納米碳與枯草菌對黃瓜幼苗生長及土壤環(huán)境的影響

周艷超，吳艷紅，田興武，周海霞，韓澤宇，劉吉青，蘭摯謙，張雪艷，*

(1.寧夏大學 農學院，寧夏 銀川 750021；2. 吳忠國家農業(yè)科技園區(qū)管理委員會，寧夏 吳忠 751200)

我國是化肥使用大國，長期、大量的施用化肥導致土壤板結、肥力下降，水體、大氣污染，危害人類健康[1]。在化肥用量不斷提高而成本遞減，土壤質量日漸退化的狀況下，減少化肥的使用量，實現設施農業(yè)可持續(xù)性的生產，已經成為一個重要的課題[2]。生物有機肥作為無害化腐熟混合處理而成的一類具有微生物功能和有機肥效應的肥料，既有利于增產增收、改善農產品品質，又可培肥土壤、減少化肥用量[3]。研究表明，生物有機肥能夠調節(jié)土壤中微生物區(qū)系組成，增強土壤酶的活性，使土壤向著健康方向發(fā)展[4]。張雪艷等[5]的研究結果顯示，添加一定量生物質有機肥對植株地上部形態(tài)建成及地下部根系生長均有顯著促進效果。其中，納米碳作為一種新型有機肥料，能提高養(yǎng)分利用率，納米碳材料能不同程度地促進煙草、蔬菜、水稻等作物植株生長發(fā)育，增加作物干物質積累量，提高產量[6]。碳材料也能促進番茄和水稻種子對水分的吸收，促進其發(fā)芽和生長[7-8]。促植物生長根際細菌株在根際土壤微生態(tài)環(huán)境中能夠與植物相互作用，具有改善植物根際土壤生態(tài)環(huán)境的作用[9]。枯草芽孢桿菌是目前研究較多的植物促生微生物之一，作為土壤和植物微生態(tài)區(qū)系的優(yōu)勢生物種群，具有較高的抗逆能力和抗菌防病作用，菌株揮發(fā)物對植物有較好的促生效果[10]。有研究顯示，枯草芽孢桿菌不僅能顯著促進作物生長，而且能有效降低土壤線蟲[11]；胡小加等[12]的研究結果表明，枯草芽孢桿菌能夠防治多種蔬菜的土傳病害，且對植株長有一定的促進作用，尤其是在蔬菜長期連作的地塊內施用，能改善蔬菜品質和提高單位面積產量。關于其促生及生防效果研究較多，但將納米碳溶膠與枯草芽孢桿菌有效結合，綜合探究其對植株促生和土壤環(huán)境調控的研究鮮有報道。

本研究以連作黃瓜土壤為對象，設計不同濃度枯草芽孢桿菌和納米碳溶膠，研究不同施用濃度配比對黃瓜苗期長勢、根系生長狀況及土壤肥力的影響，確定適宜黃瓜苗期生長的枯草芽孢桿菌濃度和納米碳溶膠的濃度及其組合，為設施黃瓜高效栽培和土壤健康保育提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗在寧夏賀蘭產業(yè)園區(qū)4號溫室內進行，黃瓜品種為德爾99，采用盆栽，花盆27 cm×20 cm，每個處理10盆，每個處理重復3次，所有處理統(tǒng)一水肥管理。枯草芽孢桿菌選用中國農業(yè)科學院蔬菜花卉研究所的枯草芽孢桿菌劑(每g活菌數2×108個)，納米碳溶膠購自北京風禾盡起科技有限公司，具體理化特性如下：粒徑小于6 nm顆粒數≥95.5%；烘干后質量百分含量：C(40.5%～41.5%)、O(51.2%～52.6%)、Na(2.1%～2.7%)、Mg(0.9%～1.3%)、Si(0.2%～0.4%)、S(0.8%～1.2%)、Cl(1.2%～1.6%)、Ca(0.9%～1.2%)；pH值(1.2～3.0)、灰分(0.05%～0.07%)。

