生物菌肥對(duì)甜瓜不同質(zhì)地土壤養(yǎng)分淋失的影響

關(guān)鍵詞：甜瓜；生物菌肥；土壤；滲漏液； ?NH₄⁺-N;NO₃⁺. N中圖分類(lèi)號(hào)：S652 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-2871（2025）06-120-10

Effects of biological-organic fertilizer on nutrient loss in different texture soils of cantaloupe

YANG Keming'，LIU Guohong'，Huxidan ??ε Maimaiti'，Rexidan ? Amuti'，LIHaifeng1’2，MA Xingwang22，3， LIU Zhigang1.2

（1.Turpanledele8; toryofttsislonttdaliU tutefilFedualaaidetuen

Abstract： Cantaloupe must ensure sufficient water supplyduring their growth processinordertodevelop normaly.However，inactualproduction，excessive watersupplyoftenleads todeepleakage，whichnotonlywastesresouresbutalso polutes groundwater.Tounderstandtheeffectsofapplying biological-organicfertilizer（BOF）onalleviating nutrietloss caused by irigation in soils withdiffrent textures，soluble BOFwasapplied to poted cantaloupe soils with textures of loam（S1），sand（S2），andclay（S3）uringiigation.Thedrymattermassandnirogen，posphorus，ndpotassumontentof plantsandfruitsafter maturitywere measured，aswellas tephysicochemical propertiesandnitrogen，phosphorus， andpotassiumontentofsoil，rogen，posporus，ndpotasiumcotentinleachate，ndthetentofderttr gen forms.The results showed that compared with no appicationof biofertilizer（CK），BOF treatment significantlyreduced the soil pH，total nitrogen， NO₃^- -N，total phosphorus，and total potassiumcontent of S1，S2，and S3; significantlyreduced soil conductivity，soil available potassum，soil available phosphorus，soil total nitrogen，soil NO₃^- -N，and cantaloupe fruit potassium content in S1 and S2; significantly increased the soil NH₄⁺ -Ncontent ofS1，S2andS3;significantly increased the soil conductivity， soil available phosphorus， soil total nitrogen， soil NH₄⁺ -N， soil NO₃^- -N， cantaloupe plant nitrogen，phosphorus，andpotassumcontent，cantaloupe fruititrogenandphosphoruscontent，ndcantaloupe totalnitro gen，phosphorus，and potassium contentin S3.Therefore，theapplicationofBOFcannotonly improve soilpHand soil conductivity， alleviate irrigation induced leakage of total nitrogen， NO₃^- -N，total phosphorus，and total potassiumin the soil; and itcanalsoplayaroleinimproving thedrymatter massofswee melon，soilnutrientcontent，andreducing soil nutrient leaching.

Keywords：Cantaloupe;Biological-organic fertilizer; Soil; Leachate; NH₄⁺. N; NO₃? -N

甜瓜（CucumismeloL.）屬葫蘆科黃瓜屬植物，果肉肥厚、清脆爽口，深受消費(fèi)者喜愛(ài)。是我國(guó)甜瓜的重要產(chǎn)區(qū)之一。屬于干旱區(qū)，降水稀少且蒸發(fā)量大，因此必須在作物生長(zhǎng)期灌溉以保證其正常生長(zhǎng)。甜瓜對(duì)水分極為敏感，整個(gè)生育期需要大量的水分。灌溉量不足會(huì)限制植株的生長(zhǎng)發(fā)育，導(dǎo)致減產(chǎn)；然而在生產(chǎn)過(guò)程中為保證甜瓜的生長(zhǎng)，生產(chǎn)者往往會(huì)過(guò)量灌水，導(dǎo)致水分的無(wú)效蒸發(fā)和深層滲漏[2]。

