土壤改良劑對(duì)贛南果園土壤磷及微生物的影響*

管 冠，何天養(yǎng)，姚鋒先，劉桂東，周高峰

(贛南師范大學(xué) 國(guó)家臍橙工程技術(shù)研究中心，江西 贛州 341000)

?

·園藝科學(xué)與生物技術(shù)·

土壤改良劑對(duì)贛南果園土壤磷及微生物的影響*

管 冠，何天養(yǎng)，姚鋒先，劉桂東，周高峰

(贛南師范大學(xué) 國(guó)家臍橙工程技術(shù)研究中心，江西 贛州 341000)

贛南地區(qū)是我國(guó)主要的臍橙產(chǎn)區(qū)，土壤貧瘠且偏酸，長(zhǎng)期不合理的化肥施用導(dǎo)致土壤的退化現(xiàn)象日漸顯現(xiàn).本試驗(yàn)以贛南果園紅壤作為實(shí)驗(yàn)材料，結(jié)合盆栽實(shí)驗(yàn)，研究了一種贛州信豐臍橙果園長(zhǎng)期應(yīng)用的土壤改良劑對(duì)土壤pH、無(wú)機(jī)磷形態(tài)，土壤微生物數(shù)量的影響.研究結(jié)果表明，T3處理對(duì)土壤的改良效果最好，對(duì)土壤中可利用磷的水平有明顯促進(jìn)作用，并且在有效提高土壤pH的同時(shí)也有促進(jìn)了土壤微生物的生長(zhǎng).

土壤改良劑；可利用磷；微生物；贛南臍橙果園

贛南地區(qū)作為中國(guó)臍橙主產(chǎn)區(qū)，臍橙果園土壤以酸性紅壤為主，土質(zhì)偏酸且有機(jī)質(zhì)含量較低[1-3]，為維持當(dāng)?shù)啬毘犬a(chǎn)量和品質(zhì)的穩(wěn)定，化肥的長(zhǎng)期施用成為常態(tài)，由此帶來(lái)了一系列諸如土壤退化等問(wèn)題的發(fā)生，制約了臍橙產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[4-5].為了解決這些問(wèn)題，果農(nóng)在柑橘果園中廣泛運(yùn)用土壤改良劑[6].土壤改良劑是指能改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤理化性質(zhì)、促進(jìn)土壤形成穩(wěn)定的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)及土壤膠體復(fù)合體的制劑[7].不僅能有效改善土壤的酸堿度和質(zhì)地等理化性質(zhì)，還可以在改善土壤養(yǎng)分狀況的同時(shí)，促進(jìn)土壤中微生物活動(dòng)，有利于退化板結(jié)土壤的生態(tài)恢復(fù)[8].土壤改良劑種類(lèi)繁多，對(duì)土壤改良的作用機(jī)制也有差異，但總體而言，都是通過(guò)改善土壤的理化性質(zhì)，從土壤環(huán)境的改良入手，使之更適于各種土壤微生物的生長(zhǎng)，促進(jìn)土壤生物學(xué)性質(zhì)的提高，以達(dá)到改善土壤目的[9].有研究表明，適宜的土壤改良劑不僅能夠有效的改善土壤性狀和土壤結(jié)構(gòu)，能夠?qū)ν寥乐械奈⑸锂a(chǎn)生積極的影響，改善土壤的質(zhì)量[10]，而且能夠有效地控制土壤營(yíng)養(yǎng)元素的流失[11].

