腐植酸與枯草芽孢桿菌和過氧化鈣對丹參連作田土壤肥力的影響

王鳳嬌，郭新送，丁方軍，吳欽泉，祝麗香

（1.土肥資源高效利用國家工程實驗室，山東 泰安 271018；

2.山東省腐植酸高效利用工程技術研究中心/山東農大肥業科技有限公司，山東 泰安 271000；3.山東農業大學農學院，山東 泰安 271018）

丹參（Salvia miltiorrhizaBge.），根皮朱紅色，又名紅根、大紅袍、血參根，具有活血化瘀的功效，在預防心血管疾病、抗血栓、老年心絞痛等方面效果顯著，藥用價值極高［1］。由于丹參市場需求量大，野生資源匱乏，市場銷售的丹參多為人工栽培。近年來，由于不合理施肥、種植方式單一以及根系自毒物質等因素導致丹參連作障礙加重，不僅破壞了種植地土壤環境，還造成丹參產量與品質下降［2-4］。

腐植酸肥作為一種綠色環保肥料，具有改善土壤理化性質、提高土壤肥力及化肥利用率、改善作物品質等功效［5-9］，具有廣泛的應用前景。枯草芽孢桿菌劑作為一種綠色肥料，在促進作物生長發育和改善土壤環境方面扮演著重要角色［10］。枯草芽孢桿菌施入土壤可促進作物對氮磷鉀的吸收，增加干物質積累，提高產量。過氧化鈣（CaO2）本身無毒，對環境無污染，遇水具有放氧的特性。日本、美國早在稻田里通過添加氧化劑來改良土壤氧環境［11，12］。目前國內尚未見腐植酸與枯草芽孢桿菌和過氧化鈣對丹參連作田土壤肥力影響的研究。本試驗選用腐植酸、枯草芽孢桿菌劑和過氧化鈣單施或配施，研究其對丹參連作田土壤速效養分、有機質、土壤酶活性的影響，以期為改善丹參連作土壤生物學特性提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況及材料

試驗在山東農大肥業科技有限公司科研樓東部塑料拱棚內（東經116.7°，北緯36.2°）進行。

供試土壤：取自山東省新泰市龍廷鎮尚志莊村連續種植丹參3年的重茬地，按照地理發生類型劃分土壤類型為棕壤，按照系統命名為普通簡育淋溶濕潤土。其基本理化性狀：有機質含量21.4 g/kg、有效氮51.5 mg/kg、有效磷20.2 mg/kg、速效鉀143.0 mg/kg，pH值6.8。

供試丹參品種為魯丹參2號。

供試肥料由山東農大肥業科技有限公司提供。腐植酸為褐煤經堿活化（KOH）處理所得：總腐植酸45%（水溶性腐植酸43.3%）、氧化鉀8%、pH值10～11；枯草芽孢桿菌劑（HG-15菌）：有效活菌數100億個/g；過氧化鈣：活性氧16%，pH值11～13（執行GB 25573-2010標準）；復合肥Ⅰ（N-P2O5-K2O=15-15-15）用作基肥，復合肥Ⅱ（N-P2O5-K2O=16-9-20）用作追肥。

1.2 試驗設計及方法

采用盆栽試驗法，共設置8個處理：對照（CK）、腐植酸0.49 g/kg土（T1）、枯草芽孢桿菌0.014 g/kg土（T2）、過氧化鈣0.1 g/kg土（T3）、腐植酸0.49 g/kg土+枯草芽孢桿菌0.014 g/kg土（T4）、腐植酸0.49 g/kg土+過氧化鈣0.1 g/kg土（T5）、枯草芽孢桿菌0.014 g/kg土+過氧化鈣0.1 g/kg土（T6）、腐植酸0.49 g/kg土+枯草芽孢桿菌0.014 g/kg土+過氧化鈣0.1 g/kg土（T7）。每處理30盆，重復3次，共720盆。

