菌糠复合物对番茄幼苗期土壤酶活性的影响
陈倩颖（合肥师范学院，安徽合肥230001）
摘要：为探究设施栽培中土壤添加菌糠复合物对番茄幼苗根际土壤环境的影响，以盆栽番茄幼苗为研究对象，通过在土壤中添加不同比例（20%、40%、50%、60%）的菌糠复合物进行处理，以不添加菌糠复合物为对照，测定番茄幼苗期土壤酶活性的变化。结果表明，添加20%菌糠复合物的土壤中过氧化氢酶和脲酶活性最高，分别为4.3864U/g、0.1081U/g，与未添加菌糠相比分别提高了4.78%、278.74%。添加50%的菌糠复合物下蔗糖酶和多酚氧化酶活性最高，分别为2.6780U/g、0.1138U/g，与未添加菌糠相比分别提高了135.33%、446.24%，添加60%的菌糠复合物下磷酸酶活性最高，达3.5176mol/d·g，与未添加菌糠相比提高了184.41%。综上所述，添加不同比例菌糠复合物均可以有效促进番茄幼苗期土壤酶活性的提高。
菌糠主要是利用棉籽壳、锯木屑、稻草、玉米芯等农作物下脚料进行食用菌栽培收获后丢弃的栽培废料、菌渣[1]。研究发现菌糠中含有食用菌菌丝残体以及酶解后主要由粗蛋白、木质素、纤维素和半纤维素构成的组分；木质纤维是菌糠的重要组成成分，含有K、P、N等大量元素，还有S、Mg、Ca、Mn、B、Cu等微量元素[2]。
目前我国的食用菌产量稳居世界第一，而大量食用菌菌糠却未能得到较好的利用，大多数菌糠被废弃或焚烧，长此以往会造成巨大的资源浪费和环境污染问题[3]。番茄（SoLanumLycopersicumL.）是我国设施栽培的主要蔬菜作物之一，番茄幼苗根际土壤酶活性决定着土壤中营养物质的转化和植物吸收的速率。目前，土壤酶活性作为表征土壤微生物性质的重要指标被广泛应用，根际土壤酶活性的高低影响土壤中有机物物质的分解和矿物质的转化，影响番茄根系对营养的吸收和利用[4-5]。
本研究通过在土壤中添加不同比例菌糠复合物处理，探讨不同比例菌糠添加量对番茄幼苗生长期土壤中过氧化氢酶、多酚氧化酶、蔗糖酶、脲酶、磷酸酶的影响，筛选出最适宜番茄幼苗生长的菌糠添加量，以期改善番茄幼苗生长环境，提高其产量。
1研究方法
1.1试验设计
本试验的菌糠由合肥立新菌种厂提供，试验用土质地统一。选取的土壤过1.0mm的筛子后，待用。取用物理破碎过的菌糠复合物过1.0mm筛子后备用。按照表1比例将土壤与菌糠复合物充分混合，设置5个不同的处理组，重复3次。将混匀后的土壤基质盛装在长10.00cm、宽10.00cm、高7.70cm的花盆中。
1.2种子的处理
将买来的90粒番茄种子，挑选大小均一、无病虫的种子后，平均分成15份，每份为6粒，土壤基质混匀后浇30mL水浸透，将挑选的种子分别均匀播种在15份含土壤基质的花盆中，每一盆播种6粒番茄种子，在播种完成后，覆盖0.5cm厚的土壤。
1.3幼苗的处理
将播种后的花盆放在恒温箱（设定温度25℃、相对湿度80%和10h光照）中培养；当番茄幼苗长出第1片真叶时（约12d），取番茄幼苗根际土壤测土壤酶活性。
1.4土壤酶活性的测定
参照关松荫[6]的研究方法并加以改良，土壤过氧化氢酶测定采用高锰酸钾滴定法；蔗糖酶活性测定采用3,5-二硝基水杨酸比色法；多酚氧化酶活性采用邻苯三酚比色法；碱性磷酸酶活性测定采用磷酸苯二钠比色法；脲酶活性采用靛酚蓝比色法。
1.5数据统计及分析
采用OriginPro8.5.1软件对数据进行统计、分析和绘图，每个处理采用SPSS20.0软件进行单因素方差分析，LSD（P＜0.05）方法用于检验处理间差异的显著性。
2结果与分析
2.1菌糠复合物对番茄幼苗期土壤中过氧化氢酶活性的影响
