施用鋸末對(duì)土壤理化性質(zhì)、高灌藍(lán)莓生長及果實(shí)品質(zhì)的影響

魏海蓉, 譚鉞, 朱東姿, 宗曉娟, 陳新, 徐麗, 劉慶忠

(山東省果樹研究所/山東省果樹生物技術(shù)育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 山東 泰安 271000)

藍(lán)莓 (Vacciniumcorymbosum)根系的根毛較少，分布較淺，一般分布在0～20 cm土層中，對(duì)土壤條件要求較高，適合在pH值4.5～5.5、有機(jī)質(zhì)含量3%以上、透氣性良好的砂壤土上生長[1，2]。因此，我國大部分地區(qū)種植藍(lán)莓都需要進(jìn)行土壤改良。目前，在生產(chǎn)中主要使用草炭對(duì)土壤進(jìn)行改良。草炭是不可再生資源，正在迅速耗竭，目前許多國家已限制開采，并且價(jià)格昂貴。因此，嘗試使用作物秸稈、苔蘚、松針和鋸末等來源廣泛、價(jià)格低廉的有機(jī)物料作為改良基質(zhì)，是藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)。草炭、苔蘚能顯著提高藍(lán)莓葉片中N、P等礦質(zhì)元素含量、過氧化氫酶活性，促進(jìn)藍(lán)莓植株的生長發(fā)育[3]。適量的玉米秸稈改良土壤，可增大藍(lán)莓植株葉面積，葉綠素和蛋白質(zhì)含量增高，葉片過氧化氫酶活性和凈光合速率升高，過氧化物酶活性降低，但是玉米秸稈會(huì)使土壤C/N比增加，影響藍(lán)莓對(duì)N的吸收，所以需要增加一定的N肥，以調(diào)節(jié)C/N比[4,5]。松針能有效降低土壤pH值，增加有機(jī)質(zhì)含量，促進(jìn)藍(lán)莓生長[6]。鋸末可顯著提高土壤微生物量、碳、氮和可溶性有機(jī)碳、氮[7]。但是，關(guān)于鋸末對(duì)藍(lán)莓生長的影響少有報(bào)道。本研究設(shè)置土施、覆蓋、土施+覆蓋3種鋸末施用方式，分析施用鋸末對(duì)土壤理化性質(zhì)和藍(lán)莓生長發(fā)育及果實(shí)品質(zhì)的影響，可為藍(lán)莓高產(chǎn)高效栽培提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)及材料

試驗(yàn)地位于泰安市山東省果樹研究所泰東試驗(yàn)示范基地，屬于暖溫帶大陸性半濕潤季風(fēng)氣候，寒暑適宜，光溫同步，雨熱同季，年平均降水量675.3 mm，年平均氣溫12.9℃，無霜期平均為195天。地處丘陵山區(qū)，土壤質(zhì)地為壤土，土層深厚，水利設(shè)備齊全。試驗(yàn)前0～20 cm土層基本理化性質(zhì)：pH值 5.9、土壤容重1.27g·cm-3、有機(jī)質(zhì)17.2 g·kg-1、全氮1.3 g·kg-1、全磷0.62 g·kg-1、全鉀5.5 g·kg-1。

供試材料為2年生高灌藍(lán)莓品種‘藍(lán)豐’，定植株行距為1 m×2 m。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2015—2017年進(jìn)行。2015年春定植時(shí)一次性施用鋸末，設(shè)置4個(gè)處理：(1)不施鋸末，對(duì)照(CK)；(2)土施鋸末(TJ)，即在植株定植前將鋸末填入50 cm寬、50 cm深的定植溝內(nèi)與土壤混勻施入，用量為30 t·hm-2；(3)土施+覆蓋鋸末(TJ+FJ)，即分別在定植前施入定植溝內(nèi)15 t·hm-2鋸末和定植后覆蓋在定植行內(nèi)15 t·hm-2鋸末，覆蓋寬度為50 cm；(4)覆蓋鋸末(FJ)，即定植后鋸末覆蓋在定植行內(nèi)，用量為30 t·hm-2，覆蓋寬度為50 cm。每處理30株樹，面積約60 m2。隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。所有處理的氮、磷、鉀肥施用量和其它田間管理都與對(duì)照一致。分別于2016年6月份和2017年6月份連續(xù)兩年對(duì)土壤、樹體發(fā)育及果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 植株形態(tài)指標(biāo)、果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)及光合指標(biāo)的測(cè)定 采用米尺測(cè)量株高、冠幅(縱徑×橫徑)、新梢長度，采用直尺測(cè)量葉面積(縱徑×橫徑)，目測(cè)統(tǒng)計(jì)新梢數(shù)量。

