微生物菌剂与有机肥复配对植烟土壤微生物区系的影响

2020-07-23熊维亮张宗锦张媛蔡艳叶沁鑫苟小梅

湖北农业科学 2020年7期

熊维亮张宗锦张媛蔡艳叶沁鑫苟小梅

摘要：为探究微生物菌剂与有机肥复配对植烟土壤微生物区系的影响，通过田间小区试验，采用双因素完全组合设计，测定不同处理下各生长期植烟土壤中细菌、放线菌和真菌的数量。结果表明，各复配处理中，土壤细菌数量在烤烟3个生长期分别以氨基酸有机肥、菌渣、虾肽有机肥与微生物菌剂复配处理最高，尤其是氨基酸有机肥与微生物菌剂复配处理，高出其他复配处理249.1%～705.5%;土壤放线菌数量在烤烟3个生长期分别以油枯、氨基酸有机肥、虾肽有机肥与微生物菌剂复配处理最优，尤其是旺长期，高出其他复配处理1.2%～116.6%;烤烟团棵期和成熟期的土壤真菌数量均以黄腐酸有机肥处理最低，旺长期以牛粪复配处理最低。综合来看，微生物菌剂与氨基酸有机肥复配能有效改善植烟土壤微生物区系组成，是微生物菌剂与有机肥复配的最佳组合方式。

关键词：微生物菌剂;有机肥;植烟土壤;微生物数量

中图分类号：S144.1;S141;S154.36 文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2020）07-0055-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.07.012

Abstract： In order to study the effects of the combination of microbial agents and organic fertilizers on the microbial flora of tobacco planting soil，through field plot experiments and two factors and complete combination，the number of bacteria，actinomycetes and fungi in tobacco planting soil of different treatments at different periods were determined. The results showed that，in all combinations，the number of soil bacteria at the three periods of flue-cured tobacco was the highest under the combination of microbial agent and organic fertilizers of amino acid organic fertilizer，microbial residue and shrimp peptide organic fertilizer，respectively，especially amino acid organic fertilizer compounding treatment，which was 249.1%～705.5% higher than that of other compounding treatment; The number of soil actinomycetes was optimally under the combination of microbial agents oil dry，amino acid organic fertilizer and shrimp organic fertilizer，respectively，especially at vigorious growth period，which was 1.2%～116.6% higher than that of other treatments; The number of soil fungi at the sapling stage and mature period of flue-cured tobacco was the lowest with fulvic acid organic fertilizer，and was the lowest at vigorious growth with cow manure compound treatment. In summary，the combination of microbial agent and amino acid organic fertilizer can effectively improve the microbial flora of planting tobacco soil，which is the best combination of microbial agent and organic fertilizer.

Key words： microbial agents; organic fertilizer; tobacco planting soil; microorganism quantity

土壤為烤烟生长发育提供养分，其环境质量对烤烟产质量具有重要影响[1]。目前，农民为了获得最大的经济利益，高产烤烟品种单一连续种植，导致了严重的土壤连作障碍[2]。此外，传统的植烟模式大量使用化肥和农药，使土壤质量严重下降，进而影响烤烟生长发育和产质量[3]。因此，提高土壤环境质量对烤烟可持续发展具有重要意义。土壤微生物是生态系统不可或缺的关键组成，是养分的源和库，通过多种方式参与土壤养分循环、能量流动、肥力形成和环境净化等[4-6]，在一定程度上反映土壤环境状况，是评价土壤环境质量的重要指标[7]。大量研究表明，施用有机物能显著改善土壤微生物区系，提高土壤肥力[8，9]，尤其是将有机肥与促生菌配合施用效果更好[10，11]。韩丽娜等[12]的研究表明，施用促生长型功能性有机肥后，土壤放线菌菌群数量显著增加，微生物群落结构得到明显改善。艾童非等[13]的研究发现，施用微生物菌剂可以促进土壤微生物活动，有利于土壤有机质的转化和烟株正常生长所需的营养平衡。然而，目前市场上有机肥类型很多，其成分和特性均存在差异，对微生物的利用程度不同，养分释放能力也不一致，导致其在同一土壤中作用的效果也不同[14]。因此本研究在前期筛选的基础上，采用田间小区试验，研究微生物菌剂与不同传统有机肥及商品有机肥复配对土壤微生物区系的影响，以期为当地科学种植烤烟、提高土壤肥力和烤烟产质量提供理论依据和参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试土壤：水稻土，pH 5.19，碱解氮含量为123 mg/kg，有效磷含量为18 mg/kg，速效钾含量为275 mg/kg。

