腐植酸复合微生物肥料对蔬菜生长及土壤腐殖质组分的影响研究

高 亮

(潍坊岛本微生物技术研究所 潍坊 261041)

腐植酸复合微生物肥料对蔬菜生长及土壤腐殖质组分的影响研究

高 亮

(潍坊岛本微生物技术研究所 潍坊 261041)

腐植酸复合微生物肥料能够显著促进蔬菜生长，表现为蔬菜鲜重和干重均增多。腐植酸复合微生物肥料能改善土壤质量，从而有利于植物生长，增加蔬菜全生育期有机物积累量。与对照(CK)比较，施用有机肥料，土壤有机碳(SOC)含量上升，但蔬菜产量降低；而施用腐植酸复合微生物肥料的SOC值呈现下降趋势，但蔬菜产量显著提高。腐植酸复合微生物肥料能使水溶性物质含量和黄腐酸含量降低，腐植酸含量增加，胡敏素含量降低，但其作用不如腐植酸和黄腐酸明显。因此，选择适宜的复合微生物肥料和有机载体对复合微生物肥料的功效作用至关重要。

腐植酸 复合微生物肥料 蔬菜 土壤腐殖质 组分

化肥在农作物产量提高方面起到了至关重要的作用，然而大量施用化肥造成土壤环境质量下降的现象越来越明显，人们更加注重传统有机肥和化肥的合理使用，以此提高土壤肥力。土壤有机培肥的基本目标是提高土壤有机质(SOM)的数量和质量。SOM包括腐殖物质和非腐殖物质，其中腐殖质是主体[1]。腐殖物质的形成是以微生物为主导的生物化学过程。本文旨在研究腐植酸复合微生物肥料对蔬菜生长及土壤腐殖质组分的影响，研究土壤有机培肥所用农用有机质肥料的功效，用于选择土壤有机培肥的肥料品种，以此指导农业生产。

1 材料和方法

1.1 供试材料

供试作物：苏州青油菜(以下简称“油菜”)和光杆茼蒿(以下简称“茼蒿”)。

供试肥料：腐植酸复合微生物肥料系利用酵素菌(BYM-FOOD)高温固态好氧发酵风化煤等天然有机质材料后，添加特定功能菌并添加氮磷钾生产的微生物肥料，其有效活菌数≥0.2亿个/克、N＋P2O5＋K2O≥6%、腐植酸的含量≥35%；复合微生物肥系市售商品，其有效活菌数≥0.2亿个/克、N＋P2O5＋K2O≥6%；有机肥系市售商品，其有机质含量≥45%、N＋P2O5＋K2O≥5%；风化煤，系山西出产，经活化处理，其腐植酸含量≥55%。

供试土壤：采自山东省潍坊市奎文区二十里堡的蔬菜田，土壤类型为暗棕壤土，其理化性状见表1。

表1 供试土壤的理化性状Tab.1 The physical and chemical properties of tested soil

1.2 试验设计及测试项目

1.2.1 试验设计

本试验为盆栽试验。把肥料(或活化后的风化煤)与土壤充分混匀后装盆，每盆所装的风干过筛(3 mm)细土加风化煤和细干土加肥料的总质量均为5 kg，每个处理重复3次。试验方案见表2。

表2 试验设计方案Tab.2 The design of different treatments

2013年4月10日催芽，12日播种，油菜和茼蒿分别在子叶展平、二叶一心时间苗2次，每盆油菜保留3株，茼蒿保留8株。油菜和茼蒿生长期均为50天。种植期间叶面喷施含腐植酸水溶肥料(腐植酸≥3%，N＋P2O5＋K2O≥25%)2次，不再进行土壤追肥。各处理间浇水、转盆、间苗等管理措施保持一致。油菜、茼蒿采收时，用剪刀剪去地上部；将盆子倒扣，将盆土分别放置在塑料薄膜上，用手轻轻将蔬菜根系和土壤分离干净；用蒸馏水冲净根系后，用卫生纸吸干表面水分；将盆土充分混匀，采用四分法缩分成250g，备用，并做好标记。

