复合微生物菌剂对土壤改良及切花玫瑰产质量的影响

董琼娥，童江云，田云霞，张振荣，林峰莹，任建青，魏世杰

(昆明市农业科学研究院 资源环境研究所，云南 昆明 650118)

近年来，随着我国农业结构调整及设施农业的快速发展，集约化程度高、产能高效、环境适应能力强的设施作物栽培模式有效地提高了农业资源的综合利用水平。但由于栽培条件不同及不良生产活动，导致设施农田土壤因过量施肥、不均衡施肥、不合理灌溉方式、连作、高温高湿和缺少自然雨水淋洗等因素影响，土壤次生盐渍化、养分失调、土壤酸化和作物品质下降等问题日益突出，严重制约着我国设施农业的健康持续发展。长期以来，国内外学者对设施土壤次生盐渍化的改良方法进行了深入研究，提出了平衡施肥、合理轮作、工程灌排、生物除盐、深耕客土和使用改良剂等物理、化学、生物和工程等方面的改良措施[2-6]。其中，有些物理和化学措施会破坏土壤结构和污染地下水，成本高、易形成二次污染。而生物改良措施作为近年来快速发展的改良方式，具有成本低、无二次污染和可大面积应用等优点，是目前最具潜力的设施栽培次生盐渍化土壤改良技术。

微生物生命活动与土壤肥力和植物根系紧密相关，利用其改良次生盐渍化土壤，具有低投入、高产出、高效益和无污染等特点。目前，已成为土壤生物改良措施的研究热点。微生物应用于次生盐渍化土壤改良主要通过单一或复合菌种的共同作用[10]，可改善土壤理化性质，增加土壤团聚体，增强通透性，阻断盐分向地表富集；增加土壤有机质含量，提高土壤微生物的活性，缓解土壤营养成分流失，实现土壤培肥；提供植物所需的部分营养元素，减少肥料的施用量。为此，选择昆明市农业科学研究院资源环境研究所微生物实验室自主配制的复合微生物菌剂，研究其在切花玫瑰次生盐渍化土壤上的应用效果，以期为复合微生物菌剂在设施土壤次生盐渍化改良上的应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 土样 供试土壤，昆明市晋宁区昆阳镇张良花卉专业合作社连作8 a的设施栽培切花玫瑰次生盐渍化严重的潴育型水稻土。基本性质：pH 7.82、土壤电导率(EC)1.92 ms/cm、有机质14.35 g/kg、速效磷0.107 g/kg、速效钾0.192 g/kg、碱解氮65.2 mg/kg、阳离子交换量4.7 cmol/kg、土壤容重1.43 g/m3和渗水深度≤15 cm。

1.1.2 菌剂 复合微生物菌剂，昆明市农业科学研究院资源环境研究所微生物实验室自主配制，由多种活性微生物(主要为产酸的厌氧菌及兼性厌氧菌)构成。

1.1.3 玫瑰品种 供试玫瑰为“闪耀”2个月种苗，张良花卉专业合作社提供。

1.1.4 肥料 有机肥(有机质≥45%)，昆明神瑞生物科技有限公司；水溶性无机肥(花无缺)，上海永通化工有限公司；尿素(N≥46.4%)、过磷酸钙(P2O5≥12%、Ca≥20%)和硫酸钾(K2O≥50%)，市购。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 试验于2016年4月至2018年12月在晋宁区昆阳镇张良花卉专业合作社设施大棚切花玫瑰栽培基地进行。小区面积10.5 m2，地垄高40～50 cm，垄宽70 cm，垄间距50 cm，垄上种植2行，种植密度30 cm×30 cm，栽种玫瑰102株。共设对照(CK)、C1和C23个处理，3次重复。

CK，常规施肥。用旋耕机将被改良土壤尽可能粉碎，起垄后将化肥按N∶P∶K∶Ca为2∶1∶2∶2的比例，即氮肥225 kg/hm2、磷肥65.7 kg/hm2、钾肥200.025 kg/hm2和钙肥650.25 kg/hm2，在移栽前以底肥施入，待苗成活后，将20-10-20-TE水溶肥用清水稀释成1 kg/m3的浓度后以滴灌方式施入，每周追施1次；待到产花期改用15-15-30-TE水溶肥以相同的浓度滴灌。

