生物有机肥对土壤微生物活性的影响管窥

李维维　祁国平　牛永健　魏文江

（甘肃省轻工研究院甘肃兰州730000）

生物有机肥对土壤微生物活性的影响管窥

李维维祁国平牛永健魏文江

（甘肃省轻工研究院甘肃兰州730000）

通过温室玉米盆栽实验探究生物有机肥对土壤微生物活性的影响，并且利用平板计数法探究了生物有机肥对土壤微生物生态的影响。结果表明，与化肥相比生物有机肥能够显著增加土壤中细菌、真菌、放线菌的数量。AWCD值证明生物有机肥可以提高细菌对于碳源的利用率，可改善微生物的营养条件，提高土壤微生物的多样性。

生物有机肥；土壤微生物；平板计数；生态多样性

近些年来对于化肥以及化学农药的大量利用虽然提高了农业的生产率以及农作物的产量，但是却导致土壤板结，降低了土壤中微生物的多样性，再次使用只能重新施加化肥，提高了生产的成本，因而当前农业生态系统健康研究已成为了农学研究的前沿。土壤中微生物种群的平衡受到很多因素的影响，稍有变化都会导致平衡的破坏，微生物的生态系统势必发挥不了应有的作用，农作物的产量也会随之而下降。为了保证农作物的产量，有必要采取科学的手段来保护土壤和环境资源，优化土壤微生物群落结构，提高土壤更新和回复能力。为了了解生物有机肥对土壤微生物活性的影响，本文通过温室盆栽试验，利用平板计数法探究了有机肥和化肥对土壤微生物生态的影响，希望能够为土壤微生物生态的恢复提供依据。

1　材料与方法

1.1试验材料

生物有机肥为本院自制，经测定每千克中含有有机质400.5g，全氮11.9g，全磷22.4g，全钾9.20g，碳氮比为12.33。另有从市场上购入的商品有机肥，经测定每千克中含有有机质395.3g，全氮12.1g，全磷21.7g，全钾9.10g，碳氮比为11.94。供试土壤取自本校试验基地，供试作物为孟山都公司生产的“迪卡”玉米。供试化肥为尿素(含N46%)、氯化钾(K2O60%)和磷。

1.2试验设计

试验设4个施肥处理：不施肥(CK)、生物有机肥(T1)、普通有机肥(T2)、化肥(T3),3个施肥处理为等量N、P、K。各处理重复3次。采用盆栽试验，每盆装10kg土，加入肥料混匀后装盆。每盆栽种4株玉米。试验分两次进行，第1次试验始于2013年7月30日，9月14日收获；第2次试验始于10月23日，12月6日收获。第2次试验在第1次收获后不再追加任何肥料继续进行。

1.3测定及计算方法

土壤细菌、真菌、放线菌总数测定采用平板计数法统计，土壤用十倍稀释法稀释后涂布在不同的培养基上，恒温培养箱中培养3天，肉眼观测单菌落的数目，由此计算土壤中各宗细菌的总数目。土壤微生物功能多样性采用BIOLOGECO微平板法测定。具体方法如下：称取相当于10 g烘干土壤的新鲜土壤，加入100 mL灭菌的0.1 mol·L－1的磷酸缓冲液(K2HPO4/KH2PO4,pH 7.0)，使土液比为1∶10，稀释后将土壤浸提液加入到BIOLOG ECO微平板中，30℃培养，酶标仪测定，计算AWCD值。

2　结果与讨论

2.1不同施肥处理对土壤微生物的影响

表1　处理第1次土壤微生物数量的比较

第一次试验处理后土壤微生物数量见表1所示.从表1来看，处理前与处理后土壤中真菌与放线菌的数量始终是接近的。而用化肥处理后的土壤中细菌、真菌、放线菌的数量都要显著低于有机肥处理，差异有统计学意义。由于自制有机肥与市场上所售的普通有机肥碳氮比有所不同，因而两者的效果也存在差异，自制有机肥处理后土壤中三大菌群的含量要显著高于市售有机肥处理的土壤，虽然自制有机肥未必使得土壤中的微生物数量达到最大值，但是还是有显著的差别。由此可见有机肥可以增加土壤中微生物的种类及数量，同时如果能够调整合理的碳氮比，可以让让微生物数量达到最大化，增加土壤的肥力。

