吴文丽,洪坚平,孟会生,冀刚

(山西农业大学 资源环境学院，山西 太谷 030801)



连续施用解磷菌肥对复垦土壤有机质和有机磷组分的影响

吴文丽,洪坚平*,孟会生,冀刚

(山西农业大学 资源环境学院，山西 太谷 030801)

为提高复垦土壤肥力，本文通过田间小区试验，研究了解磷菌肥对复垦五年土壤有机质和有机磷组分含量的影响。结果表明：与对照相比，不同施肥处理对土壤的有机质和有机磷各组分含量有不同程度的提高。施用腐熟鸡粪+解磷菌肥处理土壤有机质含量提高最大，提高了41.99%；晨雨复合肥+解磷菌肥、腐熟鸡粪+解磷菌肥、晨雨复合肥+腐熟鸡粪+解磷菌肥这3个处理与其未施用解磷菌肥的处理相比，活性有机磷含量分别提高了24.45%、15.94%、13.44%；中等活性有机磷含量分别提高了97.00%、4.08%、0.73%；高稳性有机磷含量分别提高了5.70%、35.63%、6.23%，而中稳性有机磷含量却降低了。这3个处理相比，腐熟鸡粪+解磷菌肥处理对土壤有机磷各组分影响效果较好。增施解磷菌肥提高了复垦土壤有机质含量，影响有机磷各组分含量，从而提高磷的有效性。

解磷菌肥；复垦；有机质；有机磷

磷是土壤肥力的重要指标之一[1],磷的形态及有效性是土壤肥力恢复及土壤生产力提高过程中的一项重要因素[2]。而有机磷作为土壤磷的重要组成部分，且具有在土壤中移动性大，被固定程度低的优点[3～5]，是土壤有效磷的重要来源，对植物磷素供应和生态修复都起着至关重要的作用。土壤有机质是土壤中各种营养元素特别是氮、磷的重要来源，随着土壤有机质的积累，土壤有机磷会随之形成[6]。同时，土壤有机质也是土壤微生物必不可少的碳源，能为解磷菌肥提供良好的繁殖环境。

一般认为,土壤有机磷在植物营养方面很少或没有直接价值。而矿区复垦土壤中解磷菌肥对土壤有机质和土壤有机磷各组分含量影响方面的研究更是鲜见[7]。为了进一步探明土壤有机磷的各组分，国内学者贺铁与李世俊[8,9]做了一些研究,结果表明，Bowman-Cole法划分的四组土壤有机磷组分的矿化率能随着各自的活性不同而有所不同，但是，该法仍存在一些问题。本试验通过对长治市襄垣县王桥镇西山底村复垦土壤有机质与有机磷各组分含量的研究，探讨连续施用解磷菌肥对土壤有机质和有机磷各组分含量影响的变化趋势，为土壤复垦和提高生产力提供理论依据。

1 试验材料与方法

1.1 供试土壤

该试验区位于山西省长治市襄垣县王桥镇西山底村采煤塌陷复垦区，地理坐标113°00′56″E，36°27′16″N，属低山丘陵地带，暖温带半湿润大陆性季风气候。该区通过为复垦地连续施用解磷菌肥5年后的土壤，土壤类型为石灰性褐土，其理化性状见表1。

表1 供试土壤基本理化性状

1.2 供试作物

供试作物为玉米，品种为先玉335(中美合资登海先锋，生育期127 d)。

1.3 供试肥料

晨雨复合肥：山西晋中晨雨肥业有限公司生产，含N：18%、P2O5:12%、K2O:10%。

腐熟鸡粪：含有机质54.8%，N：1.68%，P2O5：2.45%，K2O：1.36%。

解磷菌肥：山西农业大学资源环境学院研制的解磷菌肥(将拉恩式菌、假单胞菌1、假单胞菌2在高密度发酵罐中混合发酵，发酵好的混合磷细菌菌液与腐熟好的鸡粪按1∶9的比例在搅拌机中混匀，每100 kg磷细菌肥中添加葡萄糖50 g，尿素5 g，制成磷细菌生物基质，有效活菌数≥0.5×107cfu·g-1，有机质含量≥50%。)

1.4 试验设计

本试验采用单因素随机区组设计，在长治市襄垣县王桥镇西山底村选取复垦5年试验田，试验设置7个处理(表2),每个处理重复3次，共21个小区，小区面积为100 m2。除对照外，其他各处理均按照等量施肥的原则进行设计，N∶P∶K为1∶0.48∶1.3。播种密度为每公顷52 500株，试验于2013年4月28日播种，9月26日收获。玉米成熟后采集土壤样品，采样深度为0～10 cm。

