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摘要[目的]研究含有机磷农药降解菌的复合微生物肥料在果树增产、土壤改良及农药降解方面的作用。[方法]对复合微生物肥料进行桃树田间试验，测定增产率，检测施肥前后土壤容重、有机质、全氮、速效磷、速效钾的含量及有机磷农药的残留量。[结果]与对照相比，施用复合微生物肥料处理的桃树的单果重及总产量分别提高了28.52%和26.56%，2个复合微生物处理的土壤容重分别为1.18和1.20 g/cm3，且土壤肥力明显提高。复合微生物肥料对土壤中有机磷农药的最高降解率达78.49%，且在桃果中未检测出有机磷农药残留。[结论]复合微生物肥料可大幅提高桃果产量，对土壤具有一定改良作用，可有效降解有机磷农药，适合推广使用。
关键词复合微生物肥料；果树增产；土壤改良；有机磷农药降解
中图分类号S144文献标识码A文章编号0517-6611（2016）10-124-03
Abstract[Objective] To research the effects of compound microbial fertilizer with microorganism of organophosphorus pesticides degradation on the increase of fruit yields， soil improvement and pesticide degradation. [Method] We performed the field experiment on compound microbial fertilizer of peach tree and researched the yield increasing rate. At the same time， we detected the bulk density， organic matter， total nitrogen， available phosphorus and available potassium in soil and residues of organophosphorus pesticides before and after fertilization. [Result] Compared with control group， applying compound microbial fertilizer enhanced the fruit weight and total yield by 28.52% and 26.56%， respectively. At the same time， soil bulk density turned back to 1.18 and 1.20 g/cm3 in two treatments， and fertility of soil was markedly increased. The compound microbial fertilizer had the highest degradation rate of 78.49% to organophosphorus pesticides， and organophosphorus pesticides were not detected in peach trees. [Conclusion] The compound microbial fertilizer can significantly improve the peach yield， has certain effects on soil improvement， effectively degrade the organophosphorus pesticides， and is suitable for promotion.
Key wordsCompound microbial fertilizer； Yield increase of fruit trees； Soil improvement； Degradation of organophosphorus pesticides