磷是土壤營(yíng)養(yǎng)元素中不可或缺的組成成分，在植物生長(zhǎng)過(guò)程中的作用不可替代，主要參與合成植物生長(zhǎng)所需的部分大分子物質(zhì)，適量施用磷肥可以促進(jìn)作物的生長(zhǎng)[12-14].土壤中磷可以分為有機(jī)磷、無(wú)機(jī)磷，無(wú)機(jī)磷中又可分為可溶性磷、磷酸鈣、磷酸鋁、磷酸鐵和閉蓄態(tài)磷酸鹽(即為氧化物包裹的磷酸鋁和磷酸鐵).研究表明，土壤有效磷含量常隨改良劑施入量的增加而增加[15].在酸性土壤中適當(dāng)提高土壤pH值可以有效提高土壤的供磷能力[16].而作為臍橙果園土壤生態(tài)系統(tǒng)的組成成分，土壤中的微生物在果園土壤結(jié)構(gòu)、土壤元素的轉(zhuǎn)化中發(fā)揮著重要的作用，直接參與臍橙果園土壤的形成發(fā)育、物質(zhì)循環(huán)和肥力演變過(guò)程[17].一般認(rèn)為，植物根系-土壤-微生物三者共同構(gòu)建了根系土壤的生態(tài)平衡，其中任一因素遭到破壞，都會(huì)影響植株生長(zhǎng)、從而進(jìn)一步影響臍橙果實(shí)的產(chǎn)量與品質(zhì).研究表明，不同的土壤微生物因?yàn)樗幕钚院痛x產(chǎn)物的不同，對(duì)土壤的質(zhì)量和果樹(shù)營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)生不同的作用[18].有報(bào)道稱，果園土壤微生物中細(xì)菌對(duì)果園土壤作用強(qiáng)度和影響最大，放線菌和真菌類(lèi)對(duì)果園土壤的影響次之[19].

根據(jù)中國(guó)贛南臍橙果園土壤退化的現(xiàn)狀，我們認(rèn)為適量土壤改良劑的施用能夠在較短時(shí)間內(nèi)緩解這一問(wèn)題，同時(shí)也有利于土壤的可持續(xù)利用，具有重要的環(huán)境意義.本文采用來(lái)自贛南果園的純凈紅壤為底物，在添加主成分為石灰的不同用量改良劑的基礎(chǔ)上，采用盆栽實(shí)驗(yàn)定期測(cè)定分析被測(cè)土壤pH和各級(jí)磷的含量，研究土壤改良劑對(duì)土壤pH和土壤磷形態(tài)的影響，及土壤細(xì)菌、真菌、放線菌的動(dòng)態(tài)變化.以期為贛南臍橙果園土壤改良提供數(shù)據(jù)支撐，同時(shí)為國(guó)內(nèi)臍橙果園土壤改良的相關(guān)研究提供參考.

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及材料的選擇

選取贛南果園的純凈紅壤備用，采用直徑20 cm，高40 cm的塑料盆缽.每缽裝8 kg土壤，裝盆種植臍橙枳殼砧紐荷爾幼苗.試驗(yàn)按照改良劑的比例設(shè)置7個(gè)處理，每處理三個(gè)重復(fù).盆栽試驗(yàn)在贛南師范大學(xué)溫網(wǎng)室實(shí)驗(yàn)基地進(jìn)行，磷形態(tài)及盆栽試驗(yàn)均在每個(gè)月檢測(cè)一次.

表1 不同處理的改良劑比例設(shè)置

圖1 不同比例的土壤改良劑對(duì)土壤pH的影響

1.2 土壤改良劑試驗(yàn)方案

土壤改良劑試驗(yàn)方案處理具體設(shè)置方式如表1所示： 設(shè)置7個(gè)處理，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，另外三個(gè)不做處理內(nèi)對(duì)照做磷形態(tài)分級(jí).共21盆，所用改良劑取自贛州信豐果園基地.

1.3 土壤pH的測(cè)定

土壤pH值采用pH計(jì)法(水土比1∶1)[20].

1.4 磷形態(tài)的分級(jí)測(cè)定

磷形態(tài)的分級(jí)采用STM磷及分級(jí)測(cè)定的方法[21].

