摘要：通過盆栽試驗(yàn)研究了在4種不同施磷水平下，施用解磷菌劑對生菜(Lactuca sativa var. ramosa Hort.)各生育期根際土壤微生物數(shù)量和酶活性的影響。結(jié)果表明，土壤微生物數(shù)量和酶活性都隨生菜生育期的進(jìn)行呈規(guī)律性變化，在蓮座期達(dá)到最大值，在采收期有所下降，但整體仍高于幼苗期;同一生育期，隨著施磷水平的增加，解磷菌劑對生菜根際土壤細(xì)菌、放線菌的數(shù)量和各種酶活性的影響逐漸增強(qiáng)，在施磷量(P2O5)為0.060 g/kg時達(dá)到最大值，當(dāng)施磷量達(dá)到0.120 g/kg時，解磷菌劑對土壤微生物數(shù)量和酶活性無促進(jìn)作用;解磷菌劑對土壤真菌數(shù)量的影響與細(xì)菌數(shù)量變化規(guī)律相反。解磷菌劑配合適量磷肥施用，有利于土壤微生物數(shù)量的增加和酶活性的提高，從而為生菜生長創(chuàng)造良好的微生態(tài)環(huán)境。

　　關(guān)鍵詞：解磷菌劑;根際土壤微生物;酶活性;生菜(Lactuca sativa var. ramosa Hort.)

　　中國土壤全磷含量較高，但能被植物直接吸收利用的有效磷含量一般不超過全磷量的5%，大部分磷以難溶的無效態(tài)在土壤中積累起來，這不僅耗竭有限的磷礦資源、造成環(huán)境污染，還會給食物安全和人類健康帶來影響[1，2]。解磷菌是土壤中能將難溶性磷轉(zhuǎn)化為植物能夠吸收利用的可溶性磷的一類特殊的微生物功能類群，主要通過分泌各種酶類、有機(jī)酸來活化土壤中的難溶態(tài)磷，提高土壤有效磷含量，從而促進(jìn)植物的生長發(fā)育[3-5]。解磷菌的應(yīng)用對改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤中磷的利用率、改良鹽堿地和維持農(nóng)林業(yè)生態(tài)平衡等具有極其重要的意義[6]。徐文鳳等[7]通過盆栽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)1%、2%的溶磷真菌PFK-1與硝基肥復(fù)配能增加油菜的鮮重和干重，亦能增加其土壤有效磷含量;何雪香等[8]通過秋茄盆栽接種試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，從紅樹林地區(qū)篩選得到的部分解磷菌和固氮菌對秋茄苗高和生物量有明顯促進(jìn)作用;邢芳芳等[9]發(fā)現(xiàn)溶磷真菌PSFK具有很強(qiáng)的降解無機(jī)磷的能力，且能顯著提高雞毛菜的生物產(chǎn)量和葉片數(shù)。目前，對解磷菌的應(yīng)用研究主要集中在其對作物的產(chǎn)量、品質(zhì)、生物性狀和土壤有效磷含量的影響上，有關(guān)其對作物根際土壤微生態(tài)環(huán)境和土壤酶活性的影響報道較少[10]。