每處理隨機(jī)采集30個(gè)成熟果實(shí)，稱重計(jì)算平均單果重；可溶性固形物采用手持糖量計(jì)測(cè)定；NaOH滴定法測(cè)定可滴定酸含量；花青苷含量采用比色法測(cè)定。

選取晴天9∶30—10∶30，采用 PP-Systems 公司生產(chǎn)的CIRAS-3便攜式光合測(cè)定系統(tǒng)測(cè)定葉片光合參數(shù)。選擇向陽枝條中部的功能葉片進(jìn)行測(cè)定，每處理隨機(jī)測(cè)5個(gè)功能葉片。

1.3.2 土壤理化指標(biāo)測(cè)定 選取代表性樣點(diǎn)5 個(gè)，采集0～20 cm耕層土壤，組成混合原狀土壤樣品帶回實(shí)驗(yàn)室，置于陰涼處自然風(fēng)干，充分混勻，過2 mm篩，用于各項(xiàng)理化指標(biāo)測(cè)定。采用SoilStik土壤pH計(jì)測(cè)定土壤pH值。環(huán)刀法測(cè)定土壤容重，并計(jì)算孔隙度。土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定[8]，銨態(tài)氮和硝態(tài)氮采用BRAN+LUEBBE Ⅲ型連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定[9]。有效磷采用NaHCO3浸提—鉬銻抗比色法測(cè)定；速效鉀采用醋酸銨浸提火焰光度計(jì)法測(cè)定；土壤微量元素鋅和鐵采用原子吸收分光光度計(jì)法測(cè)定[10]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 16.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行鄧肯式新復(fù)極差法多重比較和差異顯著性分析(P<0.05)，所分析數(shù)據(jù)均為連續(xù)兩年的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 施用鋸末對(duì)土壤容重和總孔隙度的影響

施用鋸末后，各處理0～20 cm土層的土壤容重均低于對(duì)照(圖1)，表明施用鋸末可以有效改善土壤的通氣狀況。TJ和TJ+FJ處理的土壤容重均與對(duì)照差異顯著(P<0.05)，其中TJ+FJ處理的土壤容重值最低，比對(duì)照降低33.9%。FJ處理的土壤容重與對(duì)照差異不顯著。由此說明，施用鋸末可以降低土壤容重，不同的施用方式效果不同，以土施與覆蓋相結(jié)合的施用方式效果最好。

土壤孔隙度的變化與土壤容重相反，各處理的土壤孔隙度均高于對(duì)照(圖1)，TJ和TJ+FJ處理的土壤孔隙度分別較對(duì)照增加28.5%和39.4%，差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。FJ處理的土壤孔隙度較對(duì)照提高4.7%，未達(dá)顯著差異水平。

圖1 不同處理的土壤容重和孔隙度

2.2 施用鋸末對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

由表1可知，施用鋸末可以顯著增加土壤有機(jī)質(zhì)含量(P<0.05)，其中TJ處理提高最顯著，較對(duì)照提高86.04%；其次是TJ+FJ處理，較對(duì)照提高65.21%；FJ處理與對(duì)照相比，提高31.76%。施用鋸末能降低土壤pH值，不同處理效果不同。TJ+FJ和FJ處理與對(duì)照差異達(dá)顯著水平(P<0.05)，其中FJ處理的效果較好；TJ處理與對(duì)照差異不顯著。