種植前，準確稱量復合肥Ⅰ1.5 g/盆基施，腐植酸、枯草芽孢桿菌及過氧化鈣與供試土壤混勻后裝盆。栽培盆規格為高17 cm，直徑25 cm，每盆裝土3.7 kg。2020年7月8日，每盆均勻播種30粒，留苗4株。丹參出苗65天，每盆追施復合肥Ⅱ1 g。丹參幼苗生長期內所有處理管理方式相同。

1.3 測定項目與方法

分別于丹參幼苗長至30、60、90天取其根際土壤用于土壤養分及酶活的測定。

土壤養分含量：有效氮采用堿解擴散法測定；有效磷采用碳酸氫鈉-鉬銻抗比色法測定；速效鉀采用醋酸銨浸提-火焰光度計法測定；有機質采用重鉻酸鉀-硫酸氧化法測定。

土壤酶活性：脲酶采用苯酚鈉-次氯酸鈉比色法測定；蔗糖酶采用3，5-二硝基水楊酸比色法測定；過氧化氫酶采用高錳酸鉀滴定法測定。

1.4 數據處理

采用SAS 8.2軟件進行ANOVA方差分析及Duncan’s差異顯著性檢驗；并用Microsoft Excel 2007軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 腐植酸與枯草芽孢桿菌和過氧化鈣對土壤速效養分的影響

2.1.1 對土壤有效氮含量的影響 由圖1看出，在丹參幼苗生長30～90天期間，CK和T2處理的土壤有效氮含量呈先降低后升高的變化趨勢，其它處理土壤有效氮含量為小幅上升，丹參幼苗生長期配施處理土壤有效氮含量均高于CK。出苗30天，T7處理土壤有效氮含量最高，T1最低，二者差異顯著，其它處理與CK無顯著差異。出苗60天，處理間土壤有效氮含量差異增大，T7處理最高，比CK高31.59%；腐植酸（T1）、過氧化鈣（T3）單施二者無顯著差異，但較枯草芽孢桿菌（T2）處理均顯著提高17.88%；配施時，T7與T6處理無顯著差異，但分別比T4、T5顯著提高10.33%、17.23%。出苗90天，T7處理土壤有效氮含量也是最高，比CK提高30.50%，各處理間無顯著差異，但均顯著高于CK。

圖1 腐植酸與枯草芽孢桿菌和過氧化鈣 對土壤有效氮含量的影響

2.1.2 對土壤有效磷含量的影響 在丹參幼苗生長30～90天期間，各處理土壤有效磷含量呈先升高后降低趨勢（圖2）。出苗30天，各處理土壤有效磷含量均高于CK，配施處理高于單施處理；腐植酸、枯草芽孢桿菌單施處理分別比過氧化鈣處理高3.86%、2.07%，但差異不顯著；各配施處理間無顯著差異。在出苗后30、60天土壤有效磷含量均以T7處理最高，分別比CK顯著提高17.32%和11.37%。出苗60天，T1、T2分別比T3處理提高7.14%、8.04%；配施時，土壤有效磷含量表現為T7＞T5＞T4＞T6，但處理間無顯著差異。出苗90天，T7處理土壤有效磷含量最高，比CK提高12.37%，但各處理間無顯著差異。

圖2 腐植酸與枯草芽孢桿菌和過氧化鈣 對土壤有效磷含量的影響

2.1.3 對土壤速效鉀含量的影響 由圖3看出，在丹參幼苗生長30～90天期間，各處理土壤速效鉀含量呈降低趨勢，腐植酸、枯草芽孢桿菌、過氧化鈣單施或配施土壤速效鉀含量均高于CK。出苗30天，T7與T5處理土壤速效鉀含量顯著高于其它處理，其中T7處理最高，比CK顯著提高43.28%。單施時，T1處理土壤速效鉀含量最高，較T2、T3處理分別顯著提高11.9%和19.9%；配施時，T7與T5處理無顯著差異，但比T4、T6處理分別顯著提高12.3%、21.63%。出苗60天，T7處理土壤速效鉀含量最高，比CK顯著提高37.63%；單施時，T1處理土壤速效鉀含量最高，分別比T2、T3處理高31.14%、26.97%，差異顯著；配施時，T6處理土壤速效鉀含量最低，且與其它各配施處理間差異顯著。出苗90天，單施或配施處理間土壤速效鉀含量無顯著差異，但均高于對照。

