4種微生物菌劑對土壤理化性質(zhì)影響

黃秋良 袁宗勝 蔣天雨 朱曉如 陳瑞炎 陳向航 張國防

摘要：為研究不同微生物菌劑及不同組合對土壤理化性質(zhì)的影響，通過二次正交回旋組合設(shè)計試驗研究了接種固氮茵、巨大芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌及不同組合對土壤理化性質(zhì)的影響。結(jié)果表明：經(jīng)過微生物茵劑處理的土壤有機質(zhì)、pH值、水解氮、速效磷、速效鉀均達(dá)到極顯著差異（P -0. 0001～0.0055）。土壤有機質(zhì)、pH值、水解氮、速效磷、速效鉀平均值分別是22. 96 g/kg、5.47、18.96 mg/kg、15.68 mg/kg和41.74 mg/kg，分別高出對照組3.39%、10. 76%、25. 56%、63. 50%和13.18%。表明不同微生物菌劑及不同組合對土壤理化性質(zhì)產(chǎn)生的影響不同。

關(guān)鍵詞：微生物茵劑;土壤;理化性質(zhì);二次正交回旋組合設(shè)計

中圖分類號：Sl53.1

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1674-9944（ 2019） 24-0001-04

1 引言

微生物菌劑是對植物生長發(fā)育有益的一類生物菌劑。微生物菌肥既能提高肥效，達(dá)到增產(chǎn)和提質(zhì)的目的，又能節(jié)約成本、減少環(huán)境污染、提高土壤中的生物多樣性、減輕病害，是發(fā)展新型農(nóng)業(yè)的理想肥料。微生物菌劑不但可以固氮和把土壤中的礦物質(zhì)分解成可被植物吸收的養(yǎng)分，微生物菌劑還可直接或通過產(chǎn)生次級代謝產(chǎn)物間接作用于宿主植物，促進宿主植物的生長發(fā)育、提高宿主植物的抗性、產(chǎn)生新的次生代謝物質(zhì)[1]。

固氮菌（ Azotobacter chroococum）可將空氣中的氣態(tài)氮轉(zhuǎn)化成直接被植物利用的氨態(tài)氮[2];膠凍樣芽孢桿菌（ Bacillus mucilaginosus）有解鉀、解磷、固氮等多種作用和提高植物產(chǎn)量和品質(zhì)L31;巨大芽孢桿菌（Bacillusmagaterium），是一種植物根系促生細(xì)菌，可降解土壤中不能被植物利用的磷和鉀的功效[4，5];枯草芽孢桿菌（ Bacillus subtilis）既能抑制植物病原菌，又能促進植物生長[6，7]。本研究通過四因素五水平二次回歸正交旋轉(zhuǎn)設(shè)計，研究固氮菌、巨大芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌在不同水平條件下對土壤的影響，以確定微生物菌劑對土壤改良效果，為植物的不同生長期選擇不同的微生物菌劑組合提供理論依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 材料來源

盆栽試驗供試材料為一年生芳樟195#扦插苗，材料來源于永安種苗中心。單一成分微生物菌肥固氮菌、巨大芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌來源于滄州旺發(fā)生物技術(shù)研究所。

2.2 試驗地概況

試驗地位于福建省福州市福建農(nóng)林大學(xué)南門妙峰山苗圃地（設(shè)施育苗大棚），試驗苗圃所處區(qū)域位于東經(jīng)118°08′～120°31′，北緯25°15′～26°29 ′之間，屬亞熱帶海洋氣候。

2.3 試驗設(shè)計

芳樟盆栽試驗采用二次回歸正交旋轉(zhuǎn)試驗設(shè)計（表1）。共設(shè)23個試驗處理+1個對照空白處理（不施菌劑）（表2），每個處理3次重復(fù)，每個重復(fù)10個盆栽。盆缽規(guī)格為：38.5 cm×30 cm×30 cm（上緣直徑×下緣直徑×高），每盆統(tǒng)一裝消毒后的黃心土5.5 kg和10g有機質(zhì)，每盆栽植1株芳樟苗。

2.4 試驗方法

將微生物菌肥固氮菌、巨大芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌按照試驗設(shè)計方案與盆栽土壤均勻混合作為栽植芳樟的基質(zhì)。試驗苗于當(dāng)年10月栽植，翌年6月份結(jié)束。每周澆水和拔草1—2次，保證試驗苗的正常生長條件。

2.5 土壤理化性質(zhì)測定

于6月25日，對每個試驗組的每個重復(fù)組隨機抽取個3盆栽取樣品，3個重復(fù)共9個樣品。用電位法測定土壤pH值、用重鉻酸鉀氧化一外加熱法測定土壤有機質(zhì)、用堿解一擴散法測定水解性N、用鹽酸一硫酸溶液浸提法測定速效P、用乙酸銨浸提一火焰光度法測定速效K[8]（表2）。

