木合塔爾·扎熱,哈地爾·依沙克,趙 蕾,陶秀冬,史彥江,吳正保
(新疆林業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)林研究所,新疆烏魯木齊830063)
有機(jī)肥與化肥配施對(duì)土壤微生物、土質(zhì)及駿棗果實(shí)品質(zhì)的影響
木合塔爾·扎熱,哈地爾·依沙克,趙 蕾,陶秀冬,史彥江,吳正保
(新疆林業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)林研究所,新疆烏魯木齊830063)
以10年生駿棗樹作為研究對(duì)象,采用田間試驗(yàn)方法,研究有機(jī)肥與化肥配施對(duì)駿棗園土壤細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量,土壤呼吸速率、容重和pH值以及駿棗果實(shí)品質(zhì)和葉果比等指標(biāo)的影響。結(jié)果表明:隨著復(fù)混肥中有機(jī)肥和化肥使用量的增加,土壤中細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量均呈現(xiàn)逐漸上升趨勢(shì),其中增加有機(jī)肥促進(jìn)土壤微生物群落數(shù)量提升的效應(yīng)明顯高于化肥。土壤呼吸速率也隨著復(fù)混肥施用量的增加緩慢增高,T12(有機(jī)肥:8 kg·株-1;N:450 g·株-1;P:300 g·株-1;K:300 g·株-1)處理的土壤呼吸速率最大,其在果實(shí)膨大期和成熟期的土壤呼吸速率分別為 3.03±0.02、2.24±0.02μmol·m-2·s-1,比對(duì)照分別高 71.0%、86.2%。隨著復(fù)混肥中有機(jī)肥施用量的增加,土壤容重表現(xiàn)出下降趨勢(shì),其中 T4(有機(jī)肥:8 kg·株-1;N:150 g·株-1;P:100 g·株-1;K:100 g·株-1)處理的土壤容重最低,為1.36±0.02 g·cm-3,比對(duì)照低0.11 g·cm-3。土壤有機(jī)質(zhì)含量隨著有機(jī)肥比例的增加而上升,隨著化肥施用比例的增加而下降,隨著有機(jī)肥施用比例的增加堿性土壤的pH值有逐漸下降的趨勢(shì),而化肥增施對(duì)堿性土壤pH值的影響不顯著。有機(jī)肥與化肥不同配施對(duì)駿棗果實(shí)可溶性糖含量的影響均不顯著,對(duì)可滴定酸含量和糖酸比均有一定程度的影響;果實(shí)Vc含量隨著復(fù)混肥中有機(jī)肥和化肥施用量的增加而上升,各施肥處理的果實(shí)Vc含量均顯著高于CK。駿棗葉果比隨著復(fù)混肥施用量的增加呈現(xiàn)逐漸上升趨勢(shì),各處理中T3與T5和T6,T4與T7,T8與T9和T10處理之間均無顯著差異??傊?,合理配比的有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥的施用對(duì)干旱、半干旱地區(qū)紅棗產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有較大應(yīng)用前途。
駿棗;微生物群落;土壤呼吸;土壤容重;果實(shí)品質(zhì)
棗(Zizyphus jujubɑMill.)為鼠李科(Rhɑmnɑceɑe)棗屬植物,原產(chǎn)于中國(guó)[1],是在新疆干旱、半干旱地區(qū)發(fā)展節(jié)水型林果業(yè)中并有經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的首選良種[2]。新疆紅棗種植面積已達(dá)50萬公頃,總產(chǎn)量約為150萬t,約占我國(guó)紅棗總面積的三分之一[3]。但是,在當(dāng)前一味追求高產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)情況下,農(nóng)民越來越依靠更多的化肥投入來提高產(chǎn)量,只注重用地,而不注重用地和養(yǎng)地的結(jié)合,導(dǎo)致棗園土壤理化特性惡化,果實(shí)品質(zhì)下降等一系列問題,土壤的污染涉及食品安全,已經(jīng)嚴(yán)重制約了紅棗產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。施用有機(jī)肥具有保持土壤肥力和增加產(chǎn)量的雙重效果,能夠有效改善土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)特性[4-5]。研究表明,適量的有機(jī)肥或有機(jī)無機(jī)肥配合施用可以明顯提高土壤可培養(yǎng)微生物數(shù)量和酶活性[6],提高作物產(chǎn)量[7-8]、改善土壤結(jié)構(gòu)[9-11]、平衡土壤養(yǎng)分元素的含量[12-13]、增加土壤有機(jī)質(zhì)含量[14]。
