4种生物菌肥对盆栽油菜产量品质及土壤养分含量的影响

王若男，洪坚平

(山西农业大学 资源环境学院，山西 太谷 030801)



4种生物菌肥对盆栽油菜产量品质及土壤养分含量的影响

王若男，洪坚平*

(山西农业大学 资源环境学院，山西 太谷 030801)

[目的]验证4种生物菌肥的效果。[方法]以复垦土壤和油菜为试验材料，采用随机区组设计，利用不同的菌肥配施进行盆栽油菜及土壤的影响研究。[结果]4种生物菌肥对盆栽油菜产量品质及土壤养分含量比对照有不同程度的提高，且差异显著。不同浓度的山西菌肥2和北京菌根真菌与有机肥的配施效果更为明显，在施加山西菌肥2后油菜还原糖和土壤速效钾分别比CK提高92.2%，6.42%，硝酸盐含量最低。施加北京菌根真菌与有机肥配施后盆栽油菜产量，叶绿素，土壤速效磷分别比CK增加156.6%，65.6%，65.6%。南京菌肥施加后土壤碱解氮含量比CK增加128.7%。[结论]山西菌肥2，北京菌根真菌与有机肥配施以及南京菌肥对提高盆栽油菜的产量品质以及土壤的养分含量效果比较好。

生物菌肥; 盆栽油菜; 产量; 品质; 土壤

近些年来，化学肥料的有效利用率还达不到50%，大量的化学肥料随着地表雨水的冲刷流失到了江河湖泊中，对水体环境造成了极其严重的污染[1]，微生物菌肥的使用在国内外都已经有了比较广泛的研究[2]。因此从发展生态农业、持续农业、有机农业的角度来看，生物菌肥的应用前景十分广阔，而且拥有巨大的利用空间和开发价值。生物肥料能够增加作物的产量，提高其品质，增加土壤的肥力以及增强作物的抗病性[3]。生物肥料中含有的有益微生物菌系，能够加速土壤中有机质的矿化分解，并且释放出对作物有效的养分[4]。生物菌肥指的是含有活性微生物的肥料,微生物的生命活动能够使作物获得特定的肥料效应,活性微生物在该效应中起着十分关键的作用。生物菌肥施入土壤后还能促进作物的生长发育, 增强作物的抗病能力，增加作物的产量，提高作物的品质，改良土壤，具有低投入、高产出、高效益、无污染等特点[5]。

生物菌肥对油菜的品质和产量虽然有明显的提高作用[6]，但是目前我国菌肥还没有得到普遍使用，特别是在矿区复垦方面仍然存在着一定的空白。本试验针对不同生物菌肥对盆栽油菜产量品质及土壤养分含量的影响进行研究，目的在于为进一步探讨不同菌肥对复垦区土壤上种植作物的影响以及土壤的养分含量提供一定理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

1.供试土壤：盆栽土样取自长治市襄垣县的复垦土壤(基本性状见表1),取回后风干、过筛，然后进行油菜的盆栽试验。

表1 供试土壤基本性状

Table 1 Being measured soil basic properties

理化性质Physicalandchemicalproperties有机质/g·kg-1Organicmatter全氮/g·kg-1TotalN全磷/g·kg-1TotalP碱解氮/mg·kg-1Alkali-hydrolysisN速效磷/mg·kg-1AvailableP速效钾/mg·kg-1AvailableK含量5.681.101.6418.609.3090.93

2.供试作物：油菜(品种为四月蔓)。

3.供试菌肥：山西菌肥1(每克菌肥含5 000万有效活菌)，山西菌肥2(每克菌肥含5 000万有效活菌)，南京菌肥(每克菌肥含5 000万有效活菌)，北京菌根真菌(每100 g含70～80孢子数)。

4.供试有机肥：含N 2.15%，含P2O51.06%，K2O 1.31%，含有机质38.9%。

5.供试基肥：磷矿粉5 g、尿素3.264 g、硫酸钾1.86 g、混合而成(三种都是6 kg复垦土壤的量)。其中尿素：含氮量为46%，硫酸钾(K2SO4)：含氧化钾54%。