微生物肥料是我國发展绿色可持续农业不可或缺的产品，具有良好的应用价值和经济社会效益[1-2]。目前，微生物肥料产品有农用微生物菌剂、复合微生物肥料及生物有机肥三大类[3]，其中，复合微生物肥料是将2种或2种以上土壤功能性微生物进行科学复配而成的一类菌肥，在农业生产中具有更好的应用效果[4]。有机磷农药是一类高毒性的化学农药，在土壤及农产品中的残留会给人体健康及环境带来不良影响，目前较为理想的去除方式是通过微生物进行降解[5]。研究表明，微生物肥料在提高农作物产量与品质、净化与修复土壤、保护土壤生态环境等方面具有重要作用[6]。程乾斗[7]在研究微生物肥料对枸杞生长发育的影响中，发现微生物肥料可显著提高枸杞新梢生长速率、光合作用、年干果产量、糖含量等指标，同时提高土壤肥力。张爱民[8]研究表明，解磷解钾微生物CX7能提高烟叶产量及烟叶等级，增加烟农的收益。目前，市面上使用的复合微生物肥料由具有多种促产作用的微生物组成，而有机磷农药降解菌的开发多停留在菌株的筛选和降解特性的研究等方面，将两者复配应用于大田试验中鲜见报道。笔者将由江苏省微生物研究所自主筛选可降解有机磷农药的枯草芽孢杆菌与原有的微生物肥料科学复配，制成一种既可解磷解钾又能降解有机磷农药的复合微生物肥料产品，研究了该肥料对桃树增产、土壤改良及农药降解的作用，旨在为该产品的推广应用提供理论依据。
1材料与方法
1.1试验材料供试菌剂：复合微生物肥料由江苏省微生物研究所提供，内含有可降解有机磷农药的枯草芽孢杆菌JWDP16及可解磷解钾的土壤功能性微生物，有效活菌数≥2亿个/g，产品为粉剂。生物有机肥由江苏纳克生物工程有限公司提供。供试作物：桃树品种为湖景，树龄为6 a，长势基本一致，无轮作或间作。供试试剂：均购自国药试剂公司。主要仪器：HYGH迴转式恒温调速摇瓶机（上海欣蕊自动化设备有限公司），5430R型冷冻离心机（德国Eppendorf公司），DK8D型电热恒热温水槽（上海精密实验设备有限公司），M410型火焰光度计（英国SHERWOOD公司），Biophotometer plus紫外分光光度计（德国Eppendorf公司），AL104型电子天平（瑞士Mettler Toledo公司）等。 1.2试验设计试验在江苏省无锡市杨市镇进行。共设4个处理，处理①（CK）：仅施用生物有机肥5.0 kg/株；处理②：尿素0.8 kg/棵、15%过磷酸钙2.5 kg/棵、50%硫酸钾1.0 kg/棵；处理③：复合微生物肥料0.5 kg/棵；处理④：复合微生物肥料1.0 kg/棵。每处理10棵桃树，重复3次，随机区组排列。
1.3田间管理处理②、③、④分别与5.0 kg/棵的生物有机肥混合，沿树冠外围挖施肥沟，沟宽40～60 cm，深30～40 cm，将混合后的肥料均匀地撒播入沟中，并重新覆土。种植期各处理组间病虫害防治、灌溉、除草、追肥等其他田间管理照常进行。试验期间定期观察桃树的长势、落果情况、挂果时间等。2014年10月13日施肥，2015年7月17日测产。随机挑取60个桃果称重，计算平均单果重，统计每个处理桃果的总产量。
1.4土壤样品分析
1.4.1土壤样品的采集。对各处理小区土壤进行取样，取样方法参照《NYT 1121.1—2006 土壤检测 第1部分：土壤样品的采集、处理和贮存》[9]。取样深度为10～20 cm，按“S”型采集混合样，有坡度的地块兼顾上、中、下坡的点位。采集时间分别为2014年10月12日（施肥前）及2015年7月16日（测产前）。
1.4.2土壤性质的测定。土壤容重采用《NYT 1121.4—2006 土壤检测 第4部分：土壤容重的測定》[10]测定，有机质含量采用《GB 7857—87 森林土壤有机质的测定及碳氮比的计算》[11]中重铬酸钾氧化-外加热法测定，全氮采用《GB 7173—87 土壤全氮测定法》[12]中的半微量开氏法测定，速效磷含量采用《GB 12297—1990 碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法》[13] 测定，速效钾含量采用《GB 786—1987 乙酸铵浸提-火焰光度法》[14] 测定。
1.4.3土壤有机磷农药降解率的测定。采用分光光度法测定菌株对有机磷农药的降解能力[15]。磷含量（x）与吸光度（y）之间存在良好的线性关系，标准线性方程：y=0.558 2x+0.016 5，R2=0.999 2（图1）。
