促生菌剂与不同有机肥复配对植烟土壤交换性钙镁的影响

白加林，张映杰，张荣辉，蔡 艳，叶沁鑫，苟小梅

（1四川省攀枝花市烟草公司，四川攀枝花617026；2四川农业大学资源学院，成都611130）

0 引言

烟草是中国重要的经济作物之一，在中国国民经济中占有十分重要的地位。钙和镁都是烤烟生长发育所需的中量元素，对烟叶生长发育、生理代谢、产量和品质都有重要影响[1]。烤烟对钙的吸收量仅次于钾，钙在烟株体内参与多种代谢[2]。烤烟缺钙会出现代谢紊乱，合成代谢受阻，分解代谢加强，嫩叶失绿；烤烟钙含量过大，烟叶徒长，粗糙，变厚，贪青晚熟，地方性杂气加重[3]。镁元素是叶绿体的主要组成成分，又是烟株体内多种酶的激活因子，对代谢有促进作用。当烤烟缺镁时，会出现缺绿症，光合作用受阻，严重时烤后烟叶无光泽，弹性变差；当烤烟镁过量时，烤后烟叶在储存过程中吸湿能力增强[4-6]。

有机肥经微生物分解后产生有机酸，可使土壤中难溶的化合物转化为可溶性养分，提高养分的有效性，发挥土壤的潜在肥力[7-11]。促生菌可溶解土壤中某些难溶性物质（如溶磷菌），以达到促进植物生长、增加作物产量的目的，并有提高作物品质的效果[12]。某些促生菌能活化土壤养分、改善土壤理化特性和增加土壤肥力，解磷细菌如一些芽孢杆菌和假单胞菌可分泌甲酸、乙酸和丙酸等，降低土壤pH值，溶解难溶性磷酸盐，对提高其他矿质养分有效性也有明显作用[13-16]。

由于长期连作，大量使用化肥、农药和频繁耕作等农业措施，使土壤理化性质恶化，严重影响了烤烟生产的可持续发展，如何改善植烟土壤环境成为当前的一个重要的研究课题。综前所述，目前关于有机肥对植烟土壤的改良作用及促生菌剂对土壤养分的影响研究较多，但将有机肥与促生菌剂复配以观察植烟土壤中交换性钙镁的变化的研究尚未见报道。本研究旨在通过试验，将促生菌剂与不同有机肥复配施用，考察土壤中钙镁含量的变化情况，以期为保育和修复植烟土壤以及合理施肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区域概述

研究地点位于四川省攀枝花市仁和区平地镇平地村，仁和区内以山地为主，属南亚热带立体气候，四季不分明，昼夜温差大，气候干燥，日照长。年平均气温20.4℃，年积温达7450℃，年日照时数达2745 h，无霜期300天以上。年均降雨量818.9 mm，分干、雨两季，降水量高度集中在雨季（6—10月）。

1.2 供试材料

供试土壤为红壤性水稻土，其理化性状为：pH 5.19，碱解氮123 mg/kg，有效磷18 mg/kg，速效钾275 mg/kg。

供试烟草为‘云烟85’，由攀枝花烟草公司提供。

供试菌剂为促生菌剂B（肥效型菌剂，为3种互不拮抗的芽孢杆菌经液体发酵制备）。3种芽孢杆菌的编号分别为YC1、YC2和YC3，其中YC1菌株促生效应为产植物生长素吲哚乙酸，YC2菌株促生效应为解钾作用，YC3菌株促生效应为溶磷作用。将芽孢杆菌YC1、YC2和YC3的新鲜菌种分别按1:100比例接种到发酵罐中，28℃混合发酵培养48 h，获得多功能混合促生菌剂。

供试有机肥：（1）油枯有机肥由云南绿之源肥料有限公司提供；（2）牛粪有机肥由成都进喜肥料销售有限公司提供；（3）菌渣有机肥由都江堰市大发实业有限公司提供；（4）氨基酸有机肥由都江堰市大发实业有限公司提供；（5）黄腐酸有机肥由山东全林嘉有肥料有限公司提供；（6）虾肽有机肥由深圳市深博泰生物科技有限公司提供。

