腐植酸復合微生物肥料對蔬菜生長及土壤腐殖質組分的影響研究

高 亮

(濰坊島本微生物技術研究所 濰坊 261041)

腐植酸復合微生物肥料對蔬菜生長及土壤腐殖質組分的影響研究

高 亮

(濰坊島本微生物技術研究所 濰坊 261041)

腐植酸復合微生物肥料能夠顯著促進蔬菜生長，表現為蔬菜鮮重和干重均增多。腐植酸復合微生物肥料能改善土壤質量，從而有利于植物生長，增加蔬菜全生育期有機物積累量。與對照(CK)比較，施用有機肥料，土壤有機碳(SOC)含量上升，但蔬菜產量降低；而施用腐植酸復合微生物肥料的SOC值呈現下降趨勢，但蔬菜產量顯著提高。腐植酸復合微生物肥料能使水溶性物質含量和黃腐酸含量降低，腐植酸含量增加，胡敏素含量降低，但其作用不如腐植酸和黃腐酸明顯。因此，選擇適宜的復合微生物肥料和有機載體對復合微生物肥料的功效作用至關重要。

腐植酸 復合微生物肥料 蔬菜 土壤腐殖質 組分

化肥在農作物產量提高方面起到了至關重要的作用，然而大量施用化肥造成土壤環境質量下降的現象越來越明顯，人們更加注重傳統有機肥和化肥的合理使用，以此提高土壤肥力。土壤有機培肥的基本目標是提高土壤有機質(SOM)的數量和質量。SOM包括腐殖物質和非腐殖物質，其中腐殖質是主體[1]。腐殖物質的形成是以微生物為主導的生物化學過程。本文旨在研究腐植酸復合微生物肥料對蔬菜生長及土壤腐殖質組分的影響，研究土壤有機培肥所用農用有機質肥料的功效，用于選擇土壤有機培肥的肥料品種，以此指導農業生產。

1 材料和方法

1.1 供試材料

供試作物：蘇州青油菜(以下簡稱“油菜”)和光桿茼蒿(以下簡稱“茼蒿”)。

供試肥料：腐植酸復合微生物肥料系利用酵素菌(BYM-FOOD)高溫固態好氧發酵風化煤等天然有機質材料后，添加特定功能菌并添加氮磷鉀生產的微生物肥料，其有效活菌數≥0.2億個/克、N＋P2O5＋K2O≥6%、腐植酸的含量≥35%；復合微生物肥系市售商品，其有效活菌數≥0.2億個/克、N＋P2O5＋K2O≥6%；有機肥系市售商品，其有機質含量≥45%、N＋P2O5＋K2O≥5%；風化煤，系山西出產，經活化處理，其腐植酸含量≥55%。

供試土壤：采自山東省濰坊市奎文區二十里堡的蔬菜田，土壤類型為暗棕壤土，其理化性狀見表1。

表1 供試土壤的理化性狀Tab.1 The physical and chemical properties of tested soil

1.2 試驗設計及測試項目

1.2.1 試驗設計

本試驗為盆栽試驗。把肥料(或活化后的風化煤)與土壤充分混勻后裝盆，每盆所裝的風干過篩(3 mm)細土加風化煤和細干土加肥料的總質量均為5 kg，每個處理重復3次。試驗方案見表2。

表2 試驗設計方案Tab.2 The design of different treatments

2013年4月10日催芽，12日播種，油菜和茼蒿分別在子葉展平、二葉一心時間苗2次，每盆油菜保留3株，茼蒿保留8株。油菜和茼蒿生長期均為50天。種植期間葉面噴施含腐植酸水溶肥料(腐植酸≥3%，N＋P2O5＋K2O≥25%)2次，不再進行土壤追肥。各處理間澆水、轉盆、間苗等管理措施保持一致。油菜、茼蒿采收時，用剪刀剪去地上部；將盆子倒扣，將盆土分別放置在塑料薄膜上，用手輕輕將蔬菜根系和土壤分離干凈；用蒸餾水沖凈根系后，用衛生紙吸干表面水分；將盆土充分混勻，采用四分法縮分成250g，備用，并做好標記。

1.2.2 測試項目及方法

(1)植物學性狀：用直尺測量植株株高、開展度。用天平稱重測量根、地上部鮮重，用烘干稱重法測量根和地上部分干重。

(2)土壤理化性狀：采用土壤農化分析法[2]測定土壤pH值、有機質、全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀含量。