供试烟草：云烟85，由攀枝花烟草公司提供。

供试菌剂：微生物菌剂由3株互不拮抗的芽孢杆菌（Bacillus pumilus）复配得到，编号分别为YC1、YC2和YC3，其中YC1菌株促生效应为产生植物生长调节因子吲哚乙酸，YC2菌株促生效应为解钾作用，YC3菌株促生效应为溶磷作用。将甘油冷冻保存的芽孢杆菌YC1、YC2和YC3在LB固体平板培养基上面进行平板划线，然后放置在28 ℃活化培养;将活化的芽孢杆菌接种到液体LB培养基中，28 ℃摇培过夜获得新鲜菌种;将芽孢杆菌YC1、YC2和YC3的新鲜菌种分别按1∶100接种到发酵罐中，28 ℃混合发酵培养48 h，获得多功能混合微生物菌剂。菌剂中活菌数为2×109 CFU/g。

供试复合肥：烟草专用复混肥料，由四川金叶化肥有限公司提供（N、P、K养分含量分别为10%、11%、32%）。

供试有机肥：油枯、牛粪、菌渣、氨基酸有机肥、黄腐酸有机肥、虾肽有机肥。油枯（油枯型有機肥）由云南绿之源肥业有限公司提供，牛粪（精制有机肥）由成都进喜肥料销售有限公司提供，菌渣（珍发牌菌渣）由都江堰市大发实业有限公司提供，氨基酸有机肥（珍发牌含氨基酸有机肥）由都江堰市大发实业有限公司提供，黄腐酸有机肥（黄腐酸水溶肥）由山东泉林嘉有肥料有限责任公司提供，虾肽有机肥（虾爵士）由深圳市深博泰生物科技有限公司提供。

1.2 试验设计

试验采取双因素完全组合设计，12个处理，3次重复。其中菌剂设2个处理，分别为不添加微生物菌剂和添加微生物菌剂B;有机肥设6个处理，分别为油枯（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）。试验设计见表1。田间小区随机区组排列，小区面积50 m2，植烟80株。各复配处理将微生物菌剂和氨基酸（分别为有机肥用量的2.0%和1.5%）按试验设计与有机肥混合均匀后作基肥穴施，覆少量土，再施用复合肥，复合肥用量为375 kg/hm2，有机肥用量为600 kg/hm2。

1.3 测定项目与方法

分别于烤烟移栽后的团棵期、旺长期和成熟期采集土样。采集方法为每小区采用蛇形法多点采取距植株5 cm的0～20 cm耕层土样，混合均匀后，去除石砾及动植物残渣，放于4 ℃冰箱中保存。

采用稀释平板涂抹培养计数法测定土壤中真菌、放线菌和细菌的数量。细菌采用牛肉膏蛋白胨琼脂培养基，放线菌采用改良的高氏一号培养基（每300 mL培养基中加3%重铬酸钾1 mL），真菌采用马丁氏培养基，真菌、放线菌和细菌的稀释梯度分别为10-1～10-3、10-3～10-5、10-5～10-7，置于28 ℃培养箱中分别培养3～5 d、5～7 d、1～2 d，长出菌落后计数。将菌落计数转换为每克干土形成的菌落数（CFU/g）。

1.4 数据处理

所有数据采用Excel 2010处理、IBM SPSS Statistics 20.0进行统计分析。对单施有机肥和微生物菌剂与该有机肥复配测得的数据进行比较分析，做t检验（一尾检验）;对施用微生物菌剂的6种不同复配处理测得的数据进行单因素方差分析（LSD法）。

