(tài)系統(tǒng)平衡，以及經(jīng)濟利用和生態(tài)修復方面都具有重要價值^[8-9]，在我國東北、西北、華北地區(qū)及江蘇、山東、安徽、湖北、河南、四川、廣西等多個省區(qū)廣泛種植。本研究選用紫穗槐作為試驗植株，接種不同載體處理的菌肥后，通過對比分析不同處理下生長指標、光合特性指標、土壤養(yǎng)分指標的差異，分析不同菌肥對紫穗槐生長性狀、光合特性和土壤養(yǎng)分的影響，以進一步篩選在實際應用維度有效替代泥炭達到促生改土目的的菌肥載體。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試菌株為具有溶磷特性的粘質(zhì)沙雷氏菌（Serratia marcescens N1.14，X-45），該菌株由南京林業(yè)大學水土保持研究團隊篩選（分離自湖南省岳陽市岳陽大道裸巖邊坡），保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心，能溶解有機、無機磷且能分泌生長素（IAA），同時兼具生長快、競爭力強等特點。

供試培養(yǎng)基：蛋白胨10 g，NaCl 10 g，酵母浸粉5 g，水1 000 mL，pH 7.0～7.2，121 ℃滅菌30 min。

試驗在南京林業(yè)大學新莊校區(qū)（118°49′45″E，32°05′05″N）進行。盆栽試驗周期為2021年7—10月。實驗用基質(zhì)土購自江蘇興農(nóng)科技有限公司，pH 5.2～6.0，N、P₂O₅、K₂O摩爾質(zhì)量比例為10∶11∶13；試驗用盆為塑料花盆（內(nèi)徑19 cm、外徑21 cm、高19 cm）；供試植株為紫穗槐，每次補充水分采用等量量取法，其中7、8月保證每周補充2次水分，9、10月保證每周補充1次水分。

1.2 菌肥制備及實驗設計

將X-45菌株接種于盛有LB液體培養(yǎng)基的三角瓶，置于30℃、200 r/min搖床中培養(yǎng)48 h，測得菌液OD₆₀₀值為（0.814±0.007）。用不同配比載體分別接種X-45菌液制成微生物菌肥，具體方法參照文獻[10]，將制備好的菌肥置于28℃培養(yǎng)箱培養(yǎng)7～10 d，備用。

選取顆粒飽滿的紫穗槐種子與菌肥體積比1∶1充分混合，對照組種子使用無菌水拌種，并置于陰涼、避光處2 h，使細菌充分附著于種子表面。播種30 d后間苗，每盆保留3株長勢一致且長勢良好的幼苗，并于生長30、60 d時分別向各處理組盆內(nèi)補施1次對應處理菌肥（均由菌液發(fā)酵不同載體30 d后制成，有效活菌數(shù)≥6億個/g）。

本研究共設置6個處理（表1），每個處理設3次重復。

1.3 紫穗槐生長和光合指標及土壤速效養(yǎng)分的測定

1.3.1 株高、莖粗

于2021年10月8日測量所有紫穗槐幼苗的株高和莖粗。使用皮尺測量幼苗的株高，精度為0.1 cm；在植株地上部分距表層土壤1 cm處使用游標卡尺測量莖粗，精度為0.01 mm。

1.3.2 光合參數(shù)

于2021年10月5日天氣晴朗的9：00—12：00使用Li-6400便攜式光合儀（Li-Cor Inc.USA）測定幼苗的光合參數(shù)，設置測定時的葉室溫度為（30±0.6）℃，葉室相對濕度為（48.19±4.7）%，CO₂濃度控制在400 μmol/mol，葉室內(nèi)光強設置為300 μmol/（m²·s）；隨機采取植株上中下部位各3片葉片采用混合液浸提法^[11]測量葉片中葉綠素含量，參照Porra等^[12]的方法計算葉片中葉綠素a、b含量。

1.3.3 植物根系形態(tài)指標

將根系和地上部分分開，帶回實驗室。用水將附著在根系周圍的泥土洗凈，使用根系掃描儀（Perfection V700，Epson日本）獲得透射圖像，再使用WinRHIZO PRO 2007分析根系圖像，測定根長、根表面積、根體積、尖端數(shù)、分蘗數(shù)等指標。

1.3.4 植物生物量

完成根系掃描后，將紫穗槐的地上部分和地下部分分別放進相應的信封內(nèi)，統(tǒng)一放入烘箱，在105 ℃下殺青1 h，再在70 ℃條件下烘干至恒定質(zhì)量，使用電子天平分別測定植株地上和地下生物量。

1.3.5 土壤養(yǎng)分含量

于2021年10月8日采集土壤樣品，風干后過孔徑0.15 mm篩用于土壤養(yǎng)分含量的測定：pH采用mettler toledo pH計測定（水土比為2.5∶1），有效磷含量參照LY/T 1233—1999《森林土壤有效磷的測定》中氟化銨-鹽酸浸提法測定，水解氮含量參照LY/T 1229—1999《森林土壤水解性氮的測定》中堿解擴散法測定，速效鉀含量參照LY/T 1236—1999《森林土壤速效鉀的測定》中醋酸銨-原子吸收分光光度計法測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)均為3次重復平均值，采用SPSS 22.0進行處理分析，采用Origin 2019b制作圖表。

