腐植酸復(fù)配產(chǎn)品對(duì)設(shè)施土壤微生物及線(xiàn)蟲(chóng)數(shù)量的影響

高 亮 李春華 李 強(qiáng)

1 濰坊加濰生物科技有限公司 濰坊 261000

2 壽光科農(nóng)園果蔬專(zhuān)業(yè)合作社 濰坊 262728

3 武漢光華時(shí)代生物科技有限公司 武漢 430000

土壤肥力包括水、肥、氣、熱、微生物等5大指標(biāo)。土壤微生物是象征土壤質(zhì)量最有潛力的敏感性指標(biāo)，高質(zhì)量土壤應(yīng)具有穩(wěn)定的微生物群落組成和結(jié)構(gòu)、高微生物生物量及良好的微生物活性[1]。設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中復(fù)種指數(shù)較高、集約化程度高，導(dǎo)致番茄種植過(guò)程中常出現(xiàn)連作障礙，嚴(yán)重影響了設(shè)施番茄栽培的可持續(xù)發(fā)展[2]。微生物酵素含大量營(yíng)養(yǎng)元素及適量微量元素和激素，能為植物提供養(yǎng)分，可有效抑制病蟲(chóng)害發(fā)生。生物酵素的制作過(guò)程不使用任何化學(xué)合成物質(zhì)，對(duì)環(huán)境友好，有利于生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展[3～5]，酵素可與多種肥料組配成新型肥料。聚谷氨酸作為一種生物可降解水溶性新型高分子聚合物，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)，廣泛用于農(nóng)林保水劑、肥料增效劑和緩釋劑等領(lǐng)域[6]。但將微生物酵素、γ-聚谷氨酸與礦物源腐植酸復(fù)配對(duì)土壤微生物及線(xiàn)蟲(chóng)影響未見(jiàn)報(bào)道。本文通過(guò)研究微生物酵素和γ-聚谷氨酸及二者與礦物源腐植酸復(fù)配的含腐植酸水溶肥料對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響，探索提高設(shè)施土壤質(zhì)量的方法，以期對(duì)設(shè)施番茄高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)提供科學(xué)施肥的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

（1）試驗(yàn)肥料。

微生物酵素系濰坊加濰生物科技有限公司利用酵素菌發(fā)酵殘次番茄果實(shí)制備的酵素發(fā)酵液，內(nèi)含復(fù)合酶、小分子有機(jī)酸、維生素、激素和其他代謝產(chǎn)物。其主要技術(shù)指標(biāo)：棕色液體，有效活菌總數(shù)2.2×106cfu/mL、蛋白酶272 U/L、酯酶121 U/L、超氧化物歧化酶52 U/L、總酸8.1 g/L、有機(jī)酸6.2 g/L、游離氨基酸345 mg/L、糖2.1 g/L，pH 6.5。

γ-聚谷氨酸系武漢光華時(shí)代生物科技有限公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，是一種由左右旋光性的谷氨酸單體聚合在一起的全水溶、可降解的高分子、陰離子型多肽聚合物。其主要技術(shù)指標(biāo)：棕褐色液體，γ-聚谷氨酸20%、全氮5%、全磷10%、全鉀12%、水不溶物0.5%，pH 6.8。

含腐植酸水溶肥料系濰坊加濰生物科技有限公司利用微生物酵素和γ-聚谷氨酸與礦物源腐植酸經(jīng)特殊工藝復(fù)配而成。其主要技術(shù)指標(biāo)：腐植酸4.3%、全氮12.3%、全磷11.7%、全鉀13.4%、γ-聚谷氨酸5%、復(fù)合酶87.5 U/L、游離氨基酸87.4 mg/L、水不溶物1.2%，pH 6.9。

（2）試驗(yàn)作物。

番茄系高品質(zhì)品種“戴安娜”，產(chǎn)量中等、抗病性中等。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2018—2019年在山東省濰坊市壽光稻田科農(nóng)園果蔬專(zhuān)業(yè)合作社農(nóng)業(yè)科技示范園進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤化學(xué)性質(zhì)見(jiàn)表1。

試驗(yàn)共設(shè)置4個(gè)處理：含腐植酸水溶肥料，稀釋300倍，澆施；γ-聚谷氨酸，稀釋300倍，澆施；微生物酵素，稀釋300倍，澆施；空白對(duì)照（CK），等量清水。每個(gè)處理重復(fù)3次，試驗(yàn)小區(qū)面積為4 m×6 m。第2穗花序果實(shí)開(kāi)始膨大期時(shí)，將試驗(yàn)用肥用作追肥澆施，用液量相同；每隔10天追施1次，連續(xù)使用3次。所有小區(qū)的田間管理一致。

1.3 測(cè)試項(xiàng)目及方法

土壤基礎(chǔ)性質(zhì)：前茬作物收獲后，在施基肥之前，進(jìn)行土壤基礎(chǔ)肥力測(cè)定。采用5點(diǎn)取樣法，用土鉆采集0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm土層的土壤樣品，分別測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷、有效磷、速效鉀含量和土壤pH。

