4种微生物菌剂对土壤理化性质影响

黄秋良 袁宗胜 蒋天雨 朱晓如 陈瑞炎 陈向航 张国防

摘要：为研究不同微生物菌剂及不同组合对土壤理化性质的影响，通过二次正交回旋组合设计试验研究了接种固氮茵、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌及不同组合对土壤理化性质的影响。结果表明：经过微生物茵剂处理的土壤有机质、pH值、水解氮、速效磷、速效钾均达到极显著差异（P -0. 0001～0.0055）。土壤有机质、pH值、水解氮、速效磷、速效钾平均值分别是22. 96 g/kg、5.47、18.96 mg/kg、15.68 mg/kg和41.74 mg/kg，分别高出对照组3.39%、10. 76%、25. 56%、63. 50%和13.18%。表明不同微生物菌剂及不同组合对土壤理化性质产生的影响不同。

关键词：微生物茵剂;土壤;理化性质;二次正交回旋组合设计

中图分类号：Sl53.1

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（ 2019） 24-0001-04

1 引言

微生物菌剂是对植物生长发育有益的一类生物菌剂。微生物菌肥既能提高肥效，达到增产和提质的目的，又能节约成本、减少环境污染、提高土壤中的生物多样性、减轻病害，是发展新型农业的理想肥料。微生物菌剂不但可以固氮和把土壤中的矿物质分解成可被植物吸收的养分，微生物菌剂还可直接或通过产生次级代谢产物间接作用于宿主植物，促进宿主植物的生长发育、提高宿主植物的抗性、产生新的次生代谢物质[1]。

固氮菌（ Azotobacter chroococum）可将空气中的气态氮转化成直接被植物利用的氨态氮[2];胶冻样芽孢杆菌（ Bacillus mucilaginosus）有解钾、解磷、固氮等多种作用和提高植物产量和品质L31;巨大芽孢杆菌（Bacillusmagaterium），是一种植物根系促生细菌，可降解土壤中不能被植物利用的磷和钾的功效[4，5];枯草芽孢杆菌（ Bacillus subtilis）既能抑制植物病原菌，又能促进植物生长[6，7]。本研究通过四因素五水平二次回归正交旋转设计，研究固氮菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌在不同水平条件下对土壤的影响，以确定微生物菌剂对土壤改良效果，为植物的不同生长期选择不同的微生物菌剂组合提供理论依据。

2 材料与方法

2.1 材料来源

盆栽试验供试材料为一年生芳樟195#扦插苗，材料来源于永安种苗中心。单一成分微生物菌肥固氮菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌来源于沧州旺发生物技术研究所。

2.2 试验地概况

试验地位于福建省福州市福建农林大学南门妙峰山苗圃地（设施育苗大棚），试验苗圃所处区域位于东经118°08′～120°31′，北纬25°15′～26°29 ′之间，属亚热带海洋气候。

2.3 试验设计

芳樟盆栽试验采用二次回归正交旋转试验设计（表1）。共设23个试验处理+1个对照空白处理（不施菌剂）（表2），每个处理3次重复，每个重复10个盆栽。盆钵规格为：38.5 cm×30 cm×30 cm（上缘直径×下缘直径×高），每盆统一装消毒后的黄心土5.5 kg和10g有机质，每盆栽植1株芳樟苗。

2.4 试验方法

将微生物菌肥固氮菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌按照试验设计方案与盆栽土壤均匀混合作为栽植芳樟的基质。试验苗于当年10月栽植，翌年6月份结束。每周浇水和拔草1—2次，保证试验苗的正常生长条件。

2.5 土壤理化性质测定

于6月25日，对每个试验组的每个重复组随机抽取个3盆栽取样品，3个重复共9个样品。用电位法测定土壤pH值、用重铬酸钾氧化一外加热法测定土壤有机质、用碱解一扩散法测定水解性N、用盐酸一硫酸溶液浸提法测定速效P、用乙酸铵浸提一火焰光度法测定速效K[8]（表2）。

2.6 数据分析方法

采用Exce12017和DPS7. 05数据统计软件。

3 结果与分析

3.1 土壤化学性质的分析

由表3土壤理化指标方差分析可知，试验组的土壤有机质、pH值、水解氮、速效磷、速效钾达到极显著差异。研究表明：微生物菌肥对芳樟试验組的土壤理化指标产生显著和极显著的影响。

3.2 土壤有机质

从图1可知，对照组的有机质含量是22. 21 g/kg，试验组的有机质含量总体集中在22.00～25. 00 g/kg，平均值是22. 96 g/kg，高出对照组3.39%。从表3可知，经微生物菌剂处理的土壤有机质的差异达到显著水平（P=O.0055），表明微生物菌剂处理的土壤总体上提升了土壤有机质含量，不同的处理组对土壤有机质的影响不同，其中最大值的是处理9、10，高出对照组13.06%。

