微生物菌剂对重茬参地土壤性状的影响

余道兵　万青　李玉玲　荆晶　张静　卢丽珍　方雅各　周剑浩

摘 要：为探索微生物菌剂对重茬参地的影响，本实验通过在重茬参地上施用续力保微生物菌剂和地养力微生物菌液来研究其土壤性状的变化。结果表明，施用微生物菌剂能够显著促进土壤中细菌和放线菌的增殖，抑制真菌数量的上升，并且能够显著降低参地土壤的EC值，使參地土壤性状得到一定程度的改善。

关键词：微生物菌剂;人参;重茬参地;土壤微生态

中图分类号：S-3

文献标识码：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20191015010

引言

人参（Panax ginseng C. A. Mey.）是多年生宿根植物，具有很高的药用价值，但忌地性极强，栽过人参以后的土壤俗称老参地。重茬参地土壤障碍问题严重，不适宜人参连作，其主要表现在：土壤板结，透气性差，容重变大，颗粒粒径变小，向酸化转变，且产生次生盐渍化的问题。土壤中的全氮含量、有机质含量、碳氮比、速效磷含量和某些必要的矿质元素均出现不同程度的降低[1，2]。重茬参地土壤由于连作年限的延长，有害真菌的种类和数量逐渐增加，而细菌和放线菌的数量和种类却在减少[3]，导致人参种植土壤微生态的恶化。因此，重茬参地若要重复利用，需要对土壤进行改良，以满足人参生长的要求。改良重茬参地不仅可以解决传统栽植模式伐林栽参造成的生态系统失衡的问题，还可以缓解人参产业发展与土地资源短缺的矛盾，促进人参种植产业健康可持续发展[4]。

本研究采用微生物菌剂对重茬参地进行改良，探究其对土壤的微生物、理化性状的影响，为重茬参地可持续利用提供一定的数据参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试微生物菌剂：续力保微生物菌剂（地衣芽孢杆菌≥10亿/g，有机质≥70%）和地养力微生物菌液（枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌≥3亿/mL），上海环垦生态科技股份有限公司生产。

1.2 试验方法

试验于2018年4月在延边朝鲜族自治州珲春市三家子满族乡西上台子屯人参种植基地（E 130°27'，N 42°46'）实施，移栽的参苗为两年生参苗。试验设置7个处理，4次重复，面积10m2，试验方案见表1所示。续力保微生物菌剂撒施在参畦土壤表面后进行旋耕翻土，地养力微生物菌液50倍稀释后灌根。对照CK施肥方式为施0.15m3发酵农家肥，追施0.15kg氨基酸肥以及0.60kg复合肥（10-8-16）2次。

1.3 测定项目及方法

每个试验组的4个重复分别于2018年8月末进行5点取样，混合均匀，取样深度为30cm。测定项目按下述方法进行，相关数据采用SPSS22.0进行分析。

1.3.1 土壤微生物数量的测定

参照赵英等[4][KG-*9]所述的土壤微生物群落区系测定方法进行。

1.3.2 总氮、有效磷、速效钾、有机质的测定

采集的参地土样室内晾干后，分别按照LY/T1228-2015[5]、NY/T1121.7-2014[6]、NY/T889-2004[7]和NY/T1121.6-2006[8][KG-*9]进行测定。

1.3.3 土壤pH和EC值的测定

将晾干的土样称取10g，然后加入50mL去离子水，于30℃振荡30min后，分别使用雷磁PHSJ-4F型实验室pH计和雷磁DDSJ-308F型电导率仪测定。

2 结果与分析

2.1 对参地土壤微生物数量的影响

供试重茬参地土壤微生物群落主要由细菌、真菌和放线菌三大类群构成，其数量分布为细菌>放线菌>真菌，对应的数量级分别为108、106和103（图1）。其中各试验组别的细菌和放线菌的数量相对于对照组显著增加，而真菌的数量却显著性降低，细菌的数量占各试验组微生物总量的90%以上，同其它的研究结果相符[9-11]，且微生物总数呈现T3>T1>T2>T4>T5>T6>CK的趋势变化，表明施用续力保微生物菌剂、地养力微生物菌液能够显著增加土壤中微生物的总量及细菌和放线菌的数量，有利于改善重茬参地的微生态环境。

2.2 对参地土壤pH和EC的影响

微酸性环境利于人参生长，其适宜生长的pH范围为5.5～6.5，各处理的pH值均低于该范围，这表明随着植参年限的延长，参地趋于酸化[12-13]，而各处理的pH值均低于对照组，表明施用本研究供试微生物肥料短时间内参地土壤pH没有得到明显的改善。

与对照相比，施用续力保微生物菌剂和地养力微生物菌液后参地土壤的EC值均处于350μS/cm以下，且T1对应的EC值相对于对照的减少幅度最大，减少了74.3%，说明微生物菌肥能显著降低土壤EC值，能够有效缓解连作所带来的次生盐渍化问题[14]，有利于人参的生长。

2.3 对参地土壤养分的影响

施用续力保微生物菌剂和地养力微生物菌液后参地土壤的总氮、有效磷、速效钾和有机质均不及对照组（图3）。对照组的总氮含量为380mg/kg，而施用微生物菌剂的实验组约占前者的30%;对照组的有效磷为94mg/kg，显著高于施用微生物菌剂的实验组;T2和T3的速效钾含量与对照组基本持平，其它实验组显著低于对照组（图3A）;对于有机质含量，对照组显著高于施用微生物菌剂的实验组（图3B）。

