黃腐酸有機-無機復混藥肥對茄子根際土壤微生物和酶活性的影響

王 瑾，葉長東，陶 偉，李恩東，張 野，蘇天明，何鐵光，王吉平，李嘉維，葉長成，劉美卿

（1. 廣西壯族自治區(qū)農業(yè)科學院 農業(yè)資源與環(huán)境研究所，廣西 南寧 530007；2. 廣西勤德科技股份有限公司，廣西 南寧530007；3. 廣西易多收生物科技有限公司，廣西 南寧 530007；4. 廣西源創(chuàng)農業(yè)科技開發(fā)有限公司，廣西 南寧 530022）

廣西氣候溫暖濕潤，非常適合茄子栽培，茄子年栽培面積在2 萬hm2左右，產量100 萬t，產值超8億元，是全區(qū)蔬菜中具有較高經濟效益的優(yōu)勢種類之一［1］。化肥在茄子高產栽培中發(fā)揮著巨大作用，但多年連續(xù)施用化肥，導致了土壤板結、肥力下降，面源污染等諸多問題。因此，尋找既有利于蔬菜生長又可以保護生態(tài)環(huán)境的方法成為廣大科研工作者的研究熱點。施用黃腐酸肥料能有效增加土壤中細菌、真菌和放線菌的數(shù)量，顯著改善微生物群體功能，增加脲酶、酸性磷酸酶、過氧化氫酶和蔗糖酶活性［2］。土壤微生物和土壤酶既是土壤有機物轉化的執(zhí)行者，又是植物營養(yǎng)元素的活性庫［3］。土壤微生物的數(shù)量是不同生態(tài)系統(tǒng)土壤肥力的重要生物學指標［4］，而土壤酶活性是評價土壤生物活性和土壤肥力的重要指標［5］。研究表明，土壤微生物多樣性能敏感地反映生態(tài)系統(tǒng)的功能演變及環(huán)境脅迫等的影響，可揭示土壤微生物種類和功能的差異［6］，其變化與酶活性密切相關［7］。

目前，關于有機-無機復混肥在作物上的研究較多，但黃腐酸有機-無機復混藥肥的應用效果研究罕見報道。筆者以茄子作為供試作物，研究黃腐酸有機-無機復混藥肥不同施用量對茄子根際土壤微生物量和酶活性的影響，探明改善茄子根際土壤微生態(tài)環(huán)境的最佳施肥技術，以期為廣西茄子的綠色生產提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗地點設在廣西南寧市隆安縣那桐鎮(zhèn)下鄧村，土壤肥力中上，前茬作物為玉米，土壤常規(guī)養(yǎng)分指標見表1。

表1 試驗點土壤常規(guī)養(yǎng)分指標 g/kg

1.2 試驗設計

按當?shù)厍炎邮┓柿晳T，每667 m2常規(guī)化肥折算純N、P、K的投入量分別為12、6、19 kg。本研究茄子種植肥效試驗設置5個處理：T1處理，不施肥（CK）；T2 處理，常規(guī)化肥；T3 處理，低量黃腐酸有機-無機復混藥肥；T4處理，中量黃腐酸有機-無機復混藥肥；T5處理，高量黃腐酸有機-無機復混藥肥。其中T3 處理總養(yǎng)分含量相當于T2 處理的70%，T4處理總養(yǎng)分含量相當于T2處理的85%，T5處理與T2 處理總養(yǎng)分含量相同。茄子生育期內共施肥5次，各施肥處理施用方法相同，按m（基肥）∶m（初花肥）∶m（第1 次坐果肥）∶m（第2 次坐果肥）∶m（第3 次坐果肥）=20% ∶20% ∶30% ∶15% ∶15%施用。供試黃腐酸有機-無機復混藥肥（w（黃腐酸）≥8%，w（有機質）≥15%，w（總養(yǎng)分）≥33%（15-7-11），w（殺蟲單）≥0.58%，w（呋蟲胺）≤0.02%）產品符合GB 18877—2009 要求，由廣西易多收生物科技有限公司提供。

每處理3 次重復，隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積55.6 m2，每667 m2定植900株。供試茄子品種為黑龍茄霸（808）。茄子于2019 年8 月15 日定植，生育期內各小區(qū)田間管理一致。

1.3 測定項目及方法

分別于茄子苗期、初花期、開花坐果期和盛果期對茄子根際土壤采樣，其中一部分樣品測定土壤微生物數(shù)量，另一部分風干后測土壤酶活性。

采用稀釋平板計數(shù)法［8］測定土壤中細菌、真菌和放線菌的數(shù)量。細菌用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基培養(yǎng)，真菌用馬丁氏培養(yǎng)基培養(yǎng)，放線菌用改良高氏1號培養(yǎng)基培養(yǎng)。