土壤養(yǎng)分隨著降水或灌溉淋失，是導(dǎo)致養(yǎng)分利用效率不高的主要原因。氮肥是維持作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量所必需的大量營(yíng)養(yǎng)元素，但在作物生長(zhǎng)過(guò)程中，施用的氮肥中只有約 50% 被作物吸收利用[；剩余的氮部分揮發(fā)到空氣中，部分隨降雨或灌溉淋溶，污染地表和地下水。在干旱和半干旱地區(qū)往往灌溉超量水以保證作物正常生長(zhǎng)，部分灌溉水未利用而滲到耕層以下5。灌溉促使肥料從耕層土壤淋失，大多數(shù)旱地土壤中， 是作物吸收有效氮的主要形式 （89%～99% ，然而 NO₃^--N 極易溶解，并隨著土壤水分遷移出根區(qū)，造成淋溶損失；灌溉促使土壤非活性磷逐漸從耕層淋溶轉(zhuǎn)移；土壤中的鉀主要以淋溶的形式損失，據(jù)估算，中國(guó)土壤中有效鉀的總體平均含量每年減少了 3～10mg?kg^-1[8] ：這不僅造成我國(guó)土壤肥力和質(zhì)量不斷下降，還對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康造成威脅。此外，養(yǎng)分淋失也與土壤質(zhì)地有關(guān)，Nguyen等研究表明，砂土 NH₄⁺ -N和磷淋失量大于黏土。農(nóng)業(yè)中常用動(dòng)物糞便、作物殘?jiān)?、石膏、硫黃、明礬和生物炭等改良劑改善土壤性質(zhì)和水分動(dòng)態(tài)，以減少土壤養(yǎng)分淋失]。研究表明，生物菌肥也能顯著減少養(yǎng)分淋失，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常以枯草芽孢桿菌植物促生菌生物菌肥用于土壤改良，以提高作物養(yǎng)分吸收和減少土壤養(yǎng)分淋失[13]。

枯草芽孢桿菌可明顯改善土壤理化性質(zhì)，Xia等[14研究表明，枯草芽孢桿菌可明顯降低堿土pH和可溶性鹽含量，提高土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀含量。還有研究表明，枯草芽孢桿菌在促進(jìn)番茄和水稻植物生長(zhǎng)、預(yù)防植物病害（枯萎?。┖吞岣叩眯史矫姘l(fā)揮作用[15]。在土壤中添加枯草芽孢桿菌可緩解土壤退化、提高作物產(chǎn)量、增強(qiáng)土壤酶活性和提高土壤微生物豐度[7]。此外，枯草芽孢桿菌可抑制土壤中氮素?fù)p失。Sun等研究表明，枯草芽孢桿菌作為生物肥料可降低土壤氨排放44% 和降低氮素淋失 54% ?？莶菅挎邨U菌還可促進(jìn)作物根系生長(zhǎng)，提高養(yǎng)分吸收利用水平，以減少土壤養(yǎng)分損失。Araujo等[研究表明，枯草芽孢桿菌可明顯提高花生根長(zhǎng)、根表面積、根體積和根尖數(shù)。Moreno-lora等[20研究表明，枯草芽孢桿菌可提高小麥根系磷的吸收量。研究表明，枯草芽孢桿菌促進(jìn)了馬蘭杜草氮磷鉀的吸收[2]。

雖然枯草芽孢桿菌在調(diào)節(jié)土壤微生物群落、改善土壤結(jié)構(gòu)和提高作物養(yǎng)分吸收等方面已有相關(guān)研究，但鮮有枯草芽孢桿菌對(duì)不同質(zhì)地土壤的氮磷鉀淋失方面的研究。為彌補(bǔ)這一缺漏，筆者收集了壤土、砂土和黏土3種質(zhì)地土壤并添加枯草芽孢桿菌生物菌肥，通過(guò)研究施用枯草芽孢桿菌菌肥對(duì)甜瓜生物量積累、甜瓜氮磷鉀含量、土壤理化性質(zhì)及滲濾液氮磷鉀含量的影響，探明生物菌肥對(duì)甜瓜種植區(qū)不同質(zhì)地土壤養(yǎng)分含量、養(yǎng)分淋溶、甜瓜生物生長(zhǎng)和氮磷鉀吸收的影響，以期為枯草芽孢桿菌菌肥在甜瓜生產(chǎn)和土壤養(yǎng)分淋失方面的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1材料