2 結果與分析

2.1 不同菌肥處理對紫穗槐地上生長狀況的影響

不同菌肥處理下紫穗槐幼苗生長情況見表2。由表2可知，除T1、T4外各處理下紫穗槐幼苗的干鮮質(zhì)量較對照有顯著差異（P＜0.05），分別顯著增加了1.70%～46.33%和6.24%～42.39%，其中以T3為最高，兩項指標分別是T0的1.46倍和1.42倍，表明除了單一載體秸稈，其余載體均能一定程度代替泥炭發(fā)揮功能，且能顯著促進紫穗槐地上生物量的增加。

施肥處理對植株的株高、莖粗也有明顯影響，除T1外其余施肥處理組較對照使植株增高2.83%～29.67%，其中T3應用效果最為顯著，株高達到32.09 cm，是T0的1.30倍，其余處理株高（除T1外）與T0相比雖有一定增加但均未表現(xiàn)出顯著差異（P＞0.05），表明T3菌肥能有效促進紫穗槐幼苗的伸長生長。此外，除T1的其余處理莖粗和對照相比提升0.47%～15.90%，且復合載體菌肥T3、T4處理莖粗顯著高于對照（P＜0.05），表明T3、T4在促進紫穗槐幼苗橫向生長方面效果優(yōu)于泥炭菌肥。

綜上，以紫穗槐地上生長情況為考量指標，T3、T4處理菌肥肥效相對較好，可高效替代泥炭載體菌肥達到促進植株生長的目的，秸稈處理（T1）表現(xiàn)較差。

2.2 不同菌肥處理對紫穗槐根系生長的影響

不同菌肥處理下紫穗槐幼苗根系生長狀況見表3。由表3可知，不同菌肥對紫穗槐幼苗的根系生長具有顯著促進作用。各處理下幼苗根長和對照比增加了2.26%～195.64%，且除T1和T0處理差異不顯著（P＞0.05）外，其余處理顯著高于T0，其中以T3處理提高最為顯著，達到T0處理的2.96倍，且和其他處理均表現(xiàn)為顯著差異（P＜0.05）。同時，不同處理對于紫穗槐根部生物量也有明顯的提高作用。各處理下干質(zhì)量和T0處理相比增加了5.26%～19.65%，且除T1處理外其余處理與其組間差異顯著（P＜0.05）。提高效果最明顯的為T3處理，是T0處理的1.19倍。

綜上，分析不同菌肥處理下的紫穗槐幼苗根系指標可以看出，相較于泥炭對照，各處理菌肥都可不同程度地促進紫穗槐幼苗根系的生長發(fā)育，其中以T3和T4應用效果最為顯著。

2.3 不同菌肥處理對紫穗槐光合特性的影響

光合作用是促進植物生長發(fā)育的重要進程，也是評價植物實時生長情況的重要指標^[13]。與泥炭對照相比，除T2處理外，其余施肥處理組均能一定程度上改善紫穗槐植株的光合特性，促進光合作用，發(fā)揮肥效（圖1）。由圖1a可知，除T2外其余處理下的紫穗槐葉片凈光合速率和T0處理相比均有顯著提升效果（P＜0.05），其中提高效果最為顯著的是T5處理，是T0的1.28倍，且與其他處理之間差異均達到顯著水平（P＜0.05）。對比T0處理，除T2外其余處理對紫穗槐葉片氣孔導度有明顯提高效果，且差異顯著（P＜0.05）。T5處理的紫穗槐葉片氣孔導度最高，是對照的1.55倍，復合載體菌肥處理組T4、T5與單一載體菌肥處理組T1、T2差異顯著，表明復合載體菌肥的施加更有利于光合作用CO₂的供應，促進蒸騰作用。由圖1b可見，除T2外其余處理對紫穗槐葉片的胞間CO₂濃度有明顯降低作用，同時T4、T5處理與T0相比均呈現(xiàn)顯著差異（P＜0.05）。其中以T5處理降低程度最明顯，相較于T0降低了8.6%；T1、T3處理組紫穗槐葉片胞間CO₂濃度與T0對照組無顯著差異（P＞0.05），T4、T5處理組在和T0處理相比之下，降低程度達到了顯著水平，表明施用這兩種載體菌肥能顯著降低葉片胞間CO₂濃度。此外，除T2外的其余處理下紫穗槐葉片的蒸騰速率均有不同程度的提高，以T5處理提高最為顯著，達到2.78 mmol/（m²·s），和T0處理相比顯著增加了55.64%（P＜0.05），同時和其他處理之間差異均達到顯著水平（P＜0.05）；另外，T3、T4、T5和T1、T2處理呈現(xiàn)出顯著性差異（P＜0.05），T1、T2和T0處理之間差異卻不顯著（P＞0.05），這說明復合載體菌肥的施用和單一載體菌肥相比，使得植株的代謝能力更強，體內(nèi)水分更容易達到平衡狀態(tài)。