1.3 试验设计

试验采取双因素完全随机设计，其中菌剂有2个水平，即不添加菌剂、添加菌剂B；有机肥有6个水平，即油枯(Y)、牛粪(N)、菌渣(J)、氨基酸有机肥(A)、虾肽有机肥(X)、黄腐酸有机肥(H)。共12个处理（见表1）。将菌剂和氨基酸按试验设计与有机肥混合均匀后做基肥穴施，覆少量土，再施用复合肥，复合肥用量为375 kg/hm2，有机肥施用量为600 kg/hm2。2017年5月5日移栽，其他烤烟施肥生产管理措施按当地生产规范进行。

1.4 土样采集与处理

分别于烤烟移栽后的团棵期、旺长期和成熟期采集土样。具体方法为：每个小区采用蛇形法多点采取距植株5、0～20 cm耕层土样，混合均匀后，去除石砾及动植物残渣，风干研磨并过1 mm的筛。

1.5 指标测定

交换性钙、镁含量的测定均采用EDTA-乙酸铵浸提-ICP测定[17]。

1.6 数据处理

所有数据均采用Excel 2013整理与绘图，SPSS软件进行统计分析。单施有机肥和促生菌剂与该有机肥复配处理间进行t检验（一尾检验），促生菌剂与有机肥复配的6个处理间进行单因素方差分析（LSD法）。

2 结果与分析

2.1 促生菌剂与有机肥复配对植烟土壤交换性钙的影响

陈江华等[18]研究表明，植烟土壤交换性钙的含量在800～1200 mg/kg较为适宜。由表2可知，试验土壤交换性钙含量十分缺乏。在烤烟整个生育期，土壤交换性钙的含量总体呈先增加后减少的趋势。在烤烟旺长期，菌剂与菌渣、氨基酸有机肥复配后土壤交换性钙含量显著增加(P＜0.05)，分别比单施菌渣、氨基酸有机肥提高了11.50%、22.70%。在烤烟成熟期，菌剂与牛粪复配土壤交换性钙含量亦显著增加(P＜0.05)，比单施牛粪提高了21.29%。菌剂与其他有机肥复配处理土壤交换性钙含量增加不显著或减少。

由表2还可知，菌剂与不同有机肥复配处理对烤烟生长前期（团棵期）土壤交换性钙含量的影响程度小于中期（旺长期）和后期（成熟期）。在烤烟各生育时期时期，促生菌剂与油枯和牛粪复配处理土壤中交换性钙含量均处于较高值，尤其是旺长期NB处理(94.33mg/kg)比其他处理增加3.58%～23.79%(P＜0.05)。

表1 试验设计表

表2 促生菌剂与有机肥复配对植烟土壤交换性钙的影响 mg/kg

2.2 促生菌剂与有机肥复配对植烟土壤交换性镁的影响

陈江华等[18]研究表明，植烟土壤交换性镁含量在100～200 mg/kg较为适宜。由表3可知，试验土壤交换性镁含量十分缺乏。在烤烟整个生育期，土壤交换性镁含量总体呈先增加后减少的趋势。在烤烟旺长期，促生菌剂与氨基酸有机肥复配后土壤交换性镁含量显著提升，比单施氨基酸有机肥增加了29.67%(P＜0.05)；在烤烟成熟期，促生菌剂与虾肽有机肥复配后土壤交换性镁含量比单施虾肽有机肥增加了14.96%(P＜0.05)。菌剂与其他有机肥复配处理烤烟各个生育期土壤交换性镁含量较单施有机肥增加不显著或减少。

由表3还可知，在烤烟生长前期（团棵期），菌剂与不同有机肥复配土壤中交换性镁含量差异性较小，到烤烟生长中期（旺长期）差异性变大，至烤烟生长末期（成熟期）差异性减弱，但仍大于烤烟生长初期。烤烟团棵期和旺长期，菌剂与油枯、牛粪复配处理交换性镁含量处于最高或次高值，其中旺长期YB处理交换性镁含量(15.42 mg/kg)比其他复配处理显著增加9.83%～32.13%。