1.2.2 测试项目及方法

(1)植物学性状：用直尺测量植株株高、开展度。用天平称重测量根、地上部鲜重，用烘干称重法测量根和地上部分干重。

(2)土壤理化性状：采用土壤农化分析法[2]测定土壤pH值、有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾含量。

(3)土壤有机碳(SOC)：采用重铬酸钾氧化-分光光度法(HJ615-2011)测定。

(4)土壤腐殖质组分的分离与测定：先将土样用0.25 mm筛处理，之后称取并置于塑料离心管中，按土∶水=1∶10比例加入蒸馏水，25 ℃下浸提后离心，上清液为水溶性物质。然后，加入0.025 mol/L的H2SO4溶液进行脱钙处理，离心上清液为酸溶性物质。沉淀用蒸馏水清洗2次，以去除游离的H2SO4。在分离出水溶性物质和酸溶性物质的土样中，按土∶液=1∶10比例加入0.1 mol/L的NaOH溶液，25 ℃下振荡提取24 h后加入Na2SO4·10H2O，再振荡提取24 h后离心。将得到的碱提液用酸沉淀法(0.5 mol/L的H2SO4)分离出腐植酸和黄腐酸。土壤腐殖质组分中腐植酸、黄腐酸、胡敏素采用比色法[3]，水溶性物质采用重铬酸钾氧化法测定。

(5)土壤质量损耗：蔬菜收获后，剔除有机体，收集剩余土壤，风干后，计算土壤质量损耗量。

2 结果与分析

2.1 对蔬菜生长的影响

在油菜团棵期和茼蒿旺盛生长期，测量其株高、开展度，观测其生长发育状况。收获后，测量其地上部和地下部干重、鲜重，测定生育期内有机物(蔬菜)积累量。不同处理对蔬菜生长发育的影响见表3。

表3 不同处理对蔬菜生长的影响Tab.3 Effect of different treatments on growth of vegetables

从表3看出，对于油菜，T1、T2、T3与CK比较，株高分别增加145.33%、132%、146.67%，开展度分别增加45.98%、29.89%、40.23%，地上部鲜重分别增加85.50%、79.75%、89.26%，根鲜重分别增加86.57%、82.09%、73.13%，地上部干重分别增加70.24%、54.45%、66.72%，根干重分别增加113.46%、84.62%、88.46%，增加幅度明显。T1与T4、T6比较，株高分别增加12.88%、201.26%，开展度分别增加20.95%、23.30%，地上部鲜重分别增加7.04%、16.42%，根鲜重分别增加9.65%、30.21%，地上部干重分别增加13.73%、29.67%，根干重分别增加27.59%、27.59%。

对于茼蒿，T1、T2、T3与CK比较，株高分别增加66.96%%、62.05%、66.52%，开展度分别增加32.95%、29.55%、20.45%，地上部鲜重分别增加78.43%、72.55%、76.96%，根鲜重分别增加33.33%、30.16%、30.16%，地上部干重分别增加59.90%、52.66%、50.72%，根干重分别增加72.09%、67.44%、65.12%，增加幅度明显。T1与T4、T6比较，株高分别增加8.41%、32.16%，开展度分别增加9.34%、13.59%，地上部鲜重分别增加11.31%、31.88%，根鲜重分别增加10.53%、9.09%，地上部干重分别增加14.53%、41.45%，根干重分别增加10.45%、37.04%。

综上所述，对于油菜，T1、T3在株高、开展度、地上部鲜重、地上部干重均高于CK和其他处理，存在显著差异；对于茼蒿，T1在株高、地上部鲜重、根鲜重、根干重均高于CK和其他处理，存在显著差异。试验表明，施用腐植酸复合微生物肥料对油菜和茼蒿有不同程度的促进生长作用。