(3)土壤有機碳(SOC)：采用重鉻酸鉀氧化-分光光度法(HJ615-2011)測定。

(4)土壤腐殖質組分的分離與測定：先將土樣用0.25 mm篩處理，之后稱取并置于塑料離心管中，按土∶水=1∶10比例加入蒸餾水，25 ℃下浸提后離心，上清液為水溶性物質。然后，加入0.025 mol/L的H2SO4溶液進行脫鈣處理，離心上清液為酸溶性物質。沉淀用蒸餾水清洗2次，以去除游離的H2SO4。在分離出水溶性物質和酸溶性物質的土樣中，按土∶液=1∶10比例加入0.1 mol/L的NaOH溶液，25 ℃下振蕩提取24 h后加入Na2SO4·10H2O，再振蕩提取24 h后離心。將得到的堿提液用酸沉淀法(0.5 mol/L的H2SO4)分離出腐植酸和黃腐酸。土壤腐殖質組分中腐植酸、黃腐酸、胡敏素采用比色法[3]，水溶性物質采用重鉻酸鉀氧化法測定。

(5)土壤質量損耗：蔬菜收獲后，剔除有機體，收集剩余土壤，風干后，計算土壤質量損耗量。

2 結果與分析

2.1 對蔬菜生長的影響

在油菜團棵期和茼蒿旺盛生長期，測量其株高、開展度，觀測其生長發育狀況。收獲后，測量其地上部和地下部干重、鮮重，測定生育期內有機物(蔬菜)積累量。不同處理對蔬菜生長發育的影響見表3。

表3 不同處理對蔬菜生長的影響Tab.3 Effect of different treatments on growth of vegetables

從表3看出，對于油菜，T1、T2、T3與CK比較，株高分別增加145.33%、132%、146.67%，開展度分別增加45.98%、29.89%、40.23%，地上部鮮重分別增加85.50%、79.75%、89.26%，根鮮重分別增加86.57%、82.09%、73.13%，地上部干重分別增加70.24%、54.45%、66.72%，根干重分別增加113.46%、84.62%、88.46%，增加幅度明顯。T1與T4、T6比較，株高分別增加12.88%、201.26%，開展度分別增加20.95%、23.30%，地上部鮮重分別增加7.04%、16.42%，根鮮重分別增加9.65%、30.21%，地上部干重分別增加13.73%、29.67%，根干重分別增加27.59%、27.59%。

對于茼蒿，T1、T2、T3與CK比較，株高分別增加66.96%%、62.05%、66.52%，開展度分別增加32.95%、29.55%、20.45%，地上部鮮重分別增加78.43%、72.55%、76.96%，根鮮重分別增加33.33%、30.16%、30.16%，地上部干重分別增加59.90%、52.66%、50.72%，根干重分別增加72.09%、67.44%、65.12%，增加幅度明顯。T1與T4、T6比較，株高分別增加8.41%、32.16%，開展度分別增加9.34%、13.59%，地上部鮮重分別增加11.31%、31.88%，根鮮重分別增加10.53%、9.09%，地上部干重分別增加14.53%、41.45%，根干重分別增加10.45%、37.04%。

綜上所述，對于油菜，T1、T3在株高、開展度、地上部鮮重、地上部干重均高于CK和其他處理，存在顯著差異；對于茼蒿，T1在株高、地上部鮮重、根鮮重、根干重均高于CK和其他處理，存在顯著差異。試驗表明，施用腐植酸復合微生物肥料對油菜和茼蒿有不同程度的促進生長作用。

2.2 對土壤質量損耗量和蔬菜全生育期有機物積累量的影響

植物生長在土壤中，從土壤中吸收營養物質，通過光合、呼吸、蒸騰等作用實現了物質和能量轉化。土壤微生物在參與土壤有機物分解和合成的同時，還同化土壤有機質及一些礦質養分，構成其軀體，微生物固持的這部分養分在其死亡后可發生再礦化，成為礦質養分[4]。施用不同的肥料對植物生長發育影響不同，對土壤質量的損耗量也存在差異，試驗結果見表4。

表4 不同處理對土壤質量損耗量和蔬菜有機物積累量的影響Tab.4 Effects of different treatments on soil quality wastage and organic matter

