生物菌肥在保護地次生鹽漬化土壤改良中的應用

生物菌肥在保護地次生鹽漬化土壤改良中的應用

目前，土壤鹽分和根結線蟲（meloidoliverp.）的破壞是植物生產的重要限制因素。土壤次生鹽漬化是由于保護地土壤環(huán)境封閉、盲目施肥、不合理灌溉等因素導致,從而引起作物生長發(fā)育受到抑制,產量和品質降低的現象。如不注意采取措施防治,鹽漬化程度會隨設施種植年限的增加而加劇,不僅影響到農產品的產量和品質,還對環(huán)境存在潛在污染威脅。利用腐植酸微生物技術進行保護地次生鹽漬化土壤改良,先后在山東省壽光市、青州市,山西省懷仁縣、太谷縣、清徐縣,陜西省華縣等地進行了試驗研究,取得了一定效果。通過篩選耐鹽堿的有益微生物,并將其作為功能菌接種到褐煤腐植酸中,發(fā)酵生產出生物菌肥,用于保護地次生鹽漬化土壤處理,通過分析土壤變化和黃瓜生長發(fā)育情況,探討該技術對保護地次生鹽漬化土壤改良的作用效果和對根結線蟲的影響。1材料和方法1.1腐植酸生物菌肥黃瓜,品種為荷蘭品種。供試的巨大芽孢桿菌CGMCC1.2393和粉狀畢赤酵母菌AS2.2514,購于中國科學院微生物研究所。腐植酸生物菌肥由山東省濰坊市華濱生物科技有限公司生產,該菌肥含有昆蟲蛋白,褐煤腐植酸,富含氨基酸、維生素、礦物質等,其有效活菌數≥0.5億個/克,其中解淀粉芽孢桿菌數≥0.3億個/克,粉狀畢赤酵母菌數≥0.2億個/克。生物菌肥系普通商品,其載體為發(fā)酵雞糞,有效活菌數≥0.2億個/克。試驗土壤為壤土,理化指標見表1。1.2不同處理的生物菌肥試驗于2010-2012年在山東省壽光市蔬菜高科技示范園進行。試驗設4個處理。處理1:腐植酸生物菌肥75kg/666.7m2;處理2:競品生物菌肥75kg/666.7m2;處理3:等基質發(fā)酵腐植酸生物菌肥(除不接種微生物外,其他同腐植酸生物菌肥)75kg/666.7m2;處理4:空白對照(CK)。試驗地的耕地、澆水、除草、播種期、種植密度及化肥施用等各項栽培、管理措施均一致。日光溫室長80m,寬9m,共75畦,每畦栽植2行,每行32株,畦面呈馬鞍狀,地膜覆蓋。小區(qū)面積33.3m2,隨機區(qū)組排列,重復3次,設保護行。1.3生物菌肥采集和測定根際土樣使用生物菌肥方法:挖定植穴,每穴施用8~10g菌肥,撒于穴底,與土拌勻后定植黃瓜秧苗。試驗期內共使用3次腐植酸生物菌肥,分別于定植時與定植后第30天、120天進行。取土方法:每次施菌肥前取土和根系樣本,黃瓜拉秧后再取1次,共取4次。采取平衡跳躍法采集根際土樣,每個重復定位9個采樣點,每個樣品點為0~25cm的采樣深度,每點取土1000g,混合后,用四分法縮減至500g備檢。每處理挖取3株黃瓜根際樣本,測定其根瘤數量。用淺盤法分離根結線蟲。1.4微生物指標的測定黃瓜產量和植物學性狀為小區(qū)實測值;黃瓜拉秧后取土,進行土壤分析,土壤分析采用常規(guī)土壤農化分析方法;EC值采用1∶5水浸提電導法測定;土壤全鹽量采用重量法測定;土壤陽離子測定Ca2+和Mg2+(采用EDTA法測定),Na+和K+(采用火焰光度計測定);土壤陰離子測定HCO3-、Cl-、SO42-和NO3-;微生物生物量測定采用經典稀釋平板培養(yǎng)計數法;土壤脲酶測定采用靛酚藍比色法;簡易氣量法測定土壤過氧化氫酶活性;熏蒸法測定微生物生物碳量。