從表1中可以看出， 3種鋸末處理的土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量較對(duì)照有所提高，但差異均不顯著，說明鋸末對(duì)增加土壤有效氮含量的作用效果不明顯；3種鋸末處理的土壤有效磷含量差異不明顯，但與對(duì)照相比均顯著升高(P<0.05)；3種鋸末處理的土壤速效鉀含量顯著增加(P<0.05)，其中TJ+FJ處理效果最佳，較對(duì)照提高85.56%。

從表1中還可以看出，施用鋸末能夠增加土壤有效鐵和有效鋅含量。 FJ處理的土壤有效鐵含量與對(duì)照差異顯著(P<0.05)，TJ和TJ+FJ處理與對(duì)照差異不顯著。TJ+FJ和FJ處理的土壤有效鋅含量分別是對(duì)照的2.06倍和2.02倍，差異達(dá)顯著水平(P<0.05)；TJ處理的土壤有效鋅含量與對(duì)照差異不顯著。

2.3 施用鋸末對(duì)藍(lán)莓形態(tài)指標(biāo)的影響

從表2中看出，3個(gè)鋸末處理的株高、冠幅、葉面積、新梢數(shù)量和新梢長度均顯著高于對(duì)照(P<0.05)，其中，TJ+FJ處理的冠幅、葉面積、新梢數(shù)量和新梢長度均最高，分別比對(duì)照提高65.45%、89.44%、305.59%和75.65%。說明，施用鋸末可以促進(jìn)藍(lán)莓生長，并且土施與覆蓋相結(jié)合的方式效果最佳。

表1 不同處理的土壤養(yǎng)分狀況 (mg·kg-1)

注：同列數(shù)值后不同小寫表示處理間差異達(dá)0.05顯著水平。下同。

表2 不同處理對(duì)藍(lán)莓形態(tài)指標(biāo)的影響

2.4 施用鋸末對(duì)藍(lán)莓光合特性的影響

從表3中可以看出，施用鋸末提高了藍(lán)莓葉片的凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間二氧化碳濃度(Ci)和蒸騰速率(Tr)。TJ+FJ處理的Pn顯著高于對(duì)照(P<0.05)，其余各處理與對(duì)照間差異不顯著。葉片的Gs、Ci和Tr在植物光合作用進(jìn)行時(shí)協(xié)同發(fā)揮作用。試驗(yàn)中各處理均促進(jìn)了藍(lán)莓Pn的升高，說明各處理均增強(qiáng)了藍(lán)莓的光合能力，其中以TJ+FJ處理的作用效果最顯著。

表3 不同處理對(duì)藍(lán)莓葉片光合特性的影響

2.5 施用鋸末對(duì)藍(lán)莓果實(shí)品質(zhì)的影響

從表4中可以看出，與對(duì)照相比，施用鋸末顯著提高藍(lán)莓果實(shí)的單果重(P<0.05)，其中TJ+FJ處理的平均單果重與對(duì)照差異最大，是對(duì)照的1.24倍。TJ和TJ+FJ處理顯著提高了藍(lán)莓果實(shí)的可溶性固形物和花青苷含量(P<0.05)。FJ處理的可溶性固形物和花青苷含量與對(duì)照之間差異不顯著。TJ和TJ+FJ處理顯著降低果實(shí)可滴定酸含量(P<0.05)，F(xiàn)J處理的果實(shí)可滴定酸含量與對(duì)照無顯著差異。

