专究论文题评论研
生化腐植酸的肥效及作用机理研究贾爱萍 赵 冰 廖宗文
（华南农业大学资源环境学院新肥料资源研究中心 广州 ５１０６４２）
摘 要：采用温室盆栽的方法，研究了施用生化黄腐酸（ＢＦＡ）对番茄生长和防病的影响。结果表明：ＢＦＡ能明显提高番茄的株高、生物量，土壤微生物群落的结构组成发生了明显变化，土壤微生物的各项多样性指数都有所提高，并降低了番茄青枯病的发生率。关键词：生化腐植酸 番茄 防病功能 Ｂｉｏｌｏｇ 多样性指数
Ａｂｓｔｒａｃｔ： The effects of BFA on tomato growth and diseaseresistance were studied through pot experiment in agreenhouse. The results showed that the application of BFAcould increase the plant height and biomass significantly,change the soil microbial community structure, and enhancethe soil microbial diversity index. The severity of tomatowilt was also reduced.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： BFA; tomato; disease resistance; Biolog;diversity Index
由作物秸秆、木屑、蔗渣等农业废弃物通过化学或微生物发酵工艺制取。其重要成分为腐植酸中最具活性的黄腐酸，研究表明，ＢＦＡ含有多种氨基酸和有益微生物种群，是一种混合物，其缩合程度和碳含量较低，分子量较小，而含有活性基团较多，表现出色泽较浅，水溶性较好，易于被动植物组织吸收及生物活性较高等特点［１］。十多年来的大量事实证明，与矿物腐植酸（包括矿物黄腐酸）相比，ＢＦＡ活性更高，具有更优良的应用效果，而且开拓了一条资源化治污的新路，把废弃物转化为一种极有价值的新资源。
ＢＦＡ的出现和发展晚于矿物腐植酸，对其功能、效果及制造的研究亦较为薄弱。加强这方面的研究，对于推进ＢＦＡ及整个有机肥的发展，都有重要作用。本研究在几种腐植酸肥的肥效对比基础上，应用Ｂｉｏｌｏｇ方法探讨其肥效机理，并分析其应用前景。
生化腐植酸（ＢＦＡ）是一种有机肥，其成分和功效均有突出的优点。我国上世纪５０年代末和７０年代，都曾大搞腐植酸的群众运动。８０年代，在进行了长达４年的大规模应用试验和较深入的理论研究之后，总结出腐植酸在农业方面有五大功效：改良土壤、增强肥效、增加产量、提高作物抗病力和改善品质。近年来，随着环保意识增强和绿色食品、有机食品的发展，包括ＢＦＡ在内的绿色环保肥倍受关注。在国家和地方科技立项和企业新产品开发中，ＢＦＡ成为一个活跃的前沿。
ＢＦＡ有别于传统的腐植酸产品，它不是由矿物（泥炭、风化煤）通过化学方法提取的，而是
１ ＢＦＡ的生产特点
ＢＦＡ的原料取自生物残体，如秸秆、木屑、蔗渣和一些工业废渣废液如味精、酒精废液。对这类废物资源的利用还有环保效益。而且这类资源充裕，与矿物（泥炭、风化煤）等不可再生资源相比，一般不存在枯竭的问题。
ＢＦＡ的制造，通常要对原料进行水解，然后提取黄腐酸（ＦＡ），江苏南通市绿色肥料研究所开发“化学氧化降解法”技术，大大提高了产品得率，快速高效［２］。
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福建诏安绿洲生化公司研发化学水解和发酵结合的新技术，在水解后续工序中加入菌种发酵（见图１），在取得ＨＡ的同时又获得有微生物菌种及其代谢产物。
秸秆、蔗渣等辅料菌剂酶标仪为上海三科仪器有限公司生产的３１８ＭＩＣ型酶标仪。
２．１．２ 试验设计
