土壤修復菌劑在設施菜田的施用試驗效果

張峻，陸亦，霍曉玉，蘇受婷，闞雨晨，閆龍翔，張丹，周培，陳露

（1.上海市閔行區農業技術服務中心，201108；2.上海綠樂生物科技有限公司；3.上海交通大學農業與生物學院）

早在20世紀80年代中期，上海設施農業就已起步，隨著近30 a的發展，約有2 667 hm2的農田土壤存在不同程度的土壤次生鹽漬化問題，并造成了作物減產等問題[1]。針對以上情況，2016年國家推出“土十條”，各級政府積極響應作，土壤修復產業規模也在逐年增加。農業部、國家發改委等8部門聯合印發了《全國農業可持續發展規劃（2015-2030年）》，目標就是要實現“三個可持續”。上海市也展開多項設施菜地土壤修復工程，雖然應用了多種技術，但修復效果并不理想[2]。因此研究科學合理施肥和提高肥料效率才是解決設施菜地鹽漬化的根本手段。近年來，人們通過施用有益微生物來改善根際微生態環境，達到促進植物生長和調控根際土壤微生物群落結構、減少土傳病害發生的目的[3，4]。土壤修復菌劑的效果屢見報道，施用微生物菌劑能夠改善連作作物根際土壤質量，提高作物產量，抑制連作障礙的發生[5，6]。叢枝菌根真菌能與植物形成共生體，改善連作土壤的生態環境，減少自毒物質的產生，改變土壤微生物區系，從而防治連作障礙[7]。枯草芽孢桿菌Bs-15不但提高了板栗土壤微生物的整體活性，還豐富了土壤微生物種群，使板栗土壤微生態系統功能更加穩定[8]。

本試驗以小白菜為供試作物，通過測定不同處理土壤微生物、硝酸鹽、全鹽含量和電導率及小白菜硝酸鹽、亞硝酸鹽含量與產量，探究在常規施肥條件下，增施菌劑或菌劑基質對土壤理化性狀的影響，為土壤修復菌劑在農作物生產上的應用提供科學依據和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用土壤修復菌劑（巨大芽孢桿菌NCT-2）為微粉劑，硝態氮轉化率≥50%，胞外多糖≥1.0 mg/g，有機質≥15.0%，由上海綠樂生物科技有限公司提供；菌種劑基質由土壤修復菌劑121℃滅菌20 min而成；商品有機肥由河北鄲農肥業有限公司提供，獅馬牌復合肥（15-15-15）購于歐洲化學安特衛普公司。試驗在上海綠良蔬果專業合作社進行，土壤基本性狀見表1。供試作物為小白菜，品種為上海青。

表1 供試土壤基本理化性狀

1.2 試驗方法

小區面積為15 m2，每處理3次重復，共9個小區，隨機區組排列。處理1：對照（CK），常規施肥；處理2：常規施肥＋菌種劑基質50 kg/667 m2；處理3：常規施肥＋土壤修復菌劑50 kg/667 m2。其中常規施肥為商品有機肥250 kg/667 m2、獅馬牌復合肥（15-15-15）35 kg/667 m2。

于2018年6月9日采集試驗前土壤樣品，用于測定微生物數量、硝酸鹽含量、電導率及全鹽含量。于2018年6月10日進行常規施肥，土壤修復菌劑、菌種劑基質和基肥同時施用，撒施后用旋耕機耕地，使土肥混合均勻，整平，追肥按當地習慣進行。2018年6月15日進行小白菜移栽，移栽后15、25、35 d分別取作物根際土壤測定微生物數量，栽后5 d土壤測定電導率及硝酸鹽、全鹽含量，移栽后35 d采收小白菜并測定小白菜株高、葉片數、鮮質量和硝酸鹽、亞硝酸鹽含量及產量。

1.3 測定方法

①土壤細菌、放線菌、真菌數量測定 取樣測定移栽后15、25、35 d土壤內微生物的變化情況。細菌、放線菌、真菌數量采用稀釋平板涂布法檢測[9]。其中細菌采用牛肉膏蛋白胨瓊脂培養基，放線菌采用重鉻酸鉀改良高氏瓊脂培養基，真菌培養采用馬丁氏孟加拉紅瓊脂培養基，重復3次。

②土壤硝酸鹽、電導率、全鹽含量的測定 土壤硝酸鹽含量使用2 mol/L KCl溶液浸提（土液比為1∶5），振蕩30 min后用干濾紙過濾，浸提液在24 h內用流動注射儀測試；土壤電導率采用蒸餾水（土水比1∶5）浸提測定；土壤全鹽含量采用電導法測定[10]。

