吳文麗,洪堅(jiān)平,孟會(huì)生,冀剛

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，山西 太谷 030801)

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連續(xù)施用解磷菌肥對(duì)復(fù)墾土壤有機(jī)質(zhì)和有機(jī)磷組分的影響

吳文麗,洪堅(jiān)平*,孟會(huì)生,冀剛

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，山西 太谷 030801)

為提高復(fù)墾土壤肥力，本文通過田間小區(qū)試驗(yàn)，研究了解磷菌肥對(duì)復(fù)墾五年土壤有機(jī)質(zhì)和有機(jī)磷組分含量的影響。結(jié)果表明：與對(duì)照相比，不同施肥處理對(duì)土壤的有機(jī)質(zhì)和有機(jī)磷各組分含量有不同程度的提高。施用腐熟雞糞+解磷菌肥處理土壤有機(jī)質(zhì)含量提高最大，提高了41.99%；晨雨復(fù)合肥+解磷菌肥、腐熟雞糞+解磷菌肥、晨雨復(fù)合肥+腐熟雞糞+解磷菌肥這3個(gè)處理與其未施用解磷菌肥的處理相比，活性有機(jī)磷含量分別提高了24.45%、15.94%、13.44%；中等活性有機(jī)磷含量分別提高了97.00%、4.08%、0.73%；高穩(wěn)性有機(jī)磷含量分別提高了5.70%、35.63%、6.23%，而中穩(wěn)性有機(jī)磷含量卻降低了。這3個(gè)處理相比，腐熟雞糞+解磷菌肥處理對(duì)土壤有機(jī)磷各組分影響效果較好。增施解磷菌肥提高了復(fù)墾土壤有機(jī)質(zhì)含量，影響有機(jī)磷各組分含量，從而提高磷的有效性。

解磷菌肥；復(fù)墾；有機(jī)質(zhì)；有機(jī)磷

磷是土壤肥力的重要指標(biāo)之一[1],磷的形態(tài)及有效性是土壤肥力恢復(fù)及土壤生產(chǎn)力提高過程中的一項(xiàng)重要因素[2]。而有機(jī)磷作為土壤磷的重要組成部分，且具有在土壤中移動(dòng)性大，被固定程度低的優(yōu)點(diǎn)[3～5]，是土壤有效磷的重要來源，對(duì)植物磷素供應(yīng)和生態(tài)修復(fù)都起著至關(guān)重要的作用。土壤有機(jī)質(zhì)是土壤中各種營養(yǎng)元素特別是氮、磷的重要來源，隨著土壤有機(jī)質(zhì)的積累，土壤有機(jī)磷會(huì)隨之形成[6]。同時(shí)，土壤有機(jī)質(zhì)也是土壤微生物必不可少的碳源，能為解磷菌肥提供良好的繁殖環(huán)境。

一般認(rèn)為,土壤有機(jī)磷在植物營養(yǎng)方面很少或沒有直接價(jià)值。而礦區(qū)復(fù)墾土壤中解磷菌肥對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)和土壤有機(jī)磷各組分含量影響方面的研究更是鮮見[7]。為了進(jìn)一步探明土壤有機(jī)磷的各組分，國內(nèi)學(xué)者賀鐵與李世俊[8,9]做了一些研究,結(jié)果表明，Bowman-Cole法劃分的四組土壤有機(jī)磷組分的礦化率能隨著各自的活性不同而有所不同，但是，該法仍存在一些問題。本試驗(yàn)通過對(duì)長治市襄垣縣王橋鎮(zhèn)西山底村復(fù)墾土壤有機(jī)質(zhì)與有機(jī)磷各組分含量的研究，探討連續(xù)施用解磷菌肥對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)和有機(jī)磷各組分含量影響的變化趨勢，為土壤復(fù)墾和提高生產(chǎn)力提供理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 供試土壤

該試驗(yàn)區(qū)位于山西省長治市襄垣縣王橋鎮(zhèn)西山底村采煤塌陷復(fù)墾區(qū)，地理坐標(biāo)113°00′56″E，36°27′16″N，屬低山丘陵地帶，暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候。該區(qū)通過為復(fù)墾地連續(xù)施用解磷菌肥5年后的土壤，土壤類型為石灰性褐土，其理化性狀見表1。

