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（1寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏銀川 750021；2寧夏石嘴山市種子管理站，寧夏石嘴山 753000）

水控下大豆秸稈還田對連作土壤微生物的影響

張雪艷1田 蕾1吳國華2宗慶姝1高艷明1李建設(shè)1*

（1寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏銀川 750021；2寧夏石嘴山市種子管理站，寧夏石嘴山 753000）

以連作5 a的溫室黃瓜土壤為基質(zhì)，采用盆栽的方法，設(shè)置大豆秸稈不還田（CK）、接種根瘤菌大豆秸稈還田（T1）、接種根瘤菌大豆去根瘤后秸稈還田（T2）、非接種根瘤菌大豆秸稈還田（T3）4個處理，在不同田間持水量條件下，探究其對土壤微生物數(shù)量的影響。結(jié)果表明，25%、50%水控條件下培養(yǎng)50～140 d ，T1處理的土壤真菌數(shù)量顯著低于CK，細(xì)菌數(shù)量則在培養(yǎng)前期（＜50 d）維持較高的水平；75%水控條件下培養(yǎng)110、140 d時還田處理的放線菌數(shù)量顯著高于CK。總之，25%、50%水控條件有利于維持較高的土壤細(xì)菌數(shù)量，降低真菌數(shù)量，還田處理優(yōu)于非還田處理，接種處理優(yōu)于非接種處理，75%水控條件有利于培養(yǎng)后期（＞110 d）維持較高的放線菌數(shù)量。

水分調(diào)控；大豆秸稈還田；接種根瘤菌；土壤微生物數(shù)量

填閑是目前國內(nèi)外農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中防止設(shè)施蔬菜土壤退化、促進(jìn)作物生長的主要改良措施之一，且填閑秸稈還田是現(xiàn)階段研究較多的一項農(nóng)業(yè)措施（劉娟 等，2011；張雪艷 等，2011；趙小翠等，2011；田永強(qiáng)和高麗紅，2012；王哲昕 等，2014）。大豆是一種常用的填閑作物，大豆秸稈還田能顯著改善土壤理化性狀，增加土壤微生物（朱長芹和彭行政，2009）。根瘤菌是一類能與豆科作物共生形成根瘤，并固定空氣中的氮?dú)夤┲参餇I養(yǎng)的細(xì)菌（Peoples & Baldock，2001）。豌豆接種根瘤菌可顯著增加土壤固氮酶活性，增加作物產(chǎn)量和干物質(zhì)累積（郭麗琢等，2012），大豆接種根瘤菌可顯著增加大豆的結(jié)瘤數(shù)量，但接種根瘤菌對大豆根系微生物群落影響微?。荷品?，2007）。那么大豆接種根瘤菌后，其秸稈殘體是否因?yàn)槔鄯e更多氮素，而對土壤養(yǎng)分以及微生物特性產(chǎn)生更顯著的影響？另外，根瘤菌是通過根瘤固定合成含氮化合物的，接種根瘤菌后的大豆秸稈還田對土壤養(yǎng)分和微生物特性產(chǎn)生的影響中根瘤的貢獻(xiàn)如何？

前期田間試驗(yàn)證明，夏季填閑接種與非接種根瘤菌的大豆秸稈均能顯著提高下一茬黃瓜產(chǎn)量，且接種根瘤菌處理優(yōu)于非接種根瘤菌處理。為了進(jìn)一步探討其機(jī)理，本試驗(yàn)主要研究在不同水控條件下，接種與非接種根瘤菌大豆秸稈還田對土壤微生物數(shù)量的影響，為溫室黃瓜土壤改良和可持續(xù)利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計

2011年9月，選用連作5 a黃瓜的溫室土壤為材料，在寧夏大學(xué)農(nóng)科實(shí)訓(xùn)溫棚進(jìn)行盆栽試驗(yàn)。每盆加入土壤5 kg，施入底肥雞糞0.3 kg，在此基礎(chǔ)上設(shè)置4個處理，CK：大豆秸稈不還田；T1：接種根瘤菌大豆秸稈還田（26 g·kg-1，秸稈質(zhì)量/土壤質(zhì)量）；T2：接種根瘤菌大豆去根瘤后秸稈還田（24 g·kg-1，秸稈質(zhì)量/土壤質(zhì)量）；T3：非接種根瘤菌大豆秸稈還田（20 g·kg-1，秸稈質(zhì)量/土壤質(zhì)量）。秸稈還田量依據(jù)田間表層（0～20 cm）土壤單位質(zhì)量下收獲的秸稈質(zhì)量，以及朱長芹和彭行政（2009）的文獻(xiàn)計算而來。供試土壤、雞糞、接種根瘤菌大豆秸稈、非接種根瘤菌大豆秸稈、大豆根瘤基本性質(zhì)見表1。每個處理10盆，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。其中秸稈使用夏季休閑期（6月中旬至8月下旬）填閑的接種根瘤菌和非接種根瘤菌的大豆秸稈，接種根瘤菌的大豆秸稈是大豆與寧夏諾得曼生物技術(shù)公司的液體根瘤菌拌種后種植收獲的秸稈，拌種根瘤菌濃度為20億個·mL-1，拌種劑量4 mL· kg-1（根瘤菌體積/大豆種子質(zhì)量），收獲的大豆秸稈風(fēng)干后用萬能粉碎機(jī)粉碎后還田。同時設(shè)定不同的土壤水分管理，分別為25%、50%、75%。水分通過稱重法進(jìn)行調(diào)控，整個培養(yǎng)期間不再進(jìn)行肥料供應(yīng)。

