微生物菌肥对生菜土壤酶活性和微生物数量的影响

黄伟　张俊花　刘倩男　张珍珍　王卫忠　李凤荣　李刚

摘要：為了研究微生物菌肥对冀西北坝上地区生菜田土壤酶活性及微生物数量的影响，以生菜土壤为研究对象，设置10个处理，在生菜收获时取土样测定酶活性及微生物数量。结果表明，各处理土壤细菌、放线菌数量均多于CK，真菌数量则少于CK，以底施木美土里复合微生物菌肥1 200 kg/hm2+苗期喷施育苗宝贝菌剂（浓度1∶200）（处理M2Y2）的效果最明显，其次为底施木美土里复合微生物菌肥600 kg/hm2+苗期喷施育苗宝贝菌剂（浓度1∶200）（处理M1Y2），二者细菌和放线菌数量较CK分别增加了58.81%、63.93%和117.55%、95.91%，二者真菌数量较CK分别减少了68.98%和65.56%;土壤脲酶、转化酶和过氧化氢酶活性均以处理M2Y2最高，M1Y2次之，底施木美土里复合微生物菌肥1 800 kg/hm2+苗期喷施育苗宝贝菌剂（浓度1∶200）（M3Y2）位居第三，且三者均显著高于CK，其他处理酶活性或高于CK，或低于CK，只有菌肥和菌剂配比适宜（浓度1∶200）时，对酶活性的促进效果最好。

关键词：微生物菌肥;菌剂;生菜;土壤微生物;土壤酶活性

中图分类号：S636.2;S144         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2019）22-0054-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.22.013           开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of the microbial fertilizers on enzymic activity and microorganism in lettuce soil

HUANG Wei1，ZHANG Jun-hua1，LIU Qian-nan1，ZHANG Zhen-zhen1，WANG Wei-zhong1，LI Feng-rong2，LI Gang3

（1.College of Agriculture and Forestry Science and Technology，Hebei North University，Zhangjiakou 075000，Hebei，China;

2.Shangyi Agriculture and Animal Husbandry Bureau，Shangyi 675750，Hebei，China;

3.ShangyiDaqinggou Town Green Agriculture Plant Hospital，Shangyi 675750，Hebei，China）

Abstract： The investigation was carried out to explore the effects of the microbial fertilizers on lettuce soil microorganism and enzymic activity using the soil of planting lettuce as test materials， ten treatments were set up. The soil was sampled to analyze microorganism quantities and enzymic activity at harvest. The results showed that amounts of bacteria and actinomycetes in the soil of all treatments were more than CK; The number of fungi in all treatments were less than CK， and the effect of treatment of application of compound microbial bacterial manure in 1 200 kg/hm2+microbial inoculum（concentration 1∶200）（M2Y2） was the most obvious， followed by the treatment of application of compound microbial bacterial manure in 600 kg/hm2+ microbial inoculum（concentration 1∶200）（M1Y2）， which amounts of bacteria and actinomycetes of the treatment M2Y2 and M1Y2 were increased by 58.81%， 63.93% and 117.55%， 95.91% than CK， their number of funigi were decreased 68.98% and 65.56% than CK， respectively. The soil urease and invertase and the catalase activity of the treatment M2Y2 were the highest， M1Y2 was the second， the treatment of application of compound microbial bacterial manure in 1 800 kg/hm2+microbial inoculum（concentration 1∶200）（M3Y2） was the third， and their enzymic activities were significantly higher than CK， but the enzymic activities of other treatments higher than CK or lower than CK. Only when the ratio of bacterial fertilizer and fungicide was suitable（concentration 1∶200）， the promotion effect on the enzyme activity was the best.