2.2 对土壤质量损耗量和蔬菜全生育期有机物积累量的影响

植物生长在土壤中，从土壤中吸收营养物质，通过光合、呼吸、蒸腾等作用实现了物质和能量转化。土壤微生物在参与土壤有机物分解和合成的同时，还同化土壤有机质及一些矿质养分，构成其躯体，微生物固持的这部分养分在其死亡后可发生再矿化，成为矿质养分[4]。施用不同的肥料对植物生长发育影响不同，对土壤质量的损耗量也存在差异，试验结果见表4。

表4 不同处理对土壤质量损耗量和蔬菜有机物积累量的影响Tab.4 Effects of different treatments on soil quality wastage and organic matter

从表4看出，不同处理间土壤质量损耗量：T4＞T2＞T1＞T5＞T3＞T6。蔬菜的干物质积累量：油菜为T1＞T3＞T2＞T4＞T5＞T6；茼蒿为T1＞T2＞T3＞T4＞T5＞T6。土壤质量和蔬菜干物质积累量之和：对于油菜：T3＞T1＞T6＞T5＞T2＞T4；对于茼蒿：T3＞T1＞T6＞T5＞T2＞T4。试验结果说明，复合微生物肥料中含有微生物，能加速土壤营养物质转化，但肥料中所含的微生物种类对土壤质量损耗和蔬菜干物质积累量存在显著差异，因此选择适宜的复合微生物肥料，亦或是选择适宜的微生物和有机载体对复合微生物肥料的功效作用存在差异。本试验选用风化煤作为微生物发酵底物和载体，其复合微生物肥料的作用效果最佳。

2.3 对土壤SOC和C/N的影响

微生物最活跃的领域是土壤，它们依赖土壤有机物质生存并使其分解，进而转化成腐殖质[5]。施用不同的肥料对SOC和C/N的影响见表5。

表5 不同处理对SOC和C/N的影响Tab.5 Effects of different treatments on SOC and C/N

从表5看出，与CK比较，施用有机肥料暗棕壤SOC含量上升，但蔬菜产量降低；而施用复合微生物肥料暗棕壤SOC含量下降，但蔬菜产量升高。对于油菜土壤，其作用大小顺序为T1＞T2＞T4＞T5＞T3＞T6；对于茼蒿土壤，其作用大小顺序为T1＞T4＞T2＞T5＞T3＞T6。说明腐植酸复合微生物肥料对暗棕壤土SOC的减少作用最大，其生物活性最强，物质转化最快。

在暗棕壤上种植油菜和茼蒿50天，C/N值降低，对于油菜土壤，其作用大小顺序为T1＞T2＞T4＞T3＞T5＞T6；对于茼蒿土壤，其作用大小顺序为T1＞T4＞T5＞T2＞T6＞T3。说明腐植酸复合微生物肥料对C/N值减低作用最大，物质转化越多，对作物生长发育越有利。

2.4 对土壤腐殖质组分的影响

土壤腐殖质包含溶于酸也溶于碱的富里酸(黄腐酸)、溶于碱但不溶于酸的胡敏酸(腐植酸)和不溶于酸碱的胡敏素[6]。施用风化煤能够提高土壤团聚体的质量[7]。在暗棕壤上种子油菜和茼蒿50天时，土壤中腐殖质含量变化情况见表6。

表6 不同处理对土壤腐殖质组分的影响Tab.6 Effect of different treatments on components of soil humus

从表6看出，对于油菜，不同处理对土壤水溶性物质的影响不同，表现为添加微生物能使水溶性物质含量降低，这与窦森等[8]的研究相一致，其作用大小顺序为T1＞T4＞T2＞T5＞T3＞T6，差异显著。不同处理对黄腐酸的影响也不同，表现为添加了微生物后，土壤黄腐酸呈下降趋势，其作用大小顺序为T1＞T4＞T5＞T2＞T3＞T6，变化趋势同水溶性物质基本一致，但是黄腐酸的含量高于水溶性物质。添加了微生物后，土壤腐植酸含量呈现增加趋势，其作用大小顺序为T1＞T2＞T4＞T3＞T5＞T6，差异显著。而土壤胡敏素含量则降低，但作用不如腐植酸和黄腐酸明显，其作用大小顺序为T1＞T4＞T2＞T3＞T5＞T6。