第二次试验的结果未在表中列出，但是与第一次实验相比，在土壤中施加了自制的生物有机肥后虽然没有再次施肥，但是土壤中微生物的数量并没有出现显著的下降，仍旧高于使用普通有机肥和化肥进行处理的土壤。另一方面施用普通化肥处理后的土壤中微生物的数量有所下降，这可能与化肥中可供利用的营养物质含量较低有关。由此来看，生物有机肥可以显著提高土壤中三大菌群的数量，其作用效果也比较持久，有利于长久保障土壤生态的平衡稳定，可为土壤中的植物提供更多的肥力。

2.2土壤微生物功能多样性

AWCD值又称平均颜色变化率，是度量土壤中微生物活性的重要指标，主要反映的是微生物利用某一碳源物质的能力，可在一定程度上反映土壤微生物种群的数量和结构特征。AWCD的值越大就意味着土壤微生物的活性越高。本次实验中两次试验的AWCD值如表2所示。

表2　两次试验不同取样时间AWCD值比较

从表2来看，在第一次处理后，化肥处理的土壤AWCD值最高，其次是市售的普通有机肥，自制的生物有机肥测量值最低。但是随着处理时间和作用时间的延长，自制有机肥和市售的普通有机肥AWCD值都要显著高于化肥，并且自制有机肥和市售的普通有机肥相比AWCD值更高，这说明生物有机肥的处理能够有效提高土壤微生物的活性，相较于普通化肥来讲，这种提高并不是短暂的，有机肥可以长时间作用于土壤中的微生物群体。由此看来，生物有机肥与化肥的区别还在于对营养物质的利用率上，使用生物有机肥后土壤中的微生物对营养物质的利用效率更高，微生物的代谢能力更强，意味着土壤微生物的活性更高。

土壤微生物活力的增强意味着对各种有机质的消耗越多，本次研究中将培养基中的有机质分为糖类、羧酸、氨基酸、胺和酰胺五类，对平板培养基中的有机质的利用率进行了测算。从试验的结果来看，未使用化肥或者生物有机肥的土壤微生物对这几类营养物质的利用率都比较低下。对比使用有机肥和使用普通化肥的土壤中微生物对于营养物质的利用率可以看到，经过有机肥处理后，土壤微生物对于有机物质的利用率有一定的提高，这有助于土壤中微生物的生长繁殖。而使用了自制生物有机肥后土壤中微生物对营养物质的利用要显著高于其他对照组，说明生物有机肥能够给土壤微生物提供更多的碳水化合物供其利用，可帮助土壤微生物维持在较高的活性和生长率。

近些年来世界各国对生物有机肥的作用展开了深入的探究，同时研究也发现植物在正常生长的过程中，其根部周边存在多种有益细菌，这些细菌自身生长代谢所产生的次级代谢产物可以促进植物的生长，有的次级代谢产物甚至能够帮助植物抑制细菌或者真菌性病害的发生，进一步探究后发现能够产生这些次级代谢产物的植物以及放线菌、真菌和藻类最多，使用生物有机肥能够显著提高中微生物的活性以及数量，理论上来讲可以产生更多的次级代谢产物来帮助植物生长，并且也没有使用化肥所带来的一系列副作用，可以说前景光明。

3　结语

土壤中微生物的存在可以帮助植物生长的更好，而实验证明有机肥可以帮助改善土壤中微生物种群的数量以及微生物的活性，进而帮助植株生长得更好。一方面是因为有机肥中本身就含有许多微生物菌群，另一方面有机肥的施加补充了土壤中流失的肥力，为微生物的生长提供了物质基础，BIOLOG ECO微平板还证明有机肥提高了微生物对于营养物质的利用率，进一步增强其代谢，有效改善了微生物的结构，保持土壤微生物平衡。此外多样性高的土壤对病原菌有更强的抑制作用，是未来可行的生态调控防病途径，应用前景相当光明。

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[2]张金妹,田世尧,李扇妹,等.生物有机肥对土壤理化、生物性状和香蕉生长的影响[J].中国农学通报,2012,28(25):265-271.

[3]谢鹏虓,黄鹏,安丹军,等.配施生物有机肥及化肥减量对玉米间作豌豆土壤微生物及产量的影响[J].甘肃农业大学学报,2014,(6): 41-46.

李维维（1986—），男，甘肃武山，2009年7月毕业于兰州交通大学环境工程专业，助理工程师，工作方向：节能环保。