從表4看出，不同處理間土壤質量損耗量：T4＞T2＞T1＞T5＞T3＞T6。蔬菜的干物質積累量：油菜為T1＞T3＞T2＞T4＞T5＞T6；茼蒿為T1＞T2＞T3＞T4＞T5＞T6。土壤質量和蔬菜干物質積累量之和：對于油菜：T3＞T1＞T6＞T5＞T2＞T4；對于茼蒿：T3＞T1＞T6＞T5＞T2＞T4。試驗結果說明，復合微生物肥料中含有微生物，能加速土壤營養物質轉化，但肥料中所含的微生物種類對土壤質量損耗和蔬菜干物質積累量存在顯著差異，因此選擇適宜的復合微生物肥料，亦或是選擇適宜的微生物和有機載體對復合微生物肥料的功效作用存在差異。本試驗選用風化煤作為微生物發酵底物和載體，其復合微生物肥料的作用效果最佳。

2.3 對土壤SOC和C/N的影響

微生物最活躍的領域是土壤，它們依賴土壤有機物質生存并使其分解，進而轉化成腐殖質[5]。施用不同的肥料對SOC和C/N的影響見表5。

表5 不同處理對SOC和C/N的影響Tab.5 Effects of different treatments on SOC and C/N

從表5看出，與CK比較，施用有機肥料暗棕壤SOC含量上升，但蔬菜產量降低；而施用復合微生物肥料暗棕壤SOC含量下降，但蔬菜產量升高。對于油菜土壤，其作用大小順序為T1＞T2＞T4＞T5＞T3＞T6；對于茼蒿土壤，其作用大小順序為T1＞T4＞T2＞T5＞T3＞T6。說明腐植酸復合微生物肥料對暗棕壤土SOC的減少作用最大，其生物活性最強，物質轉化最快。

在暗棕壤上種植油菜和茼蒿50天，C/N值降低，對于油菜土壤，其作用大小順序為T1＞T2＞T4＞T3＞T5＞T6；對于茼蒿土壤，其作用大小順序為T1＞T4＞T5＞T2＞T6＞T3。說明腐植酸復合微生物肥料對C/N值減低作用最大，物質轉化越多，對作物生長發育越有利。

2.4 對土壤腐殖質組分的影響

土壤腐殖質包含溶于酸也溶于堿的富里酸(黃腐酸)、溶于堿但不溶于酸的胡敏酸(腐植酸)和不溶于酸堿的胡敏素[6]。施用風化煤能夠提高土壤團聚體的質量[7]。在暗棕壤上種子油菜和茼蒿50天時，土壤中腐殖質含量變化情況見表6。

表6 不同處理對土壤腐殖質組分的影響Tab.6 Effect of different treatments on components of soil humus

從表6看出，對于油菜，不同處理對土壤水溶性物質的影響不同，表現為添加微生物能使水溶性物質含量降低，這與竇森等[8]的研究相一致，其作用大小順序為T1＞T4＞T2＞T5＞T3＞T6，差異顯著。不同處理對黃腐酸的影響也不同，表現為添加了微生物后，土壤黃腐酸呈下降趨勢，其作用大小順序為T1＞T4＞T5＞T2＞T3＞T6，變化趨勢同水溶性物質基本一致，但是黃腐酸的含量高于水溶性物質。添加了微生物后，土壤腐植酸含量呈現增加趨勢，其作用大小順序為T1＞T2＞T4＞T3＞T5＞T6，差異顯著。而土壤胡敏素含量則降低，但作用不如腐植酸和黃腐酸明顯，其作用大小順序為T1＞T4＞T2＞T3＞T5＞T6。

對于茼蒿，不同處理對土壤水溶性物質的影響同樣表現為添加微生物能使水溶性物質含量降低，其作用大小順序為T1＞T4＞T2＞T3＞T5＞T6，差異顯著。土壤黃腐酸的含量高于水溶性物質，同樣表現為添加了微生物，土壤黃腐酸呈下降趨勢，其作用大小順序為T1＞T4＞T5＞T2＞T3＞T6。對于土壤腐植酸，在添加了微生物后，腐植酸含量呈現增加趨勢，其作用大小順序為T1＞T2＞T4＞T3＞T5＞T6，差異顯著。而土壤胡敏素含量則降低，但作用不如腐植酸和黃腐酸明顯，其作用大小順序為T1＞T2＞T4＞T3＞T5＞T6。