葉綠素的含量高低是評估植物的光合作用能力和積累干物質(zhì)能力的依據(jù)^[14]。與對照相比，不同菌肥處理下的紫穗槐葉片葉綠素a、葉綠素b含量均有明顯提高（圖2）。其中，各處理組葉綠素a含量較T0處理增加顯著（P＜0.05），以T3最為明顯，為3.27 mg/g，比T0處理增加了155.10%，但與T4、T5處理之間差異不顯著（P＞0.05），與此同時，T1、T2處理的差異也未達到顯著水平（P＞0.05）。葉綠素b含量較對照也有明顯提高，除T1處理外，其余各處理均顯著高于T0處理（P＜0.05），增加最為明顯的仍為T3處理，為1.74 mg/g，比T0處理增加了160.95%，但和T5處理之間差異不顯著（P＞0.05）。

綜上，菌肥施用對葉綠素含量有較好的提升作用，其中以T3處理（V_秸稈∶V_麥麩=1∶1）應用成效最為顯著，說明該處理下紫穗槐的光能捕捉率和利用率較高，能充分進行光合作用。

2.4 不同菌肥處理對紫穗槐土壤養(yǎng)分的影響

不同菌肥處理對紫穗槐土壤養(yǎng)分的影響見圖3。由圖3a可見，和對照相比，T1、T3、T4 3個處理組土壤pH均有不同程度下降，表示施用這3種處理菌肥可使盆栽土壤一定程度上產(chǎn)生酸化，其中以T3處理酸化程度最為明顯，比T0顯著降低了6.22%（P＜0.05），且與除T4處理外的其他處理均顯示出顯著差異（P＜0.05）。各處理組土壤水解氮（AN）含量和對照組對比均有不同程度提高，除T1處理外顯著高于對照（P＜0.05），其中最高的是T2處理，比T0處理顯著提高74.17%，且和T3、T4處理之間無顯著差異，表明這幾種載體菌肥相比泥炭可以更好發(fā)揮肥效，有效提高土壤水解氮含量。

由圖3b可見，除T1、T2處理外其余施肥處理組土壤有效磷（AP）含量均高于T0處理，提高了3.59%～20.40%，并以T3、T5處理提升最為顯著（P＜0.05）。最高的是T3處理，為15.50 mg/kg，是T0處理的1.2倍；最低的是T2處理，為9.75 mg/kg，僅占T0處理含量的75.74%，并顯著低于對照T0處理（P＜0.05）。結果表明復合載體菌肥的施用相較于泥炭可以明顯促進土壤有效磷的增加。此外，除T1、T2處理速效鉀（AK）含量顯著高于對照以外（P＜0.05），其余處理組土壤速效鉀含量較T0處理降低了1.18%～4.10%，且和對照組間差異未達到顯著水平（P＞0.05）。各施肥處理速效鉀含量最高的是T1處理，為135.25 mg/kg，最低的是T3處理，僅為85.43 mg/kg。結果表明復合載體菌肥相較泥炭對照能促進植物對速效鉀的吸收利用，其中以T3處理應用效果最佳。

3 討 論

3.1 微生物菌肥施用與紫穗槐生長性狀的關系

微生物肥料又稱菌肥、生物肥，是一類由微生物活體制成的肥料，可依靠功能微生物的生命代謝活動促進植物對養(yǎng)分的吸收利用，進而使植物的生長生理特征得到有效改善，同時防治病害，達到促進生長、改善品質(zhì)的作用^[15]。在生長環(huán)境大體相同的條件下，本研究結果顯示，和泥炭對照組相比，除秸稈載體外其余載體菌肥處理對紫穗槐的株高、莖粗、地上生物量有不同幅度的提高作用，各項指標平均增量為7.45%～21.78%，這與Wang等^[16]將生物有機肥用在滁菊（Chrysanthemum morifolium）的培植上，發(fā)現(xiàn)其能顯著改善滁菊的生長性狀和產(chǎn)量，Stamford等^[17]研究牛仔布紡織污泥和微生物菌肥的相互作用后對豇豆（Vigna unguiculate）種植的應用效果時發(fā)現(xiàn)，微生物菌肥可顯著改善植物特性，并在和牛仔布紡織污泥相結合下這種促進效果達到最佳的研究結果基本一致。