将采集获得的土壤样品风干至恒重，准确称取5.000 g土壤，加入100 mL无菌去离子水，200 r/min振荡分散2 h，过滤去除沉淀，采用分光光度法测定上清液中有机磷含量，计算有机磷降解率，考察各处理对土壤有机磷农药的降解能力。
有机磷农药降解率=（M2-M1）/M1×100%
图1分光光度法测定磷含量的标准曲线
Fig.1Standard curve of phosphorus content by spectrophotometer式中，M1为施肥前的土壤有机磷含量，M2为测产前各处理土壤有机磷含量。
2结果与分析
2.1不同处理对桃树产量的影响通过观察桃树的长势发现，施用复合微生物肥料处理（处理③、④）的桃树较普通化学肥料（处理②）与CK处理的桃树生长旺盛、叶片浓绿、病虫害少、对冻害等不利条件抵抗能力强，同时果实着色好，掉果率低，挂果时间长。
在产量方面，施用普通化学肥料与复合微生物肥料均可提高桃树产量。但是无论是单果重还是产量，处理③、④比处理②和CK均有明显提高，其中处理④最高，其单果重达0338 kg，产量为30 087.0 kg/hm2，分别较CK提高了28.52%和26.56%（表1）。施用复合微生物肥料后收获的桃果，不仅横径和纵径增加，且果肉中的可溶性固形物含量增加，表现为糖分含量高、柔软多汁等特点。
2.2不同处理对土壤性质的影响由表2可知，施用复合微生物肥料之后，土壤性状及肥力指标得到了一定程度的改善。土壤容重为1.10～1.30 g/cm3时，最适宜作物生长，施用复合微生物肥料后，土壤容重由原来的1.03 g/cm3逐步转变到更适宜作物生长的区间内（处理③、④的土壤容重分别为1.18、1.20 g/cm3），这表明复合微生物肥料对土壤物理性质的改良具有积极作用。
处理③、④较CK和处理①的土壤肥力高，有机质分别较CK高12.33%、26.92%，全氮分别较CK高1.52%、4.55%，速效磷分别较CK高26.50%、42.30%，速效钾分别较CK高12.67%、15.82%。这是由于复合微生物肥料含有可以解磷解钾的功能微生物，施用后可将土壤中的矿物磷和矿物钾分解为速效磷和速效钾，便于作物吸收和利用，同时微生物在土壤中的生长繁殖活动改善了土壤的生物多样性，使得土壤中的有机质有所增加[16]。
2.3不同处理对土壤有机磷农药的降解能力由表3可知，施用复合微生物肥料后，土壤中的有机磷农药残留量大大降解，对土壤农药残留的降解率最高可达78.49%（处理④），同时桃果未检出农药残留，基本解决了农产品农残的问题。由于桃树在种植过程中需要多次喷洒杀螟硫磷、杀扑磷等有机磷类杀虫剂，反而使CK和处理①的土壤有机磷农药含量增加，且在桃果中检测出有机磷残留，造成了一定的农产品安全问题。
3结论与讨论
（1）研究结果表明，复合微生物肥料可有效缓解桃树种植过程中有机磷农药残留问题，可使土壤中有机磷农药残留量降解78.49%，且桃果中未检出有机磷农药残留，增强了农产品的食用安全。同时，该微生物菌剂还具有明显的增产和改良土壤作用，可使桃树的总产量及桃果的单果重分别增加26.56%和28.52%，土壤的物理性质和肥力也得到了一定的改善和提高。
（2）复合微生物肥料是一种成本低、使用方便及无公害的绿色生物肥料，适合大面积推广使用，可以缓解化肥带来的土壤板结、肥力下降、环境污染等一系列问题。在一定程度上能够代替普通化学肥料。因此，科学合理地施用复合微生物肥料，不仅能有效降低有机磷农药的残留量，还可以改善土壤环境，提高桃果品质，减少农田污染，节约成本，经济施肥，促进生态农业发展。 安徽农业科学2016年参考文献
[1] 葛诚.微生物肥料的生产应用及其发展[M].北京：中国农业科技出版社，1996.
[2] 李俊，姜昕，李力，等.微生物肥料的发展与土壤肥力的维持[J].中国土壤与肥料，2006（4）：1-5.
[3] 刘健，李俊，葛诚.微生物肥料作用机理的研究新进展[J].微生物学杂志，2001，21（1）：33-36.
[4] 刘丽丽.微生物肥料的生物学及生产技术[M].北京：科学出版社，2008.
[5] 李钦云，赵玲玲.有机磷农药对食品的污染及防治[J].工业卫生与职业病，2005，31（4）：260-263.
[6] 李明.微生物肥料研究[J].生物学通报，2001，36（7）：5-7.
[7] 程乾斗.微生物肥料对枸杞生长发育影响的研究[D].兰州：甘肃农业大学，2014.
[8] 张爱民.解磷解钾特异菌株CX7的筛选及其应用试验研究[D].保定：河北农业大学，2014.
