腐植酸与枯草芽孢杆菌和过氧化钙对丹参连作田土壤肥力的影响

王凤娇，郭新送，丁方军，吴钦泉，祝丽香

（1.土肥资源高效利用国家工程实验室，山东 泰安 271018；

2.山东省腐植酸高效利用工程技术研究中心/山东农大肥业科技有限公司，山东 泰安 271000；3.山东农业大学农学院，山东 泰安 271018）

丹参（Salvia miltiorrhizaBge.），根皮朱红色，又名红根、大红袍、血参根，具有活血化瘀的功效，在预防心血管疾病、抗血栓、老年心绞痛等方面效果显著，药用价值极高［1］。由于丹参市场需求量大，野生资源匮乏，市场销售的丹参多为人工栽培。近年来，由于不合理施肥、种植方式单一以及根系自毒物质等因素导致丹参连作障碍加重，不仅破坏了种植地土壤环境，还造成丹参产量与品质下降［2-4］。

腐植酸肥作为一种绿色环保肥料，具有改善土壤理化性质、提高土壤肥力及化肥利用率、改善作物品质等功效［5-9］，具有广泛的应用前景。枯草芽孢杆菌剂作为一种绿色肥料，在促进作物生长发育和改善土壤环境方面扮演着重要角色［10］。枯草芽孢杆菌施入土壤可促进作物对氮磷钾的吸收，增加干物质积累，提高产量。过氧化钙（CaO2）本身无毒，对环境无污染，遇水具有放氧的特性。日本、美国早在稻田里通过添加氧化剂来改良土壤氧环境［11，12］。目前国内尚未见腐植酸与枯草芽孢杆菌和过氧化钙对丹参连作田土壤肥力影响的研究。本试验选用腐植酸、枯草芽孢杆菌剂和过氧化钙单施或配施，研究其对丹参连作田土壤速效养分、有机质、土壤酶活性的影响，以期为改善丹参连作土壤生物学特性提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况及材料

试验在山东农大肥业科技有限公司科研楼东部塑料拱棚内（东经116.7°，北纬36.2°）进行。

供试土壤：取自山东省新泰市龙廷镇尚志庄村连续种植丹参3年的重茬地，按照地理发生类型划分土壤类型为棕壤，按照系统命名为普通简育淋溶湿润土。其基本理化性状：有机质含量21.4 g/kg、有效氮51.5 mg/kg、有效磷20.2 mg/kg、速效钾143.0 mg/kg，pH值6.8。

供试丹参品种为鲁丹参2号。

供试肥料由山东农大肥业科技有限公司提供。腐植酸为褐煤经碱活化（KOH）处理所得：总腐植酸45%（水溶性腐植酸43.3%）、氧化钾8%、pH值10～11；枯草芽孢杆菌剂（HG-15菌）：有效活菌数100亿个/g；过氧化钙：活性氧16%，pH值11～13（执行GB 25573-2010标准）；复合肥Ⅰ（N-P2O5-K2O=15-15-15）用作基肥，复合肥Ⅱ（N-P2O5-K2O=16-9-20）用作追肥。

1.2 试验设计及方法

采用盆栽试验法，共设置8个处理：对照（CK）、腐植酸0.49 g/kg土（T1）、枯草芽孢杆菌0.014 g/kg土（T2）、过氧化钙0.1 g/kg土（T3）、腐植酸0.49 g/kg土+枯草芽孢杆菌0.014 g/kg土（T4）、腐植酸0.49 g/kg土+过氧化钙0.1 g/kg土（T5）、枯草芽孢杆菌0.014 g/kg土+过氧化钙0.1 g/kg土（T6）、腐植酸0.49 g/kg土+枯草芽孢杆菌0.014 g/kg土+过氧化钙0.1 g/kg土（T7）。每处理30盆，重复3次，共720盆。

种植前，准确称量复合肥Ⅰ1.5 g/盆基施，腐植酸、枯草芽孢杆菌及过氧化钙与供试土壤混匀后装盆。栽培盆规格为高17 cm，直径25 cm，每盆装土3.7 kg。2020年7月8日，每盆均匀播种30粒，留苗4株。丹参出苗65天，每盆追施复合肥Ⅱ1 g。丹参幼苗生长期内所有处理管理方式相同。

