微生物菌肥对设施哈密瓜土壤微生物数量及酶活性的影响

微生物菌肥对设施哈密瓜土壤微生物数量及酶活性的影响

近年来，农业快速发展。在农业生产中，由于化肥的大量使用，化肥利用率降低，污染加剧，安装土壤质量恶化等负效应不容忽视。土壤微生物与酶一起推动着土壤的物质转化和能量流动,其活性可以代表土壤中物质代谢的旺盛程度,作为评价土壤肥力的重要指标之一,越来越受到人们的重视。而微生物菌肥应用于农业生产,在改善土壤质量,提高作物生物固氮能力,发挥土壤潜在肥力,增强植物抗病、抗逆能力,改善农作物品质和提高作物产量等方面具有重要作用。微生物菌肥具有良好的应用和发展前景,但微生物菌肥对土壤微生态环境的影响效果方面的详细研究还远远不足,为此,开展了微生物菌肥对设施土壤微生物及酶活性影响的研究,旨在为微生物菌肥在生态农业中的广泛利用提供依据。1材料和方法1.1土壤的灌排试验地位于宁夏回族自治区贺兰园艺产业园的日光温室内,灌、排水方便,供试土壤为砂质壤土,前茬为大蒜。土壤肥力中等,土壤基础理化状况见表1。1.2anityasis的微生物群供试哈蜜瓜品种为‘金蜜六号’。供试微生物菌肥:EM原液(EM-effectivemicroorganisms,是一个微生物群的混合体,主要包括乳酸菌、酵母菌、光合细菌、放线菌、芽孢菌和其他一些类型,分叶面专用和冲施专用)、微生物菌剂1号(有效活菌数≥200亿cfu/g)、氮磷钾‘A50’(主成分为复合芽孢杆菌,活菌总数≥50亿cfu/g)、微生物菌剂‘968’(有益菌≥2亿cfu/g)。1.3培养土壤微生物试验设置7个处理,3次重复,随机区组设计,小区面积为8m×1.2m。哈蜜瓜2011年4月8日定植,定植后分别于苗期、果实膨大期、果实成熟期进行EM原液及其它微生物菌肥处理,具体处理方式见表2,其它管理措施相同。分别于每次处理后,即2011年5月18日(苗期),6月18日(膨瓜期)和8月4日(采收期)取植株根部0～20cm深的土样,每个处理小区内按‘S’型进行多点取样,分别混合,混匀后一部分置于4℃冰箱保存,用于土壤微生物种群数量的调查,另一部分土样风干后过1mm筛,用于土壤酶活性分析。土壤微生物的测定:每处理按四分法称取10g土样,溶于装有90mL灭菌水的三角瓶中,置于空气浴震荡器上振荡摇匀30min后静止,取上清液1mL,溶于装有9mL灭菌水的试管中,依次稀释至10-1、10-2、10-4梯度的菌悬液备用。土壤微生物数量的测定采用稀释平板计数法,细菌、芽孢杆菌采用牛肉膏蛋白胨培养基10-4;真菌采用马丁孟加拉红-链霉素选择性培养基10-2(1000mL培养基中加1%孟加拉红水溶液3.3mL、1%链霉素3mL);放线菌采用改良高氏一号培养基10-2(每300mL培养基中加入3%重铬酸钾1mL,以抑制细菌和霉菌生长)。用移液枪量取1mL土壤菌悬液分别置于温度为50℃左右的培养基中与之混匀,凝结成平板后倒置于28℃恒温培养箱中培养。芽孢菌需要在80℃下钝化后接种,并对培养物进行染色观察。培养生长2～7d统计各处理真菌、细菌、放线菌菌落总数量。土壤酶活性测定:蔗糖酶采用3,5-二硝基水杨酸比色法,脲酶采用苯酚-次氯酸钠比色法,磷酸酶采用磷酸苯二钠比色法,多酚氧化酶采用邻苯三酚比色法,过氧化物酶采用邻苯三酚比色法测定。数据统计采用Excel软件和DPS软件分析。2结果与分析2.1不同微生物肥料处理对土壤微生物变化的影响2.1.1不同采收期对土壤细菌的影响不同微生物菌肥处理的土壤中细菌数量在哈蜜瓜不同生育期内有较大的变化(图1)。苗期时,各处理相差不大;膨瓜期,各处理细菌数量均较苗期大幅度增加,增加较多的依次为处理2、处理3、处理5,增加较少的为处理1和CK;采收期,除处理2较膨瓜期增加外(达62.5×105cfu/g,是膨瓜期的1.55倍),其它处理均较膨瓜期下降,此时土壤中细菌数量最少的为CK、处理5、处理4和处理1。由图1还可以看出,同一时期,不同微生物菌肥处理的哈蜜瓜土壤中细菌数量均比CK多,尤以处理2最多,在整个生育期内,细菌数量先增加后减少(处理2除外)。2.1.2不同采收期对芽孢杆菌和真菌数量的影响细菌中的重要菌群—芽孢杆菌(图2),在苗期数量各处理相差不大,大致在(170～340)×103cfu/g之间;在膨瓜期各处理芽孢杆菌数量较苗期均明显增加,尤以处理6和处理2增加幅度较大,分别为苗期的5.49倍和5.76倍,数量最少的是CK;采收期各个处理的芽孢杆菌数量均大幅度下降,极明显地少于苗期和膨瓜期,甚至可忽略不计。