黃瓜幼苗采用灌根法進行納米碳溶膠、枯草芽孢桿菌雙因素試驗，以不添加枯草和納米碳溶膠處理為對照(CK)，以單獨添加枯草芽孢桿菌、納米碳溶膠及枯草和納米碳溶膠共同添加為處理。納米碳溶膠施用分為0、350、650倍稀釋倍數3個水平，每個植株灌藥量為20 mL。枯草芽孢桿菌施用濃度分為0、8×107、1.6×108CFU·mL-13個水平，每個植株灌藥量為50 mL。2016年10月18日黃瓜定植，定值1周緩苗后進行灌根處理，每10 d灌溉1次，連續(xù)灌溉5次(直至秧苗開始結瓜)。種植前原始土壤基本理化性質為：速效氮24.08 mg·kg-1、速效磷38.52 mg·kg-1、速效鉀99.95 mg·kg-1、有機質12.93 g·kg-1。

1.2 測定指標與方法

1.2.1 植株生長特性調查

定植1周后，每個品種取代表植株5株，固定植株，每7 d進行1次測定，測定黃瓜的株高、莖粗、葉片數及葉綠素含量，連續(xù)測定5次。株高為黃瓜生長點到根基部的垂直距離，用卷尺測量。莖粗為子葉下1 cm的粗度，用游標卡尺測定。葉片數為直徑大于2 cm的葉片數，用目測計數法測定。

1.2.2 土壤采集及化學指標分析

定植50 d后，取根際土壤研磨，過2 mm篩，4 ℃冰箱保存，用于微生物數量的測定；剩余土壤風干后過1 mm篩，用于土壤化學指標和酶活性的測定，土壤電導率(EC值)采用1∶5土壤懸液電導法(電導儀法)測定；土壤pH采用電位計法測定；土壤速效磷采用0.5 mol·L-1NaHCO3浸提-鉬銻抗吸光光度法測定；土壤速效鉀采用1 mol·L-1NH4AC浸提-火焰光度法測量；土壤速效氮采用1 mol·L-1NaOH堿解-擴散法測定[13]。

1.2.3 土壤微生物指標分析

采用牛肉膏蛋白胨選擇性培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌，馬丁孟加拉紅-鏈霉素選擇性培養(yǎng)基培養(yǎng)真菌，改良高氏一號培養(yǎng)基培養(yǎng)放線菌，均用稀釋平板計數法計數[14]。

1.2.4 土壤酶活性指標測定

1.2.5 根系指標測定

用EPSON EXPRESSION 4990型掃描儀對根樣進行掃描，用Win RHIZO根系分析軟件對掃描的根系圖片進行分析，得到根樣的根長、根表面積、根體積和根的平均直徑[16]。

1.3 數據統(tǒng)計與分析

隸屬函數值X(ij)：用模糊數學隸屬函數值的方法計算，公式為X(ij)=Xij-Xjmin/Xjmax-Xjmin。式中：X(ij)表示i種類j指標的隸屬值；Xij表示i種類j指標的測定值；Xjmax、Xjmin分別為j指標的最大值和最小值。

數據采用Excel軟件和SPSS 17.0軟件進行處理分析，采用LSD方法在P<0.05水平進行單因素方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對黃瓜幼苗苗期植株生長的影響

由圖1可知，在未施用枯草芽孢桿菌時，納米碳溶膠350、650倍稀釋液處理組的株高每天相對生長率比未施用納米碳處理組分別升高0.52、0.44百分點；葉片相對生長率均顯著高于空白對照，且隨稀釋倍數增大呈現遞增趨勢，分別高出0.51、0.62百分點。枯草芽孢桿菌8×107CFU·mL-1處理下，納米碳溶膠350、650倍稀釋液的莖粗相對生長率顯著高于空白對照，分別高出0.34、0.51百分點；納米碳溶膠350倍稀釋液葉片相對生長率顯著高于空白對照，650倍稀釋液株高相對生長率顯著高于空白對照。枯草芽孢桿菌1.6×108CFU·mL-1處理下，納米碳溶膠650倍稀釋液株高相對生長率顯著低于空白對照，納米碳溶膠350、650倍稀釋液的莖粗、葉片相對生長率與空白對照無顯著差異。