3.3 土壤pH值

从图2可知，对照组的土壤pH值是4.86，试验组的pH值在4.87～5.82，高出对照组0.17%—9.60%。从表3可知，经微生物菌剂处理的土壤pH值的差异达到极显著水平（P=O.0001），表明微生物菌剂处理的土壤提高了土壤pH值，使得土壤的酸性降低，但不同的处理组对土壤pH值的影响不同，其中最大值的是处理12，高出对照组9.60%。

3.4 土壤水解氮

从图3可知，对照组的土壤水解氮含量是15.10mg/kg，试验组的土壤水解氮含量在15. 44—23.91 mg/kg，高出对照组2.23%～58.30%。从表3可知，经微生物菌剂处理的土壤水解氮含量的差异达到极显著水平（P=O.0015），表明微生物菌剂处理的土壤提高了土壤水解氮含量，但不同的处理组对土壤水解氮含量的影响不同，其中最大值的是处理12，高出对照组58.30%。

3.5 土壤速效磷

从图4可知，对照组的土壤速效磷含量是0.98mg/kg，除处理15、17，试验组的土壤速效磷含量在0.88～2.00 mg/kg，高出对照组9.68%～150.30%。从表3可知，经微生物菌剂处理的土壤速效磷含量的差异达到极显著水平（P=O.0024），表明微生物菌剂处理的土壤提高了土壤速效磷含量，但不同的处理组对土壤速效磷含量的影响不同，其中最大值的是处理23，高出对照组150. 30%。

3.6 土壤速效鉀

从图5可知，对照组的土壤速效钾含量是35. 14mg/kg，试验组的土壤速效钾含量在35. 22～60. 78 mg/kg，高出对照组0.23%～72. 94%。从表3可知，经微生物菌剂处理的土壤速效钾含量的差异达到极显著水平（P=O. 0001），表明微生物菌剂处理的土壤提高了土壤速效钾含量含量，但不同的处理组对土壤速效钾含量的影响不同，其中最大值的是处理14，高出对照组72.94%。

4 结语

经微生物菌剂处理的土壤化学性质产生了变化，其差异都达到了极显著水平，表明不同的处理方案对土壤化学性质的同一个指标会有不同的效果。土壤中的有机质、pH值、水解氮、速效磷、速效钾的平均值分别高出对照组3. 39%、2.86%、23. 02%、20. 37%、53. 34%、70. 62%、14. 02%、17. 91%;土壤中的有机质、pH值、水解氮、速效磷、速效钾的最大值分别是处理9、10、处理12、处理12、处理12、处理18、处理21、处理11、处理14，表明微生物菌剂的处理方案对土壤化学性质的不同指标影响不同，同时对植物生长的影响也不同。

固氮菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌分别有固氮、分解或溶解土壤中难溶的含磷和含钾物质，以及这4种微生物菌剂之间的相互作用对土壤的理化性质产生不同的影响。微生物菌剂大大提升了土壤中可被植物吸收的养分，为植物生长提供更多养分，同时，减少化肥的投放量，避免环境污染和土壤退化现象。根据植物的生长时期所需的养分，针对性的选择不同微生物菌剂组合，能够更速效提高微生物菌剂的效益。

参考文献：

[l]戴文君.微生物菌剂对望天树苗木生长及肥力效应的影响[D].南宁：广西大学，2018：3-4.

[2]梁阗，何为中，谭宏伟，等.不同施氮水平下固氮菌剂对甘蔗的应用效果试验[J].热带农业学报，2019（5）：11-16.

[3]李馨园，王守义，王淑荣，等，根瘤菌配施胶质类芽孢杆菌对大豆叶绿素荧光特性、产量及品质的影响[J].大豆科学，2014，33（4）.

[4]王金玲，刘晓平，赵凤艳，等.解磷巨大芽孢杆菌液体发酵培养条件的优化[J].中国农学通报，2013（15）：68-72.

[5]江丽华，王梅，张文君，等，固氮、解磷、解钾混合菌株协同固定化技术J].中国农学通报，2010，26（12）：18-21.

[6]孙中华，赵铂锤，陈仕红，等.枯草芽孢杆菌B67对黄瓜幼苗生长发育的影响[J].中国瓜菜，2017（2）：15—18.

[7]李瑞芳，田泱源，张慧茹，等，枯草芽孢杆菌BS50la代谢物生防效果与理化特性研究[J].河南农业大学学报，2011（6）：678—683.

[8]国家林业局，中华人民共和国林业行业标准一森林土壤分析方法[M].北京：国家林业局，1999：88-90.

收稿日期：2019-10-29

基金项目：福州，定西水土流失综合治理（生态林）试验（编号：KHl80062A）;植物天然产物研究与开发实验室（编号：KFA17069A）;樟树生殖生物学研究（编号：KFAl7304A）

作者简介：黄秋良（1989-），男，硕士，研究方向为森林培育。

通讯作者：张国防（1966-），男，教授·博士生导师，研究方向为森林培育、森林防火、经济林栽培。