表2 田间小区试验施肥方案

注：CK为对照，C为晨雨复合肥，CB为晨雨复合肥+解磷菌肥，M为腐熟鸡粪，MB为腐熟鸡粪+解磷菌肥，CM为晨雨复合肥+腐熟鸡粪，CMB为晨雨复合肥+腐熟鸡粪+解磷菌肥。图1～图6同。

Note： CK as control,C is chenyu fertilizer,CB is chenyu fertilizer + phosphorus bacterial fertilizer,M is chicken manure,MB is phosphorus bacterial fertilizer + chicken manure,CM is chenyu fertilizer + chicken manure,CMB is chenyu fertilizer +chicken manure + phosphorus bacterial fertilizer.The same as fig1～6.

1.5 分析项目与方法

土壤有机质：重铬酸钾氧化法

土壤全磷：HClO4-H2SO4消煮，钼蓝比色法。

土壤总无机磷：采用顾益初-蒋柏藩的土壤无机磷形态的分级方法测定。

土壤总有机磷：通过测定土壤全磷含量和总无机磷含量，利用差减法计算有机磷总量[10]。

土壤有机磷组分：用Bowman-Cole法进行测定[11]。

1.6 数据统计分析

采用SAS软件结合Excel进行试验结果的统计运算，然后对结果进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 连续施用解磷菌肥对复垦土壤有机质含量的影响

从图1可见，施用解磷菌肥的3个处理分别与相应的未施解磷菌肥的处理相比，土壤有机质含量均有所提高，但增幅不大，依次为0.66%、0.34%、0.12%。主要原因是，解磷菌肥中含有一定量的腐熟鸡粪，腐熟鸡粪可以为解磷菌肥中的微生物提供丰富的碳源、氮源和能源，为微生物提供了合适的C/N，为其大规模生长繁殖创造了有利条件。施用解磷菌肥能够提高土壤有机质含量，进而改善土壤质量。这与许剑敏[12]、常会庆[13]、梁利宝[14]等的研究结果相一致。

2.2 连续施用解磷菌肥对复垦土壤全磷、无机磷和有机磷总量的影响

由图2可见，各施肥处理对复垦土壤全磷、无机磷总量、有机磷总量的影响均很明显。与对照相比，各施肥处理的土壤全磷、无机磷总量和有机磷总量都有所增加，6个处理均与对照差异显著。对于有机磷，腐熟鸡粪+晨雨复合肥与晨雨复合肥差异显著，晨雨复合肥+腐熟鸡粪+解磷菌肥、腐熟鸡粪+解磷菌肥分别与晨雨复合肥+解磷菌肥、晨雨复合肥差异显著。与对照相比，腐熟鸡粪+解磷菌肥处理对土壤有机磷总量增加最大，增幅达182.76%；施用解磷菌肥的3个处理分别与相应的未施解磷菌肥处理相比，复垦土壤有机磷总量有所提高。主要原因是：解磷菌肥中含有一定量的腐熟鸡粪，而腐熟鸡粪中的有机磷是土壤有机磷的直接供应者[15]，在土壤有机质的转化过程中补充了土壤有机磷库，增加了土壤有机磷含量。这也与李想[16]等人的研究结论一致。

图1 连续施用解磷菌肥对复垦土壤有机质含量的影响Fig.1 Effect of continuous application of phosphate bacteria fertilizer on soil organic matter content of reclamation

图2 连续施用解磷菌肥对土壤有机磷总量的影响Fig.2 Effect of continuous application of phosphate bacteria fertilizer on the total amount of reclamation soilorganic phosphorus

2.3 连续施用解磷菌肥对复垦土壤活性有机磷含量的影响

由图3可以看出，与对照相比，各施肥处理土壤活性有机磷含量均有所提高，其中，腐熟鸡粪+解磷菌肥处理提高较为显著，提高了258.58%。各施肥处理与对照差异极显著；腐熟鸡粪+解磷菌肥与各处理均差异显著(除晨雨复合肥+腐熟鸡粪+解磷菌肥)；晨雨复合肥+腐熟鸡粪+解磷菌肥与晨雨复合肥和晨雨复合肥+解磷菌肥分别差异显著；腐熟鸡粪和晨雨复合肥+腐熟鸡粪分别与晨雨复合肥差异显著。施用解磷菌肥的3个处理分别与其未施用解磷菌肥的处理相比，活性有机磷含量都有不同程度的提高，增幅依次为24.45%、15.94%、13.44%。这3个处理相比，解磷菌肥对土壤活性有机磷含量的影响程度依次为：腐熟鸡粪+解磷菌肥>晨雨复合肥+腐熟鸡粪+解磷菌肥>晨雨复合肥+解磷菌肥。施肥可提高活性有机磷含量，而解磷菌肥对其影响最大。这与刘小虎[17]等人的研究结果相一致。