试验设４个处理（见表２），每处理设６个重复，移栽已长４叶的番茄苗，每盆１株，即每处理６株番茄。在番茄移栽后１５天、４５天时分别追肥。２００４年４月２１日移栽，７月１１日收获。生长期为８０天。
表２ 试验设计
Tab.2 Experiment treatments
液肥处理ＣＫ１Ｔ１Ｔ２Ｔ３
基肥无机肥无机肥 无机肥无机肥
基肥无机肥固体肥固体肥液肥２
追肥（分两次）无机肥液肥１液肥２液肥２
破碎水解浓缩物混合发酵渣料烘干制粒液体辅料图１ 水解发酵法制取生化腐植酸示意图
Fig.1 Sketch map of making BFA through hydrolyz-ing zymosis
２ ＢＦＡ的肥效特点
２．１ 材料与方法２．１．１ 供试材料
注：液肥２为ＢＦＡ肥。
试验的所有处理（包括Ｃ、Ｋ）氮、磷、钾的施入量相等，即Ｎ：１２０ ｍｇ／ｋｇ，Ｐ：８０ ｍｇ／ｋｇ，Ｋ：１００ ｍｇ／ｋｇ。
２．１．３ 土壤微生物测定方法
供试土壤：采自华南农业大学园艺学院番茄实验地，其基本性状：ｐＨ值为５．２７，土壤有机质为２．１９％，全氮为１．４３ ｇ／ｋｇ，碱解氮为８９．２３ ｍｇ／ｋｇ，速效磷为１８１．２６ ｍｇ／ｋｇ，速效钾为１８６．９２ ｍｇ／ｋｇ。新鲜土样过４ ｍｍ筛。
供试有机肥：液肥１来自，液肥２来自福建诏安绿洲生化公司，固体肥来自番禺，其基本性状见表１。
表１ 供试有机肥基本性状
Tab.1 Characteristics of organic fertilizer
材料液肥1固体肥
全C（g／ｋg） 65.14214.56
液肥2（BFA）137.99
全N （g/ｋg） 14.1 58 21
4.52 2.38 10.22C/N比
供试土壤及有机肥基本性状测定采用常规方法，土壤微生物多样性的测定采用Ｂｉｏｌｏｇ方法。
Ｂｉｏｌｏｇ 试验采用Ｇａｒｌａｎｄ的方法，具体操作如下。
（１） 称取相当于１０ ｇ烘干土壤的新鲜土壤加入到装有１００ ｍＬ灭菌的生理盐水（０．０８５％）的２５０ ｍＬ三角瓶中，在旋涡震荡机上震荡３ ｍｉｎ；
（２） 取５ ｍＬ上述土壤浸提液加入４５ ｍＬ灭菌的生理盐水（０．０８５％）中，然后将上述稀释液加入Ｂｉｏｌｏｇ ＧＮ２微平板中，每孔加１５０ ìL；
（３） 将接种的Ｂｉｏｌｏｇ ＧＮ２微平板在３０ ℃培养，分别在２４ ｈ，４８ ｈ，７２ ｈ，９６ ｈ，１２０ ｈ，１４４ ｈ时在５７８ ｎｍ下读取数据。
２．１．４ 数据分析方法
仪器设备：Ｂｉｏｌｏｇ ＧＮ２微平板购自美国ＢＩＯＬＯＧ公司（ＢＩＯＬＯＧ，Ｈａｙｗａｒｄ，ＵＳＡ），
Ｂｉｏｌｏｇ数据采用培养７２ ｈ的数据计算多样性指数，公式参考杨永华［３］和Ｚａｋ［４］。
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２．２ 结果与分析２．２．１ ＢＦＡ的营养功能
而Ｔ２和Ｔ３都为ＢＦＡ肥处理，其发病株数为０，显示了较Ｔ１更好的防病效果。田间调查番茄使用ＢＦＡ肥，可大大减少番茄病毒病、叶霉病的发生。对芥菜的试验结果也表明，使用ＢＦＡ肥可减少芥菜病毒病和畸形株的发生［５］。
２．２．３ ＢＦＡ的肥效机理的探讨
试验中对照为无机肥处理，Ｔ１为一般有机肥，Ｔ２的基肥为一般有机肥，追肥为ＢＦＡ肥，Ｔ３的基肥追肥均为ＢＦＡ肥，结果（见表３）显示，Ｔ２处理的株高较对照提高９％，较Ｔ１提高４％。Ｔ３处理较对照提高１３．３％，较Ｔ１和Ｔ２分别提高８％和４％。Ｔ２处理的生物量较对照提高９％，较Ｔ１提高４％。Ｔ３处理较对照提高１３％，较Ｔ１和Ｔ２分别提高１０％和３％。Ｔ２处理的株高和生物量较对照和Ｔ１有不同程度的提高，而Ｔ３较Ｔ２、Ｔ１和对照有不同程度的提高，这一结果充分显示了腐植酸肥料较好的营养功能。
表３ 不同处理番茄株高、生物量的统计结果
Tab.3 Plant height and biomass of tomato under