基于以上背景,本試驗(yàn)以新疆主栽紅棗品種駿棗作為試驗(yàn)材料,在駿棗營(yíng)養(yǎng)臨界期施用有機(jī)肥與化肥不同比例混配的復(fù)混肥,分別在果實(shí)膨大期后期和果實(shí)成熟期進(jìn)行采取土樣,測(cè)定細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量以及土壤呼吸速率的動(dòng)態(tài)變化,探討有機(jī)肥與化肥不同配施對(duì)駿棗園土壤容重、有機(jī)質(zhì)含量、酸堿度(pH值)等土壤性質(zhì)指標(biāo)以及對(duì)駿棗果實(shí)品質(zhì)相關(guān)指標(biāo)的影響,解析有機(jī)肥對(duì)駿棗園的土壤改良機(jī)制,望為紅棗產(chǎn)業(yè)的無公害可持續(xù)發(fā)展提供理論參考。
1.1 供試材料與試驗(yàn)田基本情況
本試驗(yàn)以10年生(盛果期)的駿棗樹作為試材,試驗(yàn)地位于阿克蘇地區(qū)溫宿縣佳木鎮(zhèn)駿棗園,未間作,東西行向,灌溉方式為漫灌,株行距1 m×2.5 m。于2013年5月初選擇樹勢(shì)、樹冠和干徑基本一致的試驗(yàn)樹,每處理共選10株試驗(yàn)樹,每處理中選定5株作為固定調(diào)查樹,每株樹作為一個(gè)重復(fù)。第一次施肥之前(6月3日),在試驗(yàn)地以“S”型采取土樣,并對(duì)以下土壤指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定,測(cè)定結(jié)果如表1。
表1 試驗(yàn)地土壤基本理化性狀Table 1 Basic nutrition and pH properties of test soil
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 本試驗(yàn)設(shè)置有機(jī)肥和化肥2個(gè)研究因素,有機(jī)肥設(shè)置4個(gè)水平,分別為1、2、4、8 kg·株-1;化肥按 N∶P∶K=3∶2∶2設(shè)置 3個(gè)水平,采用完全區(qū)組設(shè)計(jì)法,另設(shè)置不施肥對(duì)照,共13個(gè)處理,重復(fù)3次。不同配比的有機(jī)肥與化肥的組合肥簡(jiǎn)稱復(fù)混肥。各處理化肥與有機(jī)肥的組合配比和施用量如表2所示。表中化肥施量均以N、P、K的純含量計(jì)算,氮肥為尿素(N 46%),磷肥為三料磷(P2O546%),鉀肥為硫酸鉀(K2O 50%)。有機(jī)肥料使用新疆天海綠洲農(nóng)業(yè)科技股份有限公司生產(chǎn)的有機(jī)肥,有機(jī)質(zhì)含量≥45%,N含量為 2.38%,P含量為0.67%,K含量為 1.46%。
施肥采用寬溝施法,首先在試驗(yàn)樹兩邊離樹干50 cm至100 cm處人工開溝(寬度為50 cm,深度為15 cm),每種肥料均勻撒施后進(jìn)行鏟土將肥料與土壤混勻,然后上面鋪一層原土整平,并保證在24 h內(nèi)澆水。施肥分別于駿棗開花期(6月5日)和果實(shí)膨大期(7月26日)進(jìn)行2次,第1次施肥時(shí),有機(jī)肥全部施入,氮肥施入全施入量的1/2,磷肥和鉀肥施入全施入量的2/5,其余留作第2次施肥。
表2 有機(jī)肥與化肥的組合設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案Table 2 The designed experiment scheme under different treatments of organic and inorganic fertilizer
1.2.2 樣品采集及測(cè)定方法 分別于8月10日(駿棗果實(shí)膨大期)和10月12日(駿棗果實(shí)成熟期)進(jìn)行采集土樣,土壤相對(duì)含水量在60%左右,取土深度為0~30 cm,在每株固定調(diào)查樹樹干四個(gè)方向均取土樣,取土部位在行間70~80 cm處,株間30~40 cm處,先將每株樹四分方向采取的土樣混在一起攪勻,然后按照四分法留樣,土樣量約為200 g左右,每份土樣通過目徑2 mm的網(wǎng)篩,將殘根、雜物去掉,最后每份土壤分兩份,一份土壤(50 g左右)放入密封塑料袋裝入2±2℃保溫箱,用于土壤微生物和呼吸速率的測(cè)定,另一份土壤也裝入密封塑料袋(常溫條件保存),所有土壤帶回試驗(yàn)及時(shí)測(cè)定相關(guān)指標(biāo)。