摘要：目前混施菌種與有機(jī)肥組合對(duì)防治土傳病害的影響已有報(bào)道，但與土壤性質(zhì)之間的相互作用尚不清楚。本研究將兩種來(lái)源（牛/雞）有機(jī)肥與四種典型菌種（1億CFU/g肥）混施組合于土壤，在4個(gè)月內(nèi)測(cè)定各組土壤團(tuán)聚體、有機(jī)質(zhì)、持水性以及土壤容重等性質(zhì)變化，試探究并篩選出有助于形成大團(tuán)聚體和保存有機(jī)質(zhì)的菌肥組合。結(jié)果表明，相比牛糞肥，雞糞肥可更有效地提高大團(tuán)聚體的轉(zhuǎn)化、抑制有機(jī)質(zhì)的礦化，但在土壤持水性與土壤容重方面二者無(wú)明顯差異。黑曲霉菌-雞糞肥的混施對(duì)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性促進(jìn)效果優(yōu)于其他菌種組合，細(xì)黃鏈霉菌-雞糞肥混施對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的保持更優(yōu)，且更好促進(jìn)蘿卜生長(zhǎng)。未來(lái)這些差異與作物土傳病害的關(guān)系還待進(jìn)一步研究。

關(guān)鍵詞：菌種；有機(jī)肥來(lái)源；土壤團(tuán)聚體；土壤有機(jī)質(zhì)

中圖分類號(hào)：S141.4 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文獻(xiàn)編號(hào)：1005-6114（2024）06-016-05

土壤的基本結(jié)構(gòu)是由礦物質(zhì)顆粒和有機(jī)物質(zhì)膠結(jié)而成粒徑在0.053～10 mm的土壤團(tuán)聚體組成［1］。土壤團(tuán)聚體的形成與穩(wěn)定性直接影響土壤的理化性質(zhì)，對(duì)土壤保水保墑、透氣性以及植物根系活動(dòng)、生長(zhǎng)與健康起重要間接作用，同時(shí)也影響作物土傳病害的發(fā)生。生物有機(jī)肥是一種兼具微生物肥料和有機(jī)肥效果的新型肥料，其中微生物菌種的添加不僅促進(jìn)肥料為農(nóng)作物提供營(yíng)養(yǎng)，還可有助于增加土壤大團(tuán)聚體的數(shù)量、更新土壤有機(jī)質(zhì)，提高土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，改善作物根際環(huán)境，利于植物根系吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，有利于作物減少病害［2］。

生物有機(jī)肥對(duì)土壤性質(zhì)的影響是土壤學(xué)和植物保護(hù)土傳病害領(lǐng)域研究熱點(diǎn)之一。任立軍等將生物有機(jī)肥施于以黃瓜-番茄輪作下的土壤，結(jié)果表明生物有機(jī)肥使土壤大團(tuán)聚體R0.25值（gt;0.25 mm）比例上升，微團(tuán)聚體（lt;0.25 mm）比例下降，土壤穩(wěn)定性提高，土傳病害發(fā)生率降低［3］。李敏等探究施肥措施對(duì)連作甘薯田土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性影響，結(jié)果表明與不施肥相比，化肥、生物有機(jī)肥均能提高土壤gt;2 mm、2～1 mm粒級(jí)團(tuán)聚體質(zhì)量分?jǐn)?shù)和團(tuán)聚體平均重量直徑（MWD）、幾何平均直徑（GMD）和R0.25值［4］。劉玲等以添加不同微生物菌劑和有機(jī)肥的水稻幼苗為研究對(duì)象，證實(shí)微生物菌劑有提高株高、作物干重、促進(jìn)代謝水平等效果，同時(shí)降低作物土傳病害的發(fā)生率［5］。但是，目前還少有研究關(guān)注不同菌肥組合生物有機(jī)肥對(duì)土壤團(tuán)聚體以及土壤有機(jī)質(zhì)、保水性等性質(zhì)的改變。

本研究選取4種不同類型菌種：枯草芽孢桿菌（細(xì)菌）、黑曲霉菌（真菌）、哈茨木霉菌（真菌）、細(xì)黃鏈霉菌（放線菌）；2種來(lái)源有機(jī)肥：牛糞有機(jī)肥（大分子有機(jī)物占比高）、雞糞有機(jī)肥（小分子有機(jī)物占比高），試通過(guò)配制不同菌/肥組合，實(shí)現(xiàn)利于團(tuán)聚體轉(zhuǎn)化、改良土壤、促進(jìn)作物生長(zhǎng)的新型生物有機(jī)肥。為建立土壤性質(zhì)和土傳病害發(fā)生率之間關(guān)聯(lián)性研究奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試土壤、有機(jī)肥、微生物菌劑及蘿卜種子材料