供試土樣分別采自高昌區(qū)恰特喀勒鄉(xiāng)原種場(chǎng)甜瓜種植基地、市鄯善縣吐峪溝鄉(xiāng)洋海灣甜瓜種植基地和市鄯善縣達(dá)浪坎鄉(xiāng)甜瓜種植基地，將土樣分別記為S1、S2和S3。S1、S2和S3的土壤質(zhì)地分別為壤土、砂土和黏土。按照五點(diǎn)采樣法，用土壤采樣器收集土壤，去除土壤中的石粒、草根等雜質(zhì)。3種土壤基本的理化性質(zhì)見(jiàn)表1。

供試甜瓜品種為西州密17號(hào)，種子購(gòu)自維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所。

生物有機(jī)肥（biological-organic fertilizer，BOF）為水溶性有機(jī)肥，由河北伊諾生物有限公司提供，有效菌種為枯草芽孢桿菌，有效活菌數(shù) gt;0.2 億 ?_g^-1 有機(jī)質(zhì)含量 Π^（μ） ，后同） 540% 。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2023年3一6月在溫室中以盆栽方式進(jìn)行。經(jīng)調(diào)查當(dāng)?shù)靥鸸显疃炔怀^(guò) 40cm 。用壤土（S1）砂土（S2）和黏土（S3）填充高 45cm 、直徑 25cm 的桶，桶底部中心打一個(gè)直徑 2.5cm 小孔，孔內(nèi)用布條引流至桶底滲漏液收集裝置。采用裂區(qū)試驗(yàn)于3種土壤中種植甜瓜，在甜瓜生長(zhǎng)過(guò)程中，以不施用生物有機(jī)肥為對(duì)照（CK），追施 800g ·桶BOF為處理，每個(gè)處理3次重復(fù)。甜瓜幼苗于2023年3月12日定植，在生長(zhǎng)過(guò)程中共灌水8次，灌水前在BOF處理的盆中施用 100gBOF ，灌水量根據(jù)甜瓜長(zhǎng)勢(shì)、氣溫等情況確定，每次滴灌 3～4h ，根據(jù)測(cè)試滴頭滴水量 3.0～3.2L^.h^-1 ，每次滴水2d后收集滲濾液于 -20^°C 密封冷藏保存。甜瓜于6月9日采收，采收后測(cè)定土壤基本理化性質(zhì)、氮素形態(tài)和甜瓜氮素吸收狀況。

1.3 試驗(yàn)方法

將土壤風(fēng)干、磨細(xì)后過(guò)10目篩，采用電位法測(cè) 定土壤 ，采用電極法測(cè)定電導(dǎo)率，采用雙波長(zhǎng)比 色法測(cè)定土壤 NO₃^- -N含量，采用靛酚藍(lán)比色法測(cè)定 土壤 NH₄⁺-N 含量，采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定堿解氮含 量，采用凱氏定氮法測(cè)定土壤全氮含量，采用碳酸 氫鈉浸提-鉬銻抗分光光度法測(cè)定速效磷含量，采用 中性乙酸銨溶液浸提-火焰光度計(jì)法測(cè)定速效鉀含 量，采用重鉻酸鉀氧化外加熱法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含 量[22]。采用靛酚藍(lán)比色法測(cè)定滲漏液中的 NH₄⁺ -N 含量，采用雙波長(zhǎng)比色法測(cè)定 NO₃^--N 含量，采用堿 性過(guò)硫酸鉀氧化-紫外分光光度法測(cè)定總氮含量，采 用鉬酸銨分光光度法測(cè)定總磷含量，采用火焰光度 計(jì)法測(cè)定總鉀含量[22]。將采收的甜瓜分為植株和果 實(shí)；用天平稱(chēng)甜瓜果實(shí)質(zhì)量，將植株做好標(biāo)記放入 105^°C 烘箱中殺青 30min ，然后將溫度調(diào)至 75^°C 烘 干至恒質(zhì)量后稱(chēng)量其干質(zhì)量。采用硫酸雙氧水消 煮-奈氏比色法測(cè)定甜瓜的全氮含量，采用硫酸雙氧 水消煮-釩鉬黃比色法測(cè)定全磷含量，采用硫酸雙氧 水消煮-火焰光度計(jì)法測(cè)定全鉀含量[22]。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