1.5 土壤微生物數(shù)量測(cè)定

細(xì)菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基平板培養(yǎng)測(cè)定；真菌采用孟加拉紅培養(yǎng)基平板培養(yǎng)測(cè)定；放線菌采用高氏l號(hào)培養(yǎng)基平板培養(yǎng)測(cè)定[22].

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)測(cè)定數(shù)據(jù)采用MS Excel 2010進(jìn)行處理，SigmaPlot 10.0作圖，采用SAS 8.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行方差分析、顯著性分析.

2 結(jié)果分析與討論

2.1 土壤改良劑對(duì)土壤pH的影響

從圖1中可看出，T4、T5、T6的pH與對(duì)照相比有了顯著增加，改良后偏堿性.T2、T4、T5、T6的土壤pH在改良劑的添加之后隨時(shí)間呈先升后降趨勢(shì)變化.值得注意的是，T3對(duì)酸性土壤pH的改良效果明顯，改良后其pH水平顯著大于CK，其改良效果在1月到4月呈先降后升的趨勢(shì)，T4、T5、T6的pH在改良劑添加初期上升最為顯著，此時(shí)改良作用效果取決于改良劑的初始添加量，T1、T2、T4、T5、T6的土壤pH在2月-4月逐漸下降，而T3的土壤pH在2-4月穩(wěn)定在6.5附近，表明T3的改良劑較為適量，有利于土壤改良后pH環(huán)境的維持.

2.2 土壤改良劑對(duì)土壤無(wú)機(jī)磷形態(tài)的影響

表2 土壤改良劑對(duì)土壤無(wú)機(jī)磷形態(tài)的影響

注：采樣時(shí)間在處理四個(gè)月之后，其中P<0.05.

從表2中可以看出，T3在增加pH的基礎(chǔ)上，土壤鐵鋁磷含量也沒(méi)有顯著降低.Al-P、Fe-P隨著土壤改良劑添加量的增多而逐漸減少，如T4與CK相比，其Al-P含量降低了44.25%-45.93%，F(xiàn)e-P含量降低了48.81%-51.78%，而T5，T6的Al-P、Fe-P含量與CK相比其降低幅度更大(52.66%-53.35%，42.63%-52.36%，44.78%-48.30%，47.18%-56.88%)，相反，Ca-P、O-P隨著土壤改良劑的添加而增加.

鐵鋁磷屬于土壤可利用磷，研究結(jié)果表明，T1、T2的可利用含量相比CK均能基本保持穩(wěn)定，而T4、T5、T6的可利用磷含量顯著降低.T3的土壤鐵鋁磷含量相比CK沒(méi)有顯著降低，其添加的改良劑劑量較為合理.隨著土壤改良劑逐漸增加，土壤堿性越強(qiáng)，鐵鋁離子就越少，Ca-P增加原因在于改良劑本身鈣含量較多，隨改良劑的施用量增加而增加.O-P是蓄閉態(tài)磷，隨改良劑中磷酸鹽帶入而增加.

2.3 土壤改良劑對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響

2.3.1 土壤改良劑對(duì)土壤細(xì)菌數(shù)量的影響

圖2 土壤改良劑對(duì)土壤細(xì)菌數(shù)量的影響

圖3 土壤改良劑對(duì)土壤放線菌數(shù)量的影響

圖4 土壤改良劑對(duì)土壤真菌數(shù)量的影響

從圖2可以看出，與對(duì)照處理(CK)相比，適量添加土壤改良劑有助于土壤細(xì)菌數(shù)量的增多(T2, T3)，且在處理前期表現(xiàn)更為突出.其中，一月份T3的土壤細(xì)菌數(shù)量多于CK53.5%-75.3%，多于T214.7%-31.1%.但隨著時(shí)間推移，T2、T3的細(xì)菌數(shù)量逐步接近.