同時(shí)每份土樣稱取10 g,放置60℃烘干箱,至恒重為止,并計(jì)算土壤水分含量。于駿棗果實(shí)成熟期(10月13日)每株固定調(diào)查樹樹冠的下、中、上,內(nèi)、外層各方向隨機(jī)摘取30個(gè)果實(shí),一種處理共選5株數(shù),將同一個(gè)處理的全部果實(shí)(150個(gè)左右)混勻并隨機(jī)選取其中30個(gè)果實(shí)裝入網(wǎng)套帶回實(shí)驗(yàn)室,去掉果核,然后放于40℃吹風(fēng)烘干箱里,至恒重為止(約15 d),然后不銹鋼粉粹機(jī)粉粹,裝入密封袋備用測(cè)定相關(guān)果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)。
土壤微生物群落的測(cè)定:可培養(yǎng)細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)量測(cè)定采用平板計(jì)數(shù)法[15]。細(xì)菌、真菌分別采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基和馬丁氏培養(yǎng)基于25℃~28℃培養(yǎng),前者培養(yǎng)24 h,后者培養(yǎng)72 h;放線菌培養(yǎng)采用高氏1號(hào)培養(yǎng)基,25℃培養(yǎng)72 h。采用鮮土與其干重之間比例關(guān)系,土壤微生物數(shù)量以干土表示。
土壤呼吸速率的測(cè)定:將帶回來的土樣稱取20 g,放入培養(yǎng)皿(93.3mm×20 mm),在常溫下培養(yǎng) 3 d,每天晚上用重量法補(bǔ)足當(dāng)天所蒸發(fā)的水分。第三天利用美國(guó)Licor公司生產(chǎn)的LI-6400便攜式光合作用測(cè)量系統(tǒng)配備Li-09土壤呼吸室測(cè)定土壤呼吸速率。
土壤理化性質(zhì)的測(cè)定:使用駿棗果實(shí)成熟期采取的土壤樣品測(cè)定土壤容重、有機(jī)質(zhì)含量和pH值。土壤容重測(cè)定采用環(huán)刀法;土壤有機(jī)質(zhì)含量參考重鉻酸鉀-硫酸氧化法;土壤pH值測(cè)定參考電極法[16]。
果實(shí)品質(zhì)的測(cè)定:可溶性糖含量測(cè)定參考蒽酮比色法;可滴定酸含量參考NaOH滴定法;Vc含量測(cè)定參考 2,6-二氯酚靛酚法[17]。
葉果比的測(cè)量:于駿棗果實(shí)成熟期(10月13日)每株固定調(diào)查,東南西北各方向選一條側(cè)枝,統(tǒng)計(jì)每條側(cè)枝上的葉片數(shù)和果實(shí)數(shù),每處理共統(tǒng)計(jì)5株樹(重復(fù)5次),并采用每條側(cè)枝葉片總數(shù)與其果實(shí)總數(shù)比值計(jì)算葉果比。
1.3 數(shù)據(jù)分析
用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)試驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析,用SigmaPlot12.0作圖。文中所有圖表中的不同英文小寫字母表示在 P<0.05水平上有顯著差異,同樣英文小寫字母表示在 P>0.05水平上無顯著差異,所有數(shù)據(jù)均?。╪≥5)平均值(means±Std.Deviation)。
2.1 有機(jī)肥與化肥不同配施下駿棗園土壤微生物群落數(shù)量的變化
如表3所示,果實(shí)膨大期和果實(shí)成熟期時(shí),隨著復(fù)混肥中有機(jī)肥和化肥施用量的增加駿棗園土壤中的細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量均呈現(xiàn)出上升趨勢(shì),所有施肥處理的細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量均顯著大于CK(不施肥處理),各處理中T12的微生物群落數(shù)量最高,果實(shí)膨大期其細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量比CK分別高出 2.5倍、3.0倍和 1.7倍,果成熟期其細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量比 CK分別高出3.5倍、5.4倍和4.4倍。與果實(shí)膨大期相比,果實(shí)成熟期各處理的土壤細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量均有明顯減少,平均減少比例細(xì)菌為 18.5%、真菌為 19.6%、放線菌為18.6%。