Key words： microbial fertilizer; microbial inoculum; lettuce; soil microorganism; soil enzymic activity

生菜为菊科莴苣属，是冀西北坝上地区种植面积较大的蔬菜种类之一，种植效益相对较高，面积已达3 500 hm2，市场前景十分广阔。近年来，随着蔬菜市场的专业化，种植者为追求最大利益，很少考虑倒茬，生菜菌核病、软腐病等病害大面积暴发，加之生菜生产过程中过量施用化肥，病害防治主要依靠农药，导致生菜品质和产量下降，水土环境污染加剧，严重时失去商品价值甚至绝收，因此，土壤质量恶化和蔬菜品质降低等负面效应已不容忽视[1]。

土壤酶活性可以作为衡量土壤生物学活性及其生产力的指标[2]。土壤酶活性与土壤养分、土壤微生物、植物、施肥和耕作等农业管理措施密切相关[3]。土壤微生物的种类和数量作为衡量土壤活力的重要指标会直接或间接地影响土壤养分转化[4]。也有试验表明，真菌、放线菌和细菌等是土壤酶的主要来源[5，6]。土壤酶活性和土壤肥力之间存在紧密联系，许多学者将土壤酶活性变化作为判断土壤肥力高低的标准之一[7-9]。在土壤酶和土壤微生物的共同作用下，推动着土壤中物质转化与能量流动，土壤酶活性的高低反映了土壤养分转化能力的强弱[10]，越来越受到诸多学者的研究和重视[11-13]。

微生物菌肥作为一种新型的肥料，其可以促进植物的生长发育，增加土壤中微生物的数量和酶活性，提高作物产量，改善品质，固氮、解磷、解钾弥补了土壤自身微生物不足的缺点[14-16]，目前微生物菌肥已在多种作物上进行了研究和利用[17-19]，微生物菌肥在蔬菜上应用较多，张丽娜等[1]、钱咏梅等[20]、陈艺齐等[21]分别研究了微生物菌肥对萝卜、生菜、番茄生长发育的影响，结果表明，微生物菌肥具有促进蔬菜生长发育，改善品质，提高产量的显著效果。

关于微生物菌肥对连作生菜土壤酶活性和微生物数量变化的影响鲜见报道。本试验通过在生菜移栽前底施微生物菌肥，苗期喷施微生物菌剂，以达到缓解生菜重茬障碍问题的目的，进而提高生菜产量和品质，也为微生物菌肥的推广应用提供科学依据。

1  材料与方法

1.1  试验设计

试验在河北省张家口市尚义县小蒜沟镇生菜种植基地进行。试验地土壤为沙质栗钙土，连续种植生菜10年。土层深度0～20 cm，含水量10.24%，容重1.22 g/cm3，孔隙度53.82%，有机质2.5 g/kg，水解氮124.83 mg/kg，速效磷11.53 mg/kg，速效钾49.33 mg/kg，pH 8.46。

供试生菜品种为射手101，由尚义县大青沟镇绿农植物医院提供。

生菜于2018年6月20日育苗，2018年7月25日定植，2018年9月17日采收，定植密度为株距25 cm，行距35 cm。

试验菌肥为木美土里复合微生物菌肥及其配套产品育苗宝贝菌剂（每套由黑白两瓶组成）。表1为木美土里复合微生物菌肥及其配套产品的主要参数。

木美土里复合微生物菌肥、育苗宝贝菌剂分别用M、Y来表示。生菜定植前，结合整地，各小区施入相应数量的木美土里复合微生物菌肥，每个小区面积10 m×2 m=20 m2，随机区组排列，3次重复;微生物菌肥施用量设置3个用量，分别为600 kg/hm2（M1）、1 200 kg/hm2（M2）、1 800 kg/hm2（M3），以不施微生物菌肥为对照;在生菜定植缓苗后开始叶面喷施育苗宝贝菌剂，设置3个处理浓度，分别为1∶100（Y1）、1∶200（Y2）和1∶400（Y3）（菌剂量与水量之比），以清水作为对照，每隔7 d喷施1次，喷施时间均为16：00，共喷施5次，喷施菌剂采用喷雾器喷施法，每小区配用10 kg待用浓度的菌剂，均匀喷施至生菜叶片。试验共设10个处理，设计方案见表2。