2.2 不同處理對黃瓜幼苗根系生長的影響

由表1可知，在未施用枯草芽孢桿菌的處理下，納米碳溶膠350、650倍稀釋液的根系鮮質量、根長、表面積、直徑和體積與空白對照均無顯著差異；納米碳溶膠350倍、650倍稀釋液處理下的根系干質量均顯著高于對照，分別高出23.81%、16.67%。添加8×107CFU·mL-1的枯草芽孢桿菌的情況下，納米碳溶膠350、650倍稀釋液根系根長和表面積與空白對照無顯著差異；650倍稀釋液的根系干質量顯著高于空白對照，是空白的1.29倍，650倍稀釋液根系直徑和體積最大，分別顯著高出空白對照32.14%、29.38%。添加1.6×108CFU·mL-1枯草芽孢桿菌的情況下，納米碳溶膠350、650倍稀釋液的根長、表面積和直徑與空白對照無顯著差異，干質量顯著低于對照，350倍稀釋液根鮮質量和根體積顯著低于空白對照。

A，不添加枯草芽孢桿菌；B，添加濃度為8×107 CFU·mL-1枯草芽孢桿菌；C，添加濃度為1.6×108 CFU·mL-1枯草芽孢桿菌；0，不添加納米碳溶膠；1，添加稀釋倍數為350的納米碳溶膠；2，添加稀釋倍數為650的納米碳溶膠。A， Bacillus subtilis was not added; B， 8×107 CFU·mL-1 Bacillus subtilis was added; C， 1.6×108 CFU·mL-1 Bacillus subtilis was added. 0， nano-carbon sol was not added; 1， 350 dilution multiple of nano-carbon sol was added; 2， 650 dilution multiple of nano-carbon sol was added.圖1 不同處理下黃瓜長勢的變化Fig.1 Changes of cucumber seedling growth under different treatments

表1不同處理下黃瓜苗期根系生長特性

Table1Root growth characteristics changes of cucumber seedling under different treatments

枯草菌濃度BSC/(CFU·mL-1)溶膠稀釋液NSC鮮質量RFW/g干質量RDW/g根長RL/cm表面積SA/cm2直徑AvgD/mm體積RV/cm3008.3±0.28e0.42±0.02d794.13±16.68c254.36±13.68c1.15±0.68a9.57±0.01abc3509.25±0.45de0.52±0.01bc977.99±11.09bc296.95±24.29bc1.17±0.44a10.03±0.15ab6509.93±0.35cde0.49±0.01bc1076.43±35.91abc334.80±19.64abc1.12±0.50a7.33±0.13c8×107011.14±0.30bc0.51±0.01bc1281.12±12.10ab384.60±11.57ab0.84±0. 02b9.02±0.78bc3509.87±0.118cde0.45±0.01cd1431.68±185.32a323.41±60.40bc0.78±0.86b8.55±0.30bc65013.00±0.57a0.66±0.05a1243.22±147.06ab422.63±24.77a1.11±0.12a11.67±1.22a1.6×108010.87±0.82bcd0.63±0.01a1262.46±11.64ab361.53±10.38ab0.85±0.01b9.95±0.32ab3508.89±0.15e0.54±0.01b1278.98±126.91ab337.99±34.14abc0.85±0.08b7.29±1.29c65011.92±0.81ab0.55±0.01b1202.03±179.81ab356.28±15.52ab0.97±0.09ab8.58±0.47bc

BSC，枯草菌濃度；NSC，溶膠稀釋液；RFW，鮮質量；RDW，干質量；RL，根長；SA，根表面積；RV，根體積；AvgD，根平均直徑。表中同列數據后無相同小寫字母的表示差異顯著(P<0.05)。

BSC，Bacillussubtilisconcentration; NSC， nano-carbon sol concentration; FRW， fresh root weight; DRW， dry root weight; RL， root length; SA， root surface area; RV， root volume; AvgD， average root diameter. Data marked without the same lowercase letter in each column indicated significant differences atP<0.05.