表1 供試土壤基本理化性狀

1.2 供試作物

供試作物為玉米，品種為先玉335(中美合資登海先鋒，生育期127 d)。

1.3 供試肥料

晨雨復(fù)合肥：山西晉中晨雨肥業(yè)有限公司生產(chǎn)，含N：18%、P2O5:12%、K2O:10%。

腐熟雞糞：含有機(jī)質(zhì)54.8%，N：1.68%，P2O5：2.45%，K2O：1.36%。

解磷菌肥：山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院研制的解磷菌肥(將拉恩式菌、假單胞菌1、假單胞菌2在高密度發(fā)酵罐中混合發(fā)酵，發(fā)酵好的混合磷細(xì)菌菌液與腐熟好的雞糞按1∶9的比例在攪拌機(jī)中混勻，每100 kg磷細(xì)菌肥中添加葡萄糖50 g，尿素5 g，制成磷細(xì)菌生物基質(zhì)，有效活菌數(shù)≥0.5×107cfu·g-1，有機(jī)質(zhì)含量≥50%。)

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，在長治市襄垣縣王橋鎮(zhèn)西山底村選取復(fù)墾5年試驗(yàn)田，試驗(yàn)設(shè)置7個(gè)處理(表2),每個(gè)處理重復(fù)3次，共21個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積為100 m2。除對(duì)照外，其他各處理均按照等量施肥的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，N∶P∶K為1∶0.48∶1.3。播種密度為每公頃52 500株，試驗(yàn)于2013年4月28日播種，9月26日收獲。玉米成熟后采集土壤樣品，采樣深度為0～10 cm。

表2 田間小區(qū)試驗(yàn)施肥方案

注：CK為對(duì)照，C為晨雨復(fù)合肥，CB為晨雨復(fù)合肥+解磷菌肥，M為腐熟雞糞，MB為腐熟雞糞+解磷菌肥，CM為晨雨復(fù)合肥+腐熟雞糞，CMB為晨雨復(fù)合肥+腐熟雞糞+解磷菌肥。圖1～圖6同。

Note： CK as control,C is chenyu fertilizer,CB is chenyu fertilizer + phosphorus bacterial fertilizer,M is chicken manure,MB is phosphorus bacterial fertilizer + chicken manure,CM is chenyu fertilizer + chicken manure,CMB is chenyu fertilizer +chicken manure + phosphorus bacterial fertilizer.The same as fig1～6.

1.5 分析項(xiàng)目與方法

土壤有機(jī)質(zhì)：重鉻酸鉀氧化法

土壤全磷：HClO4-H2SO4消煮，鉬藍(lán)比色法。

土壤總無機(jī)磷：采用顧益初-蔣柏藩的土壤無機(jī)磷形態(tài)的分級(jí)方法測定。

土壤總有機(jī)磷：通過測定土壤全磷含量和總無機(jī)磷含量，利用差減法計(jì)算有機(jī)磷總量[10]。

土壤有機(jī)磷組分：用Bowman-Cole法進(jìn)行測定[11]。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用SAS軟件結(jié)合Excel進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)運(yùn)算，然后對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 連續(xù)施用解磷菌肥對(duì)復(fù)墾土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

從圖1可見，施用解磷菌肥的3個(gè)處理分別與相應(yīng)的未施解磷菌肥的處理相比，土壤有機(jī)質(zhì)含量均有所提高，但增幅不大，依次為0.66%、0.34%、0.12%。主要原因是，解磷菌肥中含有一定量的腐熟雞糞，腐熟雞糞可以為解磷菌肥中的微生物提供豐富的碳源、氮源和能源，為微生物提供了合適的C/N，為其大規(guī)模生長繁殖創(chuàng)造了有利條件。施用解磷菌肥能夠提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，進(jìn)而改善土壤質(zhì)量。這與許劍敏[12]、常會(huì)慶[13]、梁利寶[14]等的研究結(jié)果相一致。