在整個(gè)試驗(yàn)期間，T1和CK相比土壤細(xì)菌數(shù)量沒(méi)有顯著差異，變化趨勢(shì)也類(lèi)似.而其他幾組處理(T4、T5、T6)與T3相比，其土壤中細(xì)菌的數(shù)量較低，表明過(guò)量添加土壤改良劑不利于土壤細(xì)菌數(shù)量的增加.

果園土壤中常見(jiàn)的細(xì)菌一般更適于在pH6.5-7.0條件下生存[23]，溫暖濕潤(rùn)且有機(jī)質(zhì)豐富的土壤中也細(xì)菌數(shù)量更多[24].T4、T5、T6的土壤偏堿性，不適于土壤細(xì)菌的生長(zhǎng).而T2、T3在后期土壤細(xì)菌數(shù)量沒(méi)有差別的原因可能在于隨著時(shí)間的推移，土壤環(huán)境溫度上升，細(xì)菌大規(guī)模繁殖，從而使得試驗(yàn)初期的數(shù)量差異消失[25].

2.3.2 土壤改良劑對(duì)土壤放線菌數(shù)量的影響

與土壤細(xì)菌不同，在一月的試驗(yàn)初期，土壤改良劑的添加使土壤放線菌數(shù)量發(fā)生了顯著下降.除添加土壤改良劑較少的T1與對(duì)照處理(CK)相比沒(méi)有顯著差異外，其他幾組處理(T2、T3、T4、T5、T6)的土壤放線菌數(shù)量均顯著低于對(duì)照(CK)，其幅度分別為46.7%-51.1%, 34.9%-41.2%, 64.1%-70.8%, 54.8%-64.7%, 59.8%-69.0%(圖3).

在本試驗(yàn)條件下，T1、T2、T3相比T4、T5、T6的土壤放線菌數(shù)量較多，這一規(guī)律在試驗(yàn)處理后期的四月表現(xiàn)的尤為明顯.其中，T3相比T4其土壤放線菌數(shù)量增加了30.6%-41.1%.

土壤放線菌適宜在通氣良好的中性或者稍微偏堿性的土壤中生存，其生長(zhǎng)速度較慢，對(duì)有機(jī)物的含量沒(méi)有特別的要求[26].臍橙果園土壤以紅壤為主，黏性較大，通氣性較差，放線菌生存環(huán)境相對(duì)脆弱[27].在實(shí)驗(yàn)開(kāi)展初期，土壤改良劑的添加對(duì)土著土壤環(huán)境的沖擊較大，造成了土壤放線菌數(shù)量的顯著降低.而T1處理中土壤改良劑添加量較少，其放線菌數(shù)量也沒(méi)有顯著下降.隨著改良劑添加時(shí)間的推移，土壤結(jié)構(gòu)有所改善，放線菌數(shù)量才逐步增加[28].

2.3.3 土壤改良劑對(duì)土壤真菌數(shù)量的影響

土壤真菌能夠促進(jìn)植物養(yǎng)分吸收，與前兩種微生物的生存條件不同，除了依賴土壤pH外，土壤中真菌的生存還依賴于有機(jī)物的含量[21].在本試驗(yàn)中，適量土壤改良劑的添加增加了土壤真菌的數(shù)量.在土壤改良劑添加初期(一月)，與對(duì)照處理(CK)相比，T2、T3、T4的土壤真菌數(shù)量分別增加128%-181%，108%-135%，48.1%-78.8%.而過(guò)量土壤改良劑的添加使土壤真菌數(shù)量下降，偏高的pH環(huán)境不利于土壤真菌的生存，研究結(jié)果表明，T6添加土壤改良劑最多，其土壤真菌數(shù)量也最低，與對(duì)照處理(CK)相比，其土壤真菌數(shù)量下降了64.4%-68.2%.