表1 不同物質(zhì)的全氮、全磷、全鉀含量

1.2 土壤樣品的采集與分析

分別在培養(yǎng)0、20、50、110、140 d取0～20 cm表層土壤樣品，為避免每處理最南面與最北面盆中植株長勢弱于中間而引起的誤差，每處理取中間5盆的土樣，混勻后過2 mm篩，用于微生物數(shù)量分析。

1.3 土壤化學(xué)指標(biāo)分析

土壤細(xì)菌、真菌、放線菌分別采用牛肉膏蛋白胨選擇性培養(yǎng)基、馬丁孟加拉紅-鏈霉素選擇性培養(yǎng)基、改良高氏一號培養(yǎng)基培養(yǎng)，稀釋平板法計數(shù)（喻子牛和何紹江，1996）。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

數(shù)據(jù)用SPSS軟件采用LSD方法在P＜0.05水平進(jìn)行單因素顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水分調(diào)控下土壤細(xì)菌數(shù)量的變化

在25%、50%水分調(diào)控下，各處理土壤細(xì)菌數(shù)量隨培養(yǎng)天數(shù)增加呈先升高后降低的趨勢，在培養(yǎng)20 d和50 d時，還田處理細(xì)菌數(shù)量均顯著高于CK，且培養(yǎng)50 d時T1處理的細(xì)菌數(shù)量最多；75%水控條件下各處理隨著培養(yǎng)時間的延長土壤細(xì)菌數(shù)量有所增加，但變化幅度不大（圖1）。

圖1 不同水分調(diào)控下土壤細(xì)菌數(shù)量的變化

2.2 不同水分調(diào)控下土壤真菌數(shù)量的變化

與細(xì)菌不同，25%、50%水控條件下培養(yǎng)50 d時各還田處理的真菌數(shù)量均低于CK，且110 d時CK還保持較高水平；75%水控條件下培養(yǎng)50 d時TI處理的真菌數(shù)量顯著高于CK，但至110 d則顯著降低（圖2）。

2.3 不同水分調(diào)控下土壤放線菌數(shù)量的變化

在25%、50%、75%水控條件下，培養(yǎng)20 d時T1、T2 處理的放線菌數(shù)量顯著高于CK，在培養(yǎng)50 d時各處理間無顯著差異；75%水控條件下各還田處理的放線菌數(shù)量在110、140 d時仍保持較高水平（圖3）。

3 結(jié)論與討論

圖2 不同水分調(diào)控下土壤真菌數(shù)量的變化

圖3 不同水分調(diào)控下土壤放線菌數(shù)量的變化

秸稈還田對土壤微生物數(shù)量有明顯的影響，25%、50%水控條件下，秸稈還田處理在培養(yǎng)50 d時細(xì)菌數(shù)量顯著高于非還田處理，且高于其他時期，75%水控條件下，各處理培養(yǎng)140 d時細(xì)菌數(shù)量相對高于其他水控條件。韋澤秀等（2009）研究證明土壤含水量在70%～80%時土壤中的微生物多樣性和均勻度顯著高于其他水分管理，而湯宏等（2013）研究證明，間歇灌溉（該灌溉方式田間最大持水量保持在60%左右），低量秸稈還田有利于維持較高的土壤微生物數(shù)量。本試驗(yàn)結(jié)果表明，秸稈還田前期較低水控條件（低于50%）有利于細(xì)菌數(shù)量的增長，而后期較高水控條件（75%）則有利于細(xì)菌數(shù)量的增長。本試驗(yàn)中，25%、50%水控條件下培養(yǎng)50 d時，秸稈還田處理真菌數(shù)量低于對照，且至110 d時對照仍然保持較高水平，表明秸稈還田低水分控制條件下不利于土壤中真菌數(shù)的增長。相反，25%水控條件下培養(yǎng)20 d時秸稈還田處理放線菌數(shù)量顯著高于對照和其他時期，而75%水分調(diào)控下培養(yǎng)中后期（50～140 d）各還田處理放線菌數(shù)量維持較高水平。