甜瓜總氮磷鉀含量按下列公式計(jì)算：

甜瓜總氮磷鉀含量/（g·株 ）=（C1×W1+C2× W2）/1000 ： （1）

式中， C1 和 C2 分別為甜瓜總氮磷鉀單位含量（mg?kg^-1） ，W1和 W2 分別為每桶植株和果實(shí)質(zhì)量（kg） 。

土壤氮磷鉀含量（g·桶 ）=C×W/1000 ；

式中， C 為土壤總氮磷鉀單位含量 （mg?kg^-1） ，W為每桶土壤質(zhì)量 （kg） 。

滲漏液中總氮 .NO₃^--N 和 NH₄⁺-N 、總磷和總鉀的淋失量按下式計(jì)算：

淋失量（g·桶 ）=C×V/1000

式中， C 為滲濾液中總氮、 .NO₃? -N和 NH₄⁺ -N、總磷或總鉀的質(zhì)量濃度 （mg?L^-1） ， V 為滲漏液收集裝置中的滲漏液體積（L）。

滲漏液中有機(jī)態(tài)氮（DON）的淋失量按下式計(jì)算：

DON淋失量 桶1） ∣= 總氮淋失量- -NO₃^--N 淋 失量 -NH₄⁺. -N淋失量。 （4）

采用Excel2019對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行基礎(chǔ)處理；采用SPSS19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析（One-wayANOVA），差異顯著性水平為 plt;0.05 ；采用R語(yǔ)言（版本4.2.3）的ggplot2包繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1BOF對(duì)3種土壤甜瓜干物質(zhì)質(zhì)量的影響

由圖1可知，不施用生物菌肥的3種土壤甜瓜干物質(zhì)總量在 201.91～224.98g ·株，大小為 S1gt; S2gt;S3 ；施用BOF后，S1、S2和S3甜瓜干物質(zhì)總量分別顯著提高了 17.31%.8.55% 和 7.51% 。不施用生物菌肥的3種土壤甜瓜植株干物質(zhì)質(zhì)量在126.67～163.31g 株，大小為 S1gt;S2gt;S3 ；施用BOF后，S1、S2和S3甜瓜植株干物質(zhì)質(zhì)量分別顯著提高了 10.81%?10.38% 和 7.61% 。不施用生物菌肥的3種土壤的甜瓜果實(shí)干物質(zhì)質(zhì)量在 61.67～75.24g^? 株1，33.51%.121.32大小為 S3gt;S2gt;S1 ；施用BOF后，S1和S3甜瓜果實(shí)干物質(zhì)質(zhì)量分別顯著提高了 34.51% 和 7.34% 。與不施用生物菌肥相比，BOF處理提高了3種土壤甜瓜干物質(zhì)總量、甜瓜植株干物質(zhì)質(zhì)量和甜瓜果實(shí)干物質(zhì)質(zhì)量，且在S1中施用效果最佳，干物質(zhì)質(zhì)量增幅最大。

