生物有機肥對土壤微生物活性的影響管窺

李維維　祁國平　牛永健　魏文江

（甘肅省輕工研究院甘肅蘭州730000）

生物有機肥對土壤微生物活性的影響管窺

李維維祁國平牛永健魏文江

（甘肅省輕工研究院甘肅蘭州730000）

通過溫室玉米盆栽實驗探究生物有機肥對土壤微生物活性的影響，并且利用平板計數(shù)法探究了生物有機肥對土壤微生物生態(tài)的影響。結(jié)果表明，與化肥相比生物有機肥能夠顯著增加土壤中細菌、真菌、放線菌的數(shù)量。AWCD值證明生物有機肥可以提高細菌對于碳源的利用率，可改善微生物的營養(yǎng)條件，提高土壤微生物的多樣性。

生物有機肥；土壤微生物；平板計數(shù)；生態(tài)多樣性

近些年來對于化肥以及化學農(nóng)藥的大量利用雖然提高了農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)率以及農(nóng)作物的產(chǎn)量，但是卻導致土壤板結(jié)，降低了土壤中微生物的多樣性，再次使用只能重新施加化肥，提高了生產(chǎn)的成本，因而當前農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)健康研究已成為了農(nóng)學研究的前沿。土壤中微生物種群的平衡受到很多因素的影響，稍有變化都會導致平衡的破壞，微生物的生態(tài)系統(tǒng)勢必發(fā)揮不了應(yīng)有的作用，農(nóng)作物的產(chǎn)量也會隨之而下降。為了保證農(nóng)作物的產(chǎn)量，有必要采取科學的手段來保護土壤和環(huán)境資源，優(yōu)化土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，提高土壤更新和回復能力。為了了解生物有機肥對土壤微生物活性的影響，本文通過溫室盆栽試驗，利用平板計數(shù)法探究了有機肥和化肥對土壤微生物生態(tài)的影響，希望能夠為土壤微生物生態(tài)的恢復提供依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗材料

生物有機肥為本院自制，經(jīng)測定每千克中含有有機質(zhì)400.5g，全氮11.9g，全磷22.4g，全鉀9.20g，碳氮比為12.33。另有從市場上購入的商品有機肥，經(jīng)測定每千克中含有有機質(zhì)395.3g，全氮12.1g，全磷21.7g，全鉀9.10g，碳氮比為11.94。供試土壤取自本校試驗基地，供試作物為孟山都公司生產(chǎn)的“迪卡”玉米。供試化肥為尿素(含N46%)、氯化鉀(K2O60%)和磷。

1.2試驗設(shè)計

試驗設(shè)4個施肥處理：不施肥(CK)、生物有機肥(T1)、普通有機肥(T2)、化肥(T3),3個施肥處理為等量N、P、K。各處理重復3次。采用盆栽試驗，每盆裝10kg土，加入肥料混勻后裝盆。每盆栽種4株玉米。試驗分兩次進行，第1次試驗始于2013年7月30日，9月14日收獲；第2次試驗始于10月23日，12月6日收獲。第2次試驗在第1次收獲后不再追加任何肥料繼續(xù)進行。

1.3測定及計算方法

土壤細菌、真菌、放線菌總數(shù)測定采用平板計數(shù)法統(tǒng)計，土壤用十倍稀釋法稀釋后涂布在不同的培養(yǎng)基上，恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3天，肉眼觀測單菌落的數(shù)目，由此計算土壤中各宗細菌的總數(shù)目。土壤微生物功能多樣性采用BIOLOGECO微平板法測定。具體方法如下：稱取相當于10 g烘干土壤的新鮮土壤，加入100 mL滅菌的0.1 mol·L－1的磷酸緩沖液(K2HPO4/KH2PO4,pH 7.0)，使土液比為1∶10，稀釋后將土壤浸提液加入到BIOLOG ECO微平板中，30℃培養(yǎng)，酶標儀測定，計算AWCD值。

2　結(jié)果與討論

2.1不同施肥處理對土壤微生物的影響

表1　處理第1次土壤微生物數(shù)量的比較

第一次試驗處理后土壤微生物數(shù)量見表1所示.從表1來看，處理前與處理后土壤中真菌與放線菌的數(shù)量始終是接近的。而用化肥處理后的土壤中細菌、真菌、放線菌的數(shù)量都要顯著低于有機肥處理，差異有統(tǒng)計學意義。由于自制有機肥與市場上所售的普通有機肥碳氮比有所不同，因而兩者的效果也存在差異，自制有機肥處理后土壤中三大菌群的含量要顯著高于市售有機肥處理的土壤，雖然自制有機肥未必使得土壤中的微生物數(shù)量達到最大值，但是還是有顯著的差別。由此可見有機肥可以增加土壤中微生物的種類及數(shù)量，同時如果能夠調(diào)整合理的碳氮比，可以讓讓微生物數(shù)量達到最大化，增加土壤的肥力。