1.2  测定项目及方法

于生菜收获时进行土样采集，每个处理均用5点取样法采集0～20 cm土层，去除石头、木棍等杂物，混合制样，一部分土样保存于4 ℃冰箱，用于培养土壤微生物。另一部分土样自然风干后过1 mm筛，用于土壤酶的测定。采用3，5-二硝基水杨酸比色法测定土壤转化酶活性，结果以24 h后1 g土壤中葡萄糖的质量（mg）表示[22];采用高锰酸钾滴定法测定土壤过氧化氢酶活性，结果以0.02 mol/L KMnO4 mL/g土（25 ℃，20 min）表示[10];采用苯酚-次氯酸鈉比色法测定土壤脲酶活性，结果以24 h后1 g土壤中NH4+-N的质量（mg）表示[22]。土壤中微生物数量采用稀释平板法测定，采用牛肉膏蛋白胨培养基测定细菌，采用马丁氏培养基测定真菌，采用改良高氏一号培养基测定放线菌，结果以每克鲜土所含数量表示[23]。

1.3  数据分析

采用Microsoft Excel软件对数据进行处理，试验数据采用DPS处理系统进行方差分析，应用Duncan进行多重比较。

2  结果与分析

2.1  不同处理对土壤酶活性变化的影响

2.1.1  不同处理对土壤过氧化氢酶活性的影响    从图1可以看出，各个处理对土壤过氧化氢酶活性有一定的影响，以处理M2Y2的活性最高，但处理M2Y2与M1Y2、M3Y2和M1Y3之间差异不显著，处理M2Y2的活性较CK提高了25.71%，其次是处理M1Y2，其活性较CK提高了19.97%，说明这两个处理可分解较多的过氧化氢，减轻过氧化氢在土壤中的积累。

2.1.2  不同处理对土壤转化酶活性的影响  由图2可知，处理M2Y1和M1Y1的转化酶活性低于CK，处理M3Y1高于CK，但均与CK差异不显著;其余处理转化酶活性均明显高于CK，以处理M2Y2的活性最高，比CK提高了83.75%，其次为处理M3Y2和处理M1Y2，二者分别比CK提高了72.79%和69.26%。表明在生菜移栽前底施木美土里微生物菌肥，在苗期喷施育苗宝贝菌剂（浓度1∶200），均有利于土壤转化酶活性的提高。

2.1.3  不同处理对土壤脲酶活性的影响  从图3可以看出，处理M2Y1、M1Y1脲酶活性均低于CK，但与CK差异不明显;其余处理均高于CK，其中，处理M2Y2、M1Y2和M3Y2的活性显著高于CK，且处理M2Y2最高，较CK提高72.43%，其次为处理M1Y2和M3Y2，均较CK提高54.72%。可见，在生菜移栽前底施木美土里微生物菌肥，在苗期喷施育苗宝贝菌剂（浓度1∶200），有利于土壤脲酶活性的提高，这与过氧化氢酶、土壤转化酶活性的变化一致。

2.2  不同处理对土壤微生物量的影响

2.2.1  不同处理对土壤细菌变化的影响  从图4各处理细菌数量变化来看，与CK相比，各处理细菌数量均有不同程度的增加，除处理M1Y1、M2Y1与CK差异不显著外，其余处理细菌数量均显著高于CK，以处理M1Y2的细菌数量最多，较CK提高63.93%，其次是处理M2Y2和处理M3Y2，二者分别较CK提高58.81%和57.58%。细菌数量的增加，表明微生物菌肥的施用促进了土壤环境的改善。