2.2 BOF對(duì)3種土壤甜瓜氮磷鉀吸收的影響

由圖2可知，不施用生物菌肥的3種土壤的甜瓜總氮含量在 2.16～3.08g 株，大小為 S1gt;S2gt;S3 ；施用BOF后，S1和S2甜瓜總氮含量與CK無(wú)顯著差異，S3甜瓜總氮含量比CK顯著提高了 36.55% 。不施用生物菌肥的3種土壤的甜瓜總磷含量在 0.15～ 0.19g ·株，大小為 S1gt;S2gt;S3 ；施用BOF后，S1甜瓜總磷含量顯著降低了 15.95% ，S3甜瓜總磷含量顯著提高了 40.12% 。不施用生物菌肥的3種土壤的甜瓜總鉀含量在 4.35～4.85g^. 株，大小為 S3gt;S2gt;S1 ；施用BOF后，S1和S3甜瓜總鉀含量分別顯著提高了28.16% 和 9.65% 。與不施用生物菌肥相比，BOF處理顯著提高S3甜瓜總氮、總磷和總鉀含量及S1甜瓜總鉀含量，顯著降低S1甜瓜總磷含量。

2.3 BOF對(duì)3種土壤理化性質(zhì)的影響

由圖3可知，不施用生物菌肥的3種土壤均呈堿性， pH 在 8.96～9.24 ；施用BOF后，S1、S2和S3的 pH 均顯著降低，降低幅度分別為 2.42%?1.84% 和 2.15% 。不施用生物菌肥的3種土壤的電導(dǎo)率在311.67～1068.00μS?cm^-1 ，大小為 S2gt;Slgt;S3 ；施用BOF后，S1和S2的電導(dǎo)率分別顯著降低 37.48% 和38.92% ，而S3電導(dǎo)率顯著提高了 90.27% 。不施用生物菌肥的3種土壤的速效磷含量在 0.63～0.98g^. 桶1，大小為 S2gt;S3gt;S1 ；施用BOF后，S1和S2的速效磷含量分別顯著降低 14.85% 和 9.72% ，而S3施用BOF后速效磷含量顯著提高 13.61% 。不施用生物菌肥的3種土壤的速效鉀含量在 3.64～6.91g^? 桶，大小為 S2gt;S3gt;S1 ；施用BOF后，S1和S2的速效鉀含量分別顯著降低 24.49% 和 15.18% 。與不施用生物菌肥相比，BOF處理顯著降低S1和S2土壤pH、電導(dǎo)率及速效磷和速效鉀含量；顯著降低S3土壤 pH ，顯著提高S3電導(dǎo)率和速效磷含量。

2.4BOF對(duì)3種土壤氮含量的影響

由圖4可知，不施用生物菌肥的3種土壤總氮含量在 1.11～2.25g^. 桶，大小為 S2gt;S1gt;S3 ；施用BOF后，S1和S2的總氮含量分別顯著降低 46.15% 和 26.20% ，而S3施用BOF后總氮含量顯著提高62.13% 。不施用生物菌肥的3種土壤 NH₄⁺-N 含量在 0.04～0.07g ·桶，大小為 S1gt;S2gt;S3 ;施用BOF后，S1、S2和S3的 NH₄⁺-N 含量分別顯著提高S3的滲漏液總磷含量分33.51%.121.32% 和 96.66% 。不施用生物菌肥的3種土壤的 NO₃^--N 含量在 0.35～1.38g^? 桶，大小為 S2gt; S1gt;S3 ；施用BOF后，S1和S2的 NO₃^--N 含量分別顯著降低 57.44% 和 41.09% ，而S3施用BOF后NO₃^--N 含量顯著提高 182.56% 。與不施用生物菌肥相比，BOF處理顯著降低了S1和S2土壤總氮和NO₃^--N 含量，而S3土壤總氮和 NO₃? -N含量卻顯著升高；BOF處理顯著提高了3種土壤 NH₄⁺-N 含量。

