微生物有机肥复苏枯萎榆树的实验研究

严 兴，侯毛宇，梁毅成

（广州市净水有限公司，广州510163）

0 引言

随着现代农业科学技术的不断进步和发展，农业技术为人类带来巨大改变的同时，也为人类的发展做出了巨大贡献[1-2]。特别是化肥的使用，给农业生产带来巨大的效益，增加农作物产量，增加农民收入[3-4]。然而，化肥在提高作物产量的同时，也给环境、农田土壤和农产品质量等带来极大的危害，还对农业的可持续发展构成严重的威胁[5-6]。大片的土壤板结，抗药性病虫害越来越严重，影响农作物产量的同时，也造成更严重的环境污染和生态污染[7-8]。

微生物有机肥肥效均衡、本身无毒、不污染环境、成本低，并且在提高与保持土壤肥力、提高肥料利用率、促进作物生长、拮抗土传病害、净化环境与保持土壤生态系统的平衡等方面都起着重要的作用，是化学肥料最有效的替代品[9-11]。但微生物有机肥对植物生长影响效果如何，如何影响植物的生理机能，如何让沉寂（枯萎、频临死亡）的树木重生，及其作用原理等方面鲜有研究报道[12-14]。本研究通过将微生物有机肥投加在枯萎榆树的土壤中，将枯萎2年的盆栽榆树重生，以期通过现象和数据分析，找出微生物有机肥对植物生理机能的影响，以及对环境保护方面的作用。

1 材料与方法

1.1 实验材料

供试作物为生病枯萎的盆栽花木榆树（树龄6年，枯萎2年），盆栽直径80 cm、深60 cm。供试土壤采自广东省农业科学院蔬菜研究所试验地壤土，适量添加普通生态肥（主要成分为作物秸秆）匀化实验土壤，pH 5.6，有机质 17.0 g/kg，速效氮 320.0 mg/kg，有效磷46.0 mg/kg，速效钾50.0 mg/kg，细菌0.10×109cfu/g，放线菌0.15×105cfu/g，真菌0.10×105cfu/g。供试普通有机肥为鸡粪和蘑菇渣发酵生成，微生物有机肥在普通有机肥的基础上添加了适量的日本专利微生物菌剂（主要成分为芽孢杆菌、霉菌、光合菌群和固氮菌等），2种有机肥养分状况见表1，化肥为尿素(N 46%)、氯化钾(K2O 60%)和磷酸二氢铵(P2O561.7%)。

1.2 实验设计

实验设4个施肥处理，即不施肥(B1)、微生物有机肥(T1)、普通有机肥(T2)、化肥(T3)。首先刨除盆栽表层30 cm厚度的土壤，覆盖20 cm厚度的供试土壤，然后按照T1、T2和T3方式各取5 kg的肥料添加进盆栽中，B1直接在盆栽中添加5 kg供试土壤，来回翻抛3次混匀，实验开始时，均匀浇灌3 L自来水，避免强光直射，自第2天后，每日上午9时均匀浇灌2 L自来水。

1.3 实验与方法

取施肥第1、7、14、21、28、40天的表层20 cm处样品30 g，用封口袋封装。

测试方法：土壤细菌、真菌、放线菌总数测定采用平板计数法，其中细菌培养基为牛肉膏蛋白胨培养基，真菌培养基为PDA真菌培养基，放线菌培养基为高氏一号培养基[15-16]。

操作步骤如下[17-18]：（1）制备悬浮液。称取B1、T1、T2和T3样品各10 g（精确至0.01 g）加入到100 mL无菌水中，静止20 min，震荡30 min直至溶液均匀，菌悬液10-1mg/L制备完成。（2）稀释。吸取（无菌吸管）5 mL 10-1mg/L的菌悬液加入到45 mL无菌水中，洗吹3次混匀成10-2的稀释液，依次稀释至10-7等浓度（每个稀释度换1支无菌吸管）。（3）倒平板。取融化并保温在50℃的培养基1瓶(250 mL)，倒平板10个（同种菌）顺序编号，10-5、10-6、10-7每一稀释度重复3个皿，对照(CK)皿1个。（4）接种培养。用1 mL无菌吸管由高稀释度向低稀释度分别吸取0.1 mL接种于平板上，用无菌刮铲涂匀，对照皿接种无菌水，在28～30℃下培养2～5天。（5）检查计数。取出培养皿，于每个稀释度取5～10个菌落的菌体，涂片染色，镜检确认后进行菌落计数。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对土壤微生物的影响