綜上所述，25%、50%水控條件有利于大豆秸稈還田處理的土壤維持較高的細(xì)菌數(shù)量，有利于降低真菌數(shù)量，且接種根瘤菌大豆秸稈還田處理優(yōu)于非接種根瘤菌大豆秸稈還田處理。75%水控條件有利于維持中后期較高的放線菌數(shù)量，因此針對大豆秸稈還田培養(yǎng)前期（＜110 d）水分控制＜50%，培養(yǎng)后期（＞110 d），75%水控條件有利于秸稈還田后土壤微生物數(shù)量的保持與提高。

郭麗琢，張虎天，何亞慧，柴強(qiáng)，黃高寶. 2012.根瘤菌接種對豌豆/玉米間作系統(tǒng)作物生長及氮素營養(yǎng)的影響. 草業(yè)學(xué)報，21（1）:43-49.

梁善范. 2007.接種根瘤菌HN01及其突變株GXHN100對大豆根系根瘤及微生物生態(tài)的影響〔碩士論文〕.南寧:廣西大學(xué).

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湯宏，沈健林，張楊珠，劉杰云，王聰. 2013.秸稈還田與水分管理對稻田土壤微生物量碳、氮及溶解性有機(jī)碳、氮的影響. 水土保持學(xué)報，27（1）: 240-246.

田永強(qiáng)，高麗紅.2012.填閑作物阻控設(shè)施菜田土壤功能衰退研究進(jìn)展. 中國蔬菜，（18）: 26-35.

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韋澤秀，梁銀麗，井上光弘，黃茂林，古建鋒，吳燕. 2009.水肥處理對黃瓜土壤養(yǎng)分、酶及微生物多樣性的影響. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，20（7）: 1678-1684.

喻子牛，何紹江. 1996.農(nóng)業(yè)微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù). 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社: 305-306.

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趙小翠，劉朋朋，王倩，王敬國，陳清. 2011.夏季種植甜玉米及秸稈還田對設(shè)施番茄土壤微生物區(qū)系的影響. 中國蔬菜，（22/24）: 45-50.

朱長芹，彭行政. 2009.大豆秸稈粉碎還田技術(shù)的應(yīng)用效果. 安徽農(nóng)學(xué)通報，15（6）:41.

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Effect of Soybean Straw Returning to Field on Soil Microbe Quantity under Different Field Moisture Capacity

ZHANG Xue-yan1，TIAN Lei1，WU Guo-hua2，ZONG Qing-shu1，GAO Yan-ming1，LI Jian-she1*

（1School of Agriculture，Ningxia University，Yinchuan 750021，Ningxia，China；2Seed Administration Station，Shizhuishan 753000，Ningxia，China ）

Taking soil for 5 years continnous cucumber cropping as material and utilizing pot culture method，this experiment adopted 4 treatments： no soybean straw returning to the field（CK）； inoculation rhizobium soybean straw returning to the field（T1）； inoculation rhizobium soybean straw with no root nodule returning to the field（T2）； no inoculation rhizobium soybean straw returning to the field（T3），and studied the effect of these treatments on soil sucrase activity and microbe quantity under different field moisture capacity. The results showed that the fungi quantity in T1 was significantly lower than CK in 25%、50% field moisture capacity for 50 to 140 days，and bacterial quantity maintained a high level in prophase of cultivation（＜50 days）. Under 75% field moisture capacity，actinomyces quantity of the returning treatments was significantly higher than the control. In a word，25%，50% field moisture capacity could make the bacterial quantity maintaining a high level，and reducing fungus quantity，the returning treatments were better than no returning treatments，inoculation rhizobium treatments were better than no inoculation rhizobium treatments. The actinomyces quantity maintained a high level under 75% field moisture capacity in late culture stage（＞110 days）.

Water regulation and control；Soybean straw returning to field；Inoculation rhizobium；Soil microbe quantity

張雪艷，女，副教授，主要從事設(shè)施土壤修復(fù)和農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用的研究，E-mail：zhangxueyan123@sina.com

*通訊作者（Corresponding author）：李建設(shè)，男，教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事蔬菜栽培生理研究，E-mail: 13709587801@163.com

2013-12-22；接受日期：2014-08-15

國家自然科學(xué)基金項目（31101580，31460531），十二五國家科技支撐計劃項目（2014BAD05B02），寧夏農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)土地治理科技推廣項目（NTKJ-2014）