根系是植物從土壤中吸收養(yǎng)分的重要關口，根系指標某種程度上反映著植物的品質(zhì)^[18]。相關研究表明，微生物菌肥的施加能有效促使植物根系的縱向和橫向生長發(fā)育，改善植物生長狀況。盧培娜^[19]發(fā)現(xiàn)在鹽堿地施腐熟秸稈配施菌肥的處理組可顯著提高燕麥（Avena satival）根長、根體積、根表面積、籽粒和鮮干草產(chǎn)量。段志慧^[20]研究發(fā)現(xiàn)水培條件下經(jīng)解淀粉芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、綠色木霉制備而成的復合微生物菌肥的施用，具有顯著促進根系生長的作用，可使香蕉（Musa nana）根長生長為對照的1.4倍。本研究結果顯示，施用菌肥處理組根系指標參數(shù)和地下生物量相較于泥炭載體對照組展現(xiàn)出不同程度的提高效果，因此本研究結果和上述觀點基本一致。此外，在所有施肥處理中，T3處理（V_秸稈∶V_麥麩=1∶1）下的各指標增加最為顯著，根表面積和體積分別比T0處理顯著增多127.91%和155.13%（P＜0.05），同時和其余處理的差異也達到了顯著水平（P＜0.05），說明該復合載體菌肥能為植物的生長發(fā)育提供全面充分的營養(yǎng)需求，可能是由于秸稈和麥麩中含有大量養(yǎng)分，這些養(yǎng)分與功能微生物通過互補所需，達到穩(wěn)態(tài)，改善了土壤的微生物群落結構，從而促進了植物的地上和地下部分的生長發(fā)育，為植物的生長提供全面的養(yǎng)分^[21]。而其尖端數(shù)和分蘗數(shù)卻為3 444.00和5 015.33，并未達到所有處理中最高，這說明施入T3處理組菌肥可顯著促進植株根系表面積和體積的增多，但對根系分支的影響水平未達到最佳程度。T4處理的根表面積和根體積僅為156.07 cm²、1.67 cm³，尖端數(shù)、分蘗數(shù)卻達到4 142.33和6 690.67，分別是T0處理的1.86和1.95倍，且顯著高于其余處理（P＜0.05），說明T4處理組菌肥更精于根系分支的促生。

總體看，和泥炭載體相比，T2、T3、T4、T5處理都可一定程度上提升紫穗槐的生長指標，其中以T3應用效果最為顯著。

3.2 微生物菌肥施用與紫穗槐光合特性的關系

光合作用是植物體將光能轉化成有機物并釋放能量的主要途徑，也構成了生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的重要關鍵節(jié)點，它能維持植物的生長發(fā)育故而具有重要意義^[22-23]。凈光合速率反映的是植株積累有機物的狀況，是判斷植株光合能力強弱的重要指標^[13]，本研究結果中，除單一載體麥麩外其余處理相較于泥炭對照可以顯著提升紫穗槐葉片凈光合速率，這與潘小怡^[24]以小麥（Triticum aestivum）壓青結合生物菌肥使花生葉片凈光合速率顯著提高的研究結果一致。同時，復合載體菌肥處理下的凈光合速率相較于單一載體均有一定程度提高，表明復合載體菌肥促生作用更明顯，能有效提高紫穗槐的凈光合速率。氣孔導度和蒸騰速率則是植被水分利用效率和光合效率、對CO₂的吸收利用能力的直觀體現(xiàn)^[25-26]，從結果看，除麥麩載體處理外其余處理下紫穗槐葉片的氣孔導度、蒸騰速率均有提升，胞間CO₂濃度降低，這說明施用菌肥可以有效維持植物體內(nèi)水分平衡、提升植物對環(huán)境適應的能力，這與楊玉玲等^[27]和苑麗彩^[28]的研究結果基本一致。單一載體菌肥秸稈、麥麩處理下的葉片光合特性指標參數(shù)，均不能達到復合載體菌肥T3、T4、T5處理，可能是單一載體菌肥中有機質(zhì)含量略低，使得土壤中有機物含量不足，從而使植株無法充分吸收，而其中麥麩表現(xiàn)較差，明顯不及泥炭。

已有研究發(fā)現(xiàn)，微生物菌肥的施用也可顯著提高植物葉片葉綠素含量。王鷹翔^[29]發(fā)現(xiàn)將3種土壤菌與基質(zhì)混合制備而成的微生物菌肥可以使紫穗槐幼苗葉片葉綠素含量增多，并隨時間推移呈現(xiàn)逐漸上升的變化趨勢；王濤等^[30]發(fā)現(xiàn)以繡球渣復合基質(zhì)為載體制備菌肥能使黃瓜（Cucumis sativus）植株葉綠素含量提高56.67%；姚喬花等^[31]通過田間實驗研究發(fā)現(xiàn)施用適宜濃度的生物菌肥可提高馬鈴薯（Solanum tubevosum）植株進行固氮，增加體內(nèi)葉綠素含量；丁偉等^[32]利用3種不同形態(tài)菌肥，使水稻（Oryza sativa）葉片葉綠素含量顯著增加33.74%，同時有效去除農(nóng)藥土壤殘留毒害，實現(xiàn)修復土壤的效果。本研究中，不同菌肥施用下的紫穗槐葉片葉綠素含量也有不同程度提升，且復合載體菌肥T3、T4、T5處理均能夠替代泥炭載體菌肥達到促進光合作用的目的。此外，研究結果顯示，復合載體菌肥處理下紫穗槐葉片中葉綠素a含量組間差異不顯著，單一載體秸稈和麥麩處理組間亦如此，說明復合載體菌肥對葉綠素a含量的改良效果普遍優(yōu)于單一載體菌肥，但其互相之間差異卻不顯著。與此同時，T4處理的葉綠素b含量和T2處理無顯著差別（P＞0.05），而其葉綠素a含量卻顯著高于T2處理（P＜0.05），由此可見，有些復合載體菌肥和單一載體相比雖能顯著提高植株葉片葉綠素a含量，但對葉綠素b含量的提高效果卻無顯著差異。

