鸡粪菌剂对复垦土壤上油菜产量和品质的影响

乔志伟，李金岚，李俊霖，洪坚平，谢英荷

（山西农业大学资源与环境学院，山西太谷030801）

在我国，大部分采煤塌陷区复垦，农民普遍采用大量施用化肥的方法，不仅肥料利用率低，而且还会造成土壤环境污染，增加土壤重金属与有毒元素，最终导致土壤硝酸盐积累，土壤结构破坏，促使土壤酸化，降低土壤微生物活动[1]。

菌剂在我国已有近50年的历史，从根瘤菌剂→细菌肥料→菌剂（生物肥料），名称的演变就已说明我国菌剂逐步发展的过程[2]。生物菌剂具有增加产量，培肥土壤，提高作物品质，增强作物抗病性的作用[3-4]。颗粒生物肥料含有多种有益微生物菌系，可促进土壤有机质矿化分解，释放有效养分[5]。

研究表明，菌剂可以通过提高土壤供肥能力，增强根系活力，改善植物营养，刺激植株生长，增加叶绿素含量和叶面积，减少呼吸作用，最终使作物获得增产[6]。杨彦[7]，刘晶晶等[8]研究表明，颗粒菌肥对油菜的品质和产量的提高都有明显的作用，但现在我国菌剂还没有普及利用，特别是在矿区复垦方面还存在着一定空白。

本试验针对不同施肥处理对采煤塌陷区复垦土壤上油菜生理指标、产量、品质的影响进行研究，旨在为进一步探讨菌肥和有机肥对复垦区土壤上种植作物的影响提供一定理论基础。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试作物为油菜，品种四月蔓。

本试验所用菌剂由山西农业大学资源与环境学院提供。提取晋城矿区塌陷区附近大量存在于熟土中的优势菌，利用摇床扩大培养后与泥炭按1∶4比例吸附，等量混合制备而成菌剂，每克菌剂含菌109个。

底肥包括尿素（含N 46%）、过磷酸钙（含P2O514%～20%）、硫酸钾（含K2O50%）。

供试鸡粪含水分5%，含氮34.8 g/kg，含磷11.3 g/kg，含钾 18.8 g/kg。

1.2 供试土壤

试验土壤取自晋城市大张村矿区塌陷区连续3年复垦的土壤，其基本性状列于表1。

表1 供试土壤基本性状

1.3 试验设计

试验采用大棚盆栽试验，每盆装风干土5 kg、石子1 kg。每盆施用的底肥相同（表2）。

表2 试验设计 g/kg

1.4 试验地点

盆栽试验在山西农业大学资源与环境学院试验站进行，化验分析在山西农业大学资源与环境学院环境监测实验室完成。

1.5 测定指标与方法

1.5.1 土壤养分的测定[9]土壤有机质采用重铬酸钾-容量法；土壤全氮采用浓硫酸消煮-半微量开氏法；土壤全磷采用NaOH熔融-钼锑抗比色法；土壤全钾采用NaOH熔融-原子吸收法；土壤速效磷采用0.5 mol/L NaHCO3浸提，钼蓝比色法；土壤速效钾采用NH4OAc浸提，火焰光度法；土壤碱解氮采用解氮碱解扩散法。

1.5.2 植物生理指标和养分的测定[9]还原糖采用3，5-二硝基水杨酸比色法；Vc采用2，6-二氯靛酚滴定法；叶绿素采用丙酮乙醇混合法；全氮（TN）采用半微量开氏法；全磷（TP）采用H2SO4-H2O2消煮-钒钼黄比色法；全钾（TK）采用H2SO4-H2O2消煮，火焰光度法[15]。

