土壤修复菌剂在设施菜田的施用试验效果

张峻，陆亦，霍晓玉，苏受婷，阚雨晨，闫龙翔，张丹，周培，陈露

（1.上海市闵行区农业技术服务中心，201108；2.上海绿乐生物科技有限公司；3.上海交通大学农业与生物学院）

早在20世纪80年代中期，上海设施农业就已起步，随着近30 a的发展，约有2 667 hm2的农田土壤存在不同程度的土壤次生盐渍化问题，并造成了作物减产等问题[1]。针对以上情况，2016年国家推出“土十条”，各级政府积极响应作，土壤修复产业规模也在逐年增加。农业部、国家发改委等8部门联合印发了《全国农业可持续发展规划（2015-2030年）》，目标就是要实现“三个可持续”。上海市也展开多项设施菜地土壤修复工程，虽然应用了多种技术，但修复效果并不理想[2]。因此研究科学合理施肥和提高肥料效率才是解决设施菜地盐渍化的根本手段。近年来，人们通过施用有益微生物来改善根际微生态环境，达到促进植物生长和调控根际土壤微生物群落结构、减少土传病害发生的目的[3，4]。土壤修复菌剂的效果屡见报道，施用微生物菌剂能够改善连作作物根际土壤质量，提高作物产量，抑制连作障碍的发生[5，6]。丛枝菌根真菌能与植物形成共生体，改善连作土壤的生态环境，减少自毒物质的产生，改变土壤微生物区系，从而防治连作障碍[7]。枯草芽孢杆菌Bs-15不但提高了板栗土壤微生物的整体活性，还丰富了土壤微生物种群，使板栗土壤微生态系统功能更加稳定[8]。

本试验以小白菜为供试作物，通过测定不同处理土壤微生物、硝酸盐、全盐含量和电导率及小白菜硝酸盐、亚硝酸盐含量与产量，探究在常规施肥条件下，增施菌剂或菌剂基质对土壤理化性状的影响，为土壤修复菌剂在农作物生产上的应用提供科学依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用土壤修复菌剂（巨大芽孢杆菌NCT-2）为微粉剂，硝态氮转化率≥50%，胞外多糖≥1.0 mg/g，有机质≥15.0%，由上海绿乐生物科技有限公司提供；菌种剂基质由土壤修复菌剂121℃灭菌20 min而成；商品有机肥由河北郸农肥业有限公司提供，狮马牌复合肥（15-15-15）购于欧洲化学安特卫普公司。试验在上海绿良蔬果专业合作社进行，土壤基本性状见表1。供试作物为小白菜，品种为上海青。

表1 供试土壤基本理化性状

1.2 试验方法

小区面积为15 m2，每处理3次重复，共9个小区，随机区组排列。处理1：对照（CK），常规施肥；处理2：常规施肥＋菌种剂基质50 kg/667 m2；处理3：常规施肥＋土壤修复菌剂50 kg/667 m2。其中常规施肥为商品有机肥250 kg/667 m2、狮马牌复合肥（15-15-15）35 kg/667 m2。

于2018年6月9日采集试验前土壤样品，用于测定微生物数量、硝酸盐含量、电导率及全盐含量。于2018年6月10日进行常规施肥，土壤修复菌剂、菌种剂基质和基肥同时施用，撒施后用旋耕机耕地，使土肥混合均匀，整平，追肥按当地习惯进行。2018年6月15日进行小白菜移栽，移栽后15、25、35 d分别取作物根际土壤测定微生物数量，栽后5 d土壤测定电导率及硝酸盐、全盐含量，移栽后35 d采收小白菜并测定小白菜株高、叶片数、鲜质量和硝酸盐、亚硝酸盐含量及产量。

1.3 测定方法

①土壤细菌、放线菌、真菌数量测定 取样测定移栽后15、25、35 d土壤内微生物的变化情况。细菌、放线菌、真菌数量采用稀释平板涂布法检测[9]。其中细菌采用牛肉膏蛋白胨琼脂培养基，放线菌采用重铬酸钾改良高氏琼脂培养基，真菌培养采用马丁氏孟加拉红琼脂培养基，重复3次。

②土壤硝酸盐、电导率、全盐含量的测定 土壤硝酸盐含量使用2 mol/L KCl溶液浸提（土液比为1∶5），振荡30 min后用干滤纸过滤，浸提液在24 h内用流动注射仪测试；土壤电导率采用蒸馏水（土水比1∶5）浸提测定；土壤全盐含量采用电导法测定[10]。