供試土壤為紅壤發(fā)育的水稻土，采集于湖北省武漢市新洲區(qū)周鋪村。采樣方法：根據(jù)S型路線隨機(jī)采集0～20 cm深度耕層土壤樣品，去除石礫、植物殘根等后充分混合，裝入無(wú)菌袋內(nèi)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。

試驗(yàn)所用牛糞有機(jī)肥來(lái)自湖北省雙豐有機(jī)肥有限責(zé)任公司，有機(jī)質(zhì)≥30%，總養(yǎng)分（N+P2O5+K2O）≥4%；雞糞有機(jī)肥來(lái)自湖北省豐沃農(nóng)業(yè)生物科技有限公司，有機(jī)質(zhì)≥30%，總養(yǎng)分（N+P2O5+K2O）≥5%。

本次試驗(yàn)菌種來(lái)源于湖北啟明生物工程有限公司，分別為枯草芽孢桿菌、細(xì)黃鏈霉菌、哈茨木霉菌、黑曲霉菌，菌劑細(xì)度：200目，含有效活菌數(shù)：100～500億CFU/g。

試驗(yàn)種植的蘿卜品種為蘭溪小蘿卜，種子購(gòu)自上海匯陽(yáng)種苗有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

室內(nèi)盆裝土壤培養(yǎng)：設(shè)計(jì)9個(gè)處理（表1）。盆內(nèi)土壤12 kg，生物有機(jī)肥添加量為1.5%（土壤質(zhì)量），其中菌種添加量為有效活菌數(shù)1億CFU/g肥，加入后帶無(wú)菌手套手動(dòng)混勻。每個(gè)處理設(shè)置2組重復(fù)。培養(yǎng)持續(xù)4個(gè)月，每隔14 d為土壤稱重澆水補(bǔ)水，最后測(cè)定各土樣土壤有機(jī)質(zhì)含量、水穩(wěn)性團(tuán)聚體分布、土壤持水性和土壤容重。

室內(nèi)土壤培養(yǎng)獲得較好效果的兩種菌肥組合進(jìn)行室外盆栽種植蘿卜試驗(yàn)。將蘿卜種子育苗后，移栽入室外盆裝新鮮土壤中，設(shè)置分別為：空白組、黑曲霉菌+雞糞肥組、細(xì)黃鏈霉菌+雞糞肥組。每盆4株，每個(gè)條件下兩盆，菌種和有機(jī)肥添加量與室內(nèi)土壤培養(yǎng)試驗(yàn)保持一致。于2023年11月至2024年1月，每周澆一次水，培養(yǎng)至蘿卜基本成熟。將蘿卜帶著周邊土挖出，清洗干凈后稱量鮮重。

1.3 分析方法

采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量，土壤團(tuán)聚體分析儀（濕篩法）測(cè)定土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體，環(huán)刀法測(cè)定土壤容重及壤持水性。每個(gè)指標(biāo)重復(fù)測(cè)定3次以上。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2021對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和計(jì)算，使用SPSS 26.0軟件進(jìn)行方差分析（ANOVA）和Spearman相關(guān)性分析，使用Origin 2022軟件作圖。不同處理間的差異顯著性采用Waller-Duncan進(jìn)行檢驗(yàn)（α=0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同菌肥組合對(duì)土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量的影響