2.6 數(shù)據(jù)分析方法

采用Exce12017和DPS7. 05數(shù)據(jù)統(tǒng)計軟件。

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤化學(xué)性質(zhì)的分析

由表3土壤理化指標(biāo)方差分析可知，試驗組的土壤有機質(zhì)、pH值、水解氮、速效磷、速效鉀達(dá)到極顯著差異。研究表明：微生物菌肥對芳樟試驗組的土壤理化指標(biāo)產(chǎn)生顯著和極顯著的影響。

3.2 土壤有機質(zhì)

從圖1可知，對照組的有機質(zhì)含量是22. 21 g/kg，試驗組的有機質(zhì)含量總體集中在22.00～25. 00 g/kg，平均值是22. 96 g/kg，高出對照組3.39%。從表3可知，經(jīng)微生物菌劑處理的土壤有機質(zhì)的差異達(dá)到顯著水平（P=O.0055），表明微生物菌劑處理的土壤總體上提升了土壤有機質(zhì)含量，不同的處理組對土壤有機質(zhì)的影響不同，其中最大值的是處理9、10，高出對照組13.06%。

3.3 土壤pH值

從圖2可知，對照組的土壤pH值是4.86，試驗組的pH值在4.87～5.82，高出對照組0.17%—9.60%。從表3可知，經(jīng)微生物菌劑處理的土壤pH值的差異達(dá)到極顯著水平（P=O.0001），表明微生物菌劑處理的土壤提高了土壤pH值，使得土壤的酸性降低，但不同的處理組對土壤pH值的影響不同，其中最大值的是處理12，高出對照組9.60%。

3.4 土壤水解氮

從圖3可知，對照組的土壤水解氮含量是15.10mg/kg，試驗組的土壤水解氮含量在15. 44—23.91 mg/kg，高出對照組2.23%～58.30%。從表3可知，經(jīng)微生物菌劑處理的土壤水解氮含量的差異達(dá)到極顯著水平（P=O.0015），表明微生物菌劑處理的土壤提高了土壤水解氮含量，但不同的處理組對土壤水解氮含量的影響不同，其中最大值的是處理12，高出對照組58.30%。

3.5 土壤速效磷

從圖4可知，對照組的土壤速效磷含量是0.98mg/kg，除處理15、17，試驗組的土壤速效磷含量在0.88～2.00 mg/kg，高出對照組9.68%～150.30%。從表3可知，經(jīng)微生物菌劑處理的土壤速效磷含量的差異達(dá)到極顯著水平（P=O.0024），表明微生物菌劑處理的土壤提高了土壤速效磷含量，但不同的處理組對土壤速效磷含量的影響不同，其中最大值的是處理23，高出對照組150. 30%。

3.6 土壤速效鉀

從圖5可知，對照組的土壤速效鉀含量是35. 14mg/kg，試驗組的土壤速效鉀含量在35. 22～60. 78 mg/kg，高出對照組0.23%～72. 94%。從表3可知，經(jīng)微生物菌劑處理的土壤速效鉀含量的差異達(dá)到極顯著水平（P=O. 0001），表明微生物菌劑處理的土壤提高了土壤速效鉀含量含量，但不同的處理組對土壤速效鉀含量的影響不同，其中最大值的是處理14，高出對照組72.94%。

4 結(jié)語

經(jīng)微生物菌劑處理的土壤化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生了變化，其差異都達(dá)到了極顯著水平，表明不同的處理方案對土壤化學(xué)性質(zhì)的同一個指標(biāo)會有不同的效果。土壤中的有機質(zhì)、pH值、水解氮、速效磷、速效鉀的平均值分別高出對照組3. 39%、2.86%、23. 02%、20. 37%、53. 34%、70. 62%、14. 02%、17. 91%;土壤中的有機質(zhì)、pH值、水解氮、速效磷、速效鉀的最大值分別是處理9、10、處理12、處理12、處理12、處理18、處理21、處理11、處理14，表明微生物菌劑的處理方案對土壤化學(xué)性質(zhì)的不同指標(biāo)影響不同，同時對植物生長的影響也不同。

固氮菌、巨大芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌分別有固氮、分解或溶解土壤中難溶的含磷和含鉀物質(zhì)，以及這4種微生物菌劑之間的相互作用對土壤的理化性質(zhì)產(chǎn)生不同的影響。微生物菌劑大大提升了土壤中可被植物吸收的養(yǎng)分，為植物生長提供更多養(yǎng)分，同時，減少化肥的投放量，避免環(huán)境污染和土壤退化現(xiàn)象。根據(jù)植物的生長時期所需的養(yǎng)分，針對性的選擇不同微生物菌劑組合，能夠更速效提高微生物菌劑的效益。

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收稿日期：2019-10-29

基金項目：福州，定西水土流失綜合治理（生態(tài)林）試驗（編號：KHl80062A）;植物天然產(chǎn)物研究與開發(fā)實驗室（編號：KFA17069A）;樟樹生殖生物學(xué)研究（編號：KFAl7304A）

作者簡介：黃秋良（1989-），男，碩士，研究方向為森林培育。

通訊作者：張國防（1966-），男，教授·博士生導(dǎo)師，研究方向為森林培育、森林防火、經(jīng)濟林栽培。