土壤中过氧化氢酶活性可以反映土壤腐殖质化强度的大小和有机质转化速度[7]。由图1可知，随着菌糠添加量的增加，不同菌糠添加量下土壤中过氧化氢酶的活性均高于未添加菌糠的土壤。以处理1过氧化氢酶的活性最高，达到4.3864U/g，较CK提高了4.78%；处理2、处理3酶活性分别为4.2824U/g和4.2935U/g，较CK分别提高了2.29%和2.56%，两组间无显著差异。处理4酶活性较低，为4.2320U/g。综上，20%的菌糠添加量对过氧化氢酶活性的提高效果更加显著。
2.2菌糠复合物对番茄幼苗期土壤中蔗糖酶活性的影响
蔗糖酶在植物的运输储藏、碳水化合物的代谢中发挥重要作用[8]。由图3可知，随着菌糠添加量的增加，不同菌糠添加量下土壤中蔗糖酶的活性均高于未添加菌糠的土壤。以处理3蔗糖酶的活性最高，达到2.6779U/g，较CK提高了135.33%，处理1蔗糖酶活性次之，为2.2310U/g，较CK提高了96.06%。处理2蔗糖酶活性较低，为1.8391U/g，较CK提高了61.62%，处理2与处理4酶活性无显著性差异。综上，50%菌糠添加量下蔗糖酶的活性最高。
2.3菌糠复合物对番茄幼苗期土壤中多酚氧化酶活性的影响
土壤多酚氧化酶能把土壤中芳香族化合物氧化成醌，醌与土壤中蛋白质、氨基酸糖类、矿物等物质反应生成分子量大小不等的有机质和色素，完成土壤芳香族化合物循环[9-10]。由图5可知，添加不同比例菌糠复合物后，处理3番茄幼苗期土壤中多酚氧化酶的活性最高，达0.1138U/g，较CK提高了446.24%，与处理4差异不显著，但显著高于其他处理；处理2的酶活性为0.0862U/g，较CK提高了313.92%。处理1酶活性较低，为0.0481U/g，较CK仍提高了131.04%。综合表明，在50%的菌糠添加量下土壤多酚氧化酶的活性得到很好的提升。
2.4菌糠复合物对番茄幼苗期土壤中磷酸酶活性的影响
磷酸酶在土壤中对磷元素的代谢循环有着重要作用[11]，土壤磷酸酶的活性高低对土壤中有机磷的分解转化和生物有效性有直接影响[18]。由图7可知，处理4磷酸酶活性最高为3.5176mol/d·g，较CK提高了184.41%；且显著高于其他处理。处理2和处理3酶活分别为2.6163mol/d·g和3.1465mol/d·g，较CK分别提高了111.54%和154.41%，且2个处理间差异显著。处理1磷酸酶的活性较低，为1.4896mol/d·g，较CK相比仍提高了20.44%。综上表明，在60%的菌糠添加量下使磷酸酶的活性提高最为显著。
2.5菌糠复合物对番茄幼苗期土壤中脲酶活性的影响
脲酶在土壤中对尿素的水解起着重要的作用，土壤脲酶的活性在一定程度上反映土壤的供氮能力[12]。由图9可知，处理1脲酶的活性最高，达0.1081U/g，较CK提高了278.90%，且显著高于其他处理。处理2和处理4脲酶的活性次之，分别为0.1023U/g和0.0990U/g，较CK分别提高了258.57%和247.00%，且2个处理间差异显著。处理3酶活性较低，为0.0645U/g，仍显著高于CK。说明在20%菌糠添加量下脲酶的活性得到显著提升。
3结论
在设施栽培条件下土壤中添加菌糠复合物可以增加土壤中微生物的种类和数量，从而影响土壤酶的活性[13-14]。本研究表明，番茄幼苗根际土壤中多酚氧化酶、磷酸酶、脲酶的活性都与土壤中微生物量有很密切的关系，添加不同比例菌糠均可有效提高土壤中酶的活性，其中添加20%的菌糠复合物可以显著提高土壤中过氧化氢酶和脲酶活性；添加50%的菌糠复合物能显著提高土壤中多酚氧化酶和蔗糖酶的活性；添加60%的菌糠复合物能显著提高土壤中磷酸酶活性。
为了避免实际生产中单一施加鸡粪有机肥可能带来的土壤污染，建议在设施栽培土壤中菌糠和鸡粪有机肥配加施用，可以有效提高番茄幼苗期土壤酶活性，增加根际土壤中的生物多样性，改善土壤生态系统，进而提高土壤中营养物质含量，促进番茄幼苗的生长。