圖1是室內(nèi)土壤培養(yǎng)100 d時(shí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體各粒徑質(zhì)量占比。與CK相比，雞糞組使得gt;2 mm、2～1 mm大團(tuán)聚體分別增加了17.05%、4.40%，使得1～0.25 mm、0.25～0.053 mm和lt;0.053 mm微團(tuán)聚體分別降低了0.90%、15.97%和4.59%。牛糞組趨勢(shì)與雞糞組類似，但團(tuán)聚體增大效果沒(méi)有雞糞組明顯?？傮w來(lái)看，不同施肥處理土壤團(tuán)聚體的優(yōu)勢(shì)粒級(jí)主要以gt;2 mm、2～1 mm為主，雞糞比牛糞更有利于大團(tuán)聚體的轉(zhuǎn)化。從施加的菌種角度來(lái)看，與CK相比，對(duì)各粒級(jí)團(tuán)聚體影響較大的菌種分別是黑曲霉菌與枯草芽孢桿菌，其中黑曲霉菌使gt;2 mm、2～1 mm大團(tuán)聚體分別增加了202.43%、51.59%，使得1～0.25 mm、0.25～0.053 mm和lt;0.053 mm團(tuán)聚體降低了5.41%、33.41%和0.20%；枯草芽孢桿菌使得gt;2mm、2～1 mm、1～0.25 mm團(tuán)聚體分別增加17.50%、4.80%、0.75%，使得0.25～0.053 mm和lt;0.053 mm團(tuán)聚體降低了11.54%和8.56%。黑曲霉菌、枯草芽孢桿菌較細(xì)黃鏈霉菌、哈茨木霉菌更有利于大團(tuán)聚體的轉(zhuǎn)化。

MWD、GMD和R0.25是用來(lái)表征土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的指標(biāo)，其數(shù)值越大，土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性越強(qiáng)。水穩(wěn)性團(tuán)聚體粒徑分布如圖2所示，牛糞組與雞糞組的MWD、GMD、R0.25數(shù)值相較空白分別增加38.97%、41.21%、28.97%與114.07%、100.04%、60.17%。上述結(jié)果說(shuō)明有機(jī)肥的添加顯著提升土壤中大團(tuán)聚體含量、提高土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性，雞糞的效果要優(yōu)于牛糞肥組。從菌種角度看，黑曲霉菌與枯草芽孢桿菌對(duì)大團(tuán)聚體形成效果明顯，黑曲霉菌-雞糞肥效果最為突出，MWD、GMD、R0.25分別提高120.88%、122.17%、67.96%。

2.2 不同菌肥組合對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響

本批土壤加入有機(jī)肥測(cè)得初始有機(jī)質(zhì)含量約為3.8%，經(jīng)過(guò)四個(gè)月的室內(nèi)培養(yǎng)后，不同菌種與有機(jī)肥混施對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響見(jiàn)圖2，土壤有機(jī)質(zhì)降低至2.5%～3.2%左右。各組之間有機(jī)質(zhì)含量存在顯著性差異（Plt;0.05），其中混施加了細(xì)黃鏈霉菌-雞糞肥的土壤仍能保持較高的有機(jī)質(zhì)。同時(shí)，細(xì)黃鏈霉菌能夠提高作物過(guò)氧化物酶及過(guò)氧化氫酶活性，提高作物產(chǎn)量，使土壤有機(jī)質(zhì)高于施用其他搭配的土壤，四個(gè)月培養(yǎng)后仍高達(dá)3.3%，與初始有機(jī)質(zhì)含量相比僅降低13.8%，顯著優(yōu)于其他組合，可見(jiàn)在施用相同雞糞的條件下，配施細(xì)黃鏈霉菌能有效保持土壤有機(jī)質(zhì)。相較于細(xì)黃鏈霉菌僅與雞糞配施才能有效保留土壤有機(jī)質(zhì)，黑曲霉菌無(wú)論與牛糞或雞糞混施時(shí)土壤有機(jī)質(zhì)均保持在較高水平，剩余有機(jī)質(zhì)含量分別為3.15%、3.04%。

2.3 混施不同菌肥組合下土壤性質(zhì)相關(guān)性分析

土壤各粒徑團(tuán)聚體與土理化性質(zhì)的相關(guān)性分析如表2所示。粒徑大于2 mm的大團(tuán)聚體含量與土壤有機(jī)質(zhì)含量呈顯著正相關(guān)。1～0.25 mm團(tuán)聚體與田間持水量呈顯著負(fù)相關(guān)。粒徑小于0.053 mm的微團(tuán)聚體比例與土壤容重呈顯著正相關(guān)。粒徑為0.25～0.053 mm與lt;0.053 mm微團(tuán)聚體含量與土壤有機(jī)質(zhì)含量呈顯著負(fù)相關(guān)。由此可以推斷，提高土壤有機(jī)質(zhì)可能有利于土壤形成大團(tuán)聚體，同時(shí)抑制形成微團(tuán)聚體。微團(tuán)聚體比例直接影響土壤容重。同時(shí)中團(tuán)聚體可能對(duì)土壤的保水性（田間持水量）影響更大。