無論是在果實(shí)膨大期還是在果實(shí)成熟期,同等量化肥施用條件下隨著有機(jī)肥施用量的增加而增加的土壤細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量,均明顯高于同等量有機(jī)肥施用條件下隨著的化肥施用量的增加而增加的土壤細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量,其中高量化肥處理(T9、T10、T11和 T12)條件下的土壤細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量的上升幅度均明顯高于低量(T1、T2、T3和 T4)和中量化肥處理(T5、T6、T7和 T8)條件,而且高量化肥處理?xiàng)l件下,果實(shí)膨大期土壤細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量與果實(shí)成熟期對(duì)應(yīng)施肥處理的土壤細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量間的差值明顯高于低量和中量化肥。
2.2 有機(jī)肥與化肥不同配施對(duì)棗園土壤呼吸速率的影響
由圖1可知,隨著復(fù)混肥中有機(jī)肥和化肥使用量的增加,果實(shí)膨大期(圖1A)和果實(shí)成熟期(圖1B)各施肥處理的土壤呼吸速率均呈現(xiàn)出逐漸上升趨勢(shì),所有施肥處理的土壤呼吸速率均顯著高于CK。果實(shí)膨大期各施肥處理的土壤呼吸速率顯著高于果實(shí)成熟期,果實(shí)成熟期各施肥處理與果實(shí)膨大期相應(yīng)施肥處理間的差值在0.677~0.833之間,明顯高于兩個(gè)時(shí)期CK間的差值(0.576)。
2.3 有機(jī)肥與化肥不同配施對(duì)棗園土壤容重的影響
由圖2可以看出,駿棗園土壤容重隨著復(fù)混肥中有機(jī)肥使用量的增加呈現(xiàn)出逐漸降低趨勢(shì),隨著復(fù)混肥中化肥使用量的增加呈現(xiàn)出緩慢提高趨勢(shì),所有施肥處理的土壤容重均顯著低于CK,各施肥處理中T4處理的土壤容重最低,值為1.362±0.017 g·cm-3,T9處理的土壤容重最大,值為 1.451±0.008 g·cm-3?;适┯昧肯嗤幚碇?,低量化肥處理下土壤容重隨著有機(jī)肥施用量的增加而下降的幅度明顯高于中量和高量化肥處理下土壤容重隨著有機(jī)肥施用量的增加而下降的幅度。
表3 有機(jī)肥與化肥不同配施對(duì)駿棗園土壤微生物群落數(shù)量的影響Table 3 Effectof different proportions of organic-inorganic fertilizer on the quantity ofJun jujube orchard soilmicrobial community
圖1 有機(jī)肥與化肥不同配施對(duì)駿棗園土壤呼吸速率的影響Fig.1 Effectof different proportions of organic-inorganic fertilizer on the soil respiration rate of Jun jujube orchard soil
圖2 有機(jī)肥與化肥不同配施對(duì)駿棗園土壤容重的影響Fig.2 Effectof different proportions of organic-inorganic fertilizer on the soil bulk density of Jun jujube orchard soil
2.4 有機(jī)肥與化肥不同配施對(duì)棗園土壤有機(jī)質(zhì)含量和pH值的影響
由圖3A可見,駿棗園土壤有機(jī)質(zhì)含量隨著復(fù)混肥中有機(jī)肥使用量的增加呈現(xiàn)出逐漸上升趨勢(shì),隨著復(fù)混肥中化肥使用量的增加呈現(xiàn)出下降趨勢(shì),除了T9處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量與CK無顯著差異外,其它施肥處理的土壤容重均顯著高于CK。同量化肥施用處理中,中量化肥處理下土壤有機(jī)肥含量隨著有機(jī)肥施用量的增加而上升的幅度明顯低于中量和高量化肥處理下土壤有機(jī)質(zhì)含量隨著有機(jī)肥施用量的增加而上升的幅度。各處理中,T4處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量最高,值為 38.025±2.422 g·kg-1,T9處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量最低,值為13.930±1.250 g·kg-1,約為 T3處理的 1/3。