1.2 试验设计

1.进行油菜盆栽试验。盆栽试验采用随机区组设计的方法(试验处理设计方案见表2), 山西菌肥1，山西菌肥2，南京菌肥，北京菌根真菌。每个菌肥施用量设置为3个浓度, 除不施肥处理外，北京菌根真菌配施有机肥(保证与其他3种菌肥的营养物质相同)，共13个处理，每个处理重复3次,共计39盆。

2.分别取菌肥2 g，10 g，20 g与基肥混合，取北京菌根真菌0.8 g，1.6 g，2.4 g与基肥混合并且对应浓度从低到高加入2 g，10 g，20 g有机肥。

3.盆栽试验在山西农业大学资源环境学院实验站温室中进行。使用规格为15 cm×15 cm的塑料盆,每盆装风干土2 kg、石子0.4 kg,分别按试验要求称好,装盆前将菌肥、基肥、有机肥与土充分混匀,在保证各盆紧实度一致的情况下,将盆内土面整平。播种后,在油菜生长期间定期定量浇水,同时依次轮换盆的位置,按常规方法管理。分别于油菜生长中期和收获期进行土壤样品采集, 每盆所采新鲜土样充分混匀后供土壤有效磷含量的测定。

表2 试验处理设计方案/g·盆-1

Table 2 Design of different treatments of the experiment

处理Treatment山西菌肥1ShanxiNo.1fertilizer山西菌肥2ShanxiNo.2fertilizer南京菌肥Nanjingfertilizer北京菌根真菌+有机肥Beijingmycorrhizalfungi+Organicfertilizer120002100003200004020050100060200070020800100900200100000.8+2110001.6+10120002.4+20CK0000

1.3 试验地点

盆栽试验在山西农业大学资源与环境学院温室大棚进行，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。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 土壤养分的测定方法

土壤速效钾采用 NH4OAc浸提，火焰光度法；土壤速效磷采用 0.5 mol·L-1NaHCO3浸提，钼蓝比色法；土壤碱解氮采用碱解氮扩散法[7]。

1.4.2 生理指标和养分的测定方法

叶绿素采用丙酮乙醇混合法；还原糖采用了3，5-二硝基水杨酸比色法；硝酸盐采用水杨酸-硫酸比色法[6]。

1.5 分析方法

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

2 结果分析

2.1 不同生物菌肥对盆栽油菜产量的影响

施用4种不同生物菌肥以及不同浓度对盆栽油菜产量的影响不同，结果见表3。从表3可以看出4种生物菌肥处理的油菜的平均产量均高于CK，差异显著，尤其处理10的产量最高，比对照CK产量增长了156.6%。说明北京菌根真菌0.8 g·盆-1与有机肥2g·盆-1混合配施产量最大，并且菌根真菌对盆栽油菜产量的影响很大，但是随着菌根真菌浓度增大，油菜产量会大幅度减少。在单施一种南京菌肥中处理9>处理8>处理7，油菜产量最高达458.6 g·盆-1，说明在施南京菌肥中随着施肥浓度的增大油菜产量增加。在施相同浓度的不同生物菌肥中处理8>处理2>处理5>处理11，处理9>处理3>处理6>处理12，说明在施相同浓度的生物菌肥情况下施加南京菌肥的产量最大。因为生物菌肥通过固氮、分解磷和分解钾等作用为农作物提供了生长发育所必需的很多种营养, 并且大量的有益微生物的生命活动抑制了有害细菌的生长和繁殖，所以为农作物的生长提供了良好的生长环境, 从而能够带来显著的增产效应[8]。张媛[9]在沼液对油菜产量品质的影响研究中得出，沼液作为一种优质有机肥，与化肥配施对于油菜产量的提高、品质的改善效果显著。

表3 4种生物菌肥对盆栽油菜产量的影响

Table 3 The influence of the four types of biological bacterial manure on the production for potted cole

