生物有機肥對藍莓根區(qū)土壤養(yǎng)分及微生物學特性的影響

李 志 友

(安順學院 農學院, 貴州 安順 561000)

生物有機肥對藍莓根區(qū)土壤養(yǎng)分及微生物學特性的影響

李 志 友

(安順學院 農學院, 貴州 安順 561000)

以藍莓為試材，研究了生物有機肥對藍莓根區(qū)土壤養(yǎng)分及微生物學特性的影響。結果表明：(1) 生物有機肥(BOF)顯著增加了藍莓根區(qū)土壤含水量(p<0.01)，顯著降低了藍莓根區(qū)土壤pH值、容重和總孔隙度(p<0.01)；(2) 生物有機肥增加了藍莓根區(qū)土壤養(yǎng)分，BOF處理下藍莓根區(qū)土壤有機碳、全氮、全鉀、有效磷和有效鉀含量均顯著高于CK(p<0.01)，其中，以土壤有效養(yǎng)分的增加幅度最大，而對全磷的影響并不顯著(p>0.05)；(3) BOF處理下藍莓根區(qū)土壤酸性磷酸酶活性、脲酶活性、蔗糖酶活性和過氧化氫酶活性均顯著高于CK(p<0.01)；(4) BOF處理下藍莓根區(qū)土壤微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)含量均顯著高于CK(p<0.01)，土壤微生物量碳和氮較養(yǎng)分的變化更為敏感，能有效評價生物有機肥的改良效果；(5) BOF處理下藍莓根區(qū)土壤微生物周轉速率加快，周期縮短，轉移量增加，土壤微生物活性增強，有利于土壤養(yǎng)分的循環(huán)和保持。綜合比較來看，生物有機肥可有效促進藍莓根區(qū)土壤養(yǎng)分的吸收和營養(yǎng)代謝協(xié)調均衡，確保藍莓的高產優(yōu)質。

生物有機肥; 藍莓; 土壤養(yǎng)分; 土壤微生物學特性

藍莓﹙Blueberry﹚是杜鵑花科﹙Ericaceae﹚越桔屬﹙Vacciniodeae﹚藍色小漿果的總稱，為多年生落葉小灌木或常綠灌木[1-2]。全世界約有400余種，主要分布于北半球的溫帶和亞熱帶，我國約有91個種、28個變種，主要分布于東北和西南地區(qū)[3-4]。藍莓具有極高的經濟價值，其果實含有花青素、有機酸等多種生理活性成分，具有防止腦神經衰老、增強心臟功能、明目及抗癌等獨特功效，被國際糧農組織列為人類五大健康食品之一[5]。藍莓人工栽培已有百年歷史，但我國藍莓研究起步較晚[1-2]。20世紀80年代以來，吉林農大、中科院南京植物所、山東省果樹研究所等單位先后從美國、加拿大、澳大利亞、芬蘭等國家引入藍莓優(yōu)良品種100余個，并且對藍莓的栽培技術進行了深入研究[3-4,6]，而我國的藍莓育種工作仍相對薄弱，具有自主知識產權的藍莓新品種極少[2,7]。

近年來經濟的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，化肥的大量施用使得環(huán)境污染日益加劇，從而造成了土壤環(huán)境質量的持續(xù)下降，不利于農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[8]。生物有機栽培作物順應農業(yè)生態(tài)環(huán)境、生產優(yōu)質無污染，日益受到重視并逐步發(fā)展起來，作為一種新型肥料，尤其是生物肥的研究與應用已受到世界各國的重視[9-10]。目前生產中存在重視施用化肥，輕視施用有機肥的情況，長期施用化肥易引起土壤物理、化學和生物學性狀的改變，造成土壤肥力減退，土壤板結。而生物有機肥是一類因微生物生命活動及其代謝產物為作物提供特定肥效的微生物活體制品，其主要機理是利用其中微生物的各項生命代謝活動提供植物所需的營養(yǎng)元素或者微生物新陳代謝過程中產生的各種生理活性物質來調節(jié)作物的生長[11]；生物有機肥除了養(yǎng)分供應全面外，還可明顯改善土壤團粒結構，提升土壤肥力，改善植株生長狀況，提高植株抗性，達到產、效雙增的目的[12]。目前已有關于露地栽培藍莓的施肥研究，但生物有機肥對藍莓根區(qū)土壤養(yǎng)分及微生物學特性的影響尚不多見。有鑒于此，本研究采用田間小區(qū)作物栽培試驗研究生物有機肥對藍莓根區(qū)土壤養(yǎng)分及微生物學特性的影響，以期為藍莓優(yōu)質豐產及綜合管理以及生物肥料在藍莓中的應用提供理論和實踐指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗地位于安順學院農學院野外試驗大棚，試驗區(qū)面積約為10 m×100 m，該地屬于北亞熱帶季風氣候，海拔679 m，年平均溫度15.6℃，年降雨量1 120.5 mm，≥10℃的有效積溫4 780℃，年日照時數1 156.9 h，無霜期284 d。試驗田平坦向陽，排灌方便，肥力均勻，土壤為爛泥田，供試土壤質地為壤質黏土。