土壤酶活性：蔗糖酶活性測定采用3，5-二硝基水楊酸比色法［7］，磷酸酶活性測定采用磷酸苯二鈉比色法，脲酶活性測定采用苯酚鈉比色法［7］。

1.4 數(shù)據處理與分析

試驗數(shù)據采用Excel 2007 和DPS 7.05 進行數(shù)據整理與統(tǒng)計分析，用LSD法進行方差分析及差異顯著性檢驗（P＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 不同處理對茄子根際土壤微生物數(shù)量的影響

土壤微生物是由多個種群組成的微生物群落，不同種群之間存在著共生、互利、競爭等各種復雜的關系，共同在土壤物質循環(huán)和能量轉化過程中發(fā)揮著作用［9］。一般認為，真菌數(shù)與細菌數(shù)比值越高，農田土壤生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定。黃腐酸有機-無機復混藥肥不同用量對茄子根際土壤微生物數(shù)量的影響見表2。由表2 可知，總體上來看，各個處理的細菌數(shù)量最多，且數(shù)量符合細菌＞放線菌＞真菌。T1 至T4 處理細菌和微生物總數(shù)盛果期＜苗期，T5處理則相反；各處理的真菌數(shù)量表現(xiàn)為盛果期＞苗期（T4處理除外），放線菌數(shù)量盛果期＜苗期。

表2 不同處理對各生育期茄子根際土壤微生物數(shù)量的影響

苗期，T3和T4處理細菌和微生物總數(shù)高于T2處理，且T4 處理和T2 處理間差異顯著（P＜0.05）?？梢?，苗期減少養(yǎng)分用量30%和15%的黃腐酸有機-無機復混藥肥處理能夠增加茄子根際微生物數(shù)量，且減少養(yǎng)分用量15%（T4 處理）效果更佳。初花期，T5 處理真菌數(shù)量顯著高于T2處理（P＜0.05）。各個處理的真菌數(shù)/細菌數(shù)均以開花坐果期為最大，且不同處理間真菌數(shù)/細菌數(shù)表現(xiàn)為T1（0.225）＞T4（0.204）＞T5（0.187）＞T3（0.128）＞T2（0.119）處理。初花期，T2處理細菌和放線菌數(shù)量顯著高于其他處理，可能是此期施肥顯著刺激了這兩種微生物的生長發(fā)育。由此可知，苗期和初花期，施用化肥處理生態(tài)系統(tǒng)最不穩(wěn)定；與不施肥相比，施用黃腐酸有機-無機復混藥肥能夠促進不同種類微生物數(shù)量和總微生物數(shù)量的增加，且與茄子的生長發(fā)育階段有關。

2.2 不同處理對茄子根際土壤酶活性的影響

2.2.1 蔗糖酶活性

土壤蔗糖酶是表征土壤生物學活性的重要的水解酶之一［10］，能夠直接參與土壤碳素循環(huán)，對增加土壤中易溶性營養(yǎng)物質起著重要作用［7］。不同處理對茄子根標土壤蔗糖酶活性的影響見圖1。由圖1可知，同一處理不同生育期茄子根際土壤蔗糖酶活性處于不斷變化中?？傮w來看，T2 處理和T5 處理變化規(guī)律一致，表現(xiàn)為升高-降低-升高趨勢；T3 處理和T4 處理變化規(guī)律一致，表現(xiàn)為降低-升高-升高的趨勢。苗期、初花期、開花坐果期、盛果期蔗糖酶活性最高的分別是T3、T5、T4和T2處理，分別比T1 處理增加96.2%、81.5%、93.5%和235.3%，差異均達顯著水平（P＜0.05）。苗期、初花期和開花坐果期T3、T5、T4 處理蔗糖酶活性平均分別比T2 處理增加174.3%、28.7%和166.7%。由此可知，與不施肥T1處理和施用常規(guī)化肥T2處理相比，施用黃腐酸有機-無機復混藥肥能夠促進蔗糖酶活性增加，效果與施用量和作物發(fā)育時間有關。

圖1 不同處理對茄子根際土壤蔗糖酶活性的影響

2.2.2 磷酸酶活性

磷酸酶是土壤中最活躍的一類酶，能促進有機磷化合物的水解，提高土壤磷元素的有效性。不同處理茄子根際土壤磷酸酶活性處于不斷變化中（見圖2）。由圖2 可知T2 和T5 處理磷酸酶活性隨時間的變化規(guī)律與蔗糖酶活性變化規(guī)律一致，表現(xiàn)為升高-降低-升高趨勢；T3和T4處理變化規(guī)律與蔗糖酶活性變化規(guī)律一致，表現(xiàn)為降低-升高-升高的趨勢；且T1至T4處理磷酸酶活性表現(xiàn)為盛果期＞苗期，各處理盛果期磷酸酶活性較苗期依次增加為0.70%、31.74%、21.20%和11.78%。同一生育期，不同處理對土壤酶活性的影響也不同。苗期、初花期和盛果期磷酸酶活性最高分別是T5、T5和T2處理，苗期和初花期，T5 處理磷酸酶活性分別比T2處理增加36.5%和5.6%，差異達顯著水平（P＜0.05）?？傮w來看，在苗期、初花期和盛果期，施用黃腐酸有機-無機復混藥肥能夠促進茄子根際土壤磷酸酶活性的增加，與不施肥和常規(guī)施肥間的差異顯著性與黃腐酸有機-無機復混藥肥用量有關。