处理Treatment每盆产量/gPerpotyieldⅠⅡⅢ平均值Averagevalue差异显著性Significantdifference1266.4252.5260.5259.8fg2319.2303.9332.6318.6d3268.1285.9267.3273.8ef4235.6245.2252.6244.5g5317.5314.2313.6315.1d6232.3253.1259.3248.2g7282.2281.1285.9283.1e8393.4378.8400.5390.9c9457.4451.3467.0458.6b10577.1556.6569.9567.9a11214.3224.7225.9221.7h12208.5215.3243.3222.4hCK233.0215.0226.0221.3h

2.2 4种生物菌肥对盆栽油菜品质的影响

从表4可以看出施加4种生物菌肥后油菜叶绿素含量均高于CK，其中含量最高的为处理11，即北京菌根真菌1.6 g·盆-1与10 g·盆-1的有机肥混合配施的叶绿素含量最大，比CK增加了65.6%。在单施一种山西菌肥2中，处理6>处理5>处理4,表明随着生物菌肥的浓度增加，叶绿素含量有增大的趋势。在施相同浓度的不同生物菌肥中处理12>处理3=处理6>处理9。这与李林轩[10]研究的不同溶磷真菌对矿区复垦土壤油菜植株叶绿素含量的影响结果类似，研究结果表明：不同的溶磷真菌能提高作物叶绿素含量，从而提高作物品质。原因是叶绿素参与植物的光合作用，将光能转化为化学能，储存在植物体内，因此叶绿素含量高能够促进光合作用，从而提高作物品质。

4种不同的生物菌肥对盆栽油菜还原糖含量的影响很大，从表4可以看出还原糖含量基本都高于CK，其中处理6最大为2.48 g·kg-1，比CK高92.2%。表明施加20 g·盆-1的山西菌肥2的还原糖含量最高。在单施一种生物菌肥中处理9>处理8>处理7,表明在施加南京菌肥中随着浓度的增加还原糖含量有增加的趋势。处理12>处理11>处理10,表明在施加北京菌根真菌与有机肥的混合配施中，随着浓度的增加，还原糖含量增加。在施相同浓度的不同生物菌肥中处理2>处理11>处理8>处理5。这与乔志伟，李金岚等[6]鸡粪菌剂对复垦土壤上油菜产量和品质的影响研究相似。因为还原糖是光合作用的重要产物，还原糖还能够形成其他化合物如纤维素、蛋白质、脂肪、淀粉等[11]，因此了解不同生物菌肥对盆栽油菜还原糖含量高低的影响十分重要。

4种不同的生物菌肥对盆栽油菜硝酸盐含量的影响也有差别。从表4可以看出施加4种菌肥后，油菜硝酸盐含量均高于CK，差异显著，其中处理12硝酸盐含量最大，即407.3 mg·kg-1，比CK增加70.91%，即北京菌根真菌2.4 g·盆-1与20 g·盆-1的有机肥混合配施的硝酸盐含量最大。在单施一种生物菌肥中处理3>处理2>处理1，表明在施加山西菌肥1中随着浓度的增加硝酸盐含量增加；处理6>处理5>处理4，表明在施加山西菌肥2中随着浓度的增加硝酸盐含量增加。在施相同浓度的不同生物菌肥处理中处理7>处理10>处理1>处理4，最大为366.0 mg·kg-1。表明在施相同浓度2g·盆-1的生物菌肥中施加南京菌肥的硝酸盐含量最高。

表4 4种生物菌肥对盆栽油菜品质的影响

Table 4 The influence of the four types of biological bacterial manure on the quality for potted cole

处理Treatment叶绿素/mg·g-1Chlorophyll还原糖/g·kg-1Reducingsugar硝酸盐/mg·kg-1Nitrate11.14bc1.86bc310.3e20.94d2.28ab315.0e31.07bcd1.90bc325.0de41.02cd1.71cd267.7f51.03cd1.11e280.7f61.07bcd2.48a315.3e70.94d1.44cde366.0b81.05bcd1.71cd327.3de91.01cd1.80bcd330.7cde101.08bcd1.74cd359.7bc111.54a1.88bc351.3bcd121.41a2.38a407.3aCK0.93d1.29de238.3g