2 结果与分析

2.1 微生物菌剂与有机肥复配对植烟土壤细菌数量的影响

由表2可知，微生物菌剂与有机肥复配对土壤细菌数量影响较大。菌渣与微生物菌剂复配后，土壤细菌数量随着烤烟生长发育呈先上升后下降的趋势，而黄腐酸有机肥和虾肽有机肥与微生物菌剂复配则先下降后上升，油枯和氨基酸有机肥与微生物菌剂复配则一直下降。在烤烟团棵期时，油枯和氨基酸有机肥与微生物菌剂复配处理的土壤细菌数量显著上升，比不添加微生物菌剂的对照提高了120.3%、77.3%;而其余4种有机肥与微生物菌剂复配处理的细菌数量相比对照均降低，其中虾肽有机肥处理达显著水平。到烤烟旺长期，6种有机肥与微生物菌剂复配处理的土壤细菌数量均比不添加微生物菌剂的对照减少，除菌渣外差异均达到显著水平。至成熟期，除氨基酸有机肥和黄腐酸有机肥复配处理外，其余处理的土壤细菌数量均比不添加微生物菌剂的对照上升，相较对照提高了12.0%～178.8%。此外，土壤细菌数量在团棵期以氨基酸有机肥与微生物菌剂复配处理最高，达102.3×106 CFU/g，相比其他复配处理增加73.0×106～89.6×106 CFU/g，增幅为249.1%～705.5%;旺长期各复配处理以菌渣与微生物菌剂复配处理最高，成熟期以虾肽有机肥与菌剂复配最高。综上，就土壤细菌数量而言，以氨基酸有机肥与微生物菌剂复配效果最佳。

2.2 微生物菌剂与有机肥复配对植烟土壤放线菌数量的影响

由表3可知，微生物菌剂与有机肥复配对土壤放线菌数量影响较大。不同有机肥与微生物菌剂复配后，土壤放线菌数量随烤烟生育期的推进呈先下降后上升的趋势，牛粪和氨基酸有机肥除外。在烤烟团棵期时，与不添加微生物菌剂的对照相比，油枯和虾肽有机肥与微生物菌剂复配处理的土壤放线菌数量显著上升，分别比其对照提高31.1%、15.6%;而其余4种有机肥与微生物菌剂复配处理的放线菌数量与对照相比均显著降低。至烤烟旺长期，除虾肽有机肥外，其余有机肥与微生物菌剂复配处理的土壤放线菌数量均显著降低。在成熟期时，与不添加微生物菌剂的对照相比，油枯、菌渣和黄腐酸有机肥与微生物菌剂复配处理的土壤放线菌数量均显著上升，分别比对照在提高了64.5%～245.1%，而牛粪、氨基酸有机肥和虾肽有机肥复配处理则显著下降。此外，各复配处理中，土壤放线菌数量在团棵期以油枯与微生物菌剂复配处理最高，达132.0×104 CFU/g，相比其他复配处理增加14.3×104～72.7×104 CFU/g;旺长期以氨基酸有机肥与微生物菌剂复配处理最高，高出其他复配处理1.2%～116.6%;成熟期以虾肽有机肥与微生物菌剂复配最高。综上，就土壤放线菌数量而言，以油枯和微生物菌剂复配效果最佳。