C1，有机肥+常规施肥。将有机肥按照1 000 kg/667m2的量均匀地撒施在土壤表面，用旋耕机将有机肥与被改良土壤表面20 cm的土壤均匀混拌并尽可能将处理层土壤粉碎，起垄后用适量的清水均匀冲施处理过的垄表面，使其尽可能渗入土壤深部，覆膜15 d后掀膜耕作。其余处理与CK一致。

C2，复合微生物菌剂+有机肥+常规施肥减20%。将有机肥按照1 000 kg/667m2的量均匀地撒施在土壤表面，用旋耕机将有机肥与被改良土壤表面20 cm的土壤均匀混拌并尽可能将处理层土壤粉碎，起垄后将复合微生物菌剂以80 L/667m2的用量按1∶100用清水稀释后均匀冲施在处理过的垄表面，使其尽可能渗入土壤深部，覆膜15 d后掀膜耕作。其余处理与CK一致。

1.2.2 指标测定

1) 土壤理化性质。分别在移苗前及整个种植季结束时采集不同处理土样用于理化性质测定，土壤pH、EC、容重、有机质、速效磷、速效钾、碱解氮和阳离子交换量参照文献[11]的方法测定。

2) 微生物多样性。分别在移苗前及整个种植季结束时采集不同处理土样，一是提取土壤中微生物总基因组测序后进行微生物交互式多样性分析，用Simpson多样性指数表示；土壤可培养的细菌、真菌和放线菌总数，用平板计数法统计[12]。

3) 切花玫瑰生物学性状及产量。在移栽20 d统计各处理苗移栽成活率；定植50 d用直尺测量株高，并采用 SPAD502型叶绿素计测定叶绿素Spad值，测定部位为5小叶顶部小叶，15次重复，测定时间8:00-10:00[13]；在整个种植季结束后统计各处理切花产量及A、B等级切花产量。

玫瑰鲜切花质量分级标准：A级，整体感、新鲜程度极好，花形完整、饱满、无损伤，花色艳丽，花枝均匀、挺直、茎长度65 cm以上，叶片均匀、清洁、平整，叶色鲜绿有光泽，无病虫害，开花指数1～3；B级，整体感、新鲜程度好，花形完整、饱满、无损伤，花色好，花枝均匀、挺直、茎长度55 cm以上，叶片均匀、清洁、平整，叶色鲜绿，无明显病虫害，开花指数1～3；C级，整体感、新鲜程度好，花形完整、饱满、有轻微损伤，花色良好，花枝均匀、挺直、茎长度50 cm以上，叶片较均匀、较清洁，无褪绿叶片，有轻微病虫害斑点，有极轻度损伤，开花指数2～4；D级，整体感、新鲜程度一般，花瓣有轻微损伤，花色良好、略有焦边，花枝均匀、挺直、茎长度40 cm以上，叶片不均匀、有少量残留物，叶片有轻微褪绿，有轻微病虫害斑点，开花指数3～4。

1.3 数据处理

采用Excel 2007与SPSS 20.0对数据进行处理与分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对土壤理化性质的影响

从表1可知，不同处理土壤pH、EC、有机质和速效氮磷钾等指标的变化。pH与EC：CK最高，分别为7.53和1.68 ms/cm；C2最低，分别为6.92和0.88 ms/cm；CK与C2差异显著，CK与C1、C1与C2间差异不显著。有机质：C2最高，为26.69 g/kg；CK最低，为13.92 g/kg；各处理间差异显著。速效钾、速效磷和碱解氮：均以C2最高，分别为0.42 g/kg、0.26 g/kg和137.80 mg/kg；C23个指标均显著高于CK，其中碱解氮显著高于C1；C1碱解氮显著高于CK。全氮、全磷和全钾：C1、C2和CK最高，分别为12.20 g/kg、1.16 g/kg和15.40 g/kg；CK、CK和C2最低，分别为11.30 g/kg、0.92 g/kg和13.80 g/kg；其中，全氮C1显著高于CK，C1与C2差异不显著；全磷C2显著高于CK，C1与C2差异不显著；全钾CK显著高于C1和C2，C1显著高于C2。交换性钙和交换性镁：C1最高，分别为2.36 g/kg和0.56 g/kg；CK最低，分别为1.81 g/kg和0.23 g/kg；C22个指标均高于CK，C2与C1间、C1与CK差异均不显著。阳离子交换量和容重不同处理间也存在差异。渗水深度：C2最深，≥28 cm；CK最浅，≤18 cm。总体看，C1可一定程度上改善土壤理化性质，复合微生物菌剂的使用有利于促进次生盐渍化土壤中化学元素的释放，提高土壤中养分含量，降低土壤pH、EC及容重，增加土壤渗水深度。表明，复合微生物菌剂与有机肥配合施用能活化被土壤固化的养分，有效促进养分转化，调节土壤酸碱性，提高肥料利用率。

表1 不同处理土壤的理化性质Table 1 Physical and chemical properties of soil samples treated with different treatment pattern

注：数值为3次重复平均数(下同)，同行不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。
Note: The value in the table is the mean value of three repetitions. Different lowercase letters in the same column indicate significance of difference atP<0.05 level.