2.2.2  不同处理对土壤放线菌和真菌变化的影响  从表4可以看出，除了处理M1Y1真菌数量高于CK并与CK差异不明显外，其他处理与CK相比，均有不同程度的减少，其中，处理M2Y2真菌数量最少，与CK差异显著，较CK降低了68.98%，处理M1Y2次之，比CK降低了65.56%。

各处理放线菌数量较CK均有不同程度的增加，且处理M2Y2、M1Y2、M3Y2、M3Y1放线菌数量与CK差异显著，其中，以处理M2Y2的放线菌数量最高，较CK提高117.55%，处理M1Y2次之，较CK提高95.91%（表3）。相比于对真菌和细菌的影响，不同处理的微生物菌肥对放线菌的影响更大。

3  小结与讨论

土壤酶参与了土壤中几乎所有的生化反应过程，土壤酶活性可以反映土壤生物功能的多样性，既是土壤中有机质源，又是植物的营养库[24，25]。本试验结果表明，处理M2Y2的過氧化氢酶活性最高，其次是M1Y2，但二者过氧化氢酶活性与CK无明显差异;处理M2Y2、M1Y2的转化酶活性明显高于CK，较CK分别提高了83.75%和69.26%;而脲酶活性则以处理M2Y2最高，显著高于CK，比CK提高了72.43%，其次为处理M1Y2，显著高于CK，较CK提高了54.72%。可见，在生菜移栽前底施木美土里微生物菌肥，在苗期喷施育苗宝贝菌剂（浓度1∶200），促进了土壤酶活性的提高。本试验结果还表明，低用量的菌肥和低浓度菌剂配比对酶活性有一定的抑制作用，如处理M1Y1和处理M2Y1，过氧化氢酶、脲酶和转化酶活性均低于CK，高用量的菌肥和高浓度的菌剂配比虽没有抑制酶活性，但促进效果并不明显，造成了资源上的浪费。可见，只有菌肥和菌剂配比适宜时，对酶活性的促进效果最好，如处理M2Y2和M1Y2，土壤中过氧化氢酶、脲酶和转化酶的活性都明显提高，这与张丽娟等[11]、华静静等[26]的研究结果是一致的。

土壤中微生物数量的多少可以反映土壤环境质量的变化，土壤微生物既会受到环境条件、施肥种类的影响，也会受植物本身根系分泌物的影响[27，28]。本试验结果表明，连作生菜施用微生物菌肥和菌剂后，土壤中的细菌和放线菌数量明显提高，真菌数量明显降低，以处理M2Y2的效果最明显，其次为处理M1Y2，二者细菌数量较对照分别增加了58.81%和63.93%，使细菌在土壤微系统中的优势更加突出;真菌数量较对照分别减少了68.98%和65.56%。由于目前重茬问题十分严重，土壤中的病原真菌占据了主导地位，所以真菌数量的减少反而有利于土壤微环境的稳定，有利于植株的生长发育;而放线菌数量较对照分别增加了117.55%和95.91%，使土壤的通气性更好。从试验结果可以看出，当木美土里微生物菌肥的施用量为1 200 kg/hm2，育苗宝贝微生物菌剂的喷施浓度为1∶200（菌剂和清水的比）（M2Y2）时，有利于改善土壤微生物环境，育苗宝贝菌剂的浓度太低或太高，促进效果都不明显。这与陈宏宇等[29]、张翼等[30]的研究结果一致。

综上所述，微生物菌肥和菌剂的施用改善了生菜重茬土壤的微生物群落结构，促进了土壤中细菌和放线菌的繁殖，抑制了真菌的生长;促进了土壤中有益酶活性的提高，使土壤生产力的可持续性得到增强，最终达到了改善和保护土壤微生态环境的目的。本试验中表现突出的处理为底施木美土里复合微生物菌肥1 200 kg/hm2+苗期喷施育苗宝贝菌剂（浓度1∶200）（M2Y2）和底施木美土里复合微生物菌肥600 kg/hm2+苗期喷施育苗宝贝菌剂（浓度1∶200）（M1Y2）。

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