2.2 連續(xù)施用解磷菌肥對(duì)復(fù)墾土壤全磷、無機(jī)磷和有機(jī)磷總量的影響

由圖2可見，各施肥處理對(duì)復(fù)墾土壤全磷、無機(jī)磷總量、有機(jī)磷總量的影響均很明顯。與對(duì)照相比，各施肥處理的土壤全磷、無機(jī)磷總量和有機(jī)磷總量都有所增加，6個(gè)處理均與對(duì)照差異顯著。對(duì)于有機(jī)磷，腐熟雞糞+晨雨復(fù)合肥與晨雨復(fù)合肥差異顯著，晨雨復(fù)合肥+腐熟雞糞+解磷菌肥、腐熟雞糞+解磷菌肥分別與晨雨復(fù)合肥+解磷菌肥、晨雨復(fù)合肥差異顯著。與對(duì)照相比，腐熟雞糞+解磷菌肥處理對(duì)土壤有機(jī)磷總量增加最大，增幅達(dá)182.76%；施用解磷菌肥的3個(gè)處理分別與相應(yīng)的未施解磷菌肥處理相比，復(fù)墾土壤有機(jī)磷總量有所提高。主要原因是：解磷菌肥中含有一定量的腐熟雞糞，而腐熟雞糞中的有機(jī)磷是土壤有機(jī)磷的直接供應(yīng)者[15]，在土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程中補(bǔ)充了土壤有機(jī)磷庫，增加了土壤有機(jī)磷含量。這也與李想[16]等人的研究結(jié)論一致。

圖1 連續(xù)施用解磷菌肥對(duì)復(fù)墾土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響Fig.1 Effect of continuous application of phosphate bacteria fertilizer on soil organic matter content of reclamation

圖2 連續(xù)施用解磷菌肥對(duì)土壤有機(jī)磷總量的影響Fig.2 Effect of continuous application of phosphate bacteria fertilizer on the total amount of reclamation soilorganic phosphorus

2.3 連續(xù)施用解磷菌肥對(duì)復(fù)墾土壤活性有機(jī)磷含量的影響

由圖3可以看出，與對(duì)照相比，各施肥處理土壤活性有機(jī)磷含量均有所提高，其中，腐熟雞糞+解磷菌肥處理提高較為顯著，提高了258.58%。各施肥處理與對(duì)照差異極顯著；腐熟雞糞+解磷菌肥與各處理均差異顯著(除晨雨復(fù)合肥+腐熟雞糞+解磷菌肥)；晨雨復(fù)合肥+腐熟雞糞+解磷菌肥與晨雨復(fù)合肥和晨雨復(fù)合肥+解磷菌肥分別差異顯著；腐熟雞糞和晨雨復(fù)合肥+腐熟雞糞分別與晨雨復(fù)合肥差異顯著。施用解磷菌肥的3個(gè)處理分別與其未施用解磷菌肥的處理相比，活性有機(jī)磷含量都有不同程度的提高，增幅依次為24.45%、15.94%、13.44%。這3個(gè)處理相比，解磷菌肥對(duì)土壤活性有機(jī)磷含量的影響程度依次為：腐熟雞糞+解磷菌肥>晨雨復(fù)合肥+腐熟雞糞+解磷菌肥>晨雨復(fù)合肥+解磷菌肥。施肥可提高活性有機(jī)磷含量，而解磷菌肥對(duì)其影響最大。這與劉小虎[17]等人的研究結(jié)果相一致。

圖3 連續(xù)施用解磷菌肥對(duì)復(fù)墾土壤活性有機(jī)磷含量的影響Fig.3 Effect of continuous application of phosphate bacteria fertilizer on reclaimed soil active organic phosphorus content

2.4 連續(xù)施用解磷菌肥對(duì)復(fù)墾土壤中等活性有機(jī)磷含量的影響

由圖4可以看出，各施肥處理分別與對(duì)照差異顯著，而各施肥處理間差異不顯著。晨雨復(fù)合肥+腐熟雞糞+解磷菌肥處理對(duì)土壤中等活性有機(jī)磷含量的影響最大，提高了194.5%。施用解磷菌肥的3個(gè)處理分別與其相應(yīng)的未施解磷菌肥的處理相比，土壤中等活性有機(jī)磷含量稍有提高，增幅依次為1.97%、4.08%、0.73%。這3個(gè)處理相比，晨雨復(fù)合肥+腐熟雞糞+解磷菌肥效果最好，腐熟雞糞+解磷菌肥次之，晨雨復(fù)合肥+解磷菌肥效果較差。各施肥處理均可促進(jìn)土壤中等活性有機(jī)磷分解，進(jìn)而提高中等活性有機(jī)磷含量，變化趨勢相近。施用解磷菌肥對(duì)其含量提高相對(duì)較明顯。這與劉小虎[17]等人的研究結(jié)果相一致。

圖4 連續(xù)施用解磷菌肥對(duì)復(fù)墾土壤中等活性有機(jī)磷的影響Fig.4 Effect of continuous application of phosphate bacteria fertilizer on reclaimed soil medium active organic phosphorus

圖5 連續(xù)施用解磷菌肥對(duì)復(fù)墾土壤中穩(wěn)性有機(jī)磷的影響Fig.5 Effect of continuous application of phosphate bacteria fertilizer on the reclamation soil stable organic phosphorus