3 結論與討論

我國煤炭腐植酸資源豐富，風化煤無論儲量還是含量都具有優勢[9]。利用煤炭腐植酸天然有機材料作為微生物發酵底物和有機載體生產腐植酸微生物肥料(微生物菌劑)，其有效活菌量大，適宜鹽漬化土壤改良[10]。腐植酸復合微生物肥料兼具有機、無機、微生物三種作用于一身，其作用效果一般優于常規有機肥料和生物有機肥。

腐植酸復合微生物肥料對油菜和茼蒿都具有顯著地促生長作用，表現為植株大，干物質多。同時可以看出，當風化煤沒有經過微生物發酵處理時，其作用效果表現不良。

腐植酸復合微生物肥料能夠加速土壤養分分解，增加蔬菜全生育期有機物積累量。但不同的微生物和有機載體對土壤養分分解的情況和蔬菜干物質積累量存在顯著差異。

與CK比較，施用有機肥料，暗棕壤SOC含量上升，但蔬菜生物學產量降低，而施用腐植酸復合微生物肥料的暗棕壤SOC含量呈現下降趨勢，但蔬菜產量顯著提高。說明腐植酸復合微生物肥料對暗棕壤土SOC的減少作用最大，其生物活性最強，物質轉化最快。腐植酸復合微生物肥料對C/N值減低作用最大，物質轉化越多，對作物生長發育越有利。

不同處理對土壤腐殖質的影響不同。添加微生物后，土壤水溶性物質含量和溶于酸也溶于堿的黃腐酸含量降低；溶于堿但不溶于酸的土壤腐植酸含量呈增加趨勢；既不溶于酸也不溶于堿的土壤胡敏素含量降低，但作用不如腐植酸和黃腐酸明顯。

因此，選擇適宜的復合微生物肥料和有機載體對復合微生物肥料的功效作用至關重要。腐植酸和微生物對土壤腐殖質組分的產生機理及其作用效果有待于進一步研究。

[1]李俊，沈德龍，林先貴.農業微生物研究與產業化進展[M].北京： 科學出版社，2011：125～134

[2]南京農業大學.土壤農化分析(2版)[M].北京：農業出版社，1992

[3]楊俐萍，白由路，王向陽，等. 比色法測定土壤腐殖質組分的研究[J]. 腐植酸，2011，(1)：15～19

[4]周建斌，陳竹君，李生秀. 土壤微生物量氮含量、礦化特性及其供氮作用[J]. 生態學報，2001，21(10)：1718～1725

[5]程麗娟，來航線，李素儉，等. 微生物對土壤團聚體形成的影響[J].西北農業大學學報，1994，22(4)：93～97

[6]馬連剛，肖保華. 土壤腐殖質提取和分組綜述[J].礦物巖石地球化學學報，2011，30(4)：465～471

[7]李華，李永青，沈成斌，等.風化煤施用對黃土高原露天煤礦區復墾土壤理化性質的影響研究[J].農業環境科學學報，2008，27(5)：1752～1756

[8]竇森. 土壤腐殖物質形成轉化及其微生物學機理研究進展[J]. 吉林農業大學學報，2008，30(4)：538～547

[9]李善祥. 我國煤炭腐植酸資源及其利用[J]. 腐植酸，2002，(3)：7～13

[10]高亮，譚德星. 腐植酸生物菌肥對保護地此生鹽漬化土壤改良效果研究[J]. 腐植酸，2014，(1)：14～18

Research of Humic Acid Compound microbial Fertilizers on Growth of Vegetables and Components of Soil Humus

Gao Liang
(Institute of Shimamoto Microbial Technology in Weifang, Weifang, 261041)

The increase of fresh and dry weight can prove promoting effect of humic acid compound microbial fertilizers on vegetable. Humic acid compound microbial fertilizers could improve the quantity of soil and accumulation of organic matters of vegetables in the whole growth periods. Compared with CK, SOC value was enhanced using organic fertilizer,while the yield of vegetables was reduced. On the contrary, humic acid compound microbial fertilizers could decrease SOC, while increased the yield of vegetables. Humic acid compound microbial fertilizers could decrease WSS value, HM value and FA value, and increased HA value respectively, though it was not as obvious as HA and FA. Therefore, it is more important to select suitable compound microbial fertilizers and suitable organic carrier in the compound microbial fertilizers.

humic acid; compound microbial fertilizers; vegetable; soil humus; component

TQ444.6，S144

A

1671-9212(2014)03-0011-06

2014-04-01

高亮，男，1968年生，研究員。主要從事腐植酸、微生物肥料和蔬菜新技術研究與推廣。E-mail:gao8252315@163.com。