腐植酸復配產品對設施土壤微生物及線蟲數量的影響

高 亮 李春華 李 強

1 濰坊加濰生物科技有限公司 濰坊 261000

2 壽光科農園果蔬專業合作社 濰坊 262728

3 武漢光華時代生物科技有限公司 武漢 430000

土壤肥力包括水、肥、氣、熱、微生物等5大指標。土壤微生物是象征土壤質量最有潛力的敏感性指標，高質量土壤應具有穩定的微生物群落組成和結構、高微生物生物量及良好的微生物活性[1]。設施蔬菜生產中復種指數較高、集約化程度高，導致番茄種植過程中常出現連作障礙，嚴重影響了設施番茄栽培的可持續發展[2]。微生物酵素含大量營養元素及適量微量元素和激素，能為植物提供養分，可有效抑制病蟲害發生。生物酵素的制作過程不使用任何化學合成物質，對環境友好，有利于生態環境可持續發展[3～5]，酵素可與多種肥料組配成新型肥料。聚谷氨酸作為一種生物可降解水溶性新型高分子聚合物，其獨特的結構和理化性質，廣泛用于農林保水劑、肥料增效劑和緩釋劑等領域[6]。但將微生物酵素、γ-聚谷氨酸與礦物源腐植酸復配對土壤微生物及線蟲影響未見報道。本文通過研究微生物酵素和γ-聚谷氨酸及二者與礦物源腐植酸復配的含腐植酸水溶肥料對土壤微生物數量的影響，探索提高設施土壤質量的方法，以期對設施番茄高產優質提供科學施肥的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

（1）試驗肥料。

微生物酵素系濰坊加濰生物科技有限公司利用酵素菌發酵殘次番茄果實制備的酵素發酵液，內含復合酶、小分子有機酸、維生素、激素和其他代謝產物。其主要技術指標：棕色液體，有效活菌總數2.2×106cfu/mL、蛋白酶272 U/L、酯酶121 U/L、超氧化物歧化酶52 U/L、總酸8.1 g/L、有機酸6.2 g/L、游離氨基酸345 mg/L、糖2.1 g/L，pH 6.5。

γ-聚谷氨酸系武漢光華時代生物科技有限公司生產的產品，是一種由左右旋光性的谷氨酸單體聚合在一起的全水溶、可降解的高分子、陰離子型多肽聚合物。其主要技術指標：棕褐色液體，γ-聚谷氨酸20%、全氮5%、全磷10%、全鉀12%、水不溶物0.5%，pH 6.8。

含腐植酸水溶肥料系濰坊加濰生物科技有限公司利用微生物酵素和γ-聚谷氨酸與礦物源腐植酸經特殊工藝復配而成。其主要技術指標：腐植酸4.3%、全氮12.3%、全磷11.7%、全鉀13.4%、γ-聚谷氨酸5%、復合酶87.5 U/L、游離氨基酸87.4 mg/L、水不溶物1.2%，pH 6.9。

（2）試驗作物。

番茄系高品質品種“戴安娜”，產量中等、抗病性中等。

1.2 試驗設計

試驗于2018—2019年在山東省濰坊市壽光稻田科農園果蔬專業合作社農業科技示范園進行。試驗地土壤化學性質見表1。

試驗共設置4個處理：含腐植酸水溶肥料，稀釋300倍，澆施；γ-聚谷氨酸，稀釋300倍，澆施；微生物酵素，稀釋300倍，澆施；空白對照（CK），等量清水。每個處理重復3次，試驗小區面積為4 m×6 m。第2穗花序果實開始膨大期時，將試驗用肥用作追肥澆施，用液量相同；每隔10天追施1次，連續使用3次。所有小區的田間管理一致。

1.3 測試項目及方法

土壤基礎性質：前茬作物收獲后，在施基肥之前，進行土壤基礎肥力測定。采用5點取樣法，用土鉆采集0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm土層的土壤樣品，分別測定土壤有機質、全氮、堿解氮、全磷、有效磷、速效鉀含量和土壤pH。