圖2 不同處理對茄子根際土壤磷酸酶活性的影響

2.2.3 土壤脲酶活性

脲酶的酶促反應產物氨是植物氮源之一，其活性可以用來表示土壤供氮能力。不同處理對茄子根際土壤脲酶活性的影響見圖3。由圖3 可知，T2 和T4處理的脲酶活性變化規(guī)律一致，表現(xiàn)為降低-升高-降低趨勢；T3和T5變化規(guī)律一致，脲酶活性不斷升高。各處理盛果期土壤脲酶活性是苗期的1.96 ～4.58倍。同一生育期，不同處理對茄子土壤脲酶活性的影響也不同。開花坐果期和盛果期，土壤脲酶活性以T4 處理最高，分別是T2 處理的1.61倍和1.87 倍。由此可見，T4 處理在這兩個生育期能顯著增加茄子根際土壤脲酶活性。

圖3 不同處理對茄子根際土壤脲酶活性的影響

3 討論

本試驗所用黃腐酸有機-無機復混藥肥是一種新型優(yōu)質肥料，其富含黃腐酸，螯合態(tài)氮、磷、鉀、中微量元素及殺蟲藥劑，具有高活性、全營養(yǎng)的特點，能有效減少病蟲害的發(fā)生，協(xié)調植物生長環(huán)境，改善植物營養(yǎng)結構組成，從而實現(xiàn)農作物優(yōu)質高產。本試驗中，T1至T5處理667 m2茄子產量分別為2 331.9、3 088.4、2 641.3、2 908.0、3 233.1 kg，T5處理＞T2 處理＞T4 處理＞T3處理＞T1處理，施用黃腐酸有機-無機復混藥肥促進了茄子產量的提高。

本試驗結果表明，不同生育期，茄子根際土壤各種群微生物數(shù)量受黃腐酸有機-無機復混藥肥用量的影響，但總體結構以細菌數(shù)量最多，放線菌數(shù)量次之，真菌數(shù)量最少。

不同施肥處理在各生育期對茄子根際土壤微生物種群的影響不同。施用常規(guī)化肥處理生態(tài)系統(tǒng)最不穩(wěn)定；與不施肥和常規(guī)化肥處理相比，施用黃腐酸有機-無機復混藥肥能夠促進土壤微生物活動，使不同種群微生物數(shù)量和總微生物數(shù)量增加，且施用中量黃腐酸有機-無機復混藥肥（T4處理）效果最佳，減少了養(yǎng)分用量15%。

常規(guī)施肥土壤中真菌數(shù)與細菌數(shù)的比值降低，可能是因為擾亂了農田土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，施用黃腐酸有機-無機復混藥肥對生態(tài)系統(tǒng)具有恢復作用。施肥對土壤微生物群落的影響存在一定的不確定性，但眾多研究表明，合理的施肥管理模式更有利于提高土壤微生物群落的多樣性和總生物量。

與不施肥和施用常規(guī)化肥相比，施用黃腐酸有機-無機復混藥肥能夠促進茄子根際土壤蔗糖酶活性的增加，蔗糖酶水解產物能快速促進植物生長發(fā)育，這對加快土壤養(yǎng)分釋放具有重要的現(xiàn)實意義。

磷酸酶活性是評價土壤磷素生物轉化方向與強度的指標［7］。與不施肥和施用常規(guī)化肥處理相比，施用黃腐酸有機-無機復混藥肥能夠促進茄子根際磷酸酶活性的增加，其顯著性與黃腐酸有機-無機復混藥肥用量有關。

植物根際土壤脲酶活性的高低直接關系到土壤中氮的轉化和植物對氮素的吸收與利用。本試驗結果顯示，不施肥和施用常規(guī)化肥不利于土壤脲酶活性的提高，而中量黃腐酸有機-無機復混藥肥對土壤脲酶活性具有明顯的增強作用。

總體來看，與不施肥處理和施用常規(guī)化肥處理相比，施用黃腐酸有機-無機復混藥肥能增加土壤中細菌、真菌和放線菌的數(shù)量，改善微生物群體功能，增加蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性，其顯著性效果與茄子生長發(fā)育階段和肥料施用量有關。

綜合考慮，茄子生產中施用黃腐酸有機-無機復混藥肥可以促進其根際土壤微生物種群和數(shù)量及土壤酶活性的改善，為茄子的生長發(fā)育提供了一個良好的土壤環(huán)境，是茄子生產中實現(xiàn)化肥減量增效的有效途徑之一。