　　土壤微生物和酶參與土壤生物化學(xué)過程，在土壤物質(zhì)轉(zhuǎn)化、能量代謝、污染物降解及修復(fù)等方面起著重要作用[11]，可反映土壤質(zhì)量的變化，表征土壤中物質(zhì)代謝的旺盛程度，可作為土壤質(zhì)量評價的重要指標(biāo)[12]。解磷菌的解磷能力和促生效應(yīng)受土壤生態(tài)條件的影響，與植物根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和酶活性密切相關(guān)，并受植物生長發(fā)育進(jìn)程的反饋調(diào)節(jié)[13]。研究其相關(guān)因素包括土壤微生物種類和數(shù)量、酶活性、土壤本身的物化性質(zhì)、磷素在土壤中的形態(tài)等對解磷效果的影響，有助于明確解磷微生物的解磷機(jī)理及特有解磷微生物的使用范圍和最優(yōu)方案，對土壤的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本試驗(yàn)研究了在不同施磷水平下，接種解磷菌劑對生菜各生育期根際土壤細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)量和土壤過氧化氫酶、脲酶、轉(zhuǎn)化酶、堿性磷酸酶活性的影響，探討了解磷菌劑在土壤不同磷素水平下發(fā)揮最大的解磷效果，并進(jìn)一步闡明了解磷菌劑在生菜(Lactuca sativa var. ramosa Hort.)不同生育期促生效應(yīng)的微生物學(xué)作用機(jī)制，旨在為解磷菌劑的生產(chǎn)應(yīng)用提供理論依據(jù)。

　　1 材料與方法

　　1.1 材料與盆栽試驗(yàn)設(shè)計

　　試驗(yàn)在武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)院北部園區(qū)玻璃溫室內(nèi)進(jìn)行。土壤為灰潮土，土壤有機(jī)質(zhì)含量為10.5 g/kg，硝態(tài)氮含量為25.23 mg/kg，有效磷含量為9.66 mg/kg，全磷含量為0.72 g/kg，速效鉀含量為110.89 mg/kg，pH 7.86。

　　試驗(yàn)采用盆栽設(shè)計，共設(shè)6個處理，分別為不施磷+滅活菌劑(CK)、不施磷+解磷菌劑(T1)、施1/4常規(guī)用量磷+解磷菌劑(T2)、施1/2常規(guī)用量磷+解磷菌劑(T3)、施常規(guī)用量磷+解磷菌劑(T4)和施常規(guī)用量磷+滅活菌劑(T5)。各處理在等氮、鉀養(yǎng)分條件下施肥，每盆裝土15 kg，所用化肥為尿素(含N 46%)、過磷酸鈣(含P2O5 16%)、硫酸鉀(含K2O 51%)，尿素、硫酸鉀用量各處理分別為0.326、0.098 g/kg，常規(guī)磷施用量為過磷酸鈣0.750 g/kg(換算為P2O5用量為0.120 g/kg)，以上肥料作基肥一次性拌土施入。

　　所用生菜種子為澳優(yōu)四季生菜，武漢金正現(xiàn)代種業(yè)有限公司生產(chǎn)。所用解磷菌劑為作者實(shí)驗(yàn)室篩選的P1菌株液體擴(kuò)大培養(yǎng)所制成，活菌含量達(dá)2.0×1010 CFU/mL以上，其中滅活菌劑即為P1菌株發(fā)酵液121 ℃滅菌后所得。解磷菌P1是從武漢市長期種植的蔬菜根際土壤中篩選得到的1株高效解磷菌株，經(jīng)鑒定該菌株為苜蓿中華根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)，目前已將該菌株保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心，保藏號為CCTCCM2016333。解磷菌劑接種量為每棵50 mL，于生菜移栽后澆灌于根部周圍。每處理10盆，每盆種生菜2棵，重復(fù)間隨機(jī)排列，管理一致。

　　1.2 土壤樣品采集及測定指標(biāo)

　　在生菜生長過程中的幼苗期、蓮座期和采收末期，選取3棵長勢均勻的植株將其挖出，抖掉根系外圍土，取緊貼在根表附近的土樣，混合后作為根際土，用無菌塑料袋裝好帶回實(shí)驗(yàn)室，取部分鮮樣用于分析土壤微生物含量;另外部分風(fēng)干，去雜，過1 mm篩后用于測定土壤酶活性。

　　1.2.1 土壤微生物數(shù)量的測定 采用稀釋平板計數(shù)法測定土壤中微生物數(shù)量。細(xì)菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基;放線菌采用改良高氏I號培養(yǎng)基;真菌采用馬丁氏培養(yǎng)基;每處理3次重復(fù)，結(jié)果以每克干土所含數(shù)量表示。