1.3 测定项目与方法

分别于丹参幼苗长至30、60、90天取其根际土壤用于土壤养分及酶活的测定。

土壤养分含量：有效氮采用碱解扩散法测定；有效磷采用碳酸氢钠-钼锑抗比色法测定；速效钾采用醋酸铵浸提-火焰光度计法测定；有机质采用重铬酸钾-硫酸氧化法测定。

土壤酶活性：脲酶采用苯酚钠-次氯酸钠比色法测定；蔗糖酶采用3，5-二硝基水杨酸比色法测定；过氧化氢酶采用高锰酸钾滴定法测定。

1.4 数据处理

采用SAS 8.2软件进行ANOVA方差分析及Duncan’s差异显著性检验；并用Microsoft Excel 2007软件作图。

2 结果与分析

2.1 腐植酸与枯草芽孢杆菌和过氧化钙对土壤速效养分的影响

2.1.1 对土壤有效氮含量的影响 由图1看出，在丹参幼苗生长30～90天期间，CK和T2处理的土壤有效氮含量呈先降低后升高的变化趋势，其它处理土壤有效氮含量为小幅上升，丹参幼苗生长期配施处理土壤有效氮含量均高于CK。出苗30天，T7处理土壤有效氮含量最高，T1最低，二者差异显著，其它处理与CK无显著差异。出苗60天，处理间土壤有效氮含量差异增大，T7处理最高，比CK高31.59%；腐植酸（T1）、过氧化钙（T3）单施二者无显著差异，但较枯草芽孢杆菌（T2）处理均显著提高17.88%；配施时，T7与T6处理无显著差异，但分别比T4、T5显著提高10.33%、17.23%。出苗90天，T7处理土壤有效氮含量也是最高，比CK提高30.50%，各处理间无显著差异，但均显著高于CK。

图1 腐植酸与枯草芽孢杆菌和过氧化钙 对土壤有效氮含量的影响

2.1.2 对土壤有效磷含量的影响 在丹参幼苗生长30～90天期间，各处理土壤有效磷含量呈先升高后降低趋势（图2）。出苗30天，各处理土壤有效磷含量均高于CK，配施处理高于单施处理；腐植酸、枯草芽孢杆菌单施处理分别比过氧化钙处理高3.86%、2.07%，但差异不显著；各配施处理间无显著差异。在出苗后30、60天土壤有效磷含量均以T7处理最高，分别比CK显著提高17.32%和11.37%。出苗60天，T1、T2分别比T3处理提高7.14%、8.04%；配施时，土壤有效磷含量表现为T7＞T5＞T4＞T6，但处理间无显著差异。出苗90天，T7处理土壤有效磷含量最高，比CK提高12.37%，但各处理间无显著差异。

图2 腐植酸与枯草芽孢杆菌和过氧化钙 对土壤有效磷含量的影响

2.1.3 对土壤速效钾含量的影响 由图3看出，在丹参幼苗生长30～90天期间，各处理土壤速效钾含量呈降低趋势，腐植酸、枯草芽孢杆菌、过氧化钙单施或配施土壤速效钾含量均高于CK。出苗30天，T7与T5处理土壤速效钾含量显著高于其它处理，其中T7处理最高，比CK显著提高43.28%。单施时，T1处理土壤速效钾含量最高，较T2、T3处理分别显著提高11.9%和19.9%；配施时，T7与T5处理无显著差异，但比T4、T6处理分别显著提高12.3%、21.63%。出苗60天，T7处理土壤速效钾含量最高，比CK显著提高37.63%；单施时，T1处理土壤速效钾含量最高，分别比T2、T3处理高31.14%、26.97%，差异显著；配施时，T6处理土壤速效钾含量最低，且与其它各配施处理间差异显著。出苗90天，单施或配施处理间土壤速效钾含量无显著差异，但均高于对照。

图3 腐植酸与枯草芽孢杆菌和过氧化钙 对土壤速效钾含量的影响

2.2 腐植酸与枯草芽孢杆菌和过氧化钙对土壤有机质含量的影响

在丹参幼苗生长30～90天期间，各处理土壤有机质含量前期无明显变化趋势，后期各配施处理呈增加趋势（图4）。出苗30天，腐植酸、枯草芽孢杆菌、过氧化钙单施或配施处理土壤有机质含量均高于CK，以T7处理最高，比CK显著高50.97%；各单施或配施处理间土壤有机质含量均无显著差异，但后者高于前者。出苗60天，T7处理土壤有机质含量最高，比CK显著提高20.63%；单施时，T1处理土壤有机质含量最高，与T2、T3处理无显著差异；配施时T7处理与其它处理间无显著差异。出苗90天，T7处理土壤有机质含量最高，比CK显著提高42.16%，配施处理高于单施处理；T1比T2、T3处理均显著提高7.83%，配施时，T7处理土壤有机质含量与T4、T5处理差异不显著，但与T6处理差异显著。

图4 腐植酸与枯草芽孢杆菌和过氧化钙 对土壤有机质含量的影响

2.3 腐植酸与枯草芽孢杆菌和过氧化钙对土壤酶活性的影响

2.3.1 对土壤脲酶活性的影响 在丹参幼苗生长30～90天期间，各处理土壤脲酶活性呈降低趋势（图5），腐植酸、枯草芽孢杆菌、过氧化钙单施或配施土壤脲酶活性均高于CK。出苗30天，T7处理土壤脲酶活性最高，T2最低，其它各处理间无显著差异。出苗60天，T7处理土壤脲酶活性最高，比CK显著提高80.27%，配施时T4、T5、T7处理间无显著差异，但显著高于T6处理。出苗90天，各配施处理高于各单施处理，以T7处理土壤脲酶活性最高，比CK提高79.07%，比T1、T2、T3处理分别高19.95%、24.13%、43.9%，差异显著。