2.3 微生物菌剂与不同有机肥复配对植烟土壤真菌数量的影响

由表4可知，微生物菌剂与有机肥复配对土壤真菌数量影响较大。油枯、黄腐酸有机肥和氨基酸有机肥与微生物菌剂复配后，土壤真菌数量随着烤烟生长发育呈先上升后下降的趋势，而牛粪和虾肽有机肥与微生物菌剂复配后则先下降后上升，菌渣与微生物菌剂复配则一直上升。在烤烟团棵期时，除油枯复配处理外，其余有机肥与微生物菌剂复配处理的土壤真菌数量均比不添加微生物菌剂的对照下降，分别下降12.8%～65.5%。在烤烟旺长期，牛粪、菌渣和虾肽有机肥与微生物菌剂复配处理的土壤真菌数量均比不添加微生物菌剂的对照有所下降，而其余3种有机肥与微生物菌剂复配真菌数量则表现为上升。至成熟期，除油枯和虾肽有机肥外，其余复配处理的土壤真菌数量均比不添加微生物菌剂的对照显著下降，分别下降35.5%～71.6%。此外，土壤真菌数量在团棵期和成熟期以黄腐酸有机肥与微生物菌剂复配处理最低，相比其他复配处理降低4.0×103～16.0×103 CFU/g、3.6×103～75.3×103 CFU/g;旺长期以牛粪与微生物菌剂复配处理最低，相比其他复配处理减少0.4×103～88.4×103 CFU/g。綜上，就土壤真菌数量而言，以黄腐酸有机肥和微生物菌剂复配效果最佳。

3 讨论

土壤微生物是评价土壤健康和质量的关键指标[15]。土壤微生物作为最活跃的成分，通过自身的繁殖与代谢参与到土壤物质转化循环过程，是土壤养分的贮藏库和周转库。大量研究显示，微生物菌肥与土壤中细菌、放线菌和真菌的数量密切相关[16，17]，段淇斌等[17]通过采用玉米随机区组试验研究表明，施用微生物菌肥的土壤中细菌和放线菌数量显著增加，分别较对照增加322.0%、101.6%;何欣等[18]研究了微生物有机肥对香蕉根际土壤中微生物数量的影响，结果表明，与对照土壤相比，施用微生物有机肥后，香蕉根际土壤中细菌和放线菌数量分别增加1.56～1.76 倍和1.34～1.50倍;焦永刚等[19]研究表明，土壤施用微生物菌肥后，有益菌在作物生长中后期对土壤微生物菌落结构进行了有效调整，使根际土壤细菌和放线菌数量显著增加，土壤生态状况得到改善。本研究中，不同有机肥与微生物菌剂配施后，烤烟整个生育期内均大致表现为土壤细菌和放线菌数量增加，这与张云伟等[20]的研究结果基本一致，但与赵永锋等[21]的研究结果相反，原因可能是本研究供试土壤为水稻土，而赵永锋等[21]的试验是基于褐土，2种土壤性质差异较大，同时大田试验易受到降雨、气温等自然条件的影响，烤烟品种、施肥等因素不同也会造成微生物的差异。

作为植物根区微生态系统的重要组成部分，土壤微生物与植物生长密切相关[22]。而植物病原菌大多为真菌，故土壤中真菌数量增多植株受病原真菌侵染的风险增大。大量研究表明，有机肥与微生物菌剂配施能显著减少土壤真菌数量[23-25]。顾欣等[26]研究了不同有机肥和微生物菌肥配施对拱棚西瓜土壤质量的影响，结果发现，豆饼粉配施菌肥的表层土壤真菌降幅分别为44.71%～45.88%。也有研究表明，土壤中施入生物有机肥减少了可培养真菌的数量，减少幅度分别达到31.7%～66.7%和30.2%～89.6%[27]。在本研究中，黄腐酸有机肥与微生物菌剂配施后，烤烟团棵期和成熟期土壤的真菌数量显著下降，较其他复配处理下降4.0×103～16.0×103 CFU/g、3.6×103～75.3×103 CFU/g，这与李志鹏等[28]的研究结论一致。

4 小结

微生物菌剂与有机肥配施对植烟土壤微生物区系影响显著。在微生物菌剂与有机肥复配的6个处理中，微生物菌剂与氨基酸有机肥复配处理在烤烟各生长期土壤中细菌和放线菌数量均处于较高水平，且真菌数量处于较低水平，有效改善了植烟土壤微生物种群结构和微生物生态环境，是微生物菌剂和有机肥复配的最佳组合方式。

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