2.3 不同處理對黃瓜苗期土壤理化性質、酶活性的影響

由表2可知，在未施用枯草芽孢桿菌的處理下，納米碳溶膠350、650倍稀釋液處理的土壤pH和有機質含量與對照組相比均無顯著差異，但顯著增加了土壤N、K含量，N含量分別是對照的1.57倍、1.23倍，K含量分別是對照的1.29倍、1.17倍；納米碳溶膠350倍稀釋液處理下的土壤P含量顯著低于對照。施用枯草芽孢桿菌8×107CFU·mL-1時，納米碳溶膠350倍稀釋液與空白處理相比可顯著降低土壤pH，增加土壤P、K含量；納米碳溶膠650倍稀釋液處理可增加土壤K含量。施用枯草芽孢桿菌1.6×108CFU·mL-1時，納米碳350倍稀釋液處理N和P含量均顯著低于空白處理；650倍稀釋液土壤P和有機質含量顯著低于對照。

由表3可知，未施用枯草芽孢桿菌時，納米碳溶膠350、650倍稀釋液處理下的土壤蔗糖酶活性均顯著高于對照，分別是空白對照的1.89倍、2.13倍；350倍稀釋液處理下的土壤脲酶、磷酸酶活性分別高出對照28.85%、14.29%。施用枯草芽孢桿菌8×107CFU·mL-1時，納米碳溶膠350倍稀釋液土壤磷酸酶活性高出空白對照29.34%，蔗糖酶活性顯著高于空白對照，是空白對照的2.26倍；650倍稀釋液與空白處理無顯著差異。施用枯草芽孢桿菌1.6×108CFU·mL-1時，350、650倍稀釋液土壤脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性與空白對照間無顯著差異，土壤過氧化氫酶活性顯著低于空白對照。

表2不同處理下黃瓜苗期土壤理化性質變化

Table2Changes of soil physicochemical properties at cucumber seedling stage under different treatments

BSC，枯草菌濃度；NSC，溶膠稀釋液；EC，可溶性鹽濃度；N，氮含量；P，磷含量；K，鉀含量；SOM，有機質。表中同列數據后無相同小寫字母的表示差異顯著(P<0.05)。

BSC，Bacillussubtilisconcentration; NSC， nano-carbon sol concentration; EC， electrical conductivity; N， nitrogen; P， phosphorus; K， potassium; OMC， organic matter content. Data marked without the same lowercase letter in each column indicated significant differences atP<0.05.

表3不同處理下土壤酶含量的變化

Table3Changes of soil enzyme content under different treatments

枯草菌濃度BSC/(CFU·mL-1)溶膠稀釋倍數NSC過氧化氫酶CAT/(mg·kg-1)脲酶SUA/(mg·kg-1)磷酸酶SPA/(mg·kg-1)蔗糖酶SIA/(mg·kg-1)000.48±0.03 bc39.44±4.13 b1.75±0.02 d7.05±1.44 cd3500.42±0 c50.82±1.30 a2.00±0.03 c13.32±0.2 ab6500.55±0.03 ab40.57±0.37 b1.74±0.02 d15.01±1.10 a8×10700.49±0.02 bc42.53±1.72 b1.71±0.02 d5.23±0 d3500.49±0.02 bc38.88±0.06 b2.21±0.10 b11.82±2.53 abc6500.49±0.02 bc41.41±0.62 b1.74±0.03 d7.08±0.13 cd1.6×10800.59±0.02 a42.39±0.21 b2.77±0.20 a5.91±0.61 cd3500.49±0.02 bc39.84±0.33 b2.77±0.05 a9.64±3.97 abcd6500.50±0.05 bc40.24±0.62 b2.73±0.08 a8.16±0.39 bcd

BSC，枯草菌濃度；NSC，溶膠稀釋液；CAT，過氧化氫酶；SUA，脲酶；SPA，磷酸酶；SIA，蔗糖酶。表中同列數據后無相同小寫字母的表示差異顯著(P<0.05)。

BSC，Bacillussubtilisconcentration; NSC， nano-carbon sol concentration; CAT， soil catalase activity; SUA， soil urease activity; SPA， soil phosphatase activity; SIA， soil invertase activity. Data marked without the same lowercase letter in each column indicated significant differences atP<0.05.