1.6 分析方法

本试验所有数据均用Microsoft Excel 2003进行计算，并用统计软件DPS 2000进行方差分析（用Duncan法进行检验，α=0.05）。

2 结果与分析

2.1 鸡粪与菌剂不同配比对塌陷复垦土壤盆栽油菜产量的影响

鸡粪与菌剂不同配比和单施菌剂、鸡粪油菜产量不同，结果列于表3。

从表3可以看出，处理11产量最高，比对照CK产量增加了183%。单施鸡粪的处理（处理4，8，12）中，油菜产量处理 8＞处理 12＞处理 4，说明随着鸡粪用量的增加，产量呈现先增加后降低的趋势。鸡粪作为速效有机肥，能为土壤提供所需要的养分，但是植物对养分的吸收不是无限量的，当土壤中养分达到一定程度时，吸收最大，在这个阶段内，随着养分吸收量的增加，产量也相应增加，倘若继续增加养分供应量，对作物的产量可能有负面的影响，即处理12产量比处理8低。方差分析各处理之间产量差异不显著。

单施菌肥的处理（处理 13，14，15）中，随着菌剂用量的增加，产量也逐渐增加，用量为5 g/kg时产量最高，为223 g/盆，比CK处理增加了54%。试验表明，菌剂中含有促进作物生长的物质，施用菌剂可提高作物产量[10]。

菌剂和鸡粪混合施用，可提供作物生长所需的营养成分，或促进植物吸收营养，抑制病原菌的致病作用，从而起到增产的效果。菌剂是依靠添加到菌剂中的N，P，K来达到增产效果的[11]。菌剂可以增加土壤中氮、磷、钾养分的转化，且分泌的有机物可促进作物吸收利用有效态的磷、钾，所以可以提高油菜的产量[12]。

表3 鸡粪与菌剂配施对塌陷复垦土壤盆栽油菜产量的影响

2.2 鸡粪与菌剂不同配比对油菜品质的影响

从表4可以看出，叶绿素含量最大为处理10，即鸡粪12 g/kg，菌剂3 g/kg，含量为1.45 mg/g，比CK增加了51%。单施鸡粪处理中，随着鸡粪用量的增加，叶绿素含量增加，鸡粪用量从4 g/kg增加到8 g/kg，含量可增加36%，用量从8 g/kg增加到12 g/kg，含量只增加了5%，增加幅度有减小趋势。单施菌肥的处理中，叶绿素含量处理13＞处理14＞处理15，随着菌剂用量的增加，叶绿素含量有所减小。

表4 鸡粪菌剂不同配比对复垦土盆栽油菜品质的影响

鸡粪菌剂对Vc含量的影响也不尽相同。处理15的Vc含量最高，达到0.159 mg/g。在单施菌肥处理中，随菌肥用量的增加，Vc含量也增加，增加幅度由大变小。方差分析单施菌肥油菜Vc含量各处理差异显著。菌肥对油菜Vc影响较大。

各处理油菜硝酸盐含量也不相同。单施鸡粪的处理（处理 4，8，12）中，硝酸盐含量处理 4＜处理8＜处理12，鸡粪用量的增加会导致硝酸盐的积累。单施菌肥的处理中，硝酸盐含量处理13＞处理14＞处理15，随着菌肥用量的增加，油菜硝酸盐含量减少。处理12硝酸盐含量最大，达到651 mg/kg，比对照CK增加了36%。含量最低为处理11，为174.9 mg/kg，比对照减少了63%。

鸡粪和菌剂按一定比例配合使用，可有效降低油菜硝酸盐含量。单施鸡粪比鸡粪菌剂配施处理的硝酸盐含量要高，这与加入菌剂有较大关系。据有关文献报道，油菜是喜氮作物，尤其在氮供应充足时，容易奢侈吸收，造成植株中硝酸盐大量积累，从而影响食品安全。而菌剂中的微生物参与氮素循环是个渐进过程，养分释放缓慢，适合油菜对养分的吸收，同时可降低土壤中硝酸盐的浓度，减少油菜对硝酸盐的吸收[13]。

还原糖是光合作用的初级产物，由它形成其他的化合物如淀粉、纤维素、蛋白质、脂肪等[14]。从表4可以看出，鸡粪和菌剂不同配比条件下油菜还原糖含量不同，处理11（施鸡粪12 g/kg，菌剂5 g/kg）含量最高，为0.194%。