圖3 有機(jī)肥與化肥不同配施對(duì)駿棗園有機(jī)質(zhì)含量和pH值的影響Fig.3 Effect of different proportions of organic-inorganic fertilizer on the contentof organicmatter and pH of Jun jujube orchard soil
隨著復(fù)混肥中有機(jī)肥使用量的增加,駿棗園堿性土壤pH值呈現(xiàn)出緩慢下降趨勢(shì),而隨著復(fù)混肥中化肥使用量的增加,各處理的土壤pH值間差異不顯著(圖3B)。各施肥處理中,除了T1和T6處理的土壤pH值均與CK相比無顯著差異外,其它處理的土壤pH值均顯著低于CK,T4處理的土壤pH值最低,值為 8.550±0.072,比 CK低 4.859%。
2.5 有機(jī)肥與化肥不同配施對(duì)駿棗果實(shí)品質(zhì)和葉果比的影響
表4可以看出,隨著復(fù)混肥中有機(jī)肥和化肥比例的變化,駿棗果實(shí)中可溶性糖含量有所變化,但各處理間均無顯著差異。各處理的果實(shí)可滴定酸含量隨著復(fù)混肥中有機(jī)肥和化肥使用量的增加呈現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì),T4、T9和T11施肥處理的可滴定酸含量顯著高于CK,其它施肥處理的可滴定酸含量與CK相比無顯著差異。隨著復(fù)混肥中有機(jī)肥和化肥使用量的增加,各處理的果實(shí)糖酸比呈現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì),除了T9施肥處理的糖酸比顯著低于CK外,其它施肥處理的糖酸比與CK相比差異不顯著。駿棗果實(shí)中的Vc含量隨著復(fù)混肥中有機(jī)肥使用量的增加呈現(xiàn)出上升趨勢(shì),而隨著化肥使用量的增加呈現(xiàn)出先上升后下降趨勢(shì),除了T9施肥處理的Vc含量顯著低于CK外,其它施肥處理的Vc含量與CK相比均無顯著差異,各處理中T8處理的Vc含量最高,比對(duì)照高 15.422 mg·100g-1,T9處理的 Vc含量最低,比對(duì)照低 2.141mg·100g-1。
紅棗從開花到果實(shí)成熟期間,根據(jù)樹體最大負(fù)載量,通過落花落果能夠調(diào)整其源—庫之間平衡關(guān)系,因此葉果比在一定程度上也能夠表示樹體營(yíng)養(yǎng)狀況的強(qiáng)弱。由表4可知,隨著復(fù)混肥施入量的增加駿棗葉果比呈現(xiàn)出逐漸上升趨勢(shì),各處理的葉果比均顯著低于 CK,CK葉果比值為 10.361±1.083,T12處理的葉果比最低,值為 6.356±0.185,比對(duì)照低38.66%,T12處理的最低葉果比能達(dá)到5.981。
表4 有機(jī)肥與化肥不同配施對(duì)駿棗果實(shí)品質(zhì)和葉果比的影響Table 4 Effect of different proportions of organic-inorganic fertilizer on the fruitquantity and leaf-fruit ratio of Jun jujube
土壤微生物量的多少不僅對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量、氮磷鉀硫等養(yǎng)分的供給量以及有機(jī)無機(jī)養(yǎng)分轉(zhuǎn)化起著重要作用[18-21],而且對(duì)土壤肥力的形成和植物營(yíng)養(yǎng)的轉(zhuǎn)化有著積極的作用。已有一些研究表明,施適量有機(jī)肥,有助于改善土壤的微生態(tài)環(huán)境,提高土壤總微生物數(shù)量[22-23]。本研究結(jié)果表明,無論是果實(shí)膨大期還是果實(shí)成熟期,駿棗園土壤中的細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量隨著有機(jī)肥和化肥施用量的增加而增加,其中隨著有機(jī)肥施用量增加而增加的幅度比隨著化肥施用量增加而增加的幅度明顯高,可能是有機(jī)肥除了給微生物提供原料以外,還改善微生物生活的土壤環(huán)境,同時(shí)促進(jìn)植株根系的生長(zhǎng)和更新,從而增加根系分泌物,補(bǔ)給微生物生存所需要的營(yíng)養(yǎng)來源[24]。到果實(shí)成熟期,各處理的土壤微生物數(shù)量明顯下降,有可能與土壤溫度的降低有關(guān)。土壤呼吸作為土壤有機(jī)碳庫變化的主要形式之一,在一定程度上表征土壤微生物對(duì)土壤有機(jī)碳轉(zhuǎn)化的活動(dòng)強(qiáng)弱[25]。