微生物有機肥復蘇枯萎榆樹的實驗研究

嚴 興，侯毛宇，梁毅成

（廣州市凈水有限公司，廣州510163）

0 引言

隨著現代農業科學技術的不斷進步和發展，農業技術為人類帶來巨大改變的同時，也為人類的發展做出了巨大貢獻[1-2]。特別是化肥的使用，給農業生產帶來巨大的效益，增加農作物產量，增加農民收入[3-4]。然而，化肥在提高作物產量的同時，也給環境、農田土壤和農產品質量等帶來極大的危害，還對農業的可持續發展構成嚴重的威脅[5-6]。大片的土壤板結，抗藥性病蟲害越來越嚴重，影響農作物產量的同時，也造成更嚴重的環境污染和生態污染[7-8]。

微生物有機肥肥效均衡、本身無毒、不污染環境、成本低，并且在提高與保持土壤肥力、提高肥料利用率、促進作物生長、拮抗土傳病害、凈化環境與保持土壤生態系統的平衡等方面都起著重要的作用，是化學肥料最有效的替代品[9-11]。但微生物有機肥對植物生長影響效果如何，如何影響植物的生理機能，如何讓沉寂（枯萎、頻臨死亡）的樹木重生，及其作用原理等方面鮮有研究報道[12-14]。本研究通過將微生物有機肥投加在枯萎榆樹的土壤中，將枯萎2年的盆栽榆樹重生，以期通過現象和數據分析，找出微生物有機肥對植物生理機能的影響，以及對環境保護方面的作用。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

供試作物為生病枯萎的盆栽花木榆樹（樹齡6年，枯萎2年），盆栽直徑80 cm、深60 cm。供試土壤采自廣東省農業科學院蔬菜研究所試驗地壤土，適量添加普通生態肥（主要成分為作物秸稈）勻化實驗土壤，pH 5.6，有機質 17.0 g/kg，速效氮 320.0 mg/kg，有效磷46.0 mg/kg，速效鉀50.0 mg/kg，細菌0.10×109cfu/g，放線菌0.15×105cfu/g，真菌0.10×105cfu/g。供試普通有機肥為雞糞和蘑菇渣發酵生成，微生物有機肥在普通有機肥的基礎上添加了適量的日本專利微生物菌劑（主要成分為芽孢桿菌、霉菌、光合菌群和固氮菌等），2種有機肥養分狀況見表1，化肥為尿素(N 46%)、氯化鉀(K2O 60%)和磷酸二氫銨(P2O561.7%)。

1.2 實驗設計

實驗設4個施肥處理，即不施肥(B1)、微生物有機肥(T1)、普通有機肥(T2)、化肥(T3)。首先刨除盆栽表層30 cm厚度的土壤，覆蓋20 cm厚度的供試土壤，然后按照T1、T2和T3方式各取5 kg的肥料添加進盆栽中，B1直接在盆栽中添加5 kg供試土壤，來回翻拋3次混勻，實驗開始時，均勻澆灌3 L自來水，避免強光直射，自第2天后，每日上午9時均勻澆灌2 L自來水。

1.3 實驗與方法

取施肥第1、7、14、21、28、40天的表層20 cm處樣品30 g，用封口袋封裝。

測試方法：土壤細菌、真菌、放線菌總數測定采用平板計數法，其中細菌培養基為牛肉膏蛋白胨培養基，真菌培養基為PDA真菌培養基，放線菌培養基為高氏一號培養基[15-16]。

操作步驟如下[17-18]：（1）制備懸浮液。稱取B1、T1、T2和T3樣品各10 g（精確至0.01 g）加入到100 mL無菌水中，靜止20 min，震蕩30 min直至溶液均勻，菌懸液10-1mg/L制備完成。（2）稀釋。吸取（無菌吸管）5 mL 10-1mg/L的菌懸液加入到45 mL無菌水中，洗吹3次混勻成10-2的稀釋液，依次稀釋至10-7等濃度（每個稀釋度換1支無菌吸管）。（3）倒平板。取融化并保溫在50℃的培養基1瓶(250 mL)，倒平板10個（同種菌）順序編號，10-5、10-6、10-7每一稀釋度重復3個皿，對照(CK)皿1個。（4）接種培養。用1 mL無菌吸管由高稀釋度向低稀釋度分別吸取0.1 mL接種于平板上，用無菌刮鏟涂勻，對照皿接種無菌水，在28～30℃下培養2～5天。（5）檢查計數。取出培養皿，于每個稀釋度取5～10個菌落的菌體，涂片染色，鏡檢確認后進行菌落計數。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對土壤微生物的影響