圖3 腐植酸與枯草芽孢桿菌和過氧化鈣 對土壤速效鉀含量的影響

2.2 腐植酸與枯草芽孢桿菌和過氧化鈣對土壤有機質含量的影響

在丹參幼苗生長30～90天期間，各處理土壤有機質含量前期無明顯變化趨勢，后期各配施處理呈增加趨勢（圖4）。出苗30天，腐植酸、枯草芽孢桿菌、過氧化鈣單施或配施處理土壤有機質含量均高于CK，以T7處理最高，比CK顯著高50.97%；各單施或配施處理間土壤有機質含量均無顯著差異，但后者高于前者。出苗60天，T7處理土壤有機質含量最高，比CK顯著提高20.63%；單施時，T1處理土壤有機質含量最高，與T2、T3處理無顯著差異；配施時T7處理與其它處理間無顯著差異。出苗90天，T7處理土壤有機質含量最高，比CK顯著提高42.16%，配施處理高于單施處理；T1比T2、T3處理均顯著提高7.83%，配施時，T7處理土壤有機質含量與T4、T5處理差異不顯著，但與T6處理差異顯著。

圖4 腐植酸與枯草芽孢桿菌和過氧化鈣 對土壤有機質含量的影響

2.3 腐植酸與枯草芽孢桿菌和過氧化鈣對土壤酶活性的影響

2.3.1 對土壤脲酶活性的影響 在丹參幼苗生長30～90天期間，各處理土壤脲酶活性呈降低趨勢（圖5），腐植酸、枯草芽孢桿菌、過氧化鈣單施或配施土壤脲酶活性均高于CK。出苗30天，T7處理土壤脲酶活性最高，T2最低，其它各處理間無顯著差異。出苗60天，T7處理土壤脲酶活性最高，比CK顯著提高80.27%，配施時T4、T5、T7處理間無顯著差異，但顯著高于T6處理。出苗90天，各配施處理高于各單施處理，以T7處理土壤脲酶活性最高，比CK提高79.07%，比T1、T2、T3處理分別高19.95%、24.13%、43.9%，差異顯著。

圖5 腐植酸與枯草芽孢桿菌和過氧化鈣 對土壤脲酶活性的影響

2.3.2 對土壤蔗糖酶活性的影響 在丹參幼苗生長30～90天期間，各處理土壤蔗糖酶活性呈先降低后升高趨勢（圖6），腐植酸、枯草芽孢桿菌、過氧化鈣單施或配施處理土壤蔗糖酶活性均高于CK。出苗30天，T7處理土壤蔗糖酶活性最高，比CK顯著提高40.41%；單施時T1、T2處理土壤蔗糖酶活性比T3處理分別顯著提高9.04%、4.57%，配施時T4與T7處理無顯著差異，但顯著高于T5、T6。出苗60天，T7處理土壤蔗糖酶活性最高，比CK顯著提高24.09%；各單施處理間無顯著差異，配施時，各處理土壤蔗糖酶活性表現為T7＞T4＞T5＞T6，但處理間無顯著差異。出苗90天，T7處理的土壤蔗糖酶活性最高，比CK提高33.36%；單施時T1、T3土壤蔗糖酶活性顯著高于T2處理，配施時T7處理土壤蔗糖酶活性比T4、T5、T6處理分別提高3.97%、5.88%、21.23%，差異顯著。