從結果來看，相比泥炭對照組，T1、T3、T4、T5處理下紫穗槐葉片的各項光合特性指標參數(shù)均不同程度改善，其中氣體交換參數(shù)以T5處理改善效果最為顯著，葉綠素含量以T3改善效果最為明顯。同時，和單一載體菌肥對比，復合載體菌肥表現(xiàn)出更加優(yōu)秀的改善效果。

3.3 微生物菌肥施用與土壤速效養(yǎng)分的關系

土壤的本質(zhì)屬性體現(xiàn)在土壤肥力高低上，土壤中營養(yǎng)元素如氮、磷、鉀是評價土壤肥力的重要指標，是植物生長品質(zhì)、抵御病原體能力的先決條件，它反映著植物、土壤、微生物構成的生態(tài)系統(tǒng)的相互作用^[33-34]。

本研究結果表明，相比對照處理，施用復合載體處理的菌肥能夠顯著增加土壤中的水解氮和有效磷含量，降低速效鉀含量，并伴隨著一定程度的土壤酸化。產(chǎn)生這類現(xiàn)象的機理是微生物菌肥中的固氮微生物可以發(fā)揮固氮作用將空氣中的氮氣轉化以供植物吸收利用，在促進生長發(fā)育的同時增加土壤水解氮含量，T5處理下的水解氮含量顯著低于T2、T3、T4，推測原因是土壤中的營養(yǎng)成分無法滿足菌肥在分解有機質(zhì)時需要合成蛋白質(zhì)所需的氮素，因而造成了一定程度的脫肥^[35]；微生物肥料中的溶磷菌X-45能有效促進土壤中難溶性磷元素溶解，從而更好被吸收，使得有效磷含量顯著增多，而T2處理土壤有效磷含量顯著低于其余處理，這可能是由于菌株在該處理菌肥中的釋放力和對載體中富含的養(yǎng)分充分吸收的能力不夠，制約了其應用效果^[36-37]；速效鉀含量降低，這和王愛斌等^[38]將不同種類菌肥應用于藍莓（Vaccinium）苗的栽培，發(fā)現(xiàn)土壤中速效鉀的含量明顯低于不施肥處理的研究結果一致，究其原因可能是菌肥的施加促進了紫穗槐生長過程中對土壤中可利用的速效鉀的吸收，從而使得土壤速效鉀含量呈降低趨勢。

復合載體菌肥施用下的盆栽土壤養(yǎng)分改良效果普遍優(yōu)于單一載體，并顯著優(yōu)于泥炭對照組，推測原因是復合載體中的營養(yǎng)成分含量較高，功能微生物在其中生長繁殖旺盛，施入土壤顯著增加了土壤中營養(yǎng)成分^[39]。成思軒等^[40]將微生物菌肥用于雷竹筍（Phyllostachys praecox）的種植，發(fā)現(xiàn)其不僅可以促進雷竹筍生長，還能顯著提高土壤中有機質(zhì)、全氮、堿解氮含量；施燕華^[41]通過在紫花苜蓿的栽培試驗中接種巨大芽孢桿菌接種劑，發(fā)現(xiàn)其在促進紫花苜蓿生長的同時緩解干旱脅迫對葉片根系抑制作用；涂保華等^[42]通過盆栽種植試驗探究不同微生物菌肥對土壤養(yǎng)分的影響，發(fā)現(xiàn)復合微生物菌肥處理下水稻土壤的速效鉀、堿解氮、有機質(zhì)含量達到峰值，土壤養(yǎng)分顯著增多。上述研究與本研究結果大致相似，說明施用菌肥可以調(diào)整紫穗槐土壤養(yǎng)分，有效增加土壤速效養(yǎng)分，提高土壤供肥能力。綜合土壤速效養(yǎng)分含量的多少來看，復合載體菌肥T3、T4、T5處理均能替代泥炭載體菌肥達到改善土壤養(yǎng)分的效果。

4 結 論

本研究利用幾種固體農(nóng)業(yè)廢棄物（秸稈、麥麩、棉籽殼、豆餅）為主要載體底物，以不同質(zhì)量比配置成各載體處理，并將其應用于紫穗槐幼苗的培植試驗，通過對幼苗生長性狀、光合參數(shù)、土壤養(yǎng)分的測定，評估不同載體菌肥的肥效，從中篩選可高效替代泥炭的菌肥載體。主要結論如下：

1）和泥炭載體菌肥對比，T2、T3、T4、T5處理下紫穗槐幼苗的生長狀況均顯著提升，其中以T3處理最為顯著。

2）和泥炭載體菌肥對比，紫穗槐葉片氣體交換參數(shù)以T5處理改善效果最為顯著，葉綠素含量以T3處理改善效果最為明顯。

3）和泥炭載體菌肥對比，T3、T4、T5處理下紫穗槐土壤養(yǎng)分含量有所提高，能有效優(yōu)化土壤營養(yǎng)環(huán)境。

綜上，能替代泥炭載體菌肥發(fā)揮肥效的高效促生菌肥是秸稈與麥麩體積比1∶1處理組和秸稈與麥麩及豆餅體積比1∶1∶1處理組。

參考文獻（reference）：

[1]REN J H，LIU X L，YANG W P，et al．Rhizosphere soil properties，microbial community，and enzyme activities：short-term responses to partial substitution of chemical fertilizer with organic manure[J]．J Environ Manag，2021，299：113650．DOI：10.1016/j.jenvman.2021.113650.