第二次試驗的結(jié)果未在表中列出，但是與第一次實驗相比，在土壤中施加了自制的生物有機肥后雖然沒有再次施肥，但是土壤中微生物的數(shù)量并沒有出現(xiàn)顯著的下降，仍舊高于使用普通有機肥和化肥進行處理的土壤。另一方面施用普通化肥處理后的土壤中微生物的數(shù)量有所下降，這可能與化肥中可供利用的營養(yǎng)物質(zhì)含量較低有關(guān)。由此來看，生物有機肥可以顯著提高土壤中三大菌群的數(shù)量，其作用效果也比較持久，有利于長久保障土壤生態(tài)的平衡穩(wěn)定，可為土壤中的植物提供更多的肥力。

2.2土壤微生物功能多樣性

AWCD值又稱平均顏色變化率，是度量土壤中微生物活性的重要指標，主要反映的是微生物利用某一碳源物質(zhì)的能力，可在一定程度上反映土壤微生物種群的數(shù)量和結(jié)構(gòu)特征。AWCD的值越大就意味著土壤微生物的活性越高。本次實驗中兩次試驗的AWCD值如表2所示。

表2　兩次試驗不同取樣時間AWCD值比較

從表2來看，在第一次處理后，化肥處理的土壤AWCD值最高，其次是市售的普通有機肥，自制的生物有機肥測量值最低。但是隨著處理時間和作用時間的延長，自制有機肥和市售的普通有機肥AWCD值都要顯著高于化肥，并且自制有機肥和市售的普通有機肥相比AWCD值更高，這說明生物有機肥的處理能夠有效提高土壤微生物的活性，相較于普通化肥來講，這種提高并不是短暫的，有機肥可以長時間作用于土壤中的微生物群體。由此看來，生物有機肥與化肥的區(qū)別還在于對營養(yǎng)物質(zhì)的利用率上，使用生物有機肥后土壤中的微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的利用效率更高，微生物的代謝能力更強，意味著土壤微生物的活性更高。

土壤微生物活力的增強意味著對各種有機質(zhì)的消耗越多，本次研究中將培養(yǎng)基中的有機質(zhì)分為糖類、羧酸、氨基酸、胺和酰胺五類，對平板培養(yǎng)基中的有機質(zhì)的利用率進行了測算。從試驗的結(jié)果來看，未使用化肥或者生物有機肥的土壤微生物對這幾類營養(yǎng)物質(zhì)的利用率都比較低下。對比使用有機肥和使用普通化肥的土壤中微生物對于營養(yǎng)物質(zhì)的利用率可以看到，經(jīng)過有機肥處理后，土壤微生物對于有機物質(zhì)的利用率有一定的提高，這有助于土壤中微生物的生長繁殖。而使用了自制生物有機肥后土壤中微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的利用要顯著高于其他對照組，說明生物有機肥能夠給土壤微生物提供更多的碳水化合物供其利用，可幫助土壤微生物維持在較高的活性和生長率。

近些年來世界各國對生物有機肥的作用展開了深入的探究，同時研究也發(fā)現(xiàn)植物在正常生長的過程中，其根部周邊存在多種有益細菌，這些細菌自身生長代謝所產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物可以促進植物的生長，有的次級代謝產(chǎn)物甚至能夠幫助植物抑制細菌或者真菌性病害的發(fā)生，進一步探究后發(fā)現(xiàn)能夠產(chǎn)生這些次級代謝產(chǎn)物的植物以及放線菌、真菌和藻類最多，使用生物有機肥能夠顯著提高中微生物的活性以及數(shù)量，理論上來講可以產(chǎn)生更多的次級代謝產(chǎn)物來幫助植物生長，并且也沒有使用化肥所帶來的一系列副作用，可以說前景光明。

3　結(jié)語

土壤中微生物的存在可以幫助植物生長的更好，而實驗證明有機肥可以幫助改善土壤中微生物種群的數(shù)量以及微生物的活性，進而幫助植株生長得更好。一方面是因為有機肥中本身就含有許多微生物菌群，另一方面有機肥的施加補充了土壤中流失的肥力，為微生物的生長提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，BIOLOG ECO微平板還證明有機肥提高了微生物對于營養(yǎng)物質(zhì)的利用率，進一步增強其代謝，有效改善了微生物的結(jié)構(gòu)，保持土壤微生物平衡。此外多樣性高的土壤對病原菌有更強的抑制作用，是未來可行的生態(tài)調(diào)控防病途徑，應(yīng)用前景相當光明。

[1]李雙喜,沈其榮,鄭憲清等.施用微生物有機肥對連作條件下西瓜的生物效應(yīng)及土壤生物性狀的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報, 2012,20(2):169-174.

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[3]謝鵬虓,黃鵬,安丹軍,等.配施生物有機肥及化肥減量對玉米間作豌豆土壤微生物及產(chǎn)量的影響[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學學報,2014,(6): 41-46.

李維維（1986—），男，甘肅武山，2009年7月畢業(yè)于蘭州交通大學環(huán)境工程專業(yè)，助理工程師，工作方向：節(jié)能環(huán)保。