在土壤真菌的变化方面(图3),苗期和膨瓜期各处理真菌数量大小关系一致,处理1、处理3、处理5和CK真菌数量较多,处理2、处理4、处理6数量较少,各处理膨瓜期较苗期真菌数量稍有增加;采收期,各处理真菌数量较苗期和膨瓜期大幅度增加,数量最多的为CK,最少的为处理2,具体为CK>处理6>处理3>处理5>处理4>处理1>处理2。2.1.4不同时期各处理放线菌数量的变化土壤放线菌数量的变化(图4),在哈密瓜整个生长期内,各处理放线菌数量先增加后减少,不同时期各处理的数量大小顺序基本一致,均是处理6和处理2最多,膨瓜期和采收期CK最少,苗期处理3最少。2.2.1哈密瓜不同生长时期的土壤哌酶活性土壤脲酶属于水解酶类,其主要作用在于能够水解CO(NH2)2,使CO(NH2)2分解为氨和碳酸,脲酶活性增强可提高肥料的N素利用率,通常以脲酶活性来表征土壤的N素状况。土壤脲酶作为唯一作用于肥料(尿素)的土壤酶类,在土壤营养物质转化、环境保护与监测等方面具有重要意义。由表3可知,哈密瓜苗期,各处理土壤脲酶活性之间差异显著,且处理4、处理5和处理1的活性均大于CK;在哈密瓜整个生长时期内,各处理土壤脲酶活性呈下降趋势,处理4较CK土壤脲酶活性差异显著;在采收期各处理土壤脲酶活性大小顺序为处理3>处理2=处理1>处理4>处理5>处理6>CK。2.2.2土壤蔗糖酶的变化土壤蔗糖酶活性增强有利于土壤中有机质的转化,有利于土壤肥力水平的改善和提高,可以作为评价土壤肥力水平的指标。不同种类微生物菌肥处理对土壤蔗糖酶的影响不同(表4)。在苗期,各微生物菌肥处理(除处理6)土壤蔗糖酶活性均大于CK,在苗期至膨瓜期阶段,各处理蔗糖酶活性均有所下降,且处理6下降速率较大,在此之后至采收期阶段,各处理蔗糖酶活性均呈现明显上升趋势,而且处理1、2、3和4酶活性均上升较大;且在采收期,处理1到6较CK相比,土壤蔗糖酶活性分别增加113.32%、65.35%、82.35%、30.71%、10.23%、-10.67%。2.2.3em处理对土壤多酚氧化酶活性的影响土壤中芳香族化合物转化为腐殖质组分过程中,多酚氧化酶起重要作用,多酚氧化酶活性与土壤腐殖化程度呈负相关,通过测定土壤多酚氧化酶活性,能在一定程度上了解土壤腐殖化进程。在整个生长期内,EM处理(处理1到3)和CK的土壤多酚氧化酶活性先降低后上升(表5),处理2和3采收期低于苗期,处理1和CK采收期高于苗期;处理4到6的土壤多酚氧化酶活性持续降低,采收期时处理6最低。根部冲施微生物菌肥均能降低土壤多酚氧化酶活性,尤以处理2和处理6效果显著。2.2.4不同生育期土壤过氧化物酶活性由于土壤微生物生命活动在土壤中积累一定过氧化物和其它还原性有机物质,促使酶促反应进行。在整个生育期内,土壤过氧化物酶活性处理1到处理3呈现持续升高趋势,处理4到处理7呈现先上升后下降的变化趋势(表6);尤其是处理2,在采收期其土壤过氧化物酶活性较苗期增加了413%,较同时期CK高出432%。3不同施肥措施对设施黄瓜土壤微生物的影响,对于解决根土壤微生物不仅受作物根系分泌物的影响,而且受外界环境、施肥种类等因素的影响。土壤中细菌可能是对土壤生态系统贡献最大的类群,在土壤微生物组成中占绝对优势。土壤真菌的增加则是土壤地力减退的标志之一。随着烟草、花生、大豆连作年限的增加,细菌和放线菌数量显著减少,真菌数量增加,表明连作促使土壤微生物区系从高肥的“细菌型”土壤向低肥的“真菌型”土壤转化。设施土壤施用微生物菌肥后,在整个生育期内,土壤细菌、放线菌数量增加的幅度均比CK大,减少的幅度均比CK小;真菌数量则是CK增加的幅度最大,数量最多。说明微生物菌肥有助于促使土壤微生物从低肥的“真菌型”向高肥的“细菌型”土壤转化。本试验中微生物的数量变化与哈密瓜生长发育呈正相关的发展趋势。随着哈密瓜根系不断生长,微生物数量也随之增加。膨瓜期植株生长旺盛,微生物数量也较多,进入采收期微生物数量又明显减少。这种根际微生物数量与植株生长发育呈正相关的现象在其它文献中也有相似报道。土壤酶主要来源于植物根系分泌物、动植物残体腐解过程和土壤微生物代谢过程,GarciaC等研究认为,土壤酶参与土壤的发生和发育以及土壤有效肥力形成有关过程的主要环节,土壤酶活性与施肥措施和土壤养分含量高低有直接关系,施入生物有机肥后设施黄瓜土壤微生物数量增多,土壤酶活性提高,作物抗逆性增强,连作大蒜施入EM有利于改善根际土壤的微生物结构,增强根际土壤多酚氧化酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性。在哈密瓜整个生长时期内,各处理土壤脲酶活性呈下降趋势;蔗糖酶活性先降低后升高,这可能是土壤微生物与施肥共同作用的结果。根部冲施微生物菌肥均能降