光學顯微鏡下,參照Goodey的分類系統(1963)、尹文英的《中國土壤動物檢索圖鑒》(1998)、劉維志的《植物線蟲志》(2004)和謝輝的《植物線蟲分類學》(2005),將線蟲鑒定到屬,并統計各屬線蟲的數量,再根據所取黃瓜根系的數量比例計算根系中根結比率。1.5處理數據用Excel2003和SPSS16.0軟件進行數據分析和差異顯著性檢驗。2結果與分析2.1生物肥料的主要功能是微生物的形態(tài)特征2.1.1解淀粉芽桿菌解淀粉芽孢桿菌的細胞形態(tài)和理化試驗結果見表2。2.1.2菌落4m粉狀畢赤酵母菌的形態(tài)特征:在25℃YM固體培養(yǎng)基培養(yǎng)5天,細胞卵圓形或柱狀,大小為1.5-5.0×3.0-18.0μm。菌落為白色,奶酪狀,表面粉狀。能產生4個圓形子囊孢子的子囊。DNA序列分析:測定了粉狀畢赤酵母AS2.2514大亞基rRNA基因(26SrDNA)的D1/D2區(qū)域的堿基序列,正分鏈驗證,確定了572個堿基位點。通過在GenBank/EMBL/DDBJ國際核酸序列數據庫內進行同源序列搜索,確定了其微生物學地位。2.2不同處理的土壤理化性狀從表3可以看出,腐植酸生物菌肥用于保護地次生鹽漬化土壤改良,同CK相比,pH值降低0.71、電導率降低0.83ms/kg、土壤全氮增加0.14g/kg、有效磷增加15.87mg/kg、有效鉀增加21.57mg/kg、土壤有機質增加4.20g/kg。處理1明顯優(yōu)于未接菌的處理3。其他處理對次生鹽漬化土壤理化性狀也有不同程度的改善。從表4可以看出,腐植酸生物菌肥用于保護地次生鹽漬化土壤改良,同CK相比,土壤陽離子、陰離子和總鹽量均明顯減低,土壤次生鹽漬化問題得到一定的改善。2.3根結線蟲的形態(tài)從表5可以看出,腐植酸生物菌肥用于保護地次生鹽漬化土壤改良,同CK相比,土壤微生物數量明顯增多,18.99×107cfu/g、放線菌數增多7.81×107cfu/g、真菌數增多3.44×105cfu/g,藻類也顯著增多;侵染黃瓜的根結線蟲以南方根結線蟲(MeloidogynincognitaChitwood)為主,占根結線蟲的85%以上,使用腐植酸生物菌肥后,根結線蟲發(fā)生極少;有益的小桿線蟲(Rhobditisspp.)明顯增多。土壤微生物數量增多,改善了土壤微生態(tài)環(huán)境,提高了土壤肥力。處理1試驗效果明顯優(yōu)于處理3。2.4土壤生物量和呼吸強度腐植酸生物菌肥用于保護地次生鹽漬化土壤改良,土壤生物量碳比CK提高68.48%;土壤呼吸強度比CK提高47.74%;土壤過氧化氫酶活性提高41.16%;土壤脲酶活性降低29.72%。見表6。2.5土壤改良與黃瓜生長從表7看出,腐植酸生物菌肥用于保護地次生鹽漬化土壤改良,黃瓜植物學性狀均有所改善。植株葉色濃綠,生長發(fā)育正常,未出現鹽堿危害癥狀。根結比率顯著降低。2.6鹽漬化土壤改良從表8看出,腐植酸生物菌肥應用于保護地次生鹽漬化土壤改良,同CK比較,每666.7m2產量達9918.4kg,增產率22.61%;同處理3比較,增產率10.33%。3腐植酸有機肥本試驗通過選擇耐鹽的巨大芽孢桿菌和粉狀畢赤酵母菌優(yōu)勢菌株,發(fā)酵生產出腐植酸生物菌肥,其有效活菌數量大,群體效應明顯,作用時間長。即使不接種有益微生物,僅限于腐植酸有機肥,也會有一定作用。腐植酸生物菌肥用于黃瓜生產,黃瓜生長發(fā)育良好,666.7m2產量達9918.4kg,增產率22.61