表3 促生菌剂与有机肥复配对植烟土壤交换性镁的影响 mg/kg

2.3 促生菌剂与有机肥复配对植烟土壤钙镁比的影响

胡建新等[19]研究表明，植烟土壤钙镁比为5～10对烤烟生长较为适宜。由表4可知，单施有机肥处理钙镁比在5.63～7.18范围内，促生菌剂与有机肥复配后钙镁比在5.81～7.39范围内，均适宜烤烟生长。促生菌剂与虾肽有机肥复配后，土壤钙镁比较单施有机肥在烤烟3个生育期分别降低0.53、0.57、0.69(P＜0.05)；烤烟旺长期菌剂与黄腐酸有机肥复配土壤钙镁比也较单施有机肥显著降低了0.42。菌剂与其他有机肥复配处理较单施有机肥在烤烟生育期内土壤钙镁比无显著变化。

表4 促生菌剂与有机肥复配对植烟土壤钙镁比的影响

由表4还可知，促生菌剂与菌渣复配烤烟各生育期钙镁比均为最高或次高值，尤其是旺长期JB处理钙镁比为6.99，显著高于其他复配处理。

3 结论

与单施有机肥相比，烤烟旺长期菌剂与菌渣、氨基酸有机肥复配交换性钙显著增加，烤烟成熟期菌剂与牛粪、虾肽有机肥复配交换性钙和交换性镁分别显著增加21.29%和14.96%，菌剂与虾肽有机肥复配烤烟各生育期钙镁比显著下降，菌剂与有机肥复配后烤烟其他生育期土壤中交换性钙镁含量及钙镁比变化不显著或降低。促生菌剂与6个不同有机肥的复配处理中，菌剂与牛粪复配处理土壤中交换性钙、镁及钙镁比在烤烟各生育期均处理最高或次高值。综上，促生菌剂与牛粪复配是研究区域较适宜的复配方式。

4 讨论

土壤交换性钙含量是评价土壤供钙能力的一个重要指标，其含量、有效性既影响烟草的正常生长发育，又影响烟草对其他元素的吸收[20]。镁是叶绿素的重要组分，缺镁时，烟草叶片出现缺绿症，缺镁严重时，烤后烟叶呈现暗灰无光泽浅棕色，叶片无弹性，镁过量则会导致烟叶储存时吸湿性增强[21]。土壤钙镁比在5～10范围内为适中，钙镁比小于5，可能会造成烤烟生理性缺钙，钙镁比大于10，可能会造成烤烟生理性缺镁[19]。同时，钙、镁可减少磷在土壤中的固定，提高土壤中磷的有效性[22]。

胡建新等[19]认为，攀枝花地区交换性钙镁含量十分缺乏，土壤钙镁比适中。本研究结果表明，试验区土壤交换性钙含量为69.33～100.51 mg/kg，交换性镁含量为 10.55～15.72 mg/kg，土壤钙镁比在 5.63～7.18 范围内，与胡建新等的研究结果一致。在烤烟整个生育期，促生菌剂与有机肥复配后土壤交换性钙、镁含量大多变化不显著或减少，这与邱学礼等[23]的研究结果不符。究其原因，可能是促生菌剂产生的酸性物质促进了土壤钙镁的溶解，烤烟生长季时逢雨季，在一定程度上加快了钙镁离子的淋溶作用，故施用促生菌剂后植烟土壤交换性钙镁含量减少，这也与王冰等[1]的研究结果相似。此外，促生菌剂与有机肥复配对提高土壤钙镁协调性亦无显著作用。

本研究结果表明，促生菌剂与牛粪复配处理土壤中交换性钙、镁含量在烤烟各生育期均处于最高或次高值，尤其是在烤烟生长速度最快、干物质量累积量最大、吸收养分数量最多的旺长期[24]，其交换性钙含量显著高于其他复配处理，钙镁比亦达到7.39，最接近适宜钙镁比的中值。段淇斌等[25]、张良[26]、艾童非等[27]认为，微生物菌剂可以调节土壤微生物群落结构，改善土壤环境，进而促进作物生长、提高农产品品质。本研究也发现（另文报道），促生菌剂与有机肥复配可以实现试验区土壤微生物群落组成由“真菌型”向“细菌型”转化，减少烤烟病害发生率，提高烤烟产质量。因此，虽然与单施有机肥相比，促生菌剂与有机肥复配在提高植烟土壤交换性钙、镁含量及协调性上的优势并不突出，但综合考虑其他影响，研究区域采取促生菌剂与牛粪复配是较为适宜的复配方式。