藍莓(品種為愛國者)藍莓種子購自貴州省農科院，千粒重2.15±0.32 g，種子純度97%以上，發(fā)芽率90%以上，待藍莓種子安全貯存半年度過休眠期，挑選籽粒飽滿、無病蟲害、大小均勻、色澤一致的種子，80%乙醇消毒30 min，蒸餾水反復沖洗4℃保存以備用。

1.2 試驗設計和方法

有機肥由本實驗室自制，利用雞糞、稻殼、木屑堆制而成，其含水量42.37%，有機碳23.59%，全氮0.98%，全磷0.85%，全鉀2.75%，普通細菌總含量為1.45×108cfu/g。生物有機肥(BOF)以上述腐熟有機肥為載體，經自然風干后加入解淀粉芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌(兩種抗病功能芽孢細菌，均從藍莓植株根內分離)、解磷芽孢細菌和解鉀芽孢細菌，功能菌總含量為5.92×107cfu/g。

采用完全隨機設計，共計2個不同處理，生物有機肥，整地前均勻撒施50 000 kg/hm2，無生物有機肥為對照(CK)，每處理5次重復，共計10個小區(qū)，每個小區(qū)面積為6 m×6 m=36 m2，為消除小區(qū)之間水肥相互影響，不同小區(qū)之間用厚塑料布埋入0.5 m深土層，進行隔離處理。采取溝壟覆膜種植模式，種植壟寬80 cm，高20 cm，每小區(qū)3壟，壟間距100 cm，株距30 cm。2014年2月初育苗，2葉1心時定植，緩苗一周，三蔓整枝，其他管理措施按當地種植經驗。試驗期間采取同樣的管理措施(大田管理措施)，分別在播種后、苗期、初花期灌水3次，保證灌水量均相等，自然條件生長，試驗期間不追肥，定期除草，最大程度上保證其長勢一致。

1.3 樣品采集

2015年8月中，在每個小區(qū)設置隨機選取3株藍莓植株，采集其根區(qū)土壤，用小鋼鏟采集0—20 cm土層的混合土壤，采用四分法收集約2 kg新鮮土壤，采樣時除去土壤表面動植物殘體，所采土壤樣品充分混勻后用聚乙烯無菌塑料袋密封包好，并迅速帶回實驗室內分析測定，所取土樣分為2份，一份裝自封袋中，一份新鮮土樣過2 mm篩后測定土壤微生物量、土壤酶活性和微生物活度，一份自然風干(20 d)去除碎片和部分根后過0.5 mm篩測定土壤養(yǎng)分。

1.4 測定方法

采集藍的土壤樣品自然風干(20 d)去除有機碎片后過研磨過0.5 mm篩用于土壤養(yǎng)分測定；pH值采用電極電位法(1∶2.5土水比)；土壤容重和孔隙度采用環(huán)刀法；土壤有機碳采用重鉻酸鉀氧化外加熱法；土壤全磷用NaOH熔融—鉬銻抗比色法；土壤全氮用全自動凱氏定氮法；有效磷采用NaHCO3浸提—鉬銻抗比色法測定；有效鉀和全鉀采用火焰分光光度法；4℃保存的新鮮土樣中采用氯仿熏蒸—K2SO4浸提法測定土壤微生物量碳、氮[13]。

土壤酶活性參照文獻：土壤蔗糖酶活性采用3，5—二硝基水楊酸比色法；脫氫酶活性采用三苯基四唑氯化物(TTC)法；脲酶活性采用苯酚鈉比色法；磷酸酶活性測定采用磷酸苯二鈉法[14]。

土壤微生物活度：改進的FDA法[15]

土壤微生物的周轉估算[15]：

β=∑A/N

式中：β為微生物量庫容值(mg/kg)；A為微生物量總和(mg/kg)；N為采樣次數。

rb=∑B/β

式中：rb為微生物量周轉率(a-1)；B為微生物量轉移量(mg/kg)