[2]王景超，于曉菲，商姍姍．我國微生物肥料研究現(xiàn)狀及其在作物上的應用進展[J]．農(nóng)業(yè)與技術，2022，42（1）：34-37．WANG J C，YU X F，SHANG S S．Research status of microbial fertilizer in China and its application progress in crops[J]．Agric Technol，2022，42（1）：34-37．DOI：10.19754/j.nyyjs.20220115010.

[3]王應蘭．解磷微生物細菌的篩選、鑒定及其制備肥料的研究[D]．貴陽：貴州大學，2020．WANG Y L．Study on screening and identification of phosphate-solubilizing bacteria and preparation of fertilizers[D]．Guiyang：Guizhou University，2020．

[4]RICE W A，LUPWAYI N Z，OLSEN P E，et al．Field evaluation of dual inoculation of alfalfa with Sinorhizobium meliloti and Penicillium bilaii[J]．Can J Plant Sci，2000，80（2）：303-308．DOI：10.4141/p99-055.

[5]PRAKASH J，ARORA N K．Phosphate-solubilizing Bacillus sp．enhances growth，phosphorus uptake and oil yield of Mentha arvensis L.[J]．3 Biotech，2019，9（4）：126．DOI：10.1007/s13205-019-1660-5.

[6]李永興，匡柏健，李久蒂．不同載體對微生物菌劑質(zhì)量的影響[J]．土壤肥料，1999（6）：25-27．LI Y X，KUANG B J，LI J D．Effect of different carriers on the quality of microbial agents[J]．Soils Fertil，1999（6）：25-27．

[7]DAZA A，SANTAMAR A C，RODRGUEZ-NAVARRO D N，et al．Perlite as a carrier for bacterial inoculants[J]．Soil Biol Biochem，2000，32（4）：567-572．DOI：10.1016/S0038-0717（99）00185-6.

[8]萬永霞．紫穗槐的價值及其繁殖[J]．特種經(jīng)濟動植物，2004，7（1）：31．WAN Y X．The value and propagation of Amorpha fruticosa[J]．Special Econ Animal Plant，2004，7（1）：31．DOI：10.3969/j.issn.1001-4713.2004.01.031.

[9]孟劍俠．叢枝菌根真菌對紫穗槐固氮能力的影響[D]．哈爾濱：黑龍江大學，2009．MENG J X．Effect of arbuscular mycorrhizal fungi on nitrogen fixation ability of Amorpha fruticosa[D]．Harbin：Helongjiang University，2009．

[10]韓華雯．幾種新型植物根際促生菌肥載體篩選及研究[D]．蘭州：甘肅農(nóng)業(yè)大學，2013．HAN H W．Selection and development carrier for plant growth promoting rhizobacteria （PGPR） inoculants[D]．Lanzhou：Gansu Agricultural University，2013．

[11]陳福明，陳順偉．混合液法測定葉綠素含量的研究[J]．浙江林業(yè)科技，1984，4（1）：19-23，36．CHEN F M，CHEN S W．Study on determination of chlorophyll content by mixed liquid method[J]．J Zhejiang For Sci Technol，1984，4（1）：19-23，36．

[12]PORRA R J，THOMPSON W A，KRIEDEMANN P E．Determination of accurate extinction coefficients and simultaneous equations for assaying chlorophylls a and b extracted with four different solvents：verification of the concentration of chlorophyll standards by atomic absorption spectroscopy[J]．Biochim Biophys Acta （BBA） Bioenerg，1989，975（3）：384-394．DOI：10.1016/S0005-2728（89）80347-0.

[13]何海洋，彭方仁，張瑞，等．不同品種美國山核桃嫁接苗光合特性比較[J]．南京林業(yè)大學學報（自然科學版），2015，39（4）：19-25．HE H Y，PENG F R，ZHANG R，et al．Photosynthetic characteristics of grafting plants of different pecan varieties[J]．J Nanjing For Univ （Nat Sci Ed），2015，39（4）：19-25．DOI：10.3969/j.issn.1000-2006.2015.04.004.

[14]季艷紅，潘平平，竇全琴，等．不同泥炭替代基質(zhì)對薄殼山核桃幼苗生長及葉綠素熒光特性的影響[J]．南京林業(yè)大學學報（自然科學版），2022，46（1）：145-155．JI Y H，PAN P P，DOU Q Q，et al．Effect of fungus-residue and other matrix formulations on growth and chlorophyll fluorescence parameters of shelled walnut seedlings[J]．J Nanjing For Univ （Nat Sci Ed），2022，46（1）：145-155．DOI：10.12302/j.issn.1000-2006.202104040.