本研究所測(cè)定的土壤呼吸是針對(duì)土壤微生物,其變化趨勢(shì)與土壤微生物數(shù)量的變化趨勢(shì)基本相符。脫云飛等[26]研究表明,由于土壤容重越大,土壤結(jié)構(gòu)越密實(shí),入滲速率減小,水分的運(yùn)移和分布受到土壤顆粒的阻礙力增大,進(jìn)而膜孔中心處土壤含水率的最大值越小,土壤含水率以膜孔為中心逐漸減小為土壤初始含水率值,土壤容重也是表示土壤成熟度和密度的重要物理性質(zhì)之一。由本試驗(yàn)結(jié)果可知,駿棗園土壤容重隨著復(fù)混肥中有機(jī)肥比例的增加而下降,隨著化肥施用量的增加表現(xiàn)出緩慢上升趨勢(shì),原因可能是第一有機(jī)肥的施用降低了土壤密度,第二有機(jī)肥的施用在一定程度上加強(qiáng)土壤微生物活動(dòng),從而增高土壤熱能,也會(huì)改善土壤松散性,第三土壤微生物的增多促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)降解速率,從而使土壤有機(jī)質(zhì)含量減少,導(dǎo)致土壤容重下降。O’Donnell[27]認(rèn)為施肥措施影響了微生物的群落結(jié)構(gòu),主要是因?yàn)槭┓矢淖兞送寥赖膒H值導(dǎo)致了微生物群落結(jié)構(gòu)的變化。Parham等[28]指出土壤中的酶活性和生物轉(zhuǎn)化過程與環(huán)境中的pH值密切相關(guān)。本試驗(yàn)中,隨著復(fù)混肥中有機(jī)肥比例的增大,堿性土壤 pH值(8.99±0.09)表現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì),而隨著化肥比例的增大土壤pH值緩慢上升,這可能是與不同配比的施肥量導(dǎo)致土壤微生物特性的改變有關(guān)。陳汝等[29]研究表明,有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)蘋果果實(shí)單果重、著色指數(shù)、光潔指數(shù)、可溶性固形物及可溶性糖含量均高于其它施肥處理,果實(shí)硬度及可滴定酸適中,綜合效果較好。本試驗(yàn)結(jié)果可知,有機(jī)肥與化肥不同配施處理對(duì)駿棗果實(shí)中的可溶性糖含量均無顯著影響,但由于可滴定酸含量受到一定程度的影響,因此其糖酸比也有不同程度的變化,駿棗果實(shí)中的Vc含量隨著復(fù)混肥中化肥比例的增加呈現(xiàn)出先上升后下降趨勢(shì),但隨著有機(jī)肥比例的增加表現(xiàn)一直上升趨勢(shì),說明有機(jī)肥的施用在一定程度上提高了駿棗果實(shí)中的Vc含量,提高果實(shí)品質(zhì)[29]和產(chǎn)量[30]。
駿棗園施用的復(fù)混肥中隨著有機(jī)肥比例的增大,不僅增加土壤有機(jī)質(zhì)含量,降低土壤容重,提高土壤保水能力,而且對(duì)土壤中細(xì)菌、真菌和放線菌等微生物群落提供有益的活動(dòng)環(huán)境,提高其單位面積中的數(shù)量,與對(duì)照相比T12處理的細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量高出1~4倍,從而提高了土壤呼吸速率,促進(jìn)了土壤碳礦化,果實(shí)膨大期和成熟期T12處理的土壤呼吸速率比對(duì)照分別高71.02%、86.16%,進(jìn)而導(dǎo)致了土壤pH值的降低,一定程度上能夠減輕土壤鹽漬化,并且土壤肥力的改善則提高駿棗果實(shí)的部分品質(zhì)指標(biāo)和葉果比。因此,合理配比的有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥的施用對(duì)在干旱、半干旱地區(qū)紅棗產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有較大的應(yīng)用前途。
[1] 曲澤洲,王永蕙.中國(guó)果樹志(棗卷)[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,1993:2-6.
[2] 汪 星,朱德蘭,權(quán)金娥,等.紅棗裂果的藥劑防治效果研究初報(bào)[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2010,28(6):142-146.
[3] 陳 虹.新疆統(tǒng)計(jì)年鑒(2013)[M].北京:中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社,2013.
