黄腐酸有机-无机复混药肥对茄子根际土壤微生物和酶活性的影响

王 瑾，叶长东，陶 伟，李恩东，张 野，苏天明，何铁光，王吉平，李嘉维，叶长成，刘美卿

（1. 广西壮族自治区农业科学院 农业资源与环境研究所，广西 南宁 530007；2. 广西勤德科技股份有限公司，广西 南宁530007；3. 广西易多收生物科技有限公司，广西 南宁 530007；4. 广西源创农业科技开发有限公司，广西 南宁 530022）

广西气候温暖湿润，非常适合茄子栽培，茄子年栽培面积在2 万hm2左右，产量100 万t，产值超8亿元，是全区蔬菜中具有较高经济效益的优势种类之一［1］。化肥在茄子高产栽培中发挥着巨大作用，但多年连续施用化肥，导致了土壤板结、肥力下降，面源污染等诸多问题。因此，寻找既有利于蔬菜生长又可以保护生态环境的方法成为广大科研工作者的研究热点。施用黄腐酸肥料能有效增加土壤中细菌、真菌和放线菌的数量，显著改善微生物群体功能，增加脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性［2］。土壤微生物和土壤酶既是土壤有机物转化的执行者，又是植物营养元素的活性库［3］。土壤微生物的数量是不同生态系统土壤肥力的重要生物学指标［4］，而土壤酶活性是评价土壤生物活性和土壤肥力的重要指标［5］。研究表明，土壤微生物多样性能敏感地反映生态系统的功能演变及环境胁迫等的影响，可揭示土壤微生物种类和功能的差异［6］，其变化与酶活性密切相关［7］。

目前，关于有机-无机复混肥在作物上的研究较多，但黄腐酸有机-无机复混药肥的应用效果研究罕见报道。笔者以茄子作为供试作物，研究黄腐酸有机-无机复混药肥不同施用量对茄子根际土壤微生物量和酶活性的影响，探明改善茄子根际土壤微生态环境的最佳施肥技术，以期为广西茄子的绿色生产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验地点设在广西南宁市隆安县那桐镇下邓村，土壤肥力中上，前茬作物为玉米，土壤常规养分指标见表1。

表1 试验点土壤常规养分指标 g/kg

1.2 试验设计

按当地茄子施肥习惯，每667 m2常规化肥折算纯N、P、K的投入量分别为12、6、19 kg。本研究茄子种植肥效试验设置5个处理：T1处理，不施肥（CK）；T2 处理，常规化肥；T3 处理，低量黄腐酸有机-无机复混药肥；T4处理，中量黄腐酸有机-无机复混药肥；T5处理，高量黄腐酸有机-无机复混药肥。其中T3 处理总养分含量相当于T2 处理的70%，T4处理总养分含量相当于T2处理的85%，T5处理与T2 处理总养分含量相同。茄子生育期内共施肥5次，各施肥处理施用方法相同，按m（基肥）∶m（初花肥）∶m（第1 次坐果肥）∶m（第2 次坐果肥）∶m（第3 次坐果肥）=20% ∶20% ∶30% ∶15% ∶15%施用。供试黄腐酸有机-无机复混药肥（w（黄腐酸）≥8%，w（有机质）≥15%，w（总养分）≥33%（15-7-11），w（杀虫单）≥0.58%，w（呋虫胺）≤0.02%）产品符合GB 18877—2009 要求，由广西易多收生物科技有限公司提供。

每处理3 次重复，随机区组排列，小区面积55.6 m2，每667 m2定植900株。供试茄子品种为黑龙茄霸（808）。茄子于2019 年8 月15 日定植，生育期内各小区田间管理一致。

1.3 测定项目及方法

分别于茄子苗期、初花期、开花坐果期和盛果期对茄子根际土壤采样，其中一部分样品测定土壤微生物数量，另一部分风干后测土壤酶活性。

采用稀释平板计数法［8］测定土壤中细菌、真菌和放线菌的数量。细菌用牛肉膏蛋白胨培养基培养，真菌用马丁氏培养基培养，放线菌用改良高氏1号培养基培养。

土壤酶活性：蔗糖酶活性测定采用3，5-二硝基水杨酸比色法［7］，磷酸酶活性测定采用磷酸苯二钠比色法，脲酶活性测定采用苯酚钠比色法［7］。

1.4 数据处理与分析

试验数据采用Excel 2007 和DPS 7.05 进行数据整理与统计分析，用LSD法进行方差分析及差异显著性检验（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同处理对茄子根际土壤微生物数量的影响