对于茼蒿，不同处理对土壤水溶性物质的影响同样表现为添加微生物能使水溶性物质含量降低，其作用大小顺序为T1＞T4＞T2＞T3＞T5＞T6，差异显著。土壤黄腐酸的含量高于水溶性物质，同样表现为添加了微生物，土壤黄腐酸呈下降趋势，其作用大小顺序为T1＞T4＞T5＞T2＞T3＞T6。对于土壤腐植酸，在添加了微生物后，腐植酸含量呈现增加趋势，其作用大小顺序为T1＞T2＞T4＞T3＞T5＞T6，差异显著。而土壤胡敏素含量则降低，但作用不如腐植酸和黄腐酸明显，其作用大小顺序为T1＞T2＞T4＞T3＞T5＞T6。

3 结论与讨论

我国煤炭腐植酸资源丰富，风化煤无论储量还是含量都具有优势[9]。利用煤炭腐植酸天然有机材料作为微生物发酵底物和有机载体生产腐植酸微生物肥料(微生物菌剂)，其有效活菌量大，适宜盐渍化土壤改良[10]。腐植酸复合微生物肥料兼具有机、无机、微生物三种作用于一身，其作用效果一般优于常规有机肥料和生物有机肥。

腐植酸复合微生物肥料对油菜和茼蒿都具有显著地促生长作用，表现为植株大，干物质多。同时可以看出，当风化煤没有经过微生物发酵处理时，其作用效果表现不良。

腐植酸复合微生物肥料能够加速土壤养分分解，增加蔬菜全生育期有机物积累量。但不同的微生物和有机载体对土壤养分分解的情况和蔬菜干物质积累量存在显著差异。

与CK比较，施用有机肥料，暗棕壤SOC含量上升，但蔬菜生物学产量降低，而施用腐植酸复合微生物肥料的暗棕壤SOC含量呈现下降趋势，但蔬菜产量显著提高。说明腐植酸复合微生物肥料对暗棕壤土SOC的减少作用最大，其生物活性最强，物质转化最快。腐植酸复合微生物肥料对C/N值减低作用最大，物质转化越多，对作物生长发育越有利。

不同处理对土壤腐殖质的影响不同。添加微生物后，土壤水溶性物质含量和溶于酸也溶于碱的黄腐酸含量降低；溶于碱但不溶于酸的土壤腐植酸含量呈增加趋势；既不溶于酸也不溶于碱的土壤胡敏素含量降低，但作用不如腐植酸和黄腐酸明显。

因此，选择适宜的复合微生物肥料和有机载体对复合微生物肥料的功效作用至关重要。腐植酸和微生物对土壤腐殖质组分的产生机理及其作用效果有待于进一步研究。

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Research of Humic Acid Compound microbial Fertilizers on Growth of Vegetables and Components of Soil Humus

Gao Liang
(Institute of Shimamoto Microbial Technology in Weifang, Weifang, 261041)

The increase of fresh and dry weight can prove promoting effect of humic acid compound microbial fertilizers on vegetable. Humic acid compound microbial fertilizers could improve the quantity of soil and accumulation of organic matters of vegetables in the whole growth periods. Compared with CK, SOC value was enhanced using organic fertilizer,while the yield of vegetables was reduced. On the contrary, humic acid compound microbial fertilizers could decrease SOC, while increased the yield of vegetables. Humic acid compound microbial fertilizers could decrease WSS value, HM value and FA value, and increased HA value respectively, though it was not as obvious as HA and FA. Therefore, it is more important to select suitable compound microbial fertilizers and suitable organic carrier in the compound microbial fertilizers.

humic acid; compound microbial fertilizers; vegetable; soil humus; component

TQ444.6，S144

A

1671-9212(2014)03-0011-06

2014-04-01

高亮，男，1968年生，研究员。主要从事腐植酸、微生物肥料和蔬菜新技术研究与推广。E-mail:gao8252315@163.com。