2.4 不同處理對黃瓜苗期土壤微生物數量的影響

由表4可知，在未施用枯草芽孢桿菌時，350倍納米碳溶膠稀釋液處理的土壤真菌、細菌和放線菌數量與空白處理間無顯著差異；650倍稀釋液處理細菌數顯著低于空白，但放線菌數量顯著高于對照，高出空白對照57.36%。施用枯草芽孢桿菌8×107CFU·mL-1時，350、650倍稀釋液處理的土壤放線菌數量顯著低于空白對照，分別降低44.89%、47.80%；且650倍稀釋液處理細菌數量顯著高于對照，是對照的1.68倍。施用枯草芽孢桿菌1.6×108CFU·mL-1時，350、650倍稀釋液處理下的真菌數、放線菌數與空白處理間無顯著差異，細菌數量顯著低于空白對照。

2.5 枯草芽孢桿菌與納米碳溶膠雙因素回歸分析

通過雙因素分析得出，枯草芽孢桿菌與納米碳溶膠的交互作用在植株高度、根系干質量、土壤EC值、N含量、P含量、有機質含量、細菌數量、放線菌數量8個指標0.001水平上有極顯著影響，在根系體積、K含量和脲酶活性3個指標0.01水平上有極顯著影響，在過氧化氫酶活性上有顯著影響。

2.6 不同處理隸屬函數值及綜合排名

對測定的數據進行隸屬函數計算，最終得出，8×107CFU·mL-1枯草芽孢桿菌+650倍納米碳處理排名第一，1.6×108CFU·mL-1枯草芽孢桿菌+未施用納米碳處理排名第二，未施用枯草芽孢桿菌+650倍納米碳處理排名第三，未施用枯草芽孢桿菌+350倍納米碳處理排名第四，8×107CFU·mL-1枯草芽孢桿菌+350倍納米碳處理排名第五，1.6×108CFU·mL-1枯草芽孢桿菌+350倍納米碳處理排名第六，1.6×108CFU·mL-1枯草芽孢桿菌+650倍納米碳處理排名第七，8×107CFU·mL-1枯草芽孢桿菌+未施用納米碳處理排名第八，空白處理排名第九(表6)。

表4不同處理對黃瓜苗期土壤細菌、真菌、放線菌數量的影響

Table4Soil bacteria， bacteria and actinomycetes number of cucumber seedling under different treatments

枯草菌濃度BSC/(CFU·mL-1)溶膠稀釋倍數NSC真菌(濕土)SFQ(103·g-1)細菌(濕土)SBQ(106·g-1)放線菌(濕土)SAQ(104·g-1)00213.00±4.58 ab16.00±0.00 de40.67±1.86 ef350243.33±50.44 a15.00±0.58 ef37.00±3.79 f650206.67±14.53 ab13.33±0.33 f64.00±4.62 c8×1070227.50±3.50 ab17.67±1.45 cde91.33±1.77 a350249.00±8.00 a19.50±0.50 c50.33±0.33 d650230.00±4.00 ab29.67±0.33 a47.67±3.76 de1.6×1080160.00±2.00 b23.00±1.15 b69.33±0.33 bc350177.00±9.00 ab18.00±1.00 cd74.67±3.84 b650166.33±10.84 ab17.50±0.50 cde63.00±1.53 c

BSC，枯草菌濃度；NSC，溶膠稀釋液；SFQ，真菌；SBQ，細菌；SAQ，放線菌。表中同列數據后無相同小寫字母的表示差異顯著(P<0.05)。

BSC，Bacillussubtilisconcentration; NSC， nano-carbon sol concentration; SFQ， soil fungi quantity; SBQ， eria quantity; SAQ， soil actinomycetes quantity. Data marked without the same lowercase letter in each column indicated significant differences atP<0.05.

表5雙因素回歸分析主體間效應的檢驗

Table5Tests of Between-Subjects effects

指標IndexF值F valueP值P value指標IndexF值F valueP值P value株高Plant height7.762<0.001氮Nitrogen12.353<0.001莖粗Stem diameter1.9300.134磷Phosphorus52.606<0.001葉片數Leaf number2.1120.107鉀Potassium7.3330.001根長Root length0.9290.468有機質Organic matter content3.711<0.001根表面積Root surface area1.2850.311過氧化氫酶Soil catalase activity3.6130.025根直徑Average root diameter1.9620.141磷酸酶Soil phosphatase activity3.3120.061根體積Root volume4.8940.008蔗糖酶Soil invertase activity1.2180.344根鮮質量Fresh root weight2.3200.101脲酶Soil urease activity7.0190.002根干質量Dry root weight9.603<0.001真菌Soil fungi quantity0.0880.985可溶性鹽濃度Electrical conductivity17.567<0.001細菌Soil bacteria quantity47.404<0.001氫離子濃度指數Hydrogen ion concentration1.0990.387放線菌Soil actinomycetes quantity43.577<0.001