土壤微生物是由多个种群组成的微生物群落，不同种群之间存在着共生、互利、竞争等各种复杂的关系，共同在土壤物质循环和能量转化过程中发挥着作用［9］。一般认为，真菌数与细菌数比值越高，农田土壤生态系统越稳定。黄腐酸有机-无机复混药肥不同用量对茄子根际土壤微生物数量的影响见表2。由表2 可知，总体上来看，各个处理的细菌数量最多，且数量符合细菌＞放线菌＞真菌。T1 至T4 处理细菌和微生物总数盛果期＜苗期，T5处理则相反；各处理的真菌数量表现为盛果期＞苗期（T4处理除外），放线菌数量盛果期＜苗期。

表2 不同处理对各生育期茄子根际土壤微生物数量的影响

苗期，T3和T4处理细菌和微生物总数高于T2处理，且T4 处理和T2 处理间差异显著（P＜0.05）。可见，苗期减少养分用量30%和15%的黄腐酸有机-无机复混药肥处理能够增加茄子根际微生物数量，且减少养分用量15%（T4 处理）效果更佳。初花期，T5 处理真菌数量显著高于T2处理（P＜0.05）。各个处理的真菌数/细菌数均以开花坐果期为最大，且不同处理间真菌数/细菌数表现为T1（0.225）＞T4（0.204）＞T5（0.187）＞T3（0.128）＞T2（0.119）处理。初花期，T2处理细菌和放线菌数量显著高于其他处理，可能是此期施肥显著刺激了这两种微生物的生长发育。由此可知，苗期和初花期，施用化肥处理生态系统最不稳定；与不施肥相比，施用黄腐酸有机-无机复混药肥能够促进不同种类微生物数量和总微生物数量的增加，且与茄子的生长发育阶段有关。

2.2 不同处理对茄子根际土壤酶活性的影响

2.2.1 蔗糖酶活性

土壤蔗糖酶是表征土壤生物学活性的重要的水解酶之一［10］，能够直接参与土壤碳素循环，对增加土壤中易溶性营养物质起着重要作用［7］。不同处理对茄子根标土壤蔗糖酶活性的影响见图1。由图1可知，同一处理不同生育期茄子根际土壤蔗糖酶活性处于不断变化中。总体来看，T2 处理和T5 处理变化规律一致，表现为升高-降低-升高趋势；T3 处理和T4 处理变化规律一致，表现为降低-升高-升高的趋势。苗期、初花期、开花坐果期、盛果期蔗糖酶活性最高的分别是T3、T5、T4和T2处理，分别比T1 处理增加96.2%、81.5%、93.5%和235.3%，差异均达显著水平（P＜0.05）。苗期、初花期和开花坐果期T3、T5、T4 处理蔗糖酶活性平均分别比T2 处理增加174.3%、28.7%和166.7%。由此可知，与不施肥T1处理和施用常规化肥T2处理相比，施用黄腐酸有机-无机复混药肥能够促进蔗糖酶活性增加，效果与施用量和作物发育时间有关。

图1 不同处理对茄子根际土壤蔗糖酶活性的影响

2.2.2 磷酸酶活性

磷酸酶是土壤中最活跃的一类酶，能促进有机磷化合物的水解，提高土壤磷元素的有效性。不同处理茄子根际土壤磷酸酶活性处于不断变化中（见图2）。由图2 可知T2 和T5 处理磷酸酶活性随时间的变化规律与蔗糖酶活性变化规律一致，表现为升高-降低-升高趋势；T3和T4处理变化规律与蔗糖酶活性变化规律一致，表现为降低-升高-升高的趋势；且T1至T4处理磷酸酶活性表现为盛果期＞苗期，各处理盛果期磷酸酶活性较苗期依次增加为0.70%、31.74%、21.20%和11.78%。同一生育期，不同处理对土壤酶活性的影响也不同。苗期、初花期和盛果期磷酸酶活性最高分别是T5、T5和T2处理，苗期和初花期，T5 处理磷酸酶活性分别比T2处理增加36.5%和5.6%，差异达显著水平（P＜0.05）。总体来看，在苗期、初花期和盛果期，施用黄腐酸有机-无机复混药肥能够促进茄子根际土壤磷酸酶活性的增加，与不施肥和常规施肥间的差异显著性与黄腐酸有机-无机复混药肥用量有关。