[9] 中华人民共和国农业部.土壤检测 第1部分：土壤样品的采集、处理和贮存：NY/T 1121.1—2006[S].北京：中国标准出版社，2006.
[10] 中华人民共和国农业部.土壤检测 第4部分：土壤容重的测定：NY/T 1121.1—2006[S].北京：中国标准出版社，2006.
[11] 中华人民共和国林业局.森林土壤有机质的测定及碳氮比的计算：GB 7857—87 [S].北京：中国标准出版社，1987.
[12] 中华人民共和国农业部.土壤全氮测定法（半微量开氏法）：GB 7857—87[S].北京：中国标准出版社，1987.
[13] 中华人民共和国农业部.石灰性土壤有效磷含量测定：GB 12297—90[S].北京：中国标准出版社，1990.
[14] 中华人民共和国农业部.森林土壤速效钾的测定：GB 7856—87[S].北京：中国标准出版社，1987.
[15] 李志瑞.有机磷農药降解菌的分离筛选及其降解性能的初步研究[D].西安：西北大学，2008.
[16] 管文芳，谢越盛，戴相群，等.微生物肥料“宁盾”粉剂在叶菜类作物生产上的应用效果[J].安徽农业科学，2016（5）：152-154.
关键词复合微生物肥料；果树增产；土壤改良；有机磷农药降解
中图分类号S144文献标识码A文章编号0517-6611（2016）10-124-03
Abstract[Objective] To research the effects of compound microbial fertilizer with microorganism of organophosphorus pesticides degradation on the increase of fruit yields， soil improvement and pesticide degradation. [Method] We performed the field experiment on compound microbial fertilizer of peach tree and researched the yield increasing rate. At the same time， we detected the bulk density， organic matter， total nitrogen， available phosphorus and available potassium in soil and residues of organophosphorus pesticides before and after fertilization. [Result] Compared with control group， applying compound microbial fertilizer enhanced the fruit weight and total yield by 28.52% and 26.56%， respectively. At the same time， soil bulk density turned back to 1.18 and 1.20 g/cm3 in two treatments， and fertility of soil was markedly increased. The compound microbial fertilizer had the highest degradation rate of 78.49% to organophosphorus pesticides， and organophosphorus pesticides were not detected in peach trees. [Conclusion] The compound microbial fertilizer can significantly improve the peach yield， has certain effects on soil improvement， effectively degrade the organophosphorus pesticides， and is suitable for promotion.
Key wordsCompound microbial fertilizer； Yield increase of fruit trees； Soil improvement； Degradation of organophosphorus pesticides