2.3 4种生物菌肥对盆栽油菜土壤养分含量的影响

从表5可以看出4种生物菌肥对盆栽油菜土壤速效磷含量有很大的影响，并且基本都高于CK，其中处理12的土壤速效磷含量最大为15.4 mg·kg-1，比CK增加65.6%，差异显著。说明生物菌肥能将土壤中不易被植物吸收的不溶性的磷转化为易被植物吸收的可溶性磷，供植物吸收利用, 从而提高土壤肥力[8]。表明北京菌根真菌2.4.g·盆-1与有机肥20 g·盆-1混合配施效果最好。在施相同浓度生物菌肥中处理11>处理8>处理2>处理5，处理10>处理1>处理7>处理4，处理12>处理9>处理3>处理6。表明施相同浓度的生物菌肥中北京菌根真菌与有机肥的混合配施土壤速效磷含量最大。这与李林轩[10]不同溶碳真菌在油菜生长末期对矿区复垦土壤有效磷含量影响趋势一致，研究结果表明：溶磷真菌处理对于提高矿区复垦土壤的有效磷含量有显著的效果。

表5 4种生物菌肥对盆栽油菜土壤养分含量的影响/mg·kg-1

Table 5 The influence of the four types of biological bacterial manure on the soil nutrient for potted cole

处理Treatment土壤速效磷SoilavailableP土壤速效钾SoilavailableK土壤碱解氮Alkali-hydrolysisN113.40abc95.08ab17.16c211.27bcde92.73bc33.83ab312.33abcd91.90bc33.83ab412.53abcd94.69abc25.67bc58.87e96.77a30.60abc610.27cde93.59abc26.33bc712.80abc91.83bc42.53a811.60bcde93.39abc25.70bc914.27ab92.40bc40.47a1014.13ab94.40abc37.13ab1113.93ab93.97abc35.40ab1215.40a91.73bc25.83bcCK9.30de90.93c18.60c

4种生物菌肥对盆栽油菜土壤速效钾含量的影响可以从表5中看出各处理的土壤速效钾含量均高于CK，因为生物菌肥能将土壤中不易被植物吸收的不溶性的钾转化为易被植物吸收的可溶性钾[8]。其中处理5的土壤速效钾的含量最大为96.77 mg·kg-1，比CK增加6.42%，表明施加山西菌肥2，而且施加10 g·盆-1菌肥效果最好。在单施一种生物菌肥中处理1>处理2>处理3，表明施加山西菌肥1随着施加浓度增大，土壤中速效钾含量降低。在施相同浓度生物菌肥中处理1>处理4>处理10>处理7，表明施加相同浓度菌肥1 g·盆-1中施加山西菌肥2土壤速效钾含量最大为95.08 mg·kg-1，比CK增加4.56%。

从表5可以看出4种生物菌肥对盆栽油菜土壤碱解氮含量的影响有所不同，基本上都比CK有所增加。因为生物菌肥能将空气中的游离氨固定下来, 转化为氨态氮供给作物氮素营养[8]。其中处理9土壤碱解氮含量最大为42.53 mg·kg-1，比CK增加128.7%，表明施加南京菌肥2 g·盆-1的土壤碱解氮的含量最大。在施相同浓度菌肥中，处理11>处理2>处理5>处理8，最大的土壤碱解氮含量为35.40 mg·kg-1，比CK增加90.32%，表明在施相同浓度菌肥10 g·盆-1中，北京菌根真菌与10 g·盆-1有机肥混合配施的效果最佳。这与杨芳芳[12]菌肥不同配比对油茶生长及土壤养分含量研究结果相似，结果表明菌肥可以提高土壤中碱解氮的含量。

3 讨论

生物菌肥不仅可以通过改善土壤供肥的能力，增强根系活力，而且能够刺激作物的生长，增加叶绿素含量和叶片面积，减少呼吸作用，最终使作物增加产量，这与杨彦，裴宇，洪坚平[13]的菌肥沼渣配施对采煤塌陷复垦土壤养分与油菜品质的影响研究结果一致，研究表明：菌肥沼渣配施对油菜的品质和产量的提高都有明显的作用。因为生物菌肥中还含有许多促进作物生长所必须的营养物质，所以施用菌肥能够提高作物产量[14]。