③小白菜盐分含量和产量的测定 硝酸盐与亚硝酸盐含量分别采用盐酸萘乙二胺分光光度法与镉柱法测定；小白菜按照小区划分面积采收，称量每个小区内固定面积产量，再折算成667 m2产量。

1.4 数据分析

数据分析采用Excel 2013、DPSV 7.05统计，利用最小显著性差异法（LSD）进行多重比较，采用Excel 2013进行数据绘图。

2 结果与分析

2.1 不同处理对土壤微生物的影响

由表2可知，随着移栽时间的推移，土壤细菌数量呈先上升后下降的趋势，移栽后25 d时各处理的土壤细菌数均比移栽后15、35 d的高，移栽后25 d处理1、2间的细菌数不存在显著差异，处理3的细菌数最多，为9.2×107CFU/g。移栽后15 d各处理的真菌数无显著差异，移栽后25 d处理1、2的真菌数均最多；处理3的真菌数在整个小白菜生长过程中逐渐下降，且在移栽后25 d显著低于其他2个处理，处理1、2的真菌数则呈先增加后降低的趋势。移栽后15 d处理1的放线菌数显著低于其他2个处理，之后各处理均呈现出先上升后下降的趋势，且小白菜生长过程中处理3的放线菌数目显著高于其他2个处理。由于土壤中细菌数远高于其他菌种，因此土壤总菌数的变化情况与土壤细菌数的变化情况相对一致，即移栽后15 d各处理的总菌数无显著差异，移栽后25 d处理3总菌数最多，与其他2个处理差异显著。

表2 不同处理对土壤微生物数量的影响

2.2 不同处理对小白菜生长及产量的影响

不同处理对小白菜蔬菜生长及产量的影响差异较大（表3）。处理3小白菜的株高及产量显著高于其他2个处理，处理1的鲜质量显著高于处理2、3，各处理小白菜叶片数无显著差异。处理3小白菜的硝酸盐及亚硝酸盐含量显著低于处理1、2，处理2的硝酸盐和亚硝酸盐含量显著低于处理1。

表3 不同处理对小白菜生长及产量的影响

2.3 不同处理对土壤理化性状的影响

从表4可知，3个处理均降低了土壤硝酸盐含量，其中处理3降低了58.20%，显著优于其他2个处理。处理2、3均降低了土壤电导率，以处理3效果更好，电导率下降43.08%，而处理1采收后的电导率比肥料施用前提高了4.41%。处理2、3均降低了土壤全盐含量，其中，处理3的降低效果较为显著，下降51.44%，而处理1则提高了1.75%。

表4 不同处理对土壤硝酸盐、电导率、全盐含量的影响

3 结论与讨论

随着化肥和农药减量行动的推行，原本被破坏的土壤生态环境的各种因子发生剧烈变化，土壤养分形态、作物的营养特性及生长发育规律随之发生变化[11～13]。微生物菌剂对土壤离子及有机质具有明显的调节作用，对盐渍化土壤具有一定的修复效果，可有效降低农产品安全风险，减少化肥用量，促进农业可持续发展。本研究表明，施用土壤修复菌剂能有效促进土壤中有益微生物的生长及小白菜的产量，降低小白菜的硝酸盐和亚硝酸盐含量以及土壤的硝酸盐、全盐含量和电导率，改善土壤的微生态环境，有效抑制有害微生物的繁殖，减少土传病害的发生，这与前人的研究结果一致[14～16]。硝态氮转化菌NCT-2在以麦秆粉末为碳源的情况下可以显著降低土壤的EC值（电导率）和硝态氮含量，增加土壤有机质的含量，从而提高土壤肥力[17]。李自刚等[18]研究发现，ZZMZ土壤修复菌剂可以在怀地黄土壤中定殖，并有效降解怀地黄连作土壤中酚酸含量。高吉坤等[19]研究表明，施用枯草芽孢杆菌B29促进了黄瓜根际功能细菌的生长，提高了土壤中脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶的活性。康少辉等[20]研究发现，施用适量的枯草芽孢杆菌在一定程度上能够提高黄瓜秧苗的长势和质量，其中能够产生显著影响的最低施用浓度为6×105CFU/mL，不仅经济且效果明显。魏海燕[21]指出，施加生防菌有利于土壤酶活性的提高，间接促进微生物生长，增加土壤中微生物数量，对土壤肥力的提高、健康程度的增加有积极的促进作用。