微生物肥料是我國发展绿色可持续农业不可或缺的产品，具有良好的应用价值和经济社会效益[1-2]。目前，微生物肥料产品有农用微生物菌剂、复合微生物肥料及生物有机肥三大类[3]，其中，复合微生物肥料是将2种或2种以上土壤功能性微生物进行科学复配而成的一类菌肥，在农业生产中具有更好的应用效果[4]。有机磷农药是一类高毒性的化学农药，在土壤及农产品中的残留会给人体健康及环境带来不良影响，目前较为理想的去除方式是通过微生物进行降解[5]。研究表明，微生物肥料在提高农作物产量与品质、净化与修复土壤、保护土壤生态环境等方面具有重要作用[6]。程乾斗[7]在研究微生物肥料对枸杞生长发育的影响中，发现微生物肥料可显著提高枸杞新梢生长速率、光合作用、年干果产量、糖含量等指标，同时提高土壤肥力。张爱民[8]研究表明，解磷解钾微生物CX7能提高烟叶产量及烟叶等级，增加烟农的收益。目前，市面上使用的复合微生物肥料由具有多种促产作用的微生物组成，而有机磷农药降解菌的开发多停留在菌株的筛选和降解特性的研究等方面，将两者复配应用于大田试验中鲜见报道。笔者将由江苏省微生物研究所自主筛选可降解有机磷农药的枯草芽孢杆菌与原有的微生物肥料科学复配，制成一种既可解磷解钾又能降解有机磷农药的复合微生物肥料产品，研究了该肥料对桃树增产、土壤改良及农药降解的作用，旨在为该产品的推广应用提供理论依据。
1材料与方法
1.1试验材料供试菌剂：复合微生物肥料由江苏省微生物研究所提供，内含有可降解有机磷农药的枯草芽孢杆菌JWDP16及可解磷解钾的土壤功能性微生物，有效活菌数≥2亿个/g，产品为粉剂。生物有机肥由江苏纳克生物工程有限公司提供。供试作物：桃树品种为湖景，树龄为6 a，长势基本一致，无轮作或间作。供试试剂：均购自国药试剂公司。主要仪器：HYGH迴转式恒温调速摇瓶机（上海欣蕊自动化设备有限公司），5430R型冷冻离心机（德国Eppendorf公司），DK8D型电热恒热温水槽（上海精密实验设备有限公司），M410型火焰光度计（英国SHERWOOD公司），Biophotometer plus紫外分光光度计（德国Eppendorf公司），AL104型电子天平（瑞士Mettler Toledo公司）等。 1.2试验设计试验在江苏省无锡市杨市镇进行。共设4个处理，处理①（CK）：仅施用生物有机肥5.0 kg/株；处理②：尿素0.8 kg/棵、15%过磷酸钙2.5 kg/棵、50%硫酸钾1.0 kg/棵；处理③：复合微生物肥料0.5 kg/棵；处理④：复合微生物肥料1.0 kg/棵。每处理10棵桃树，重复3次，随机区组排列。
1.3田间管理处理②、③、④分别与5.0 kg/棵的生物有机肥混合，沿树冠外围挖施肥沟，沟宽40～60 cm，深30～40 cm，将混合后的肥料均匀地撒播入沟中，并重新覆土。种植期各处理组间病虫害防治、灌溉、除草、追肥等其他田间管理照常进行。试验期间定期观察桃树的长势、落果情况、挂果时间等。2014年10月13日施肥，2015年7月17日测产。随机挑取60个桃果称重，计算平均单果重，统计每个处理桃果的总产量。
1.4土壤样品分析
1.4.1土壤样品的采集。对各处理小区土壤进行取样，取样方法参照《NYT 1121.1—2006 土壤检测 第1部分：土壤样品的采集、处理和贮存》[9]。取样深度为10～20 cm，按“S”型采集混合样，有坡度的地块兼顾上、中、下坡的点位。采集时间分别为2014年10月12日（施肥前）及2015年7月16日（测产前）。
1.4.2土壤性质的测定。土壤容重采用《NYT 1121.4—2006 土壤检测 第4部分：土壤容重的測定》[10]测定，有机质含量采用《GB 7857—87 森林土壤有机质的测定及碳氮比的计算》[11]中重铬酸钾氧化-外加热法测定，全氮采用《GB 7173—87 土壤全氮测定法》[12]中的半微量开氏法测定，速效磷含量采用《GB 12297—1990 碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法》[13] 测定，速效钾含量采用《GB 786—1987 乙酸铵浸提-火焰光度法》[14] 测定。
1.4.3土壤有机磷农药降解率的测定。采用分光光度法测定菌株对有机磷农药的降解能力[15]。磷含量（x）与吸光度（y）之间存在良好的线性关系，标准线性方程：y=0.558 2x+0.016 5，R2=0.999 2（图1）。