[15]鄒錦豐，周傳志．微生物肥料研究進展及發(fā)展前景[J]．現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2021（22）：142-144．ZOU J F，ZHOU C Z．Research progress and development prospect of microbial fertilizer[J]．Mod Agric Sci Technol，2021（22）：142-144．

[16]WANG J F，LI X L，XING S Z，et al．Bio-organic fertilizer promotes plant growth and yield and improves soil microbial community in continuous monoculture system of Chrysanthemum morifolium cv．chuju[J]．Int J Agric Biol，2017，19（03）：563-568．

[17]STAMFORD N P，DA SILVA E V N，OLIVEIRA W D S，et al．Benefits of microbial fertilizer in interspecific interaction with textile sludges on cowpea in a Brazilian Ultisol and on wastes toxicity[J]．Environ Technol Innov，2020，18：100756．DOI：10.1016/j.eti.2020.100756.

[18]IPEK M，ARAS S，AR?KAN ?，et al．Root plant growth promoting rhizobacteria inoculations increase ferric chelate reductase （FC-R） activity and Fe nutrition in pear under calcareous soil conditions[J]．Sci Hortic，2017，219：144-151．DOI：10.1016/j.scienta.2017.02.043.

[19]盧培娜．菌肥與腐熟秸稈對鹽堿地燕麥土壤微生態(tài)環(huán)境的調(diào)控機制[D]．呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學，2021．LU P N．Regulatory mechanism of bio-fertilizer and rotten straw on soil microecological environment of oat in a saline-alkaline land[D]．Hohhot：Inner Mongolia Agricultural University，2021．

[20]段志慧．水培下復合微生物菌劑對香蕉根系誘導抗枯萎病的影響[D]．南京：南京農(nóng)業(yè)大學，2020．DUAN Z H．Effect of induced resistance of banana roots to Fusarium wilt disease by compound microbial agents in hydroponic culture[D]．Nanjing：Nanjing Agricultural University，2020．

[21]BAL H B，NAYAK L，DAS S，et al．Isolation of ACC deaminase producing PGPR from rice rhizosphere and evaluating their plant growth promoting activity under salt stress[J]．Plant Soil，2013，366（1）：93-105．DOI：10.1007/s11104-012-1402-5.

[22]蔡琪琪，王堽，董寅壯，等．不同中性鹽脅迫對甜菜幼苗光合作用和抗氧化酶系統(tǒng)的影響[J]．作物雜志，2022（1）：130-136．CAI Q Q，WANG G，DONG Y Z，et al．Effects of different neutral salt stress on photosynthesis and antioxidant enzyme system of sugar beet seedlings[J]．Crops，2022（1）：130-136．DOI：10.16035/j.issn.1001-7283.2022.01.019.

[23]蘭艷，伍鑫，王錦，等．施氮量對綠米稻葉綠素含量及光合特性的影響[J]．云南農(nóng)業(yè)大學學報（自然科學），2021，36（4）：566-572．LAN Y，WU X，WANG J，et al．Effect of nitrogen application rates on the chlorophyll content and photosynthetic characteristics of green rice[J]．J Yunnan Agric Univ （Nat Sci），2021，36（4）：566-572．

[24]潘小怡．小麥壓青和生物菌肥對連作花生土壤理化性質(zhì)和產(chǎn)量形成的影響[D]．泰安：山東農(nóng)業(yè)大學，2021．PAN X Y．Effects of wheat green manure and biological fertilizer on soil physicochemical properties and yield formation under continuous cropping peanut[D]．Taian：Shandong Agricultural University，2021．

[25]HUANG G J，YANG Y H，ZHU L L，et al．Temperature responses of photosynthesis and stomatal conductance in rice and wheat plants[J]．Agric For Meteorol，2021，300：108322．DOI：10.1016/j.agrformet.2021.108322.

[26]羅永忠，成自勇．水分脅迫對紫花苜蓿葉水勢、蒸騰速率和氣孔導度的影響[J]．草地學報，2011，19（2）：215-221．LUO Y Z，CHENG Z Y．Impact of water stress on leaf water potential，transpiration rate（T_r） and stomatal conductance （G_s） of alfalfa[J]．Acta Agrestia Sin，2011，19（2）：215-221．

[27]楊玉玲，劉文兆，王俊，等．配施鉀肥、有機肥對旱地春玉米光合生理特性和產(chǎn)量的影響[J]．西北農(nóng)業(yè)學報，2009，18（3）：116-121．YANG Y L，LIU W Z，WANG J，et al．Effects of potassium and organic fertilizer on photosynthetic physiological characteristics and yield of spring maize in dry lands[J]．Acta Agric Boreali Occidentalis Sin，2009，18（3）：116-121．

[28]苑麗彩．不同肥料配施對設施番茄生長、品質(zhì)、病蟲害和產(chǎn)量的影響[D]．新鄉(xiāng)：河南科技學院，2016．YUAN L C．Effects of different fertilizer application on the growth，quality，plant diseases and insect pests and yield of facility tomato[D]．Xinxiang：Henan Institute of Science and Technology，2016．

[29]王鷹翔．不同土壤菌配置對紫穗槐幼苗生理生態(tài)學特性的影響[D]．南京：南京林業(yè)大學，2017．WANG Y X．Effects of soil bacteria inoculation in spray seeding matrix on physiological and ecological character of Amorpha fruticose[D]．Nanjing：Nanjing Forestry University，2017．

[30]王濤，雷錦桂，黃語燕，等．繡球菌渣復合基質(zhì)對黃瓜幼苗素質(zhì)及產(chǎn)量的影響[J]．核農(nóng)學報，2020，34（1）：177-185．WANG T，LEI J G，HUANG Y Y，et al．Effects of Sparassis crispa residue composite substrate on quality and yield of cucumber seedlings[J]．J Nucl Agric Sci，2020，34（1）：177-185．DOI：10.11869/j.issn.100-8551.2020.01.0177.