2.5BOF對(duì)3種土壤滲漏液氮含量的影響

由圖5可知，不施用生物菌肥的3種土壤滲漏液總氮含量在 0.37～0.46g ·桶“，大小為 S3gt;S2gt; S1；施用BOF后，S1、S2和S3的滲漏液總氮含量分別顯著降低 29.50%.36.08% 和 25.29% 。不施用生物菌肥的3種土壤滲漏液 NH₄⁺-N 含量在 0.01～ 0.10g? 桶，大小為 S3gt;S1gt;S2 ；施用BOF后，S2的滲漏液 NH₄⁺-N 含量顯著提高 174.52% ;S3的滲漏液NH₄⁺-N 含量顯著降低 58.91% 。不施用生物菌肥的3種土壤的滲漏液 NO₃^- -N含量在 0.32～0.39g 桶，大小為 S2gt;S3gt;S1 ；施用BOF后，S1、S2和S3的滲漏液 NO₃^--N 含量分別顯著降低 29.28%.40.90% 和15.18% 。不施用生物菌肥條件下，S1、S2和S3滲漏液DON占比依次逐漸減小，滲漏液 NH₄⁺-N 含量占比為 S3gt;S1gt;S2 . NO₃^- -N含量占比為 S2gt;S1gt;S3 。施用BOF后，S1滲漏液DON占比減小， NH₄⁺-N 含量占比增大， NO₃^- -N含量占比基本保持不變；S2滲漏液DON占比稍有增大， NH₄⁺-N 含量占比增大，NO₃^--N 含量占比減??；S3滲漏液DON占比基本保持不變， NH₄⁺-N 占比減小，滲漏液 NO₃^--N 占比增大。與不施用生物菌肥相比，BOF處理可顯著降低3種土壤滲漏液總氮和 NO₃^--N 含量；BOF處理對(duì)3種類(lèi)型土壤 NH₄⁺-N 含量的影響存在差異，S1無(wú)明顯變化，S2顯著提高，S3顯著降低。

2.6BOF對(duì)3種土壤滲漏液磷鉀含量的影響

由圖6可知，不施用生物菌肥的3種土壤滲漏液總磷含量在 0.05～0.09g ·桶，大小為 S1gt;S2gt; S3；施用BOF后，S1、S2和S3的滲漏液總磷含量分別顯著降低 44.33%.32.55% 和 25.15% 。不施用生物菌肥的3種土壤滲漏液總鉀含量在 0.18～0.30g 桶，大小為 S2gt;S1gt;S3 ；施用BOF后，S1、S2和S3的滲漏液總鉀含量分別顯著降低 54.02%?39.23% 和46.01% 。由此可見(jiàn)，與不施用生物菌肥相比，BOF處理可顯著降低3種土壤滲漏液總磷和總鉀含量。

3 討論與結(jié)論

3.1BOF影響作物生長(zhǎng)和氮磷鉀吸收

枯草芽孢桿菌生物菌肥可促進(jìn)甜瓜植株和果實(shí)干物質(zhì)積累，這與Sun等研究的枯草芽孢桿菌菌肥能提高水稻產(chǎn)量的結(jié)果相似。植物體氮磷鉀積累量可以評(píng)估作物生長(zhǎng)狀況，作物氮磷鉀的吸收量增大，特別是在生殖器官中，可以提高作物產(chǎn)量；作物吸收元素的比例影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)，而大多數(shù)研究考慮了氮磷鉀的單一元素，忽略了不同營(yíng)養(yǎng)素之間的相互作用[23]。Song等[24研究表明，配施氮磷鉀肥影響甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)。不同類(lèi)型土壤中有效元素含量的差異也是影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)的因素之一，且直接影響作物對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的積累。本研究結(jié)果表明，S3處理的甜瓜氮和磷元素積累量與相應(yīng)土壤元素含量呈正相關(guān)，而S1和S2處理的甜瓜氮和鉀元素積累量與相應(yīng)土壤元素含量并未呈現(xiàn)相關(guān)性，這可能與不同土壤特性影響作物生長(zhǎng)和調(diào)控作物元素遷移有關(guān)[25]。