　　1.2.2 土壤酶活性的測定 過氧化氫酶采用KMnO4滴定法測定，以每克土壤消耗的0.002 mol/L KMnO4的體積表示;脲酶采用苯酚鈉比色法測定，以3 h后每百克土中NH4+-N的體積表示;轉(zhuǎn)化酶采用硫代硫酸鈉滴定法測定，以24 h后每克土中0.1 mol/L硫代硫酸鈉體積表示;堿性磷酸酶采用磷酸苯二鈉比色法測定，以24 h后每克土中酚的質(zhì)量表示[14]。

　　1.3 數(shù)據(jù)分析

　　采用Excel 2010和SPSS 17.0軟件處理分析，采用最小顯著法(LSD)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

　　2 結(jié)果與分析

　　2.1 解磷菌劑對生菜根際土壤細(xì)菌數(shù)量的影響

　　由圖1可以看出，各處理的根際土壤細(xì)菌數(shù)量隨著生菜生育期的推進(jìn)整體呈先上升后下降的趨勢，在蓮座期細(xì)菌數(shù)量達(dá)到最大值，在采收末期細(xì)菌數(shù)量有所下降，但整體仍高于幼苗期。在生菜整個生育期中，各處理細(xì)菌數(shù)量變化不一致。在幼苗期，當(dāng)磷肥用量為零時，T1處理的細(xì)菌數(shù)量要顯著高于CK，當(dāng)磷肥用量為最大值時，T4處理的細(xì)菌數(shù)量也顯著高于T5處理，說明幼苗期在施磷量相同的情況下，添加解磷菌劑有利于提高生菜根際土壤細(xì)菌數(shù)量。在蓮座期和采收期，在施磷量相同的情況下，T1處理的細(xì)菌數(shù)量依然顯著高于CK，但T4處理和T5處理的細(xì)菌數(shù)量無顯著差異，說明在蓮座期后，高磷水平處理添加解磷菌劑不能增加根際細(xì)菌數(shù)量，但低磷水平處理添加解磷菌劑依然能顯著提高根際細(xì)菌數(shù)量。在生菜整個生育期中，添加解磷菌劑的各處理隨著施磷水平的增加，細(xì)菌數(shù)量呈先增加后下降趨勢，在T3水平達(dá)到最大值，T3處理和T2處理的細(xì)菌數(shù)量呈相同水平，都顯著高于其他處理，T4、T5處理較小，都顯著低于其他施磷處理，說明解磷菌劑在缺磷情況下能顯著提高根際細(xì)菌數(shù)量，在高磷水平下對根際細(xì)菌數(shù)量無促進(jìn)作用。

　　2.2 解磷菌劑對生菜根際土壤真菌數(shù)量的影響

　　由圖2可以看出，各處理的根際土壤真菌數(shù)量隨著生菜生育期的推進(jìn)整體也呈先上升后下降的趨勢，但在整個生育期不同處理對其根際真菌數(shù)量的影響不同。在幼苗期，添加解磷菌劑的各處理根際真菌數(shù)量均有所減少，其中T3處理減少幅度最大，T2處理次之，T4和T1處理減少幅度較小，但都與CK和T5處理差異顯著。在蓮座期和采收期，各處理根際真菌數(shù)量變化趨勢相似，各添加解磷菌劑的處理中，低磷水平的T1、T2和T3處理間根際真菌數(shù)量無顯著差異，但都顯著低于T4處理;在高磷水平下，T4處理和T5處理根際真菌數(shù)量無顯著差異，說明高磷水平下施用解磷菌劑對根際真菌數(shù)量也無影響。在生菜整個生育期中，CK的根際真菌數(shù)量都顯著高于其他各處理，這可能與其生長緩慢有關(guān)。

　　推薦閱讀：生物有關(guān)的課題資源