土壤樣品采集：在番茄盛果后期，每個(gè)處理隨機(jī)取5點(diǎn)，用土鉆采集0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm土層的土壤樣品，測(cè)定土壤微生物數(shù)量。

測(cè)定方法：土壤細(xì)菌、放線(xiàn)菌、真菌數(shù)量均通過(guò)選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)后采用平板計(jì)數(shù)法測(cè)定。細(xì)菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基；放線(xiàn)菌采用高氏1號(hào)選擇培養(yǎng)基；真菌采用馬丁選擇培養(yǎng)基。土壤線(xiàn)蟲(chóng)采用生菜蛋黃培養(yǎng)基[7，8]，接入不同處理土壤線(xiàn)蟲(chóng)，培養(yǎng)10天后，用顯微鏡觀(guān)察并統(tǒng)計(jì)土壤線(xiàn)蟲(chóng)數(shù)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，利用SPSS對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)土壤細(xì)菌數(shù)量的影響

從表2看出，不同土層各處理土壤細(xì)菌數(shù)量較CK均有顯著增加。0～30 cm耕作層土壤中細(xì)菌數(shù)量：含腐植酸水溶肥料＞γ-聚谷氨酸＞微生物酵素＞CK，其中，含腐植酸水溶肥料處理的耕作層土壤中細(xì)菌數(shù)量是CK的1.28倍，γ-聚谷氨酸處理是CK的1.21倍，微生物酵素處理是CK的1.05倍。0～10 cm土層中細(xì)菌數(shù)量：γ-聚谷氨酸＞含腐植酸水溶肥料＞微生物酵素＞CK，前三者間差異顯著；10～20 cm土層中細(xì)菌數(shù)量：γ-聚谷氨酸＞含腐植酸水溶肥料＞微生物酵素＞CK，前三者間差異不顯著；20～30 cm土層中細(xì)菌數(shù)量：含腐植酸水溶肥料＞微生物酵素＞γ-聚谷氨酸＞CK，前兩者之間差異不顯著。

表2 不同處理對(duì)土壤細(xì)菌數(shù)量的影響Tab.2 Effects of different treatments on the quantity of soil bacteria ×106 cfu/g

2.2 不同處理對(duì)土壤放線(xiàn)菌數(shù)量的影響

從表3看出，不同土層各處理土壤放線(xiàn)菌數(shù)量較CK均有顯著增加。0～30 cm耕作層土壤中放線(xiàn)菌數(shù)量：含腐植酸水溶肥料＞微生物酵素＞γ-聚谷氨酸＞CK，其中，含腐植酸水溶肥料處理的耕作層土壤中放線(xiàn)菌數(shù)量是CK的7.25倍，微生物酵素處理是CK的5.79倍，γ-聚谷氨酸處理是CK的5.13倍。0～10 cm土層中放線(xiàn)菌數(shù)量：含腐植酸水溶肥料＞γ-聚谷氨酸＞微生物酵素＞CK，前三者間差異不顯著；10～20 cm土層中放線(xiàn)菌數(shù)量：含腐植酸水溶肥料＞微生物酵素＞γ-聚谷氨酸＞CK，前兩者間差異不顯著；20～30 cm土層中放線(xiàn)菌數(shù)量：含腐植酸水溶肥料＞微生物酵素＞γ-聚谷氨酸＞CK，前三者間差異顯著。

表3 不同處理對(duì)土壤放線(xiàn)菌數(shù)量的影響Tab.3 Effects of different treatments on the quantity of soil actinomycetes ×105 cfu/g

2.3 不同處理對(duì)土壤真菌數(shù)量的影響

從表4看出，不同土層各處理土壤真菌數(shù)量較CK均有顯著增加。0～30 cm耕作層土壤中真菌數(shù)量：含腐植酸水溶肥料＞微生物酵素＞γ-聚谷氨酸＞CK，其中，含腐植酸水溶肥料處理的耕作層土壤中真菌數(shù)量是CK的2.33倍，微生物酵素處理是CK的1.89倍，γ-聚谷氨酸處理是CK的1.82倍。0～10 cm土層中真菌數(shù)量：含腐植酸水溶肥料＞微生物酵素＞γ-聚谷氨酸＞CK，含腐植酸水溶肥料處理與微生物酵素、γ-聚谷氨酸處理間差異顯著，而后兩者之間差異不顯著；10～20 cm土層中真菌數(shù)量：含腐植酸水溶肥料＞γ-聚谷氨酸＞微生物酵素＞CK，前三者間差異不顯著；20～30 cm土層中真菌數(shù)量：含腐植酸水溶肥料＞微生物酵素＞γ-聚谷氨酸＞CK，含腐植酸水溶肥料處理與微生物酵素、γ-聚谷氨酸處理間差異顯著，而后兩者之間差異不顯著。