[4] 孔維棟,劉可星,廖宗文,等.不同腐熟程度有機(jī)物料對(duì)土壤微生物群落功能多樣性的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2005,25(9):2291-2296.
[5] 王立剛,李維炯,邱建軍,等.生物有機(jī)肥對(duì)作物生長(zhǎng)、土壤肥力及產(chǎn)量的效應(yīng)研究[J].土壤肥料,2004,(5):12-16.
[6] 尤彩霞,陳 清,任華中,等.不同有機(jī)肥及有機(jī)無機(jī)配施對(duì)日光溫室黃瓜土壤酶活性的影響[J].土壤學(xué)報(bào),2006,43(3):521-523.
[7] 高菊生,黃 晶,董春華,等.長(zhǎng)期有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)水稻產(chǎn)量及土壤有效養(yǎng)分影響[J].土壤學(xué)報(bào),2014,51(2):314-324.
[8] 許小偉,樊劍波,陳 晏,等.有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)紅壤旱地花生生理特性、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].土壤學(xué)報(bào),2015,52(1):174-182.
[9] 張貴龍,任天志,李志宏,等.施氮量對(duì)白蘿卜硝酸鹽含量和土壤硝態(tài)氮淋溶的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2009,15(4):877-883.
[10] 張亞麗,張 娟,沈其榮,等.秸稈生物有機(jī)無機(jī)配施的施用對(duì)土壤供氮能力的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2002,13(12):1575-1578.
[11] 趙 紅,袁培民,呂貽忠,等.施用有機(jī)肥對(duì)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的影響[J].土壤,2011,43(2):306-311.
[12] 范茂攀,湯 利,徐 智,等.有機(jī)無機(jī)配施對(duì)生菜養(yǎng)分吸收和氮肥利用率的影響[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2013,29(1):89-93.
[13] 姚槐應(yīng),何振立,陳國(guó)潮,等.紅壤微生物量在土壤-黑麥草與系統(tǒng)中的肥力意義[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),1999,10(6):725-728.
[14] 婁 庭,龍懷玉,楊麗娟,等.在過量施氮農(nóng)田中減氮和有機(jī)無機(jī)配施對(duì)土壤質(zhì)量及作物產(chǎn)量的影響[J].中國(guó)土壤與肥料,2010,(2):11-15,34.
[15] 許光輝,鄭洪元.土壤微生物分析方法手冊(cè)[M].北京:農(nóng)業(yè)出版社,1986.
[16] 鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2002.
[17] 寧正祥.食品成分分析手冊(cè)[M].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,1997.
[18] Abbasi M K,Shah Z,AdamsW A.Mineralization and nitrification potentials of grassland soils at shallow depth during laboratory incubation[J].Journal of Plant Nutrition and Soil Science,2001,164(5):497-502.
[19] MoscatelliM C,Lagomarsino A,MarinariS,etal.Soilmicrobial indices as bioindicators of environmental changes in a poplar plantation[J].Ecological Indicators,2005,5(3):171-179.
[20] Joergensen R G,Emmerling C.Methods for evaluating human impact on soilmicroorganismsbased on their activity,biomass,and diversity in agricultural soils[J].Journal of Plant Nutrition and Soil Science,2006,169(3):295-309.
[21] 張玉平,劉 強(qiáng),榮湘民,等.不同有機(jī)肥與化肥配施對(duì)稻田土壤微生物活性的影響[J].土壤通報(bào),2013,44(6):1434-1439.
[22] 劉蘭蘭,史春余,梁太波,等.腐植酸肥料對(duì)生姜土壤微生物量和酶活性的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2009,29(11):6136-6141.
[23] 李 娟,趙秉強(qiáng),李秀英,等.長(zhǎng)期有機(jī)無機(jī)肥料配施對(duì)土壤微生物學(xué)特性及土壤肥力的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,41(1):144-152.
[24] Dauden A,Quilez D.Pig slurry versusmineral fertilization on corn yield and nitrate leaching in a Mediterranean irrigated environment[J].European Journal of Agronomy,2004,21(1):7-19.
[25] 蘇永紅,馮 起,朱高峰,等.土壤呼吸與測(cè)定方法研究進(jìn)展[J].中國(guó)沙漠,2008,28(1):57-65.
[26] 脫云飛,王克勤,張振偉,等.膜孔肥液自由入滲中土壤容重對(duì)水氮分布和均勻性的影響[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版),2010,36(6):650-656.