图2 不同处理对茄子根际土壤磷酸酶活性的影响

2.2.3 土壤脲酶活性

脲酶的酶促反应产物氨是植物氮源之一，其活性可以用来表示土壤供氮能力。不同处理对茄子根际土壤脲酶活性的影响见图3。由图3 可知，T2 和T4处理的脲酶活性变化规律一致，表现为降低-升高-降低趋势；T3和T5变化规律一致，脲酶活性不断升高。各处理盛果期土壤脲酶活性是苗期的1.96 ～4.58倍。同一生育期，不同处理对茄子土壤脲酶活性的影响也不同。开花坐果期和盛果期，土壤脲酶活性以T4 处理最高，分别是T2 处理的1.61倍和1.87 倍。由此可见，T4 处理在这两个生育期能显著增加茄子根际土壤脲酶活性。

图3 不同处理对茄子根际土壤脲酶活性的影响

3 讨论

本试验所用黄腐酸有机-无机复混药肥是一种新型优质肥料，其富含黄腐酸，螯合态氮、磷、钾、中微量元素及杀虫药剂，具有高活性、全营养的特点，能有效减少病虫害的发生，协调植物生长环境，改善植物营养结构组成，从而实现农作物优质高产。本试验中，T1至T5处理667 m2茄子产量分别为2 331.9、3 088.4、2 641.3、2 908.0、3 233.1 kg，T5处理＞T2 处理＞T4 处理＞T3处理＞T1处理，施用黄腐酸有机-无机复混药肥促进了茄子产量的提高。

本试验结果表明，不同生育期，茄子根际土壤各种群微生物数量受黄腐酸有机-无机复混药肥用量的影响，但总体结构以细菌数量最多，放线菌数量次之，真菌数量最少。

不同施肥处理在各生育期对茄子根际土壤微生物种群的影响不同。施用常规化肥处理生态系统最不稳定；与不施肥和常规化肥处理相比，施用黄腐酸有机-无机复混药肥能够促进土壤微生物活动，使不同种群微生物数量和总微生物数量增加，且施用中量黄腐酸有机-无机复混药肥（T4处理）效果最佳，减少了养分用量15%。

常规施肥土壤中真菌数与细菌数的比值降低，可能是因为扰乱了农田土壤生态系统的稳定，施用黄腐酸有机-无机复混药肥对生态系统具有恢复作用。施肥对土壤微生物群落的影响存在一定的不确定性，但众多研究表明，合理的施肥管理模式更有利于提高土壤微生物群落的多样性和总生物量。

与不施肥和施用常规化肥相比，施用黄腐酸有机-无机复混药肥能够促进茄子根际土壤蔗糖酶活性的增加，蔗糖酶水解产物能快速促进植物生长发育，这对加快土壤养分释放具有重要的现实意义。

磷酸酶活性是评价土壤磷素生物转化方向与强度的指标［7］。与不施肥和施用常规化肥处理相比，施用黄腐酸有机-无机复混药肥能够促进茄子根际磷酸酶活性的增加，其显著性与黄腐酸有机-无机复混药肥用量有关。

植物根际土壤脲酶活性的高低直接关系到土壤中氮的转化和植物对氮素的吸收与利用。本试验结果显示，不施肥和施用常规化肥不利于土壤脲酶活性的提高，而中量黄腐酸有机-无机复混药肥对土壤脲酶活性具有明显的增强作用。

总体来看，与不施肥处理和施用常规化肥处理相比，施用黄腐酸有机-无机复混药肥能增加土壤中细菌、真菌和放线菌的数量，改善微生物群体功能，增加蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性，其显著性效果与茄子生长发育阶段和肥料施用量有关。

综合考虑，茄子生产中施用黄腐酸有机-无机复混药肥可以促进其根际土壤微生物种群和数量及土壤酶活性的改善，为茄子的生长发育提供了一个良好的土壤环境，是茄子生产中实现化肥减量增效的有效途径之一。