[31]姚喬花，程永龍，王姣敏，等．FM-生物菌肥在設施溫室馬鈴薯微型薯生產(chǎn)中的應用[J]．中國果菜，2021，41（12）：60-65．YAO Q H，CHENG Y L，WANG J M，et al．Application of FM-biological bacterial fertilizer in the production of mini-potato in facility greenhouse[J]．China Fruit ＆ Veg，2021，41（12）：60-65．DOI：10.19590/j.cnki.1008-1038.2021.12.010.

[32]丁偉，辛睿瀅．莠去津土壤殘留生物修復菌肥作用原理與田間應用[J]．植物保護，2021，47（3）：83-88．DING W，XIN R Y．The mechanism and field application effect of bacterial fertilizers for bioremediation of atrazine residues in soil[J]．Plant Prot，2021，47（3）：83-88．DOI：10.16688/j.zwbh.2020391.

[33]STENITZER E，MURER E．Impact of soil compaction upon soil water balance and maize yield estimated by the SIMWASER model[J]．Soil Tillage Res，2003，73（1/2）：43-56．DOI：10.1016/S0167-1987（03）00098-9.

[34]KIRCHMANN H，MATTSSON L，ERIKSSON J．Trace element concentration in wheat grain：results from the Swedish long-term soil fertility experiments and national monitoring program[J]．Environ Geochem Health，2009，31（5）：561-571．DOI：10.1007/s10653-009-9251-8.

[35]褚義紅．不同微生物菌肥對溫室生菜生長、品質(zhì)、產(chǎn)量及氮素積累的影響[D]．呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學，2014．CHU Y H．Effects of different microbial fertilizers on the growth，the quality，the production and the nitrogen accumulation of[D]．Hohhot：Inner Mongolia Agricultural University，2014．

[36]陳娜麗．固定化固氮菌的制備及其性能的研究[D]．蘭州：西北師范大學，2003．CHEN N L．Studies on the preparation and properties of the immobilized nitrogen-fixing bacteria[D]．Lanzhou：Northwest Normal University，2003．

[37]趙玥．芽孢桿菌的篩選及在復合菌肥中應用研究[D]．長春：吉林農(nóng)業(yè)大學，2020．ZHAO Y．Screening of Bacillus and its application in compound fertilizer[D]．Changchun：Jilin Agricultural University，2020．

[38]王愛斌，宋慧芳，張流洋，等．生物肥和菌肥對藍莓苗生長及土壤養(yǎng)分的影響[J]．南京林業(yè)大學學報（自然科學版），2020，44（6）：63-70．WANG A B，SONG H F，ZHANG L Y，et al．Effects of bio-organic and microbial fertilizers on growth and soil nutrients of Vaccinium spp．seedlings[J]．J Nanjing For Univ （Nat Sci Ed），2020，44（6）：63-70．DOI：10.3969/j.issn.1000-2006.201907049.

[39]李海云，姚拓，韓華雯，等．不同載體及菌肥浸提液對蘇丹草種子萌發(fā)的影響[J]．草原與草坪，2018，38（5）：28-34，42．LI H Y，YAO T，HAN H W，et al．Effects of bio-fertilizer extract with different carriers on seed germination of Sorghum sudanense[J]．Grassland Turf，2018，38（5）：28-34，42．DOI：10.13817/j.cnki.cyycp.2018.05.005.

[40]成思軒，于嘉欣，肖析蒙，等．一種微生物菌肥對雷竹筍生長、土壤養(yǎng)分及微生物的影響[J]．安徽農(nóng)學通報，2021，27（1）：106-109．CHENG S X，YU J X，XIAO X M，et al．Effects of a kind of bacterial fertilizer on the growth rate of bamboo shoots，soil nutrients and microorganisms[J]．Anhui Agric Sci Bull，2021，27（1）：106-109．DOI：10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2021.01.041.

[41]施燕華．添加巨大芽孢桿菌對于干旱脅迫下紫花苜蓿幼苗生長影響的研究[D]．揚州：揚州大學，2022．SHI Y H．Effects of Bacillus megaterium on the growth of alfalfa seedlings under drought stress[D]．Yangzhou：Yangzhou University，2022．

[42]涂保華，符菁，趙遠，等．基于光合菌劑的復合微生物菌肥對土壤速效養(yǎng)分含量及微生物群落結構多樣性的影響[J]．西南農(nóng)業(yè)學報，2019，32（12）：2878-2884．TU B H，F(xiàn)U J，ZHAO Y， et al．Effects of photosynthetic fungicide based compound microbial fertilizer on soil available nutrient content and microbial community structure diversity[J]．Southwest China J Agric Sci，2019，32（12）：2878-2884．DOI：10.16213/j.cnki.scjas.2019.12.026.

（責任編輯 孟苗婧 鄭琰燚）