由圖4可見(jiàn)，從一月到三月，土壤真菌數(shù)量在T1、T2、T3中較多，而在T4、T5、T6中較少.研究結(jié)果表明，在土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的情況下，添加適量土壤改良劑有助于土壤真菌數(shù)量的增加.而過(guò)于偏堿性的土壤與土壤中較高的水分含量會(huì)抑制土壤真菌的生長(zhǎng).本試驗(yàn)中4月正值贛南地區(qū)的雨季，各處理的土壤真菌數(shù)量均較低.

3 結(jié)論

本次實(shí)驗(yàn)中，每千克土壤添加4g改良劑對(duì)土壤各級(jí)磷含量和pH的改良效果最好，且比較穩(wěn)定，有效地改良了土壤pH，并穩(wěn)定了土壤中可利用無(wú)機(jī)磷的含量.同時(shí)也能夠促進(jìn)土壤微生物數(shù)量的增加和酶活性的提高，適量的土壤改良劑能夠有效合理地調(diào)節(jié)土壤的酸堿度，同時(shí)穩(wěn)定土壤中可利用磷的水平，促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)，有利于植物的生長(zhǎng)發(fā)育，所以合理使用改良是保持土壤營(yíng)養(yǎng)元素的情況下改良土壤酸堿度的有效措施.

[1] 方財(cái)源.贛南臍橙產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與對(duì)策[J].中國(guó)果業(yè)信息,2006,(4):13-14.

[2] 俞云,翁貞林.對(duì)發(fā)展贛南臍橙生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)區(qū)的幾點(diǎn)思考[J].中國(guó)果菜,2004,(2):11-12.

[3] 史強(qiáng),馬永平.適應(yīng)贛南丘陵山區(qū)臍橙果園機(jī)械化節(jié)水灌溉技術(shù)探討[J].南方農(nóng)機(jī),2004,(2):25-26.

[4] 管冠,姚鋒先,劉桂東,等.不同施肥年限對(duì)贛南臍橙果園土壤酶活性及微生物種群的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2016,44(2):382-385.

[5] 孫永明,黃欠如,葉川,等.江西尋烏臍橙果園土壤養(yǎng)分變化特征研究[J].中國(guó)南方果樹(shù),2014,43(4):60-64.

[6] 陳克林.柑桔園施用TC土壤改良劑的效應(yīng)[J].青海農(nóng)林科技,2002,(4):5-7.

[7] 王仁山,張春華,徐艷玲,等.“闊立”牌酸性土壤改良劑在玉米生產(chǎn)中的使用效果初報(bào)[J].磷肥與復(fù)肥,2009,24(3):039.

[8] 吳海勇,李明德,劉瓊峰,等.不同土壤改良劑在紅壤旱地上的應(yīng)用效果[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,(6):45-47.

[9] 解開(kāi)治,徐培智,嚴(yán)超,等.不同土壤改良劑對(duì)南方酸性土壤的改良效果研究[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2009,25(20):160-165.

[10] 陳義群,董元華.土壤改良劑的研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].生態(tài)環(huán)境,2008,(3):1282-1289.

[11] 姬紅利.土壤改良劑對(duì)植物—土壤磷吸收及流失的影響[D].南京:南京林業(yè)大學(xué),2011.

[12] 張建堂.慶陽(yáng)地區(qū)土壤中微量元素的狀況與肥效[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技,1988,(8):009.

[13] 吳一群.高磷對(duì)蔬菜生長(zhǎng)的影響及其環(huán)境效應(yīng)[D].福州:福建農(nóng)林大學(xué),2008.

[14] 周勇民.土壤中有效磷含量測(cè)定方法探討[J].河南化工,2010,27(24).

[15] 郭和蓉,陳瓊賢,鄭少玲,等.營(yíng)養(yǎng)型土壤改良劑對(duì)酸性土壤磷活化以及玉米磷吸收的影響[C〗//全國(guó)青年植物營(yíng)養(yǎng)與肥料科學(xué)工作者學(xué)術(shù)討論會(huì),2002.