[27] O’Donnell A G,Seasman M,Macrae A,etal.Plantsand fertilizers as drivers of change inmicrobial community structure and function in soils[J].Plant and Soil,2001,232(1-2):135-145.
[28] Parham JA,Deng SP.Detection,quantification and characterization ofβ-glucosamnidase activity in soil[J].Soil Biology and Biochemistry,2000,32(8-9):1183-1190.
[29] 陳 汝,王金政,薛曉敏,等.有機(jī)無機(jī)肥配施對(duì)蘋果樹體結(jié)構(gòu)及果實(shí)品質(zhì)的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,47(2):68-71.
[30] 木合塔爾·扎熱,吳正保,故麗米熱·卡克什,等.有機(jī)肥與化肥不同配施對(duì)土壤養(yǎng)分及駿棗光合特性和葉果比的影響[J].土壤通報(bào),2015,46(2):405-411.
Effects of different application proportion of organicmanure and chem ical fertilizer on fruit quality of Jun jujube,soil m icroorganism and properties
MUHTAR Zari,ABDUKADIR Isah,ZHAO Lei,TAO Xiu-dong,SHIYan-jiang,WU Zheng-bao
(Institute of economic forest,Xinjiɑng Acɑdemy of Forestry Sciences,Urumqi,Xinjiɑng 830063,Chinɑ)
10 years old Jun jujube treewas used as research object.Field experimentwas conducted to study the effects of organicmanure and chemical fertilizers on the soil bacteria,fungiand actinomycetes,soil respiration rate,bulk density and pH value in Jun jujube orchard,the fruit quality and leaf-fruit ratio of Jun jujube and other indicators.The results showed that the number of bacteria,fungi and actinomycetes in the soil showed a gradual increase with the increase of organicmanure and chemical fertilizer usage in compound fertilizer,and the effectof increasing organic fertilizer on the increase of soilmicrobial community was obvious higher than that of chemical fertilizers.The soil respiration rate of T12(Organic fertilizer:8 kg·plant-1;N:450 g·plant-1;P:300 g·plant-1;K:300 g·plant-1)was highest,and the soil respiration ratewas3.03±0.02μmol·m-2·s-1at fruitenlargementstage and 2.24±0.02μmol·m-2·s-1atmaturity stage,71.0%and 86.2%higher than the control,respectively.The soil bulk density was the lowest in the soil treated with T4i(organic ferbilizer:8 kg·plant-1;N:150 g·plant-1;P:100 g·plant-1;K:100 g·plant-1),and thesoil bulk density was 1.36±0.02 g·cm-3,which was 0.11 g·cm-3lower than that of the control.The content of soil organicmatter increased with the increase of the proportion of organic fertilizer,and decreased with the increase of the proportion of chemical fertilizer.With the increase of the proportion of organic fertilizer,the pH value of alkaline soil decreased gradually,while the effect of chemical fertilizer on alkaline soil pH was not significant.The effects of different application proportion of organicmanure and chemical fertilizers on the soluble sugar contentof jujube fruitswere notobvious,but the contents of available titratable acid and the ratio of sugar and acid had a certain degree influence.The contentof Vc in fruits of the fertilization treatment was significantly higher than that in CK,and the content of Vc in fruitswas increased with the increasing of amountoforganic-inorganic fertilizer.The resultsalso showed that therewas no significant difference between T3 and T5,T6,T4 and T7,T8 and T9 and T10 in the treatment.In aword,the application of organic-inorganic fertilizerwith reasonable proportion has great application prospects for the sustainable development of Jun jujube industuy in arid semi-arid areas.
Jun jujube;microbial community;soil respiration;soil bulk density;fruit quality
S147.2
A
1000-7601(2017)05-0182-07
10.7606/j.issn.1000-7601.2017.05.27
2016-06-21
2016-10-11
新疆維吾爾自治區(qū)“十二五”重大科技專項(xiàng)(201130102-2);新疆維吾爾自治區(qū)科技廳公益性科研院所基本費(fèi)專項(xiàng)
木合塔爾·扎熱(1980—),男,新疆阿克蘇人,博士,助理研究員,主要從事果樹栽培生理研究。E-mail:muhtarzari@126.com。
史彥江(1961—),男,山西柳林人,研究員,碩士生導(dǎo)師,主要從事林木育種與栽培研究。E-mail:syj504@126.com。