将采集获得的土壤样品风干至恒重，准确称取5.000 g土壤，加入100 mL无菌去离子水，200 r/min振荡分散2 h，过滤去除沉淀，采用分光光度法测定上清液中有机磷含量，计算有机磷降解率，考察各处理对土壤有机磷农药的降解能力。
有机磷农药降解率=（M2-M1）/M1×100%
图1分光光度法测定磷含量的标准曲线
Fig.1Standard curve of phosphorus content by spectrophotometer式中，M1为施肥前的土壤有机磷含量，M2为测产前各处理土壤有机磷含量。
2结果与分析
2.1不同处理对桃树产量的影响通过观察桃树的长势发现，施用复合微生物肥料处理（处理③、④）的桃树较普通化学肥料（处理②）与CK处理的桃树生长旺盛、叶片浓绿、病虫害少、对冻害等不利条件抵抗能力强，同时果实着色好，掉果率低，挂果时间长。
在产量方面，施用普通化学肥料与复合微生物肥料均可提高桃树产量。但是无论是单果重还是产量，处理③、④比处理②和CK均有明显提高，其中处理④最高，其单果重达0338 kg，产量为30 087.0 kg/hm2，分别较CK提高了28.52%和26.56%（表1）。施用复合微生物肥料后收获的桃果，不仅横径和纵径增加，且果肉中的可溶性固形物含量增加，表现为糖分含量高、柔软多汁等特点。
2.2不同处理对土壤性质的影响由表2可知，施用复合微生物肥料之后，土壤性状及肥力指标得到了一定程度的改善。土壤容重为1.10～1.30 g/cm3时，最适宜作物生长，施用复合微生物肥料后，土壤容重由原来的1.03 g/cm3逐步转变到更适宜作物生长的区间内（处理③、④的土壤容重分别为1.18、1.20 g/cm3），这表明复合微生物肥料对土壤物理性质的改良具有积极作用。
处理③、④较CK和处理①的土壤肥力高，有机质分别较CK高12.33%、26.92%，全氮分别较CK高1.52%、4.55%，速效磷分别较CK高26.50%、42.30%，速效钾分别较CK高12.67%、15.82%。这是由于复合微生物肥料含有可以解磷解钾的功能微生物，施用后可将土壤中的矿物磷和矿物钾分解为速效磷和速效钾，便于作物吸收和利用，同时微生物在土壤中的生长繁殖活动改善了土壤的生物多样性，使得土壤中的有机质有所增加[16]。
2.3不同处理对土壤有机磷农药的降解能力由表3可知，施用复合微生物肥料后，土壤中的有机磷农药残留量大大降解，对土壤农药残留的降解率最高可达78.49%（处理④），同时桃果未检出农药残留，基本解决了农产品农残的问题。由于桃树在种植过程中需要多次喷洒杀螟硫磷、杀扑磷等有机磷类杀虫剂，反而使CK和处理①的土壤有机磷农药含量增加，且在桃果中检测出有机磷残留，造成了一定的农产品安全问题。
3结论与讨论
（1）研究结果表明，复合微生物肥料可有效缓解桃树种植过程中有机磷农药残留问题，可使土壤中有机磷农药残留量降解78.49%，且桃果中未检出有机磷农药残留，增强了农产品的食用安全。同时，该微生物菌剂还具有明显的增产和改良土壤作用，可使桃树的总产量及桃果的单果重分别增加26.56%和28.52%，土壤的物理性质和肥力也得到了一定的改善和提高。
（2）复合微生物肥料是一种成本低、使用方便及无公害的绿色生物肥料，适合大面积推广使用，可以缓解化肥带来的土壤板结、肥力下降、环境污染等一系列问题。在一定程度上能够代替普通化学肥料。因此，科学合理地施用复合微生物肥料，不仅能有效降低有机磷农药的残留量，还可以改善土壤环境，提高桃果品质，减少农田污染，节约成本，经济施肥，促进生态农业发展。 安徽农业科学2016年参考文献
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[10] 中华人民共和国农业部.土壤检测 第4部分：土壤容重的测定：NY/T 1121.1—2006[S].北京：中国标准出版社，2006.
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[14] 中华人民共和国农业部.森林土壤速效钾的测定：GB 7856—87[S].北京：中国标准出版社，1987.
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[16] 管文芳，谢越盛，戴相群，等.微生物肥料“宁盾”粉剂在叶菜类作物生产上的应用效果[J].安徽农业科学，2016（5）：152-154.