2.5 連續(xù)施用解磷菌肥對(duì)復(fù)墾土壤中穩(wěn)性有機(jī)磷含量的影響

由圖5可以看出，除晨雨復(fù)合肥+解磷菌肥外，其余5個(gè)處理均與對(duì)照差異顯著；各施肥處理間差異不顯著。與對(duì)照相比，施用晨雨復(fù)合肥+腐熟雞糞的土壤中穩(wěn)性有機(jī)磷含量提高最多，高達(dá)76.01%。施用解磷菌肥的3個(gè)處理與相應(yīng)的未施解磷菌肥處理相比，中穩(wěn)定性有機(jī)磷含量均有不同程度的降低，依次減少了15.03%、0.73%、5.79%。這3個(gè)處理相比，解磷菌肥對(duì)復(fù)墾土壤中穩(wěn)性有機(jī)磷的影響程度依次為：腐熟雞糞+解磷菌肥>晨雨復(fù)合肥+腐熟雞糞+解磷菌肥>晨雨復(fù)合肥+解磷菌肥。施用解磷菌肥降低了中穩(wěn)性有機(jī)磷含量。主要原因是，解磷菌肥中含有一定量的腐熟雞糞，腐熟雞糞對(duì)土壤中等活性有機(jī)磷的培肥是有利的。這與劉小虎[17]等人的研究結(jié)果相一致。

圖6 連續(xù)施用解磷菌肥對(duì)復(fù)墾土壤高穩(wěn)性有機(jī)磷的影響Fig.6 Effect of continuous application of phosphate bacteria fertilizer on soil reclamation and high stable organic phosphorus

2.6 連續(xù)施用解磷菌肥對(duì)復(fù)墾土壤高穩(wěn)性有機(jī)磷含量的影響

由圖6可以看出，除晨雨復(fù)合肥、晨雨復(fù)合肥+解磷菌肥外，其余處理均與對(duì)照差異顯著；腐熟雞糞+解磷菌肥分別與晨雨復(fù)合肥和晨雨復(fù)合肥+解磷菌肥差異顯著。其中腐熟雞糞+解磷菌肥土壤高穩(wěn)性有機(jī)磷的含量提高最多，達(dá)239.58%。施用解磷菌肥的3個(gè)處理與相應(yīng)的未施解磷菌肥處理相比，高穩(wěn)性有機(jī)磷含量依次增加了5.70%、35.63%、6.23%。這3個(gè)處理相比，腐熟雞糞為解磷菌肥提高有利的繁殖條件，在一定程度上增加了復(fù)墾土壤高穩(wěn)性有機(jī)磷的含量，其影響程度：腐熟雞糞+解磷菌肥>晨雨復(fù)合肥+腐熟雞糞+解磷菌肥>晨雨復(fù)合肥+解磷菌肥。而晨雨復(fù)合肥的施用不利于高穩(wěn)性有機(jī)磷的積累。這與劉小虎[17]等人的研究結(jié)果相一致。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

(1)本試驗(yàn)雖然得出了一些結(jié)論，但由于試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)間較短，不能反映土壤有機(jī)質(zhì)和有機(jī)磷各組分含量的長期動(dòng)態(tài)變化過程，還需進(jìn)行長期定位研究。

(2)本試驗(yàn)的解磷菌肥配施腐熟雞糞處理對(duì)提高土壤有機(jī)質(zhì)和有機(jī)磷各組分含量顯示了一定的優(yōu)越性，其最佳配比還需進(jìn)一步研究。(3)本試驗(yàn)由于只對(duì)0～10 cm的土層進(jìn)行了研究，不能全面反映更深土層下的土壤有機(jī)質(zhì)和有機(jī)磷各組分含量的時(shí)空變化規(guī)律，因此在今后的具體試驗(yàn)中需要長期跟蹤試驗(yàn)。

3.2 結(jié)論

本試驗(yàn)表明連續(xù)施用解磷菌肥提高了土壤有機(jī)質(zhì)的含量，也影響有機(jī)磷總量的提高，對(duì)有機(jī)磷各組分的含量有一定的影響。(1)本實(shí)驗(yàn)土壤有機(jī)質(zhì)含量以腐熟雞糞+解磷菌肥處理效果最好，增加了41.99%。其中，施用腐熟雞糞的4個(gè)處理分別與對(duì)照、未施腐熟雞糞的兩個(gè)處理差異顯著。施用解磷菌肥對(duì)有機(jī)質(zhì)含量有一定的影響。