图3 连续施用解磷菌肥对复垦土壤活性有机磷含量的影响Fig.3 Effect of continuous application of phosphate bacteria fertilizer on reclaimed soil active organic phosphorus content

2.4 连续施用解磷菌肥对复垦土壤中等活性有机磷含量的影响

由图4可以看出，各施肥处理分别与对照差异显著，而各施肥处理间差异不显著。晨雨复合肥+腐熟鸡粪+解磷菌肥处理对土壤中等活性有机磷含量的影响最大，提高了194.5%。施用解磷菌肥的3个处理分别与其相应的未施解磷菌肥的处理相比，土壤中等活性有机磷含量稍有提高，增幅依次为1.97%、4.08%、0.73%。这3个处理相比，晨雨复合肥+腐熟鸡粪+解磷菌肥效果最好，腐熟鸡粪+解磷菌肥次之，晨雨复合肥+解磷菌肥效果较差。各施肥处理均可促进土壤中等活性有机磷分解，进而提高中等活性有机磷含量，变化趋势相近。施用解磷菌肥对其含量提高相对较明显。这与刘小虎[17]等人的研究结果相一致。

图4 连续施用解磷菌肥对复垦土壤中等活性有机磷的影响Fig.4 Effect of continuous application of phosphate bacteria fertilizer on reclaimed soil medium active organic phosphorus

图5 连续施用解磷菌肥对复垦土壤中稳性有机磷的影响Fig.5 Effect of continuous application of phosphate bacteria fertilizer on the reclamation soil stable organic phosphorus

2.5 连续施用解磷菌肥对复垦土壤中稳性有机磷含量的影响

由图5可以看出，除晨雨复合肥+解磷菌肥外，其余5个处理均与对照差异显著；各施肥处理间差异不显著。与对照相比，施用晨雨复合肥+腐熟鸡粪的土壤中稳性有机磷含量提高最多，高达76.01%。施用解磷菌肥的3个处理与相应的未施解磷菌肥处理相比，中稳定性有机磷含量均有不同程度的降低，依次减少了15.03%、0.73%、5.79%。这3个处理相比，解磷菌肥对复垦土壤中稳性有机磷的影响程度依次为：腐熟鸡粪+解磷菌肥>晨雨复合肥+腐熟鸡粪+解磷菌肥>晨雨复合肥+解磷菌肥。施用解磷菌肥降低了中稳性有机磷含量。主要原因是，解磷菌肥中含有一定量的腐熟鸡粪，腐熟鸡粪对土壤中等活性有机磷的培肥是有利的。这与刘小虎[17]等人的研究结果相一致。

图6 连续施用解磷菌肥对复垦土壤高稳性有机磷的影响Fig.6 Effect of continuous application of phosphate bacteria fertilizer on soil reclamation and high stable organic phosphorus

2.6 连续施用解磷菌肥对复垦土壤高稳性有机磷含量的影响

由图6可以看出，除晨雨复合肥、晨雨复合肥+解磷菌肥外，其余处理均与对照差异显著；腐熟鸡粪+解磷菌肥分别与晨雨复合肥和晨雨复合肥+解磷菌肥差异显著。其中腐熟鸡粪+解磷菌肥土壤高稳性有机磷的含量提高最多，达239.58%。施用解磷菌肥的3个处理与相应的未施解磷菌肥处理相比，高稳性有机磷含量依次增加了5.70%、35.63%、6.23%。这3个处理相比，腐熟鸡粪为解磷菌肥提高有利的繁殖条件，在一定程度上增加了复垦土壤高稳性有机磷的含量，其影响程度：腐熟鸡粪+解磷菌肥>晨雨复合肥+腐熟鸡粪+解磷菌肥>晨雨复合肥+解磷菌肥。而晨雨复合肥的施用不利于高稳性有机磷的积累。这与刘小虎[17]等人的研究结果相一致。

3 讨论与结论

3.1 讨论

(1)本试验虽然得出了一些结论，但由于试验进行时间较短，不能反映土壤有机质和有机磷各组分含量的长期动态变化过程，还需进行长期定位研究。

(2)本试验的解磷菌肥配施腐熟鸡粪处理对提高土壤有机质和有机磷各组分含量显示了一定的优越性，其最佳配比还需进一步研究。(3)本试验由于只对0～10 cm的土层进行了研究，不能全面反映更深土层下的土壤有机质和有机磷各组分含量的时空变化规律，因此在今后的具体试验中需要长期跟踪试验。