T=1/rb

式中：T為微生物量周轉周期(a)

F=β×ρ×h/T

式中：F為微生物量流通量[(kg/(hm2·a)]；ρ為采樣土壤密度(kg/m3)；h為采樣深度(m)

試驗所測數據用Microsoft Excel 2010和Spss 18.0進行顯著差異分析、方差及相關性分析(平均數間的多重比較采用Ducan′s檢驗方法，p<0.05差異顯著)。

2 結果與分析

2.1 不同生物有機肥對藍莓根區(qū)土壤理化性質的影響

由圖1可知，生物有機肥對藍莓根區(qū)土壤理化性質的影響較為顯著，具體表現為生物有機肥顯著增加了藍莓根區(qū)土壤含水量(p<0.01)，顯著降低了藍莓根區(qū)土壤pH值、容重和總孔隙度(p<0.01)；BOF處理下藍莓根區(qū)土壤pH值、容重和總孔隙度均顯著低于CK(p<0.01)，土壤含水量顯著高于CK(p<0.01)；與對照相比，BOF藍莓根區(qū)土壤含水量增加了26.80%，土壤pH值減小了14.94%，土壤容重減小了16.32%，土壤總孔隙度減小了7.68%。

注：不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05)，下同。

圖1不同生物有機肥藍莓根區(qū)土壤理化性質比較

2.2 生物有機肥對葡萄植物根區(qū)土壤養(yǎng)分的影響

由圖2可知，生物有機肥對藍莓根區(qū)土壤養(yǎng)分含量的影響較為顯著，具體表現為生物有機肥增加了藍莓根區(qū)土壤養(yǎng)分，BOF處理下藍莓根區(qū)土壤有機碳、全氮、全鉀、有效磷和有效鉀含量均顯著高于CK(p<0.01)，全磷含量表現為BOF>CK，二者差異并不顯著(p>0.05)；與對照相比，BOF藍莓根區(qū)土壤有機碳含量增加了25.19%，土壤全氮含量增加了20.87%，土壤全磷含量增加了5.10%，土壤全鉀含量增加了33.53%，土壤有效磷含量增加了31.81%，土壤有效鉀含量增加了66.23%，其中，土壤有效養(yǎng)分的增加幅度高于土壤全量養(yǎng)分的變化幅度。

2.3 生物有機肥對葡萄根區(qū)土壤酶活性的影響

由圖3可知，生物有機肥對藍莓根區(qū)土壤酶活性的影響較為顯著，具體表現為生物有機肥增加了藍莓根區(qū)土壤酶活性，BOF處理下藍莓根區(qū)土壤酸性磷酸酶活性、脲酶活性、蔗糖酶活性和過氧化氫酶活性均顯著高于CK(p<0.01)；與對照相比，BOF藍莓根區(qū)土壤酸性磷酸酶活性增加了22.34%，土壤脲酶活性增加了55.81%，土壤蔗糖酶活性增加了26.65%，土壤過氧化氫酶活性增加了58.33%，其中以土壤過氧化氫酶活性增加幅度最大。

圖2 生物有機肥對藍莓根區(qū)土壤養(yǎng)分的影響

圖3 生物有機肥對葡萄根區(qū)土壤酶活性的影響

2.4 生物有機肥對藍莓根區(qū)土壤微生物量的影響

土壤微生物量是土壤肥力的重要生物學指標，能反映土壤同化和礦化能力。由圖4可知，生物有機肥對藍莓根區(qū)土壤微生物量的影響較為顯著，土壤微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)含量趨勢一致，具體表現為生物有機肥增加了藍莓根區(qū)土壤微生物量，BOF處理下藍莓根區(qū)土壤微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)含量均顯著高于CK(p<0.01)；與對照相比，BOF藍莓根區(qū)土壤微生物量碳含量增加了49.41%，土壤微生物量氮含量增加了106.09%。

圖4 生物有機肥對藍莓根區(qū)土壤微生物量的影響

2.5 生物有機肥對葡萄根區(qū)土壤微生物活度的影響

單因素方差分析結果表明，生物有機肥對藍莓根區(qū)土壤微生物活度的影響較為顯著，具體表現為生物有機肥增加了藍莓根區(qū)土壤微生物活度，BOF處理下藍莓根區(qū)土壤微生物活度顯著高于CK(p<0.01)；與對照相比，BOF藍莓根區(qū)土壤微生物活度增加了50.00%。