圖6 腐植酸與枯草芽孢桿菌和過氧化鈣 對土壤蔗糖酶活性的影響

2.3.3 對土壤過氧化氫酶活性的影響 在丹參幼苗生長30～90天期間，各處理土壤過氧化氫酶活性呈降低趨勢（圖7），腐植酸、枯草芽孢桿菌劑、過氧化鈣單施或配施土壤過氧化氫酶活性均高于CK。出苗30天，T7處理土壤過氧化氫酶活性最高，比CK顯著提高17.65%，配施處理高于單施處理；單施處理T1土壤過氧化氫酶活性比T2、T3處理均顯著提高4.13%，配施處理T7土壤過氧化氫酶活性比T4、T5、T6處理分別顯著提高6.87%、10.24%、15.7%。出苗60天，T7處理土壤過氧化氫酶活性最高，比CK顯著提高17.59%：與出苗30天相似，單施時T1處理土壤過氧化氫酶活性比T2、T3分別高7.96%、11.93%，配施時T7處理土壤過氧化氫酶活性比T6顯著提高8.55%，與T4、T5無顯著差異。出苗90天，T7處理土壤過氧化氫酶活性最高，比CK高18.6%；各單施處理土壤過氧化氫酶活性變化與出苗30～60天基本一致，T1處理最高，配施時T7處理土壤過氧化氫酶活性與T4處理無顯著差異，但與T5、T6差異顯著。

圖7 腐植酸與枯草芽孢桿菌和過氧化鈣 對土壤過氧化氫酶活性的影響

3 討論

3.1 土壤養分是由土壤提供給植物生長所需的營養物質。腐植酸作為土壤礦質元素的活化劑，利用自身的螯合能力，螯合土壤中植物所需的營養元素，可提高土壤對作物的養分供應能力［13］。本研究表明，在丹參苗生長后期，腐植酸+枯草芽孢桿菌+過氧化鈣配施可以提高土壤有效磷、速效鉀含量，并顯著提高土壤有效氮含量。這與李鵬程等［14］研究腐植酸與菌劑配施對土壤養分含量的影響得到的結論一致。高覓等［15］研究也發現腐植酸與菌劑配施收獲后的馬鈴薯地塊土壤速效養分顯著高于收獲前。

3.2 土壤有機質可以增強土壤通氣性，是土壤蔗糖酶與微生物的有機載體，影響土壤蔗糖酶活性及穩定性［16］。腐植酸可以顯著提高土壤有機質含量［17］。本研究表明，丹參苗生長期內，腐植酸配施枯草芽孢桿菌土壤有機質含量僅次于腐植酸+枯草芽孢桿菌+過氧化鈣配施，說明腐植酸與枯草芽孢桿菌在提高土壤有機質含量方面效果顯著，這與丁嘉寧［18］、胡亞杰［19］等的研究結果一致。綜合來看，腐植酸+枯草芽孢桿菌+過氧化鈣配施顯著提高土壤有機質含量。

3.3 土壤酶活性可作為判定土壤養分狀況的重要指標之一［20］。在平邑甜茶連作土壤中添加枯草芽孢桿菌，可以提高土壤酶活性，其中蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、過氧化氫酶活性分別提高63.3%、101.5%、146.7%、35.8%［21］。本研究表明，不同處理土壤蔗糖酶活性呈先下降后上升趨勢，脲酶和過氧化氫酶活性隨著丹參苗的生長呈下降趨勢。在丹參苗生長后期，腐植酸+枯草芽孢桿菌+過氧化鈣配施顯著提高土壤脲酶、過氧化氫酶和蔗糖酶活性。腐植酸對作物根系的刺激作用以及與酶的相互作用，起到促進土壤酶活性和穩定性的作用［22］。

4 結論

腐植酸、枯草芽孢桿菌和過氧化鈣單施或配施均提高土壤肥力，丹參苗生長后期，T7處理顯著提高土壤酶活性，增加土壤有效氮磷鉀含量，有效改善了丹參連作土壤生物學特性。因此，本試驗條件下，腐植酸（0.49 g/kg土）+枯草芽孢桿菌劑（0.014 g/kg土）+過氧化鈣（0.1 g/kg土）效果最佳。