解磷微生物對(duì)巖溶區(qū)玉米生長(zhǎng)及土壤有效磷利用的影響

王瑾+韋彩會(huì)+何鐵光+蒙炎成+何永群+李忠義+張野+李婷婷+黃玉溢+蘇天明+胡鈞銘+曾向陽(yáng)+俞月鳳

摘要：通過(guò)盆栽試驗(yàn)，研究了不同解磷微生物對(duì)巖溶區(qū)玉米生長(zhǎng)及土壤磷素利用的影響。試驗(yàn)設(shè)置不施磷肥（P₀）、常規(guī)施用磷肥（P₁）、施_1/2量磷肥（P_1/2）3種磷肥水平下，分別接種斯式泛菌（CA）、不動(dòng)桿菌（SL），共8個(gè)處理，其中P₁處理磷肥（P₂O₅）施用量為40 mg/kg上，CA和SL菌劑用量均為100 mL/盆。結(jié)果表明，同等磷肥水平下，接種CA、SL均能提高玉米植株各部分的鮮物質(zhì)質(zhì)量和全磷含量，并使玉米在各生長(zhǎng)階段其根際土壤的速效磷含量維持在較高水平，同等條件下，SL處理比CA處理效果更好。表明在巖溶土壤中，CA、SL均具有解磷功能。

關(guān)鍵詞：解磷微生物；巖溶土壤；玉米；有效磷利用

中圖分類(lèi)號(hào)：S513.01；S158.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1002—1302（2016）01—0116—03

中國(guó)西南巖溶（喀斯特）地區(qū)，因生態(tài)地質(zhì)環(huán)境脆弱，加上強(qiáng)烈的人類(lèi)活動(dòng)為外在驅(qū)動(dòng)，誘使植被減少，最終導(dǎo)致了以土地生產(chǎn)力退化為本質(zhì)的生態(tài)系統(tǒng)退化現(xiàn)象十分嚴(yán)重，阻礙了該區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，該地區(qū)的植被恢復(fù)和生態(tài)重建工作顯得尤為重要，而土壤資源的可持續(xù)利用又是巖溶生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。目前，針對(duì)巖溶土地石漠化成因及土壤理化性質(zhì)的研究已經(jīng)較為深入，但對(duì)喀斯特生境土壤磷的含量及其轉(zhuǎn)化，以及植物對(duì)磷的吸收利用機(jī)制研究則較少。磷是植物生長(zhǎng)的必需元素，但在土壤中的擴(kuò)散速率較小，且在巖溶石灰性土壤中易為多種成分固定，尤其容易轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的磷酸鈣類(lèi)化合物而發(fā)生沉淀，生物有效性低，常成為植物生長(zhǎng)的限制因子。而土壤微生物是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最活躍的成分，擔(dān)負(fù)著分解動(dòng)植物的重要使命，推動(dòng)著生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)，為植物提供可利用的礦物質(zhì)庫(kù)，其代謝活動(dòng)影響土壤形成和發(fā)育，改善土壤理化性質(zhì)。其中部分微生物具有解磷功能，即將難溶性磷轉(zhuǎn)化成能夠被植物直接吸收利用的可溶性磷，目前，生產(chǎn)上通過(guò)施用解磷微生物或解磷菌肥分解土壤中難溶態(tài)磷，從而提高磷素的有效利用已有較多報(bào)道。然而解磷微生物的研究與應(yīng)用多見(jiàn)于北方石灰性土壤上，而在廣西巖溶區(qū)該項(xiàng)研究及應(yīng)用還未見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)則以巖溶區(qū)主要農(nóng)作物玉米為研究對(duì)象，通過(guò)在盆栽試驗(yàn)中添加不同解磷微生物，研究其對(duì)玉米生長(zhǎng)及磷素利用的影響，探索解磷微生物溶解巖溶土壤固定態(tài)磷的潛力，為巖溶區(qū)土壤磷素的高效利用尋找一條有效途徑。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試土壤：供試土壤采自廣西大化縣大化鎮(zhèn)鳳翔村板坡屯（23°50′59″N，108°11′20″E），屬巖溶區(qū)典型石灰性土壤。土壤基本理化性質(zhì)為：pH值7.42，有機(jī)質(zhì)22.01 g/kg，堿解氮144.48 mg/kg，速效磷8.93 mg/kg，速效鉀52.41 mg/kg，全氮1.98g/kg，全磷0.80 g/kg，全鉀1.93 g/kg，磷細(xì)菌個(gè)數(shù)是10⁷個(gè)/mL。

供試作物：玉米桂單0810。

供試菌株：供試的2種解磷微生物菌劑是從粉煤灰中分離的斯式泛菌（簡(jiǎn)稱(chēng)CA）、從農(nóng)田土中分離的不動(dòng)桿菌（簡(jiǎn)稱(chēng)SL）2種，均是中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）微生物復(fù)墾實(shí)驗(yàn)室贈(zèng)送。菌株保存于4℃冰箱中，使用時(shí)接種到高溫高壓滅菌后的蒙金娜培養(yǎng)基上，在振蕩箱中培養(yǎng)4～5 d（30℃，180 r/min），使菌株處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期時(shí)備用。

微生物的接種方法：供試土壤及肥料裝入塑料桶后，澆水至田間最大持水量，而后將處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的菌劑100 mL均勻撒施在土壤表面，再淋灑少量的水，避免菌劑暴露于空氣中，待土壤與解磷微生物穩(wěn)定后（約7 d）再播種。2013年7月9日，每盆播種飽滿、均勻的玉米種子6粒，待玉米長(zhǎng)至2葉1心期，每盆留長(zhǎng)勢(shì)均勻的植株3株，并記錄出苗及生長(zhǎng)情況。整個(gè)生育期每天觀察土壤墑情，視墑情進(jìn)行灌水以保持土壤濕潤(rùn)。于11月16日收獲，整個(gè)玉米生育期為127 d。其余盆栽管理按常規(guī)方法進(jìn)行。

3討論和結(jié)論

研究結(jié)果表明，在同等磷肥水平下接種CA、SL均能使玉米莖徑增粗，且提高了玉米植株各部分的鮮物質(zhì)質(zhì)量，表明接種這2種解磷微生物均能促進(jìn)玉米植株生長(zhǎng)，提高玉米產(chǎn)量，本結(jié)果與前人在油菜、茄子及小麥上的研究結(jié)果相一致。研究結(jié)果還表明，在同等磷肥水平下，接種解磷微生物CA、SL，均能顯著提高玉米根際土壤的速效磷含量，保證玉米生長(zhǎng)對(duì)磷肥的有效需求，并使得收獲時(shí)期玉米植株各部分的磷含量顯著提高，表明2種解磷微生物均具有解磷功能。在同等磷肥水平下，接種SL處理玉米植株莖徑、各部分鮮物質(zhì)質(zhì)量及植株各部分全磷含量均比接種CA處理高，并且SL處理使玉米在各生長(zhǎng)階段根際土壤的速效磷含量均能維持在較高水平，說(shuō)明SL的解磷作用更加迅速且持久。

在磷肥減半施用情況下，接種CA特別是接種SL的處理，玉米莖徑、植株各部分鮮物質(zhì)質(zhì)量、全磷含量及玉米根際土壤各時(shí)期的有效磷含量都略高于P₁處理，進(jìn)一步說(shuō)明了2種解磷微生物均具有解磷功能，合理利用能夠在巖溶地區(qū)發(fā)揮解磷功效，從而減少化學(xué)磷肥過(guò)多施用及磷礦資源的過(guò)度耗損，以達(dá)到節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的目的。