2.4 参地土壤微生物数量与土壤养分的关系

参地土壤作为一个综合体，土壤微生物与土壤理化性状之间存在密切的关联，土壤理化性状的好坏在一定程度上制约着土壤微生物的种类和数量，同时微生物的种类和数量又反过来影响土壤理化性状的变化[15]。土壤pH、EC、总氮、有效磷、速效钾和有机质与细菌和放线菌呈现负相关;pH、EC、总氮、有效磷与真菌呈显著正相关性，最高相关系数达到0.984（表2）。

3 结论与讨论

本研究中，施用续力保微生物菌剂和地养力微生物菌液后参地土壤微生物总量具有非常显著的上升，且细菌和放线菌类群数量明显增高，而真菌却受到抑制且EC值显著降低，表明通过施用微生物菌劑可以改善重茬参地的微生态条件，降低盐渍化程度，为重茬参地改良提供了一种有效途径。pH值低于对照，表明单纯采用供试微生物菌剂还不能有效调节老参地的酸性环境，后续研究中或应用中可增施酸性土壤调理剂。

土壤有机质、氮、磷、钾含量均低于对照组，造成此结果的可能原因如下：对照组大量使用发酵农家肥，可增加土壤有机质含量，增施复合肥能够快速对土壤中的N、P、K养分进行迅速补充。而续力保微生物菌剂虽有机质含量≥70%、总养分（N+P2O5+K2O）含量≥5%，但其使用量较少，是不能短时间内快速增加土壤有机质、养分含量的。地养力微生物菌液为纯生物制剂，本身有机质、速效养分含量有限，施用后也不能快速增加有机质、N、P、K的含量，但基于前期已有的研究（相关论文未发表），却能显著提升人参的生长及品质，降低人参黑斑病、根腐病等病害的发生。

土壤作为一种有机的整体，其理化性状与微生物种类和数量存在一定的相关性，土壤微生物群落参与其C、N、P、S等元素的循环和矿化作用，对参地土壤的团聚体形成和性状稳定性具有决定性的作用[16]，在分析参地微生物与土壤养分之间的关系时，发现土壤盐渍化程度越高，越不利于参地土壤中细菌和放线菌的生长，真菌却表现出一定的耐受性[17]，而来航线[18]在研究陕西北部以及宁夏不同类型盐渍化土壤时却发现放线菌表现出对土壤盐分很好耐受性，而细菌和真菌却表现出敏感，这可能归咎于二者所处的生态环境不同所造成的。

人参种植需要非常肥沃的土壤，目前已禁止伐林种参，导致人参种植成本上升，而借助于微生物菌剂对重茬参地土壤进行改良是实现参地可持续利用的一种有效途径。通过本次试验，表明微生物菌剂能够促进重茬参地土壤中微生物的生命活动，对土壤性状的改善起着一定的积极作用。

参考文献

[1] 于德荣，王韵秋，孟繁莹，等.新林土和老参地土壤微量元素的测定[J].土壤通报，1983，4（1）：32-33.

[2]王荣生.老参地栽参问题的综述[J].特产研究，1979，4（1）：1-7.

[3]李阜棣.土壤微生物学[M].北京：中国农业出版社，1996.

[4]赵英，王秀全，于力，等.“土壤生物活化剂”对人参连作土壤生物学性状的影响[J].人参研究，2013，25（1）：8-10.

[5]LY/T 1228-2015，森林土壤氮的测定[S].北京：国家林业局，2015.

[6]NY/T 1121.7-2014.土壤检测第7部分土壤有效磷的测定[S].北京：中华人民共和国农业部，1990.

[7]NY/T 889-2004.土壤速效钾和缓效钾含量的测定[S].北京：中华人民共和国农业部，2005.

[8]NY/T 1121.6-2006.土壤检测第6部分：土壤有机质的测定[S].北京：中华人民共和国农业部，2006.

[9]漆良华，张旭东，周金星，等.湘西北小流域不同植被恢复区土壤微生物数量、生物量碳氮及其分形特征[J].林业科学，2009，45（8）：14-20.

[10]邓旺秋，潘超美，李泰辉，等.油页岩废渣场植林修复过程中的土壤微生物生态[J]. 应用与环境生物学报，2003，9（5）：522-524.

[11]闵红，和文祥，李晓明，等.黄土丘陵区植被恢复过程中土壤微生物数量演变特征[J]. 西北植物学报，2007，27（3）：588-593.

[12]程海涛，张亚玉，张连学，等.土壤环境与人参生长关系的研究进展[J].中药材，2011，34（2）：313-317.

[13]何宛晟.不同年限人参根际土壤理化性质及酶活性研究[D].长春：吉林农业大学，2014.

[14]李珍珍，吴珏，杨银娟，等.土壤改良剂对设施黄瓜生长及土壤状况的影响[J].上海农业学报，2011，27（2）：87-91.

[15]丁菡，胡海波，王人潮.半干旱区土壤酶活性与其理化及微生物的关系[J].南京林业大学学报（自然科学版），2007，31（02）：013-18.

[16]何振立.土壤微生物量及其在养分循环和环境质量评价中的意义[J].土壤，1997，1（2）：61-69.

[17]时唯伟.设施农业栽培下次生盐渍化对微生物的生态效应与微生物修复研究[D].厦门：厦门大学，2019.

[18]来航线.盐渍化极端生态环境条件下土壤微生物生态及放线菌资源[D].咸阳：西北农林科技大学，2008.

作者简介：

余道兵，研发主管，硕士研究生。研究方向：微生物菌肥产品相关研发。