2.2 不同处理对土壤微生物多样性及微生物量的影响

土壤微生物是维持土壤质量的重要组成部分，对土壤中的动植物残体和土壤有机质及其有害物质的分解、生物化学循环和土壤结构的形成过程起着重要的调节作用[14]。从表2可知，不同处理土壤微生物多样性及微生物量的变化。微生物多样性指数：细菌和真菌均以C2最高，分别为0.006 5和0.173 1；CK最低，分别为0.002 3和0.052 1。微生物量：细菌和真菌均以C2最高，分别为7.40×106CFU/g和4.02×104CFU/g；CK最低，分别为2.12×106CFU/g和1.52×104CFU/g；放线菌,CK最高，为4.37×106CFU/g；C1最低，为2.95×106CFU/g。

2.3 不同处理对切花玫瑰生长及产量的影响

从表3看出，切花玫瑰移栽成活率、株高、叶绿素含量和鲜切花产量的变化。移栽成活率与株高：C2最高，分别为94%和29.15 cm；CK最低，分别为75%和23.23 cm；株高C2显著高于CK，C1与C2、C2与CK间差异不显著。叶绿素Spad：C2最高，为35.23；CK最低，为31.08。鲜切花总产量：C2最高，为2 058枝/10.5m2；CK最低，为1 162枝/10.5m2；C2显著高于C1和CK，C1显著高于CK。A、B级花比例：C2、C1及CK分别为38%、21%和13%。说明，常规施肥减少20%加上合适的复合微生物菌剂可提高玫瑰鲜切花的产量及品质，达到减肥、高产和环保的目的。

表2 不同处理土壤微生物的多样性及微生物量Table 2 Microbial diversity and biomass of soil samples treated with different treatment pattern

表3 不同处理切花玫瑰的生长及产量Table 3 Growth and yield of cut rose cultivated in soils treated with different treatment pattern

注：同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。
Note: Different lowercase letters in the same column indicate significance of difference atP<0.05 level.

3 结论与讨论

微生物区系生命活动与土壤肥力和植物生长密切相关，利用微生物改良盐碱土已取得显著效果[15-16]。黄红艳[17]报道，利用NCT-2菌剂改良次生盐渍化土壤，施加菌剂可增加土壤有机质含量和微生物数量，降低土壤EC值。吴珏[18]利用微生物土壤改良剂改良设施黄瓜连作土壤发现，微生物改良剂能够改善连作土壤理化性状，显著降低土壤EC值，降低土壤中NO3-的积累，提高土壤微生物菌量。

微生物菌体及其胞外分泌物可促进土壤形成团聚体，改变土壤结构，阻断盐分向地表富集[19]，胞外聚合物还可提高土壤酶活性、土壤有机质含量和水气循环等，实现土壤培肥[20-21]。有机酸也是多种微生物的胞外分泌物，不但可促进土壤形成团聚体和培肥土壤，还可中和碱性物质，从而降低土壤pH[22]。然而，直接用有机酸改良次生盐渍化土壤虽见效快，但用量不当会抑制土壤酶活性[23]。产酸微生物在土壤中产酸过程相对平稳，多种产酸微生物构成的复合菌剂应用于次生盐渍化土壤改良时可控性强[24-26]。试验结果表明，产酸的厌氧-兼氧微生物构成的复合微生物菌剂与有机肥配合施用，可显著降低土壤pH与EC，促进土壤中养分释放，施用80 L/667m2复合微生物菌剂+1000 kg有机肥+常规施肥减20%处理渗水深度≥28 cm，提高土壤中微生物数量及增加其多样性，对改良次生盐渍化土壤效果较好。同时，在常规施肥减少20%条件下，切花玫瑰苗的移栽成活率、产量及品质均有所提升，能更好发挥微生物的作用，减少化学肥料施用量，有利于生态农业的可持续发展。