③小白菜鹽分含量和產量的測定 硝酸鹽與亞硝酸鹽含量分別采用鹽酸萘乙二胺分光光度法與鎘柱法測定；小白菜按照小區劃分面積采收，稱量每個小區內固定面積產量，再折算成667 m2產量。

1.4 數據分析

數據分析采用Excel 2013、DPSV 7.05統計，利用最小顯著性差異法（LSD）進行多重比較，采用Excel 2013進行數據繪圖。

2 結果與分析

2.1 不同處理對土壤微生物的影響

由表2可知，隨著移栽時間的推移，土壤細菌數量呈先上升后下降的趨勢，移栽后25 d時各處理的土壤細菌數均比移栽后15、35 d的高，移栽后25 d處理1、2間的細菌數不存在顯著差異，處理3的細菌數最多，為9.2×107CFU/g。移栽后15 d各處理的真菌數無顯著差異，移栽后25 d處理1、2的真菌數均最多；處理3的真菌數在整個小白菜生長過程中逐漸下降，且在移栽后25 d顯著低于其他2個處理，處理1、2的真菌數則呈先增加后降低的趨勢。移栽后15 d處理1的放線菌數顯著低于其他2個處理，之后各處理均呈現出先上升后下降的趨勢，且小白菜生長過程中處理3的放線菌數目顯著高于其他2個處理。由于土壤中細菌數遠高于其他菌種，因此土壤總菌數的變化情況與土壤細菌數的變化情況相對一致，即移栽后15 d各處理的總菌數無顯著差異，移栽后25 d處理3總菌數最多，與其他2個處理差異顯著。

表2 不同處理對土壤微生物數量的影響

2.2 不同處理對小白菜生長及產量的影響

不同處理對小白菜蔬菜生長及產量的影響差異較大（表3）。處理3小白菜的株高及產量顯著高于其他2個處理，處理1的鮮質量顯著高于處理2、3，各處理小白菜葉片數無顯著差異。處理3小白菜的硝酸鹽及亞硝酸鹽含量顯著低于處理1、2，處理2的硝酸鹽和亞硝酸鹽含量顯著低于處理1。

表3 不同處理對小白菜生長及產量的影響

2.3 不同處理對土壤理化性狀的影響

從表4可知，3個處理均降低了土壤硝酸鹽含量，其中處理3降低了58.20%，顯著優于其他2個處理。處理2、3均降低了土壤電導率，以處理3效果更好，電導率下降43.08%，而處理1采收后的電導率比肥料施用前提高了4.41%。處理2、3均降低了土壤全鹽含量，其中，處理3的降低效果較為顯著，下降51.44%，而處理1則提高了1.75%。

表4 不同處理對土壤硝酸鹽、電導率、全鹽含量的影響

3 結論與討論

隨著化肥和農藥減量行動的推行，原本被破壞的土壤生態環境的各種因子發生劇烈變化，土壤養分形態、作物的營養特性及生長發育規律隨之發生變化[11～13]。微生物菌劑對土壤離子及有機質具有明顯的調節作用，對鹽漬化土壤具有一定的修復效果，可有效降低農產品安全風險，減少化肥用量，促進農業可持續發展。本研究表明，施用土壤修復菌劑能有效促進土壤中有益微生物的生長及小白菜的產量，降低小白菜的硝酸鹽和亞硝酸鹽含量以及土壤的硝酸鹽、全鹽含量和電導率，改善土壤的微生態環境，有效抑制有害微生物的繁殖，減少土傳病害的發生，這與前人的研究結果一致[14～16]。硝態氮轉化菌NCT-2在以麥稈粉末為碳源的情況下可以顯著降低土壤的EC值（電導率）和硝態氮含量，增加土壤有機質的含量，從而提高土壤肥力[17]。李自剛等[18]研究發現，ZZMZ土壤修復菌劑可以在懷地黃土壤中定殖，并有效降解懷地黃連作土壤中酚酸含量。高吉坤等[19]研究表明，施用枯草芽孢桿菌B29促進了黃瓜根際功能細菌的生長，提高了土壤中脲酶、過氧化氫酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶的活性。康少輝等[20]研究發現，施用適量的枯草芽孢桿菌在一定程度上能夠提高黃瓜秧苗的長勢和質量，其中能夠產生顯著影響的最低施用濃度為6×105CFU/mL，不僅經濟且效果明顯。魏海燕[21]指出，施加生防菌有利于土壤酶活性的提高，間接促進微生物生長，增加土壤中微生物數量，對土壤肥力的提高、健康程度的增加有積極的促進作用。