different treatments处理ＣＫＴ１Ｔ２Ｔ３
株高（ｃｍ） ９３．２ｂ ９７．６ａｂ１０１．６ａ１０５．６ａ
生物量（ｇ）３８３．２ｂ３９０．５ａｂ４１５．６ａ４３１．２ａ
试验表明，ＢＦＡ的肥效突出表现在两个方面，一是其营养功能，试验中这一处理显示了较高的株高、生物量；二是其防病功能，其中ＢＦＡ的发病推迟、程度轻或不发病。与无机肥相比，一般的商品有机肥（包括有机无机复合肥）都有较好的营养功能和防病功能。而ＢＦＡ在本试验中表现最佳，值得深入探讨。
ＢＦＡ的突出优点与其含有较高的黄腐酸及能较好地调节土壤微生物功能与结构有关。一般的有机肥中都含有黄腐酸，其生理活性高，而绿洲公司的工艺和菌种等生产环节特别注意提高黄腐酸的含量，因而优点更为突出。
有机肥对土壤微生物功能和结构的，对营养功能和防病功能有重要影响。ＢＦＡ由在生产过程的水解工序后加入几种混配菌种发酵处理，其产品含有一定菌量，与同时发酵的有机物料基质一起施入土中后可快速繁殖，有利于成为优势种群。这些微生物的代谢产物对土壤养分有活化作用，而且还可以改变原有土壤微生物的种群结构，尤其是对连作地病原菌形成外来种群压力，产生“以正抑邪”的效果。而ＢＦＡ中的腐植酸及发酵代谢物等，亦有改变原有连作地有毒物质的作用，对某些有益微生物有利从而产生“扶正抑邪”的效果。
（１） 不同处理ＡＷＣＤ值的变化。
试验各处理ＡＷＣＤ的变化见图２，番茄移栽后４５ 天取土样，培养７２ ｈ的ＡＷＣＤ值为Ｔ３最高，ＣＫ最低，Ｔ１与Ｔ２相差不多。ＡＷＣＤ值的高低反映了土壤微生物的总体水平，Ｔ３处理用ＢＦＡ肥做基肥和追肥，使土壤微生物的总量大大增加，
２．２．２ ＢＦＡ的防病功能
番茄青枯病的发病情况见表４。
表４ 番茄发病统计结果
Tab.4 Analysis result of tomato wilt
处理ＣＫＴ１Ｔ２Ｔ３
初发病时间（月／日） ５／２０ ６／４
发病株数 ３ １ ０ ０
由表４可知，ＢＦＡ肥显示了较一般有机肥更加好的防病效果。对照处理的番茄有３株发病，且发病时间较早，在番茄移栽后将近一个月时就已经发病，Ｔ１（一般有机肥）处理的番茄只有１株发病，且发病时间较ＣＫ处理晚半个月，
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结合土壤微生物群落多样性指数的变化（４５天时Ｔ３的各项多样性指数也是最高），说明施用ＢＦＡ肥使土壤微生物总量增加并且向着均衡的方向发展，为植物提供了良好的环境，提高抗病力。
０．６００（２） 不同处理土壤微生物多样性的比较。研究表明，土壤微生物多样性与土壤肥力、土传病害密切相关。抑制植物土传病害在一定程度上是土壤微生物的群体作用，当土壤微生物群落结构越丰富、物种越均匀、多样性越高时，对抗病原菌的综合能力也就增强［６］。
图３显示，在番茄移栽１５天时，Ｔ２（ＢＦＡ）处理的各项多样性指数都大于对照和Ｔ１，而对照和Ｔ１在番茄生长前期都有发病，Ｔ２未有病株出现，因此认为在番茄移栽后１５天左右能够调节土壤微生物群落结果到一个较好的平衡状态（即各项指数都较高）可能是其防病的关键。
ＡＷＣＤ０．５５００．５０００．４５０处理图２ 番茄移栽４５ ｄ土样培养７２ ｈ的ＡＷＣＤFig.2 AWCD of the soil sample incubated for 72 hafter transplanted for 45 dＣＫＴ１Ｔ２Ｔ３Shannon eveness４．３００．９６０．９４０．９３０．９２０．９１ＣＫ１Ｔ１Ｔ２处理Shannon 指数４．２０４．１０４．００ＣＫ１Ｔ１Ｔ２Simpson 指数０．９５７０．０６５．０６０．０５５．０５０．０４５．０ＣＫ１Ｔ１Ｔ２处理处理５．００４．５０４．００３．５０３．００ＣＫ１Ｔ１Ｔ２McIntosh eveness５．５００．９９０．９８０．９８０．９７０．９７０．９６０．９６ＣＫ１Ｔ１Ｔ２McIntosh 指数处理处理图３ 番茄移栽１５ ｄ不同处理土样５种多样性指数的比较Fig.3 Comparison of the five diversity index of soil after transplanted for 15 d under different treatments表５ 不同处理番茄移栽４５ ｄ时土壤微生物多样性指数的比较