2.6 生物有機肥對土壤微生物周轉的影響

土壤微生物周轉對土壤有機碳和養(yǎng)分循環(huán)起著決定作用，對了解土壤養(yǎng)分供應潛力和植物養(yǎng)分的有效性有非常重要的意義。由圖5可知，對照土壤微生物周轉率較低，土壤微生物量碳周轉率為1.52/a，周轉周期為1.42 a，說明對照土壤微生物量碳在1.52 a更新1次，而BOF處理下藍莓根區(qū)土壤土壤微生物量碳周轉率為1.67/a，周轉周期為1.27 a，說明對照土壤微生物量碳在1.27 a更新1次；對照土壤微生

物量氮周轉率為1.13/a，周轉周期為0.75 a，對照土壤微生物量氮在0.75 a更新1次，而BOF處理下藍莓根區(qū)土壤土壤微生物量氮周轉率為1.36/a，周轉周期為0.73 a，說明對照土壤微生物量氮在0.73 a更新1次(圖6)；由此可知BOF處理的土壤微生物量碳和氮周轉率比對照大，周轉期比對照短，且BOF量越大，微生物周轉率越大，周轉期越短，主要是由于生物有機肥加快了土壤微生物生長代謝，有利于養(yǎng)分的礦化釋放，促進植物的生長。由圖還可知，BOF處理微生物量碳的流通量較大，而對照處理的流通量較低，表明BOF處理后微生物生長和消亡量增加，土壤中微生物繁殖速度加快，微生物活性加強，加快了土壤中營養(yǎng)元素的循環(huán)，且BOF用量越多效果也越明顯。同時，對照微生物量碳周轉期都要比微生物量氮短，說明微生物量碳更新比微生物量氮快，可能與生物有機肥含碳量高有關。

圖5 生物有機肥對土壤微生物量碳周轉的影響

圖6 生物有機肥對土壤微生物量氮周轉的影響

3 討論與結論

生物有機肥對藍莓根區(qū)土壤理化性質、土壤養(yǎng)分、土壤酶活性和土壤微生物量均具有一定的影響。圖1的結果表明不同水平的生物有機肥增加了藍莓根區(qū)土壤含水量，而降低了土壤容重和pH值；與對照相比，生物有機肥促進了藍莓根區(qū)根系的大量生長和繁殖，增加了根區(qū)土壤的孔隙度，從而導致根區(qū)土壤容重的降低，土壤pH值的降低主要是由于生物有機肥處理后，通過固氮作用而引起藍莓根區(qū)酸化，通過降低根區(qū)pH值，增加根區(qū)土壤養(yǎng)分的溶解而提高土壤養(yǎng)分含量，也有利于對土壤養(yǎng)分的有效吸收和利用，生物有機肥對藍莓根區(qū)土壤全磷含量差異并不顯著(p>0.05)，表明生物有機肥對藍莓根區(qū)土壤磷素并沒有顯著的影響[16]。同時，生物有機肥增加了藍莓根區(qū)土壤含水量，主要是由于生物有機肥增加了藍莓根區(qū)土壤的保水能力和可溶性離子，在一定范圍內，土壤含水量的增加會導致藍莓根區(qū)對土壤養(yǎng)分吸收的提高，也會影響?zhàn)B分的可利用性。

大量研究表明，生物有機肥可活化土壤養(yǎng)分，改善土壤理化性狀，促進植物對養(yǎng)分的吸收，增加養(yǎng)分含量，提供干物質積累所需的營養(yǎng)，促進營養(yǎng)生長和生殖生長[16-19]。土壤養(yǎng)分不僅能反映土壤“營養(yǎng)庫”中養(yǎng)分的貯量水平，而且在一定程度上能影響有效養(yǎng)分的供應能力，對土壤有機碳的分解、腐殖質的形成、養(yǎng)分的轉化及循環(huán)等過程具有重要作用[20]；土壤酶活性是土壤養(yǎng)分素循環(huán)和土壤微生物代謝活性的重要指標，通過分泌酶的方式參與土壤生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)循環(huán)等，能夠反映土壤養(yǎng)分累積、分解轉化規(guī)律和土壤中各種生化過程的強度及其方向[21-22]。生物有機肥在長期的分解過程中提高了土壤養(yǎng)分，在相同生境條件下，不同的BOF量對土壤養(yǎng)分表現為一定程度的增加效應，還能提高土壤中微生物量碳、氮含量，縮短微生物量周轉時間，加快微生物對營養(yǎng)元素的吸收與釋放，增加微生物流通量，增強微生物活性，與前人的研究結果相一致[16-19]。由此表明了合理的生物有機肥有利于植被—土壤系統(tǒng)營養(yǎng)物質的循環(huán)、腐殖質的形成和土壤養(yǎng)分的提高。本研究結果表明，生物有機肥均顯著增加了藍莓根區(qū)土壤養(yǎng)分、酶活性和微生物量，其中以土壤微生物量的增加幅度較大，對生物有機肥體現出較大的敏感性，通過大幅度的增加土壤微生物量增加其他土壤養(yǎng)分和酶活性，進而促進了藍莓根系對土壤養(yǎng)分的吸收和利用，提高有機物質積累和產量奠定了一定的基礎[21-22]。同時，生物有機肥效能持續(xù)緩慢的釋放有利于和作物的生理需求達到同步，可有效促進作物營養(yǎng)代謝協(xié)調均衡，主要是由于較低的pH值增加了土壤養(yǎng)分的吸收和利用，在生長繁殖過程中促進土壤養(yǎng)分和微生物量的增加，能提高養(yǎng)分礦化速率和土壤養(yǎng)分的有效性，有利于微生物群落的生長和增殖，通過正反饋環(huán)調節(jié)而相互刺激，從而提高土壤生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)和能量流動。