4种生物菌肥对盆栽油菜土壤养分的影响可以看出生物菌肥对土壤养分含量都有不同程度的提高，有研究表明：利用单一菌株的细菌或真菌在一定的范围内能够改善土壤的根际环境，促进氮和磷在土壤中的植物有效性,提高磷肥的利用率[15～17]。

由于时间和环境等因素的限制，本试验在设计和完成的过程中还存在着诸多的不足之处。在油菜苗的品种选育上，没有足够的时间来进行多品种间的对比试验分析研究，只对一种油菜的品种进行了施肥对比试验，而且观察时间太短，设定的菌肥施用量水平梯度也比较少。没有比较全面的对比出低水平梯度与高水平梯度哪个更适于促进油菜的生长和提高油菜的品质。针对试验中存在的不完善之处，做出以下展望：由于是盆栽试验，油菜苗在生长过程中的影响因子比较少，与油菜大田栽培条件差异还是很大，本试验的研究结论有待在大田中进一步进行试验验证，从而为油菜的大田栽培试验提供一定的依据。

4 结论

4种生物菌肥对盆栽油菜的产量均有很大影响，并且产量都高于CK，北京菌根真菌0.8 g·盆-1与有机肥2 g·盆-1混合配施产量最大，比对照CK产量增长了156.6%。

4种生物菌肥对盆栽油菜品质的影响可以看出，施加4种生物菌肥的叶绿素含量均高于对照，北京菌根真菌1.6 g·盆-1与有机肥10 g·盆-1配施油菜的叶绿素含量最大，比CK增加了65.6%。

本试验中表明北京菌根真菌2.4 g·盆-1与有机肥20g·盆-1混合配施对土壤速效磷效果最好，比CK增加65.6%。施加4种生物菌肥盆栽油菜土壤速效钾含量均高于对照，施加山西菌肥2，施肥量10 g·盆-1效果最好，比CK增加6.42%。施加南京菌肥2 g·盆-1的土壤碱解氮的含量最大，比CK增加128.7%。

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(编辑：武英耀)

The influence of the four types of biological bacterial manure on the production quality and soil nutrient of the potted cole

Wang Ruonan, Hong Jianping*

(CollegeofResourcesandEnvironment,ShanxiAgriculturalUniversity,Taigu030801,China)

[Objective] This paper was to verify the effect of four kinds of biological bacterial manure .[Methods]We took the reclaimed soil and cole as subjects, adopt the method of randomized block and use the different types of biological bacterial manure to explore their influences on the the potted cole and soil.[Rresults]All the four types of biological bacterial manure have bigger influences on the potted cole and soil than the control group. The different was big and these biological bacterial manure improved the production quality and soil. Shanxi No.2 fertilizer in different concentration had an obvious different combination influence with the Beijing mycorrhizal fungi and organic fertilizer. After the Shanxi No.2 fertilizer was added, the reducing sugar and soil available potassium increased 92.2% and 6.42% respectively than the control group and the nitrate was the least. After the Beijing mycorrhizal fungi and organic fertilizer was added, the output, chlorophyl and soil available phosphorus increased by 156.6%，65.6% and 65.6% respectively. After adding the Nanjing bacterial manure, the alkali-hydrolyzable nitrogen in the soil increased 128.7% than the control group.[Conclusion] Shanxi No.2 fertilizer, Beijing mycorrhizal fungi and organic fertilizer and Nanjing bacterial manure had better effect on the production quality and soil nutrient of the potted cole.

Biological Bacterial Manure， Potted Cole， Production， Quality， Soil

2016-05-19

2016-06-05

王若男(1991-),女(汉族)，山西运城人，硕士研究生，研究方向：土壤退化与生态重建

*通讯作者：洪坚平，教授，博士生导师。Tel:13834834393；E-mail: hongjpsx@163.com

国家自然基金项目(31272257)

S144.1

A

1671-8151(2016)11-0774-05