(2)各施肥處理的土壤全磷、無機(jī)磷總量、有機(jī)磷總量都有所增加，6個(gè)處理均與對(duì)照差異顯著。腐熟雞糞+解磷菌肥有機(jī)磷總量增加最大為182.76%。施用解磷菌肥可提高有機(jī)磷總量。

(3)①各施肥處理對(duì)復(fù)墾土壤活性、中等活性、中穩(wěn)性、高穩(wěn)性有機(jī)磷含量的影響均有所提高。對(duì)于活性、中等活性有機(jī)磷，6個(gè)處理均與對(duì)照差異極顯著，而對(duì)于活性有機(jī)磷，腐熟雞糞+解磷菌肥與各處理均差異顯著(除晨雨復(fù)合肥+腐熟雞糞+解磷菌肥)；對(duì)于中穩(wěn)性有機(jī)磷，除晨雨復(fù)合肥+解磷菌肥外，其余5個(gè)處理均與對(duì)照差異顯著；對(duì)于高穩(wěn)性有機(jī)磷，除晨雨復(fù)合肥、晨雨復(fù)合肥+解磷菌肥外，其余4個(gè)處理均與對(duì)照差異顯著，腐熟雞糞+解磷菌肥分別與晨雨復(fù)合肥和晨雨復(fù)合肥+解磷菌肥差異顯著。②施用解磷菌肥的3個(gè)處理分別與其未施用解磷菌肥的處理相比，活性、中等活性、高穩(wěn)性有機(jī)磷含量均有所提高，而中穩(wěn)性有機(jī)磷含量有不同程度的降低。這3個(gè)處理相比，解磷菌肥對(duì)復(fù)墾土壤活性、中穩(wěn)性、高穩(wěn)性有機(jī)磷含量的影響程度為：腐熟雞糞+解磷菌肥>晨雨復(fù)合肥+腐熟雞糞+解磷菌肥>晨雨復(fù)合肥+解磷菌肥；而對(duì)中等活性有機(jī)磷含量的影響程度為：晨雨復(fù)合肥+腐熟雞糞+解磷菌肥>腐熟雞糞+解磷菌肥>晨雨復(fù)合肥+解磷菌肥。

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(編輯：武英耀)

Effect of Continuous Application of Phosphorus Bacterial Fertilizer on Soil Organic Matters and Organic Phosphorus Fractions of Reclamation

Wu Wenli,Hong Jianping*,Meng Huisheng,Ji Gang

(CollegeofResourcesandEnvironment,ShanxiAgriculturalUniversity,TaiguShanxi030801,China)

To improve the reclimed soil fertility We used field plot tests to studied the effects of application of phosphorus bacterial fertilizer on five years of reclamation soil organic matters and organic phosphorus components.The results showed: Compared with CK,different fertilization treatment could greatly improve the soil organic matter and organic phosphorus content of each component.Application of chicken manure + phosphorus bacterial fertilizer treatment,the organic matter increased to a maximum of 41.99%; and compared the 3 treatments of Chenyu fertilizer + phosphorus bacterial fertilizer,the chicken manure + phosphorus bacterial fertilizer,the Chenyu fertilizer + chicken manure + phosphorus bacterial fertilizer respectively,with the without application of phosphorus bacterial fertilizer,active organic phosphorus were increased by 24.45%,15.94%,13.44%; moderate active organic phosphorus were increased by 97.00%,4.08%,0.73%; high stable organic phosphorus were increased by 5.70%,35.63%,6.23%,and stable organic phosphorus was decreased.Compared with the 3 treatments,chicken manure + phosphorus bacterial fertilizer treatments on soil organic phosphorus fractions was in good effect.Showed that application of phosphorus bacterial fertilizer improved organic matte of the reclaimed soil,effected the organic phosphorus content of each component,so as to improved the availability of phosphorus.

Phosphorus bacterial fertilizer; Reclamation;Organic matters;Organic phosphorus

2014-12-10

2014-12-29

吳文麗(1988-)，女(漢)，山西呂梁人，碩士研究生，研究方向：土地退化與生態(tài)重建

*通訊作者：洪堅(jiān)平，教授，博士生導(dǎo)師。Tel:13834834393；E-mail: hongjpsx@163.com

國家自然基金(31272257)；農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)項(xiàng)目(201103004-5)

S154.3

A

1671-8151(2015)03-0325-06