表6不同處理隸屬函數值及綜合排名

Table6Membership function and comprehensive ranking under different treatments

指標IndexB2C0A2A1B1C1C2B0A0株高Plant height0.734 0.393 0.612 0.696 0.617 0.412 0.112 0.372 0.128 莖粗Stem diameter0.727 0.823 0.916 0.585 0.627 0.658 0.652 0.422 0.596 葉片數Leaf number0.632 0.688 0.654 0.546 0.803 0.713 0.767 0.523 0.221 根長Root length0.516 0.537 0.336 0.230 0.720 0.555 0.472 0.557 0.031 根表面積Root surface area0.815 0.587 0.487 0.345 0.444 0.499 0.567 0.673 0.186 根直徑Average root diameter0.692 0.339 0.712 0.780 0.233 0.337 0.503 0.320 0.746 根體積Root volume0.803 0.582 0.246 0.593 0.402 0.240 0.405 0.462 0.533 根鮮質量Fresh root weight0.840 0.498 0.346 0.236 0.336 0.179 0.665 0.540 0.085 根干質量Dry root weight0.735 0.673 0.268 0.354 0.171 0.413 0.433 0.322 0.080 可溶性鹽濃度Electrical conductivity0.767 0.921 0.561 0.042 0.693 0.646 0.942 0.804 0.529 氫離子濃度指數Hydrogen ion concentration0.184 0.333 0.629 0.667 0.323 0.313 0.278 0.059 0.510 氮含量Nitrogen0.269 0.323 0.548 0.893 0.226 0.075 0.140 0.097 0.323 磷含量Phosphorus0.349 0.889 0.736 0.086 0.601 0.658 0.246 0.276 0.615 鉀含量Potassium0.333 0.000 0.667 1.000 0.333 0.111 0.111 0.000 0.222 有機質Organic matter content0.420 0.460 0.905 0.473 0.491 0.507 0.093 0.640 0.750 過氧化氫酶Soil catalase activity0.333 0.833 0.667 0.000 0.333 0.333 0.389 0.333 0.278 磷酸酶Soil phosphatase activity0.228 0.140 0.826 0.699 0.586 0.421 0.310 0.089 0.226 蔗糖酶Soil invertase activity0.358 0.411 0.313 0.868 0.221 0.273 0.295 0.419 0.252 脲酶Soil urease activity0.035 0.760 0.038 0.191 0.314 0.639 0.620 0.020 0.040 真菌Soil fungi quantity0.405 0.027 0.279 0.478 0.508 0.119 0.061 0.392 0.314 細菌Soil bacteria quantity0.980 0.588 0.020 0.118 0.382 0.294 0.265 0.275 0.177 放線菌Soil actinomycetes quantity0.276 0.615 0.531 0.109 0.318 0.698 0.516 0.958 0.167 平均Average0.520 0.519 0.514 0.454 0.440 0.413 0.402 0.389 0.319 排序Sorting123456789

A，不添加枯草芽孢桿菌；B，添加濃度為8×107CFU·mL-1枯草芽孢桿菌；C，添加濃度為1.6×108CFU·mL-1枯草芽孢桿菌；0，不添加納米碳溶膠；1，添加稀釋倍數為350的納米碳溶膠；2，添加稀釋倍數為650的納米碳溶膠。

A，Bacillussubtiliswas not added; B， 8×107CFU·mL-1Bacillussubtiliswas added; C， 1.6×108CFU·mL-1Bacillussubtiliswas added. 0， nano-carbon sol was not added; 1， 350 dilution multiple of nano-carbon sol was added; 2， 650 dilution multiple of nano-carbon sol was added.