2.4 混施不同菌肥組合對(duì)蘿卜生長(zhǎng)的影響

空白組、黑曲霉菌+雞糞肥組、細(xì)黃鏈霉菌+雞糞肥組最終收獲的蘿卜鮮重分別平均為29.8±4.7 g、39.0±10.1 g和41.1±10.0 g。兩種菌肥組合相比空白組對(duì)蘿卜鮮重都有著顯著的提高作用（30%～37%），其中細(xì)黃鏈霉菌的促進(jìn)效果更佳。

3 結(jié)論與討論

土壤團(tuán)聚體是影響土壤結(jié)構(gòu)、有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定、保水透氣性能的重要因素，與土壤微生物活性息息相關(guān)，對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)與健康起重要調(diào)節(jié)作用。本試驗(yàn)中，雞糞與牛糞肥的添加對(duì)能夠顯著提高2～1 mm與gt;2 mm粒級(jí)大團(tuán)聚體比例，有效降低lt;0.053 mm粒級(jí)微團(tuán)聚體比例。對(duì)于兩種有機(jī)肥來(lái)說(shuō)，雞糞相較于牛糞更有利于大團(tuán)聚體，這與過(guò)去研究認(rèn)為大分子有機(jī)質(zhì)可促進(jìn)穩(wěn)定的土壤團(tuán)聚體形成（例如本研究中的牛糞有機(jī)肥含較多未消化的木質(zhì)素、纖維素）存在一定差異［6］。在與菌種混施下，小分子有機(jī)質(zhì)含量占比較高的雞糞有機(jī)肥可更有效提高土壤大團(tuán)聚體比例與土壤中有機(jī)質(zhì)含量，這可能是由于小分子有機(jī)質(zhì)促進(jìn)微生物菌劑的生長(zhǎng)同時(shí)間接促進(jìn)了穩(wěn)定的土壤團(tuán)聚體形成與有機(jī)質(zhì)的保存。土壤大團(tuán)聚體與土壤有機(jī)質(zhì)成正相關(guān)，這可能是因?yàn)橥寥来髨F(tuán)聚體將有機(jī)質(zhì)包裹其中并使其保持穩(wěn)定。對(duì)于本研究中測(cè)試的四種不同類型菌種，黑曲霉菌作為真菌對(duì)促進(jìn)土壤大團(tuán)聚體穩(wěn)定性效果最佳，可能與其能產(chǎn)生大量菌絲并對(duì)土壤顆粒進(jìn)行固定有關(guān)［6］。目前一些研究表明，土壤結(jié)構(gòu)性質(zhì)和有機(jī)質(zhì)可以對(duì)土傳病害菌的分布起到一定的影響，比如大團(tuán)聚體增大了土壤孔隙并阻礙了一些土傳病害真菌（如尖孢鐮刀菌）的菌絲衍生和營(yíng)養(yǎng)吸取［8］。接種土傳病害菌可能消耗土壤碳氮含量并抑制土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性［9］。相反，有益菌種的加入不僅可以促進(jìn)有機(jī)質(zhì)的提供還可以防止土傳病害，例如施用高氏15菌種同時(shí)提高了辣椒根系的病害抵抗力與土壤有機(jī)質(zhì)含量［10］。本研究混施的菌肥組合顯然對(duì)土壤性質(zhì)和作物生長(zhǎng)起到有益作用，但與土傳病害間的關(guān)系還需進(jìn)一步研究。

施用生物有機(jī)肥可顯著提高土壤中大團(tuán)聚體含量比例和團(tuán)聚體MWD、GMD和R0.25值；能夠改善土壤持水性，提高土壤田間持水量；能夠降低土壤容重，提高土壤孔隙度。雞糞肥相較于牛糞肥更有利于大團(tuán)聚體轉(zhuǎn)化，且整體效果優(yōu)于牛糞肥，對(duì)土壤的改良效果更好。與雞糞肥配施的菌種中，黑曲霉在提高土壤大團(tuán)聚體含量上要優(yōu)于其他菌種，而細(xì)黃鏈霉菌相較于其他菌種能夠有效促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定性，并且更好地促進(jìn)蘿卜生長(zhǎng)。研究適當(dāng)?shù)木式M合對(duì)土壤性質(zhì)的影響，可為明確土壤改良與防治土傳病害之間關(guān)系奠定基礎(chǔ)。

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