图5 腐植酸与枯草芽孢杆菌和过氧化钙 对土壤脲酶活性的影响

2.3.2 对土壤蔗糖酶活性的影响 在丹参幼苗生长30～90天期间，各处理土壤蔗糖酶活性呈先降低后升高趋势（图6），腐植酸、枯草芽孢杆菌、过氧化钙单施或配施处理土壤蔗糖酶活性均高于CK。出苗30天，T7处理土壤蔗糖酶活性最高，比CK显著提高40.41%；单施时T1、T2处理土壤蔗糖酶活性比T3处理分别显著提高9.04%、4.57%，配施时T4与T7处理无显著差异，但显著高于T5、T6。出苗60天，T7处理土壤蔗糖酶活性最高，比CK显著提高24.09%；各单施处理间无显著差异，配施时，各处理土壤蔗糖酶活性表现为T7＞T4＞T5＞T6，但处理间无显著差异。出苗90天，T7处理的土壤蔗糖酶活性最高，比CK提高33.36%；单施时T1、T3土壤蔗糖酶活性显著高于T2处理，配施时T7处理土壤蔗糖酶活性比T4、T5、T6处理分别提高3.97%、5.88%、21.23%，差异显著。

图6 腐植酸与枯草芽孢杆菌和过氧化钙 对土壤蔗糖酶活性的影响

2.3.3 对土壤过氧化氢酶活性的影响 在丹参幼苗生长30～90天期间，各处理土壤过氧化氢酶活性呈降低趋势（图7），腐植酸、枯草芽孢杆菌剂、过氧化钙单施或配施土壤过氧化氢酶活性均高于CK。出苗30天，T7处理土壤过氧化氢酶活性最高，比CK显著提高17.65%，配施处理高于单施处理；单施处理T1土壤过氧化氢酶活性比T2、T3处理均显著提高4.13%，配施处理T7土壤过氧化氢酶活性比T4、T5、T6处理分别显著提高6.87%、10.24%、15.7%。出苗60天，T7处理土壤过氧化氢酶活性最高，比CK显著提高17.59%：与出苗30天相似，单施时T1处理土壤过氧化氢酶活性比T2、T3分别高7.96%、11.93%，配施时T7处理土壤过氧化氢酶活性比T6显著提高8.55%，与T4、T5无显著差异。出苗90天，T7处理土壤过氧化氢酶活性最高，比CK高18.6%；各单施处理土壤过氧化氢酶活性变化与出苗30～60天基本一致，T1处理最高，配施时T7处理土壤过氧化氢酶活性与T4处理无显著差异，但与T5、T6差异显著。

图7 腐植酸与枯草芽孢杆菌和过氧化钙 对土壤过氧化氢酶活性的影响

3 讨论

3.1 土壤养分是由土壤提供给植物生长所需的营养物质。腐植酸作为土壤矿质元素的活化剂，利用自身的螯合能力，螯合土壤中植物所需的营养元素，可提高土壤对作物的养分供应能力［13］。本研究表明，在丹参苗生长后期，腐植酸+枯草芽孢杆菌+过氧化钙配施可以提高土壤有效磷、速效钾含量，并显著提高土壤有效氮含量。这与李鹏程等［14］研究腐植酸与菌剂配施对土壤养分含量的影响得到的结论一致。高觅等［15］研究也发现腐植酸与菌剂配施收获后的马铃薯地块土壤速效养分显著高于收获前。

3.2 土壤有机质可以增强土壤通气性，是土壤蔗糖酶与微生物的有机载体，影响土壤蔗糖酶活性及稳定性［16］。腐植酸可以显著提高土壤有机质含量［17］。本研究表明，丹参苗生长期内，腐植酸配施枯草芽孢杆菌土壤有机质含量仅次于腐植酸+枯草芽孢杆菌+过氧化钙配施，说明腐植酸与枯草芽孢杆菌在提高土壤有机质含量方面效果显著，这与丁嘉宁［18］、胡亚杰［19］等的研究结果一致。综合来看，腐植酸+枯草芽孢杆菌+过氧化钙配施显著提高土壤有机质含量。

3.3 土壤酶活性可作为判定土壤养分状况的重要指标之一［20］。在平邑甜茶连作土壤中添加枯草芽孢杆菌，可以提高土壤酶活性，其中蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性分别提高63.3%、101.5%、146.7%、35.8%［21］。本研究表明，不同处理土壤蔗糖酶活性呈先下降后上升趋势，脲酶和过氧化氢酶活性随着丹参苗的生长呈下降趋势。在丹参苗生长后期，腐植酸+枯草芽孢杆菌+过氧化钙配施显著提高土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性。腐植酸对作物根系的刺激作用以及与酶的相互作用，起到促进土壤酶活性和稳定性的作用［22］。

4 结论

腐植酸、枯草芽孢杆菌和过氧化钙单施或配施均提高土壤肥力，丹参苗生长后期，T7处理显著提高土壤酶活性，增加土壤有效氮磷钾含量，有效改善了丹参连作土壤生物学特性。因此，本试验条件下，腐植酸（0.49 g/kg土）+枯草芽孢杆菌剂（0.014 g/kg土）+过氧化钙（0.1 g/kg土）效果最佳。