3.2 BOF影響土壤理化性質(zhì)

土壤肥力是由土壤有機(jī)碳、pH、植物所需的大微量營(yíng)養(yǎng)元素、微生物種群、土壤酶等多種因素決定的，已有大量研究表明，添加BOF可通過(guò)改善土壤性質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)作物增產(chǎn)提質(zhì)[2。本研究結(jié)果表明，與不施用生物菌肥相比，BOF可顯著降低3種堿性土壤的pH及S1和S2的土壤電導(dǎo)率，顯著提高S3的土壤電導(dǎo)率，因此BOF改善土壤的pH趨于中性并調(diào)節(jié)電導(dǎo)率在較穩(wěn)定范圍，這與Yang等[27利用BOF改良尾礦土壤的結(jié)果相似。BOF中含有有機(jī)質(zhì)成分，有機(jī)質(zhì)在改善土壤理化性質(zhì)方面發(fā)揮巨大作用，同時(shí)BOF還顯著降低了S1和S2土壤速效磷和速效鉀含量，顯著提高了黏土S3土壤速效磷含量，這與Silva等[2的研究結(jié)果相似。施用BOF后一方面改善了土壤結(jié)構(gòu)，另一方面由于生物菌群的改變引起相關(guān)土壤酶活性變化促使土壤肥力改變[2。土壤氮素受土壤微生物調(diào)控，土壤氮素循環(huán)中固氮作用、氨化作用、硝化作用和反硝化作用均受土壤微生物的影響。添加BOF后土壤S1和S2的總氮、 NO₃^--N 含量顯著降低，而S3的總氮、NO₃^--N 含量顯著提高，這可能是由土壤透氣性決定的，BOF的施用使土壤結(jié)構(gòu)和透氣性發(fā)生改變，致使土壤S1和S2的硝化作用減弱，S3的硝化作用增強(qiáng)。施用BOF使3種土壤的 NH₄⁺-N 含量顯著提高，可能是BOF促使有機(jī)態(tài)氮經(jīng)過(guò)氨化作用轉(zhuǎn)化成NH₄⁺-N^[29] ，同時(shí)BOF降低氨氧化作用中的氨氧化細(xì)菌基因豐度，使土壤 NH₄⁺-N 逐漸積累[18]

3.3 BOF影響滲漏液氮磷鉀含量

土壤滲透主要取決于土壤團(tuán)聚體膨脹時(shí)對(duì)孔隙的堵塞程度，同時(shí)土壤團(tuán)聚體的形成也與土壤保肥能力有關(guān)[3]。施用BOF后3種土壤滲漏液的總氮和 NO₃^--N 含量均顯著降低，S3滲漏液的 NH₄⁺-N 含量也顯著降低，這表明BOF可在一定程度上緩解灌溉中土壤氮素淋失[18]。施用BOF后S2滲漏液的NH₄⁺-N 含量顯著升高，這可能是土壤中 NH₄⁺-N 含量增加，而砂土對(duì) NH₄⁺-N 吸附能力弱導(dǎo)致的[3]。施用BOF后S3黏土氮素淋失降低可能與BOF中有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤的影響有關(guān)，F(xiàn)an等[在黏性潮土中施用有機(jī)肥，較對(duì)照降低了 39% 的氮素淋失，說(shuō)明有機(jī)質(zhì)在降低黏性土氮素淋失方面發(fā)揮重要作用。滲漏液中土壤氮素形態(tài)以 NO₃^- -N為主，均在 73% 以上，滲漏液在土壤中逐漸下滲或污染地下水，或下滲后因含氧量降低，促使 NO₃?-N 進(jìn)行反硝化作用生成 N₂O 和 N₂ 向空氣外溢，造成資源浪費(fèi)。此外，土壤 NO₃^--N 淋失還驅(qū)動(dòng)土壤中鈣和鎂的淋失，造成資源進(jìn)一步浪費(fèi)[33]。