生物有機肥對藍莓根區(qū)土壤養(yǎng)分影響的過程較為復雜，受施肥量、頻率、方式、時間、土壤特性以及環(huán)境因子等綜合影響，本研究區(qū)保證了相同的土壤基質和環(huán)境條件，結果表明生物有機肥對藍莓根區(qū)土壤養(yǎng)分各指標具有一定的增加效應，通過降低土壤pH值，促進了根區(qū)土壤養(yǎng)分的吸收和利用，生物有機肥處理下藍莓根區(qū)在生長繁殖過程中，勢必會加大對土壤中有效養(yǎng)分的吸收利用[16-19]。綜合以上結果，生物有機肥能促進藍莓根區(qū)土壤養(yǎng)分的吸收和循環(huán)，有助于土壤酶活性的提高，改善了土壤微生物量和微生物活度，可為藍莓生產的科學施肥提供理論依據和參考而長期施用有機肥及其綜合累積效應仍有待進一步研究。

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EffectofBio-organicFertilizeronSoilMicrobialPropertiesandNutrientsinBlueberryRootZone

LI Zhiyou

(DepartmentofGgronomy,AnshunUniversity,Anshun,Guizhou561000,China)

In order to provide bio-organic fertilizer references in the process of blueberry growth, blueberry was selected as test material, the effect of bio-organic fertilizer on soil microbial properties and nutrients in blueberry root zone was examined. The results are as follows. (1) The bio-organic fertilizer (BOF) had significantly increased the soil moisture (p<0.01), and significantly decreased the soil pH, bulk density and total porosity in blueberry root zone (p<0.01). (2) BOF had significantly increased the soil nutrients, the contents of soil organic carbon, total nitrogen, total potassium, effective phosphorus and effective potassium in blueberry root zone were significantly higher than those of CK (p<0.01), the soil available nutrients rapidly increased, while BOF had no significantly effect on soil total phosphorus (p>0.05). (3) BOF had significantly increased the soil acid phosphatase activity and soil urease activity and sucrase activity and catalase activity in blueberry root zone, which were significantly higher than those of CK (p<0.01). (4) BOF had significantly increased the soil microbial biomass in blueberry root zone, which was significantly higher than that of CK (p<0.01), and was more sensitive to soil nutrients and could effective evaluate the effects of bio-organic fertilizer. (5) BOF also significantly raised the contents of microbial biomass carbon and microbial biomass nitrogen, accelerated microbial turnover rate, shortened microbial turnover time, increased microbial transfer capacity and activate soil microbial activity, which was beneficial to recycling and maintaining soil fertility. In total, BOF could effectively promote the soil nutrition absorption and metabolic coordination equilibrium, and ensure the higher yield and quality of blueberry.

bio-organic fertilizer; blueberry; soil nutrients; microbial properties

收稿日期:2016-03-21修回日期：2016-04-01

貴州省安順市三方聯(lián)合基金項目”鎮(zhèn)寧縣不同主栽櫻桃品種果酒生產與開發(fā)研究”(黔科合J字LKA[2013]11號)

李志友(1980—),男,安徽蒙城人,碩士,講師,研究方向:生物技術。Zhiyoulee@126.com

S144.1

：A

：1005-3409(2017)02-0036-07