Tab.5 Comparison of the diversity index of soil after transplanted for 45 d under different treatments
处理ＣＫＴ１Ｔ２Ｔ３
Ｓｈａｎｎｏｎ 指数 ４．３６６ｂ ４．４２２ａｂ ４．４４７ａ ４．４８３ａ
Ｓｈａｎｎｏｎ ｅｖｅｎｅｓｓ ０．９７４ｂ ０．９８０ａｂ ０．９８３ａｂ ０．９８８ａ
Ｓｉｍｐｓｏｎ 指数 ７５．００７ｃ ８０．０２６ｂｃ ８２．３５０ａｂ ８６．１０９ａ
ＭｃＩｎｔｏｓｈ 指数 ５．０９２ａ ５．１６４ａ ５．３６３ａ ５．９２３ａ
ＭｃＩｎｔｏｓｈ ｅｖｅｎｅｓｓ ０．９９０ｂ ０．９９２ａｂ ０．９９３ａｂ ０．９９５ａ
表５结果显示，在番茄移栽４５天时取土测定土壤微生物多样性指数的变化，结果表明，有
机肥较对照处理都不同程度的提高了５种土壤多样性指数。Ｔ１较对照有所提高，但差异不显著，
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Ｔ２和Ｔ３为ＢＦＡ肥处理，Ｔ２的Ｓｈａｎｎｏｎ指数和Ｓｉｍｐｓｏｎ指数都明显高于对照，另外，Ｔ３处理除ＭｃＩｎｔｏｓｈ指数外，其余４种指数显著高于对照。多样性指数的这一结果与各处理的防病效果基本是一致的。土壤微生物群落丰富度、均一性的提高，使作物的生存环境得到了改善，根际微生物繁殖加快，提高了吸收养分的能力，从而提高防御病害的能力。
达到了改良土壤的目的，符合现代农业中对土地利用的“用养结合”的要求。
在盆栽试验和田间调查结果中都显示出生化腐植酸肥有很好的的防病功能，若对产品性能和使用方法作改进还可进一步提高其效果，开拓一条“施肥防病”新路，这对于减少农药的使用，防治环境污染是十分重要的。
无论从农业生产的角度还是保护环境的角度来看，ＢＦＡ都有很好的应用前景，是一种值得
３ 讨论
ＢＦＡ是非煤腐植酸的一种新资源，利用有机废弃物（农作物秸秆、木屑、蔗渣、食用菌等）培养后的下脚料，采用专用菌剂和专用培养基，可获得高浓度的生化黄腐酸。并且，在发酵产物中，不但有很高的生物活性有机酸，还有特殊的生物活菌，可进一步分解土壤中的有机物，刺激作物快速生长，对于开发绿色环保肥料具有明显的优势。
生化腐植酸肥由作物秸秆、木屑、蔗渣、酒精废液等工农业废弃物通过特殊的微生物发酵工艺制取。在我们的生活中，还有大量的有机废弃物未被人们重视而变成了污染源；在大量的工业废渣、废水中可以回收数量极为可观的生化腐植酸或ＢＦＡ，如造纸黑液等，都可以变废为宝，生产液肥或生化腐肥。因此，生化腐植酸的开发利用，是我国绿色环保肥料的重要资源，也是解决“三废”综合利用的重要途径（见《第二届全国绿色环保肥料新技术、新产品交流会论文集》《生化腐植酸肥料在绿色环保肥料开发中的应用研究》一文）。
同时，ＢＦＡ肥的增产效果较好，可以大大减少化肥的施用量，从而减轻养分的流失以及流失造成的环境和水体污染。另外，ＢＦＡ肥对土壤微生物的调节作用使得在作物增产的同时又
重视开发的新型绿色环保肥料。
ＢＦＡ进一步完善发展尚有许多问题需深入研究，如其中有效成分ＦＡ的测定及其功能（包括营养功能和防病功能）的深入研究。ＢＦＡ施用对土壤生态及对作物生理影响等方面的研究仍为不足。即使在施用技术方面也较粗放，缺乏理论总结及提高。今后加强这方面的研究，为我国新型肥料研制及应用作出重要贡献。
参考文献
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