通过检测4个施肥处理对盆栽土壤中放线菌、真菌和细菌数量的检测分析可知，化肥处理的微生物数量显著低于微生物有机肥和普通有机肥，也低于不添加任何处理的供试土壤（详见表2），说明化肥对土壤中的微生物系统、生态系统有显著的破坏作用，微生物的增长受到抑制[19-20]。微生物有机肥中的细菌、真菌和放线菌数量显著高于普通有机肥，说明微生物有机肥施用有助于土壤微生物的生长，这是因为微生物有机肥中含有种类多、数量大的微生物，以及微生物促长因子[21]，微生物通过自身的对数增长，极大地影响植物根际土壤，进而完全占据整个盆栽土壤系统，形成成熟的微生态系统，最终提高整个盆栽土壤的生物活性[22-23]。

表2 4个施肥处理实验土壤微生物数量对比表

2.2 不同施肥处理对枯萎榆树发芽的影响

通过观察4个施肥处理后第1、7、14、21、28、40天枯萎榆树发芽、长新叶和病虫害的情况发现：施用微生物有机肥使枯萎榆树重新焕发生机，逐渐长出新芽和新叶。从第7天开始，枯萎榆树出现了8片树叶和14棵新芽，到第40天树叶超过了200片，完全恢复未生病枯萎前的状况，如表3。从图1也可以发现，添加微生物有机肥后，枯树逐渐发芽、长叶，最后完全成活，脱胎换骨的时间不超过40天。

这是因为微生物有机肥中数量巨大的微生物菌群通过自身的新陈代谢和对盆栽土壤中有机物的分解作用，改善根际土壤特性，提高植物抗逆性及养分利用效率，从而促进植物根系生长，进而促进枯萎榆树的复苏，而根系的生长及根系分泌物反过来影响微生物的数量和种类，进而影响盆栽土壤中微型动植物的种类，从而彻底改变盆栽微生态系统，让枯萎榆树恢复生机[24]。

微生物有机肥中的功能性微生物，对植物病害有良好的预防作用和改善作用，枯树盆栽中施用微生物有机肥后，土壤中的病害得到了抑制和杀灭[25]。微生物有机肥也促进土壤本体微生物的生长，微生物有机肥的施用使土壤微生物对碳水化合物的利用能力提高，微生物有机肥为土壤微生物提供了更多的可利用底物，极大地改善了土壤微生物群落的功能[26]。

表3 4个施肥处理枯萎榆树芽数、叶数和病虫情况

微生物有机肥富含有机质及有益微生物，施用后可显著改善枯树土壤的团粒和通透性，促进土壤气体交换，并保肥保水，显著改善土壤中的C/N、C/P和微生物群落结构，提高土壤库容量、土壤微生物代谢能力，改善土壤有机化和矿化转换效率，活化土壤中固定态磷钾，减少土壤板结危害，提高肥料利用率[27]。

图1 微生物有机肥施用盆栽枯萎榆树复苏过程

3 结论

（1）微生物有机肥含有数量巨大、种类繁多的微生物菌群，能改善土壤基质的通透性，促进土壤中物质的交换，保水保肥，提高土壤肥力；微生物有机肥中的生物因子对植物病害有较强的抑制和杀灭作用，能维持土壤根系生态系统的健康状态和稳定发展，其促生长因子对枯萎榆树和贫瘠的土壤环境有积极的促进作用，能促使枯萎榆树复苏。

（2）采用微生物有机肥培养已枯萎2年的榆树，经过40天的培养，枯萎榆树又重新出现生机。这是从技术层面对枯树复苏的现象进行经验总结和理论剖析，具有较强的实用性。

（3）微生物有机肥肥效好，具有生物肥料所独有的生命力，可以在农、林和牧等生产方面发挥出积极的作用，今后可在实际生产中加以推广应用。

4 讨论

（1）与其他研究结果类似，施用微生物有机肥可增加土壤微生物数量，提高微生物活性；微生物有机肥本身含有的益菌群，对土壤本底微生物有极强的活化作用；微生物有机肥可提高土壤微生物利用碳底物能力，进而改善土壤微生物营养，提高微生态系统代谢能力，加强微生态竞争力。

（2）微生物有机肥能够使枯萎2年的盆栽榆树复苏，可以说明微生物能够为植物提供生长肥料及其他微量元素等，微生物与植物根系及根际动物之间存在复杂的互作关系，互相促进生长和自身的繁殖，进而影响整个微生态系统。

（3）微生物有机肥的研究和广泛使用，能够为保护环境和促进经济可持续发展提供有效的技术方法。本研究从现象和数据上初步分析了作用机理，但也存在不足，应进一步加强微生物的作用机理研究，特别是对微生物提高植物生命力的基因层面的机理研究，为生物技术产业提供应有的助力，这是下一步努力的方向。

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