土壤中淋失的磷來(lái)自施用的肥料或土壤吸附遇水解吸的磷[34。磷的淋溶損失不僅降低了土壤肥力，淋溶液還會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化。不同質(zhì)地土壤磷淋失程度也存在差異，這與土壤中溶解態(tài)磷含量和土壤對(duì)磷的吸附能力有關(guān)[35]。鉀淋溶主要取決于土壤的顆粒組成、土壤吸附的陽(yáng)離子組成以及有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)移[3。本研究表明，不施用生物菌肥的滲漏液總磷含量為 S1gt;S2gt;S3 ，施用BOF后3種土壤滲漏液總磷含量均顯著降低，說(shuō)明BOF改善土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了土壤對(duì)溶解態(tài)磷的吸附作用，降低土壤磷的淋溶損失。不施用生物菌肥的滲漏液總鉀含量為 S2gt;S1gt;S3 ，這與土壤中粉粒占比有關(guān)，土壤粉粒占比越大對(duì)鉀的吸附作用越強(qiáng)；施用BOF后3種土壤滲漏液總鉀含量均顯著降低，與BOF改變土壤結(jié)構(gòu)粒徑和增強(qiáng)土壤吸附能力有關(guān)。

3.4BOF調(diào)節(jié)土壤-滲漏液-植株

BOF是化肥的一種安全有效的替代品，不僅為植物生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)，提高產(chǎn)量，還改善土壤生態(tài)環(huán)境[13]。長(zhǎng)期施用BOF具有提高土壤肥力、促進(jìn)植物生長(zhǎng)、提供植物所需的微量元素、改善土壤微生物的結(jié)構(gòu)及豐度、刺激植物生長(zhǎng)激素的分泌和抵消化學(xué)肥料的負(fù)面影響等作用[15]。此外，BOF的施用明顯緩解了水稻田氮素淋失[8]。由此可見(jiàn)，BOF的施入對(duì)土壤-滲漏液-植株的影響是多方面的。BOF對(duì)土壤營(yíng)養(yǎng)元素淋失的研究表明，BOF可緩解土壤淋溶，其原因可能是土壤微生物變化和功能基因調(diào)控營(yíng)養(yǎng)元素促進(jìn)了作物生長(zhǎng)[18]。BOF改善土壤結(jié)構(gòu)對(duì)緩解土壤淋溶也起到一定的作用。本研究表明，施用BOF后3種土壤滲漏液的氮磷鉀淋失量均顯著降低，然而甜瓜氮磷鉀積累量并未呈現(xiàn)統(tǒng)一的增長(zhǎng)趨勢(shì)，因此BOF緩解土壤淋溶的原因是多方面的，一方面影響土壤理化性質(zhì)，通過(guò)改善土壤肥力和微生物群落結(jié)構(gòu)，緩解營(yíng)養(yǎng)元素的下滲淋失；另一方面BOF與植物根系分泌物協(xié)作，改善了根際對(duì)土壤養(yǎng)分的固持和吸收利用[3，減小養(yǎng)分淋失量。

綜上所述，與不施用生物菌肥相比，施用BOF顯著提高3種土壤甜瓜干物質(zhì)總量和S3的甜瓜總氮磷鉀含量；顯著降低了3種土壤的pH及滲漏液總氮 .NO₃? -N、總磷和總鉀含量；同時(shí)顯著降低了S1和S2的土壤電導(dǎo)率以及速效磷、速效鉀、總氮和NO₃^--N 含量，顯著提高了S1、S2、S3的 NH₄⁺-N 含量、S3的土壤電導(dǎo)率以及速效磷、總氮、 NH₄⁺ -N和NO₃^--N 含量。因此，施用BOF不僅可以促進(jìn)甜瓜生長(zhǎng)和養(yǎng)分積累，還可改善土壤性質(zhì)，降低因灌溉引起的養(yǎng)分淋失量。

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