2.3 鸡粪与菌剂配施对塌陷区复垦土壤盆栽油菜养分含量的影响

鸡粪与菌剂的不同配比对油菜全氮含量影响不同。从表5可以看出，在单施鸡粪的处理（处理 4，8，12）中，全氮含量处理 4＜处理 8＜处理12，随着鸡粪用量的增加，油菜全氮含量增加，与CK相比，处理4，8，12分别增加了16%，28%，32%。方差分析3个处理与空白对照差异显著，施鸡粪对油菜全氮养分增加显著。单施菌剂的处理中，全氮含量处理13＜处理14＜处理15，且各处理与CK相比都有所增加，分别增加了45%，52%，58%。方差分析3个处理油菜全氮含量与CK之间差异显著，菌剂对油菜全氮养分含量增加也是显著的。全氮含量最高的为处理11（施鸡粪12 g/kg，菌剂5 g/kg），比CK增加了67%。鸡粪和菌剂的适当配比，比其分别单独使用对全氮的增加效果要好。

各处理油菜全磷含量比CK都有所增加。单施鸡粪的处理和单施菌剂的处理中，都是随着用量的增加含量增加。方差分析各处理间油菜全磷含量差异不显著，各处理与CK之间差异也不显著。油菜全磷含量最大为处理10，为0.71 g/kg，比CK增加了82%。在增加油菜全磷含量上单施鸡粪和单施菌剂效果不如混合施用效果好。处理11油菜全钾含量最高，为0.434 g/kg，比CK增加了77%。经方差分析和新复极差测验可知，在5%水平上，处理11与其他处理均存在显著差异。

表5 鸡粪与菌剂配施对塌陷复垦土壤盆栽油菜养分含量的影响 g/kg

3 结论

3.1 鸡粪、菌剂配施条件下复垦土壤油菜产量不同

单施鸡粪时，随着鸡粪施用量的增加，各处理的油菜产量较对照均有明显增加。处理8（施鸡粪8 g/kg），油菜产量达最高值，为265 g/盆，较对照增加了82.9%。

单施菌剂时，随着菌剂施用量的增加，油菜产量随之增加。其中处理15（施菌剂5 g/kg），油菜产量最高，为223 g/盆，较对照增加了53.6%。

鸡粪与菌剂配施时，油菜产量均高于对照。处理11，即鸡粪12 g/kg或+菌剂5 g/kg，油菜产量达最高值，为410 g/盆，较对照增加182.4%。

3.2 鸡粪、菌剂配施条件下复垦土壤油菜品质不同

施用鸡粪对油菜品质的影响效果不一。单施鸡粪4 g/kg处理的油菜硝酸盐含量最低，较对照降低了35.8%；鸡粪施入为8 g/kg时，油菜还原糖较对照增加58.2%；单施鸡粪12 g/kg处理的油菜Vc、叶绿素含量最高，分别较对照增加41.6%，21.2%。

单施菌剂1 g/kg处理，油菜叶绿素含量最高，较对照增加了32.2%；菌剂3 g/kg处理的油菜还原糖最高，较对照增加了25.5%；单施菌剂5 g/kg的处理，油菜Vc含量最高，较对照增加了31.4%，硝酸盐含量最低，较对照降低了55.9%。

鸡粪与菌剂配施后效果均好于单独施用，处理11，即鸡粪12 g/kg+菌剂5 g/kg，叶绿素含量最高，较对照增加了51%；Vc含量较对照增加了24.4%；油菜还原糖较对照提高了76.3%；油菜硝酸盐含量较对照降低了63.4%。

3.3 鸡粪、菌剂配施条件下复垦土壤油菜养分含量不同

单施菌剂3 g/kg处理，油菜钾含量最高，较对照增加48.2%；施菌剂5 g/kg时，油菜全氮、全磷含量最高，且分别较对照增加58.3%，25.6%。

单施鸡粪处理（鸡粪12 g/kg），油菜全氮、全磷、全钾含量最高，且分别较对照增加了32.4%，66.7%，65.3%。

鸡粪、菌剂配施时，油菜养分含量较单独施用明显增加。菌剂与鸡粪配施对油菜养分含量最佳处理为鸡粪12 g/kg+菌剂5 g/kg，分别较对照全氮增加66.9%，全钾增加77.1%，即处理11效果最好。

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