[16] 文勤亮,郭倩楠,祝媛,等.南方酸性土壤團(tuán)聚體對(duì)磷的吸附解吸特征及pH值的影響[J].黑龍江大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào),2014,(6):800-805.

[17] 賀紀(jì)正,王軍濤.土壤微生物群落構(gòu)建理論與時(shí)空演變特征[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2015,35(20):6575-6583.

[18] 王樹(shù)桐,梁魁景,王亞南,等.不同樹(shù)齡蘋(píng)果園土壤微生物的差異及對(duì)蘋(píng)果砧木生長(zhǎng)的影響[J].果樹(shù)學(xué)報(bào),2011,(3):384-388.

[19] 王桂芳.沼液配施鉀肥對(duì)蘋(píng)果園土壤酶活性和土壤微生物數(shù)量及果實(shí)品質(zhì)的影響[D].西安:西北農(nóng)林科技大學(xué),2009.

[20] 魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社,1999.

[21] Hedley M J, Stewart J W B, Chauhan B S. Changes in inorganic and organic soil phosphorous fractions induced by cultivation practices and by laboratory incubations. Soil Sci Soc. Am. 1982,46:970-976.

[22] 土壤微生物分析方法手冊(cè)[M]. 北京:農(nóng)業(yè)出版社,1986.

[23] 魏欽平,齊鴻雁,等.北京果園土壤養(yǎng)分和pH與微生物數(shù)量的相關(guān)分析及優(yōu)化方案[J].果樹(shù)學(xué)報(bào),2011,(1):15-19.

[24] 微生物肥料對(duì)云煙87根系生長(zhǎng)及其根際土壤細(xì)菌群落多樣性影響[D].福州:福建農(nóng)林大學(xué),2015.

[25] 王世強(qiáng),朱艷華,時(shí)俠飛.土壤環(huán)境對(duì)菌肥移居微生物各生理群生長(zhǎng)的影響[J].黃山學(xué)院學(xué)報(bào),2013,15(5):50-53.

[26] 鄒漢玄,孫定國(guó).土壤微生物對(duì)柑桔生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響[J].果樹(shù)學(xué)報(bào),1994,(1):19-22.

[27] 范玉蘭,薛珺,梁梅青,等.贛南臍橙果園土壤有機(jī)質(zhì)變化特征研究[J].中國(guó)南方果樹(shù),2012,41(4):18-20.

[28] 矯威.不同改良劑對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育及酸性土壤理化性狀的影響[D].武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué),2014.

Effects of Soils Conditioner on Soil Phosphorus Forms and Microbes in Gannan Navel Orange Orchard

GUAN Guan, HE Tianyang, YAO Xianfeng, LIU Guidong, ZHOU Gaofeng

(NationalNavelOrangeEngineeringTechnologyResearchCenter,GannanNormalUniversity,Ganzhou341000,China)

The southern area of Jiangxi Province is one of the main navel orange producing areas in China. Long-term application of chemical fertilizers had resulted in obvious degradation of the poor and acid soil. In this study, pot experiments were carried out to investigate the effects of soil amendment on the soil pH, inorganic phosphorus forms and soil microbial quantity. The results showed that, compared with CK, soilavailable phosphorus and the number of microbesin T3 group was significantly improved while increase the soil pH.

soil amendments; the available phosphorus; soil microbes; Gannannavel orange orchard

2016-10-27

10.13698/j.cnki.cn36-1346/c.2016.06.022

江西省教育廳科技項(xiàng)目(GJJ150990)；江西省自然科學(xué)基金(20133BAB21001)；江西省2011協(xié)同創(chuàng)新項(xiàng)目

管冠(1985-)，男，湖北黃石人，贛南師范大學(xué)國(guó)家臍橙工程技術(shù)研究中心講師，博士，研究方向：土壤生物學(xué).

http://www.cnki.net/kcms/detail/36.1037.C.20161209.1521.046.html

S666.4

A

1004-8332(2016)06-0088-04