通過檢測4個施肥處理對盆栽土壤中放線菌、真菌和細菌數量的檢測分析可知，化肥處理的微生物數量顯著低于微生物有機肥和普通有機肥，也低于不添加任何處理的供試土壤（詳見表2），說明化肥對土壤中的微生物系統、生態系統有顯著的破壞作用，微生物的增長受到抑制[19-20]。微生物有機肥中的細菌、真菌和放線菌數量顯著高于普通有機肥，說明微生物有機肥施用有助于土壤微生物的生長，這是因為微生物有機肥中含有種類多、數量大的微生物，以及微生物促長因子[21]，微生物通過自身的對數增長，極大地影響植物根際土壤，進而完全占據整個盆栽土壤系統，形成成熟的微生態系統，最終提高整個盆栽土壤的生物活性[22-23]。

表2 4個施肥處理實驗土壤微生物數量對比表

2.2 不同施肥處理對枯萎榆樹發芽的影響

通過觀察4個施肥處理后第1、7、14、21、28、40天枯萎榆樹發芽、長新葉和病蟲害的情況發現：施用微生物有機肥使枯萎榆樹重新煥發生機，逐漸長出新芽和新葉。從第7天開始，枯萎榆樹出現了8片樹葉和14棵新芽，到第40天樹葉超過了200片，完全恢復未生病枯萎前的狀況，如表3。從圖1也可以發現，添加微生物有機肥后，枯樹逐漸發芽、長葉，最后完全成活，脫胎換骨的時間不超過40天。

這是因為微生物有機肥中數量巨大的微生物菌群通過自身的新陳代謝和對盆栽土壤中有機物的分解作用，改善根際土壤特性，提高植物抗逆性及養分利用效率，從而促進植物根系生長，進而促進枯萎榆樹的復蘇，而根系的生長及根系分泌物反過來影響微生物的數量和種類，進而影響盆栽土壤中微型動植物的種類，從而徹底改變盆栽微生態系統，讓枯萎榆樹恢復生機[24]。

微生物有機肥中的功能性微生物，對植物病害有良好的預防作用和改善作用，枯樹盆栽中施用微生物有機肥后，土壤中的病害得到了抑制和殺滅[25]。微生物有機肥也促進土壤本體微生物的生長，微生物有機肥的施用使土壤微生物對碳水化合物的利用能力提高，微生物有機肥為土壤微生物提供了更多的可利用底物，極大地改善了土壤微生物群落的功能[26]。

表3 4個施肥處理枯萎榆樹芽數、葉數和病蟲情況

微生物有機肥富含有機質及有益微生物，施用后可顯著改善枯樹土壤的團粒和通透性，促進土壤氣體交換，并保肥保水，顯著改善土壤中的C/N、C/P和微生物群落結構，提高土壤庫容量、土壤微生物代謝能力，改善土壤有機化和礦化轉換效率，活化土壤中固定態磷鉀，減少土壤板結危害，提高肥料利用率[27]。

圖1 微生物有機肥施用盆栽枯萎榆樹復蘇過程

3 結論

（1）微生物有機肥含有數量巨大、種類繁多的微生物菌群，能改善土壤基質的通透性，促進土壤中物質的交換，保水保肥，提高土壤肥力；微生物有機肥中的生物因子對植物病害有較強的抑制和殺滅作用，能維持土壤根系生態系統的健康狀態和穩定發展，其促生長因子對枯萎榆樹和貧瘠的土壤環境有積極的促進作用，能促使枯萎榆樹復蘇。

（2）采用微生物有機肥培養已枯萎2年的榆樹，經過40天的培養，枯萎榆樹又重新出現生機。這是從技術層面對枯樹復蘇的現象進行經驗總結和理論剖析，具有較強的實用性。

（3）微生物有機肥肥效好，具有生物肥料所獨有的生命力，可以在農、林和牧等生產方面發揮出積極的作用，今后可在實際生產中加以推廣應用。

4 討論

（1）與其他研究結果類似，施用微生物有機肥可增加土壤微生物數量，提高微生物活性；微生物有機肥本身含有的益菌群，對土壤本底微生物有極強的活化作用；微生物有機肥可提高土壤微生物利用碳底物能力，進而改善土壤微生物營養，提高微生態系統代謝能力，加強微生態競爭力。

（2）微生物有機肥能夠使枯萎2年的盆栽榆樹復蘇，可以說明微生物能夠為植物提供生長肥料及其他微量元素等，微生物與植物根系及根際動物之間存在復雜的互作關系，互相促進生長和自身的繁殖，進而影響整個微生態系統。

（3）微生物有機肥的研究和廣泛使用，能夠為保護環境和促進經濟可持續發展提供有效的技術方法。本研究從現象和數據上初步分析了作用機理，但也存在不足，應進一步加強微生物的作用機理研究，特別是對微生物提高植物生命力的基因層面的機理研究，為生物技術產業提供應有的助力，這是下一步努力的方向。

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