3 討論

在未施用枯草芽孢桿菌的情況下，650倍納米碳溶膠表現總體優(yōu)于350倍稀釋液與空白處理，能夠顯著促進植株葉片生長，提升土壤有機質含量和蔗糖酶活性，增加土壤放線菌數量。在未施用納米碳溶膠的情況下，1.6×108CFU·mL-1枯草芽孢桿菌表現總體優(yōu)于8×107CFU·mL-1枯草芽孢桿菌與空白處理，能夠增加根系干質量、根長和表面積，顯著降低土壤EC值，提升土壤P含量，增加細菌、放線菌的含量，顯著增強土壤磷酸酶和過氧化氫酶活性。在兩因素互作的情況下，8×107CFU·mL-1枯草芽孢桿菌和650倍納米碳溶膠處理提高株高相對生長率，顯著促進根系生長，根系干鮮質量、表面積、直徑和體積均為處理中最高值，一定程度上降低土壤EC值，提高土壤中細菌數量，綜合排名最高。

枯草芽孢桿菌作為土壤有益微生物，在土壤肥力的形成及植物養(yǎng)分的轉化中發(fā)揮著積極的作用[17]。施入菌劑能促進植株生長、地上部分干物質的積累，及植株體對養(yǎng)分的吸收積累，增加植物對養(yǎng)分的利用效率，促進根系生長[18]。納米碳溶膠可以減少肥料的揮發(fā)、淋溶等損失，從而促進根系和地上部生長，并且適宜濃度下有節(jié)肥增產的功效[19]。

本研究結果表明，適宜濃度的枯草芽孢桿菌和納米碳溶膠能夠顯著增強黃瓜幼苗的地上、地下部分生長，改善土壤的部分理化性質和酶活性，影響土壤菌群數量和比例；并且兩因素對黃瓜幼苗生長、土壤環(huán)境的多數指標的影響有顯著差異。在未施用枯草芽孢桿菌的情況下，不同納米碳溶膠稀釋液處理的株高、葉片相對生長率，及土壤N、K含量均顯著高于空白對照，這可能是由于納米碳具有表面效應和小尺寸效應，與重金屬離子發(fā)生化學、物理吸附，減緩速效養(yǎng)分釋放，增強植物對肥料的吸附功能，減少肥料的流失、淋失和固定[20]，達到提高生長勢的效果，這與梁太波等[21]研究顯示的納米碳溶膠能夠活化土壤磷素和鉀素，增加各土層速效磷和速效鉀含量的結果相一致。而且，350倍稀釋液處理下的脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性，及650倍稀釋液蔗糖酶活性均有顯著提高，這可能是因為添加納米碳增強了土壤微生物的活性或植株根系活動，間接改變土壤酶活性。

在未施用納米碳溶膠的情況下，不同枯草芽孢桿菌濃度處理的株高、葉片相對生長率以及根際土壤中細菌、放線菌數量均顯著優(yōu)于空白對照，這可能與適量枯草芽孢桿菌的加入造成植物根際細菌群落結構改變[9]、菌株調節(jié)土壤生態(tài)環(huán)境有關，促進植物吸收營養(yǎng)物質的同時產生活性物質來發(fā)揮作用，直接影響到植物根際有機質的分解和養(yǎng)分的快速轉化，達到促生的目的[22]。1.6×108CFU·mL-1枯草芽孢桿菌處理下的黃瓜根系干質量、鮮質量、根長和表面積均顯著高于空白對照，這可能是因為枯草芽孢桿菌產生的代謝物質抑制或阻抗根部病原菌的發(fā)展，間接促進植物生長。磷酸酶和過氧化氫酶也顯著優(yōu)于對照，可能是功能菌的加入，豐富了土壤中的微生物，土壤微生物的活動和代謝更加旺盛，從而提高了土壤酶的活性[23]。

從兩因素互作處理的結果來看，8×107CFU·mL-1枯草芽孢桿菌+650倍納米碳處理綜合所有指標表現最好，1.6×108CFU·mL-1枯草芽孢桿菌+未施用納米碳處理次之，未施用枯草芽孢桿菌+650倍納米碳處理排名第3，空白處理表現最差，這可能是因為枯草芽孢桿菌和納米碳溶膠均有調節(jié)土壤生態(tài)環(huán)境的作用，兩者互作使得促生效果更明顯。