土壤樣品采集：在番茄盛果后期，每個處理隨機取5點，用土鉆采集0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm土層的土壤樣品，測定土壤微生物數量。

測定方法：土壤細菌、放線菌、真菌數量均通過選擇培養基培養后采用平板計數法測定。細菌采用牛肉膏蛋白胨培養基；放線菌采用高氏1號選擇培養基；真菌采用馬丁選擇培養基。土壤線蟲采用生菜蛋黃培養基[7，8]，接入不同處理土壤線蟲，培養10天后，用顯微鏡觀察并統計土壤線蟲數量。

1.4 數據分析

利用Excel進行數據處理，利用SPSS對試驗數據進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對土壤細菌數量的影響

從表2看出，不同土層各處理土壤細菌數量較CK均有顯著增加。0～30 cm耕作層土壤中細菌數量：含腐植酸水溶肥料＞γ-聚谷氨酸＞微生物酵素＞CK，其中，含腐植酸水溶肥料處理的耕作層土壤中細菌數量是CK的1.28倍，γ-聚谷氨酸處理是CK的1.21倍，微生物酵素處理是CK的1.05倍。0～10 cm土層中細菌數量：γ-聚谷氨酸＞含腐植酸水溶肥料＞微生物酵素＞CK，前三者間差異顯著；10～20 cm土層中細菌數量：γ-聚谷氨酸＞含腐植酸水溶肥料＞微生物酵素＞CK，前三者間差異不顯著；20～30 cm土層中細菌數量：含腐植酸水溶肥料＞微生物酵素＞γ-聚谷氨酸＞CK，前兩者之間差異不顯著。

表2 不同處理對土壤細菌數量的影響Tab.2 Effects of different treatments on the quantity of soil bacteria ×106 cfu/g

2.2 不同處理對土壤放線菌數量的影響

從表3看出，不同土層各處理土壤放線菌數量較CK均有顯著增加。0～30 cm耕作層土壤中放線菌數量：含腐植酸水溶肥料＞微生物酵素＞γ-聚谷氨酸＞CK，其中，含腐植酸水溶肥料處理的耕作層土壤中放線菌數量是CK的7.25倍，微生物酵素處理是CK的5.79倍，γ-聚谷氨酸處理是CK的5.13倍。0～10 cm土層中放線菌數量：含腐植酸水溶肥料＞γ-聚谷氨酸＞微生物酵素＞CK，前三者間差異不顯著；10～20 cm土層中放線菌數量：含腐植酸水溶肥料＞微生物酵素＞γ-聚谷氨酸＞CK，前兩者間差異不顯著；20～30 cm土層中放線菌數量：含腐植酸水溶肥料＞微生物酵素＞γ-聚谷氨酸＞CK，前三者間差異顯著。

表3 不同處理對土壤放線菌數量的影響Tab.3 Effects of different treatments on the quantity of soil actinomycetes ×105 cfu/g

2.3 不同處理對土壤真菌數量的影響

從表4看出，不同土層各處理土壤真菌數量較CK均有顯著增加。0～30 cm耕作層土壤中真菌數量：含腐植酸水溶肥料＞微生物酵素＞γ-聚谷氨酸＞CK，其中，含腐植酸水溶肥料處理的耕作層土壤中真菌數量是CK的2.33倍，微生物酵素處理是CK的1.89倍，γ-聚谷氨酸處理是CK的1.82倍。0～10 cm土層中真菌數量：含腐植酸水溶肥料＞微生物酵素＞γ-聚谷氨酸＞CK，含腐植酸水溶肥料處理與微生物酵素、γ-聚谷氨酸處理間差異顯著，而后兩者之間差異不顯著；10～20 cm土層中真菌數量：含腐植酸水溶肥料＞γ-聚谷氨酸＞微生物酵素＞CK，前三者間差異不顯著；20～30 cm土層中真菌數量：含腐植酸水溶肥料＞微生物酵素＞γ-聚谷氨酸＞CK，含腐植酸水溶肥料處理與微生物酵素、γ-聚谷氨酸處理間差異顯著，而后兩者之間差異不顯著。