3.2 结论

本试验表明连续施用解磷菌肥提高了土壤有机质的含量，也影响有机磷总量的提高，对有机磷各组分的含量有一定的影响。(1)本实验土壤有机质含量以腐熟鸡粪+解磷菌肥处理效果最好，增加了41.99%。其中，施用腐熟鸡粪的4个处理分别与对照、未施腐熟鸡粪的两个处理差异显著。施用解磷菌肥对有机质含量有一定的影响。

(2)各施肥处理的土壤全磷、无机磷总量、有机磷总量都有所增加，6个处理均与对照差异显著。腐熟鸡粪+解磷菌肥有机磷总量增加最大为182.76%。施用解磷菌肥可提高有机磷总量。

(3)①各施肥处理对复垦土壤活性、中等活性、中稳性、高稳性有机磷含量的影响均有所提高。对于活性、中等活性有机磷，6个处理均与对照差异极显著，而对于活性有机磷，腐熟鸡粪+解磷菌肥与各处理均差异显著(除晨雨复合肥+腐熟鸡粪+解磷菌肥)；对于中稳性有机磷，除晨雨复合肥+解磷菌肥外，其余5个处理均与对照差异显著；对于高稳性有机磷，除晨雨复合肥、晨雨复合肥+解磷菌肥外，其余4个处理均与对照差异显著，腐熟鸡粪+解磷菌肥分别与晨雨复合肥和晨雨复合肥+解磷菌肥差异显著。②施用解磷菌肥的3个处理分别与其未施用解磷菌肥的处理相比，活性、中等活性、高稳性有机磷含量均有所提高，而中稳性有机磷含量有不同程度的降低。这3个处理相比，解磷菌肥对复垦土壤活性、中稳性、高稳性有机磷含量的影响程度为：腐熟鸡粪+解磷菌肥>晨雨复合肥+腐熟鸡粪+解磷菌肥>晨雨复合肥+解磷菌肥；而对中等活性有机磷含量的影响程度为：晨雨复合肥+腐熟鸡粪+解磷菌肥>腐熟鸡粪+解磷菌肥>晨雨复合肥+解磷菌肥。

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(编辑：武英耀)

Effect of Continuous Application of Phosphorus Bacterial Fertilizer on Soil Organic Matters and Organic Phosphorus Fractions of Reclamation

Wu Wenli,Hong Jianping*,Meng Huisheng,Ji Gang

(CollegeofResourcesandEnvironment,ShanxiAgriculturalUniversity,TaiguShanxi030801,China)

To improve the reclimed soil fertility We used field plot tests to studied the effects of application of phosphorus bacterial fertilizer on five years of reclamation soil organic matters and organic phosphorus components.The results showed: Compared with CK,different fertilization treatment could greatly improve the soil organic matter and organic phosphorus content of each component.Application of chicken manure + phosphorus bacterial fertilizer treatment,the organic matter increased to a maximum of 41.99%; and compared the 3 treatments of Chenyu fertilizer + phosphorus bacterial fertilizer,the chicken manure + phosphorus bacterial fertilizer,the Chenyu fertilizer + chicken manure + phosphorus bacterial fertilizer respectively,with the without application of phosphorus bacterial fertilizer,active organic phosphorus were increased by 24.45%,15.94%,13.44%; moderate active organic phosphorus were increased by 97.00%,4.08%,0.73%; high stable organic phosphorus were increased by 5.70%,35.63%,6.23%,and stable organic phosphorus was decreased.Compared with the 3 treatments,chicken manure + phosphorus bacterial fertilizer treatments on soil organic phosphorus fractions was in good effect.Showed that application of phosphorus bacterial fertilizer improved organic matte of the reclaimed soil,effected the organic phosphorus content of each component,so as to improved the availability of phosphorus.

Phosphorus bacterial fertilizer; Reclamation;Organic matters;Organic phosphorus

2014-12-10

2014-12-29

吴文丽(1988-)，女(汉)，山西吕梁人，硕士研究生，研究方向：土地退化与生态重建

*通讯作者：洪坚平，教授，博士生导师。Tel:13834834393；E-mail: hongjpsx@163.com

国家自然基金(31272257)；农业部公益性行业项目(201103004-5)

S154.3

A

1671-8151(2015)03-0325-06