2.4 不同處理對(duì)線(xiàn)蟲(chóng)數(shù)量的影響

從表5看出，不同土層各處理土壤線(xiàn)蟲(chóng)數(shù)量較CK均有顯著增加。0～30 cm耕作層土壤中線(xiàn)蟲(chóng)數(shù)量：含腐植酸水溶肥料＞微生物酵素＞γ-聚谷氨酸＞CK，其中，含腐植酸水溶肥料處理的耕作層土壤中線(xiàn)蟲(chóng)數(shù)量是CK的8.67倍，微生物酵素處理是CK的6.33倍，γ-聚谷氨酸處理是CK的3.62倍。0～10 cm土層中線(xiàn)蟲(chóng)數(shù)量：含腐植酸水溶肥料＞微生物酵素＞γ-聚谷氨酸＞CK，前三者間差異顯著；10～20 cm土層中線(xiàn)蟲(chóng)數(shù)量：微生物酵素＞含腐植酸水溶肥料＞γ-聚谷氨酸＞CK，微生物酵素、含腐植酸水溶肥料處理與γ-聚谷氨酸處理間差異顯著，前兩者間差異不顯著；20～30 cm土層中線(xiàn)蟲(chóng)數(shù)量：含腐植酸水溶肥料＞微生物酵素＞γ-聚谷氨酸＞CK，前三者間差異顯著。

表4 不同處理對(duì)土壤真菌數(shù)量的影響Tab.4 Effects of different treatments on the quantity of soil fungi ×104 cfu/g

表5 不同處理對(duì)土壤線(xiàn)蟲(chóng)數(shù)量的影響Tab.5 Effects of different treatments on the quantity of soil nematodes 個(gè)/100克

3 結(jié)論與討論

土壤中微生物主要包括細(xì)菌、放線(xiàn)菌、真菌、藻類(lèi)、原生動(dòng)物（纖毛蟲(chóng)、鞭毛蟲(chóng)、根足蟲(chóng)、線(xiàn)蟲(chóng)等）等。土壤中的微生物以細(xì)菌數(shù)量最多，放線(xiàn)菌和真菌數(shù)量次之，藻類(lèi)和原生動(dòng)物等的數(shù)量較少[9]。土壤中的這些微生物屬于典型的土著微生物，其中多為腐生菌，其數(shù)量的增減反映了土壤的營(yíng)養(yǎng)狀況。在通常情況下，土著微生物數(shù)量增加，反應(yīng)出微生物量碳、微生物量氮提高，土壤酶活性提高，進(jìn)而反映出土壤物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化加快，對(duì)寄生性病原菌、植食性根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)的拮抗作用更強(qiáng)，表現(xiàn)出對(duì)土壤污染物消減、對(duì)土壤潛在肥力提升十分有益。土壤微生物量與土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、速效鉀和堿解氮呈現(xiàn)顯著或極顯著的正相關(guān)關(guān)系[3]。

施用微生物酵素、γ-聚谷氨酸及二者與礦物源腐植酸復(fù)配而成的含腐植酸水溶肥料均能顯著增加土壤中微生物的數(shù)量，這可能與這些產(chǎn)品中的某些成分激活了土壤土著微生物的活性，既可能有對(duì)土著微生物提供營(yíng)養(yǎng)的原因，又可能有微生物代謝產(chǎn)物的刺激作用，亦或是上述制品直接促進(jìn)了番茄植株的生長(zhǎng)發(fā)育，使番茄根系與土壤微生物之間交互作用加強(qiáng)，根系分泌物增多，激發(fā)了根際微生物和土壤微生物數(shù)量的增加，而礦物源腐植酸對(duì)于土壤微生物量增加方面的相關(guān)研究[10～14]已成廣泛共識(shí)。

在土壤細(xì)菌數(shù)量增加方面，對(duì)于土壤表層（0～20 cm），以γ-聚谷氨酸的作用效果最佳，對(duì)于土壤深層（20～30 cm），則以含腐植酸水溶肥料效果最佳，而對(duì)整個(gè)耕作層土壤（0～30 cm），以含腐植酸水溶肥料效果最佳。在土壤放線(xiàn)菌、真菌和線(xiàn)蟲(chóng)數(shù)量增加方面，無(wú)論是對(duì)于各層土壤，還是對(duì)于整個(gè)耕作層土壤（0～30 cm），均以含腐植酸水溶肥料效果最佳。總而言之，含腐植酸水溶肥料對(duì)耕層土壤細(xì)菌、放線(xiàn)菌、真菌和線(xiàn)蟲(chóng)數(shù)量效果最佳，對(duì)土壤深層（20～30 cm）影響更為顯著。而微生物酵素、γ-聚谷氨酸與礦物源腐植酸復(fù)配而成的含腐植酸水溶肥對(duì)土壤微生物和線(xiàn)蟲(chóng)的影響機(jī)理有待進(jìn)一步研究。