2.4 不同處理對線蟲數量的影響

從表5看出，不同土層各處理土壤線蟲數量較CK均有顯著增加。0～30 cm耕作層土壤中線蟲數量：含腐植酸水溶肥料＞微生物酵素＞γ-聚谷氨酸＞CK，其中，含腐植酸水溶肥料處理的耕作層土壤中線蟲數量是CK的8.67倍，微生物酵素處理是CK的6.33倍，γ-聚谷氨酸處理是CK的3.62倍。0～10 cm土層中線蟲數量：含腐植酸水溶肥料＞微生物酵素＞γ-聚谷氨酸＞CK，前三者間差異顯著；10～20 cm土層中線蟲數量：微生物酵素＞含腐植酸水溶肥料＞γ-聚谷氨酸＞CK，微生物酵素、含腐植酸水溶肥料處理與γ-聚谷氨酸處理間差異顯著，前兩者間差異不顯著；20～30 cm土層中線蟲數量：含腐植酸水溶肥料＞微生物酵素＞γ-聚谷氨酸＞CK，前三者間差異顯著。

表4 不同處理對土壤真菌數量的影響Tab.4 Effects of different treatments on the quantity of soil fungi ×104 cfu/g

表5 不同處理對土壤線蟲數量的影響Tab.5 Effects of different treatments on the quantity of soil nematodes 個/100克

3 結論與討論

土壤中微生物主要包括細菌、放線菌、真菌、藻類、原生動物（纖毛蟲、鞭毛蟲、根足蟲、線蟲等）等。土壤中的微生物以細菌數量最多，放線菌和真菌數量次之，藻類和原生動物等的數量較少[9]。土壤中的這些微生物屬于典型的土著微生物，其中多為腐生菌，其數量的增減反映了土壤的營養狀況。在通常情況下，土著微生物數量增加，反應出微生物量碳、微生物量氮提高，土壤酶活性提高，進而反映出土壤物質和能量轉化加快，對寄生性病原菌、植食性根結線蟲的拮抗作用更強，表現出對土壤污染物消減、對土壤潛在肥力提升十分有益。土壤微生物量與土壤有機質、全氮、全磷、速效鉀和堿解氮呈現顯著或極顯著的正相關關系[3]。

施用微生物酵素、γ-聚谷氨酸及二者與礦物源腐植酸復配而成的含腐植酸水溶肥料均能顯著增加土壤中微生物的數量，這可能與這些產品中的某些成分激活了土壤土著微生物的活性，既可能有對土著微生物提供營養的原因，又可能有微生物代謝產物的刺激作用，亦或是上述制品直接促進了番茄植株的生長發育，使番茄根系與土壤微生物之間交互作用加強，根系分泌物增多，激發了根際微生物和土壤微生物數量的增加，而礦物源腐植酸對于土壤微生物量增加方面的相關研究[10～14]已成廣泛共識。

在土壤細菌數量增加方面，對于土壤表層（0～20 cm），以γ-聚谷氨酸的作用效果最佳，對于土壤深層（20～30 cm），則以含腐植酸水溶肥料效果最佳，而對整個耕作層土壤（0～30 cm），以含腐植酸水溶肥料效果最佳。在土壤放線菌、真菌和線蟲數量增加方面，無論是對于各層土壤，還是對于整個耕作層土壤（0～30 cm），均以含腐植酸水溶肥料效果最佳。總而言之，含腐植酸水溶肥料對耕層土壤細菌、放線菌、真菌和線蟲數量效果最佳，對土壤深層（20～30 cm）影響更為顯著。而微生物酵素、γ-聚谷氨酸與礦物源腐植酸復配而成的含腐植酸水溶肥對土壤微生物和線蟲的影響機理有待進一步研究。