表4 不同處理對(duì)藍(lán)莓果實(shí)品質(zhì)的影響

3 討論

3.1 施用鋸末對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

有機(jī)物料的施用能改善土壤理化性質(zhì)，降低土壤容重，增加土壤總孔隙度、有機(jī)質(zhì)含量和各種養(yǎng)分含量。鋸末具有疏松透氣、吸濕保水性強(qiáng)、緩沖性能好等特點(diǎn)，并且腐爛后能提供豐富的營養(yǎng)，對(duì)植物的生長發(fā)育具有重要的促進(jìn)作用，在土壤改良上應(yīng)用較多[11]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，施用鋸末能降低土壤容重，增加土壤總孔隙度，并且土施與覆蓋相結(jié)合的施用方式效果最好。土壤有機(jī)質(zhì)是評(píng)價(jià)土壤肥力的一個(gè)非常重要的指標(biāo)，高灌藍(lán)莓必須在有機(jī)質(zhì)含量達(dá)3%以上的土壤中才能健康生長。前人研究表明，施用鋸末可以提高土壤有機(jī)質(zhì)和氮元素含量[12]。本研究中，土施及土施與覆蓋相結(jié)合施用鋸末兩種處理均可以顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)含量。與前人研究結(jié)果不同的是本試驗(yàn)中施用鋸末對(duì)提高土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量的效果不顯著。前人研究表明，鋸末在降低土壤pH值方面效果不明顯[13]。本研究中，土施與覆蓋相結(jié)合施用鋸末和覆蓋鋸末兩種處理均能顯著降低土壤pH值，而土施鋸末的效果較差。本研究中，施用鋸末的土壤有效磷和速效鉀含量均顯著提高，可能是由于鋸末本身含有較豐富的磷和鉀元素。土壤中的有效鐵含量與土壤pH值呈負(fù)相關(guān)，而有效鋅含量與土壤pH值相關(guān)性不明顯，并且關(guān)系復(fù)雜[14,15]。本研究中，施用鋸末能提高土壤有效鐵和有效鋅含量，F(xiàn)J處理的土壤pH值最低，其有效鐵含量最高，而土施與覆蓋相結(jié)合的TJ+FJ處理的有效鋅含量最高，這與前人的研究結(jié)果一致。

3.2 施用鋸末對(duì)藍(lán)莓生長及品質(zhì)的影響

施用有機(jī)物料不僅能提高土壤肥力，改善其理化性狀，并提高作物產(chǎn)量和改善品質(zhì)[16]。Cummings等發(fā)現(xiàn)加入鋸末能促進(jìn)兔眼藍(lán)莓的生長和產(chǎn)量的提高[17]。本研究中，從形態(tài)指標(biāo)來看，施用鋸末能顯著促進(jìn)高灌藍(lán)莓的生長，并且土施與覆蓋相結(jié)合施用鋸末的效果最佳。光合作用是植物生長的基礎(chǔ)，也是果樹產(chǎn)量形成和品質(zhì)改善的關(guān)鍵[18]。有機(jī)肥可以提供植物生長必需的營養(yǎng)元素，從而提高作物的滲透調(diào)節(jié)和氣孔調(diào)節(jié)能力，提高光合速率[19]。適宜的氮、磷、鉀用量可明顯提高梨、棗和獼猴桃等果樹葉片凈光合速率，增加果實(shí)產(chǎn)量[16,20,21]。孫運(yùn)杰等[22]研究表明，生物有機(jī)肥能夠提高藍(lán)莓光合性能，改善藍(lán)莓品質(zhì)。本試驗(yàn)中，施用鋸末提高了高灌藍(lán)莓葉片的光合能力，其中TJ+FJ處理的Pn顯著高于對(duì)照。TJ+FJ處理顯著提高果實(shí)的平均單果重、可溶性固形物和花青苷含量，降低可滴定酸含量，表明土施與覆蓋鋸末相結(jié)合處理效果最佳。這與前人的研究結(jié)果一致。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明, 施用鋸末可以改善土壤通氣狀況，提高土壤養(yǎng)分含量，特別是土壤中有效磷、速效鉀、有效鐵和有效鋅含量顯著增加，進(jìn)一步提高了高灌藍(lán)莓光合速率，促進(jìn)藍(lán)莓生長，提高果實(shí)品質(zhì)。從各項(xiàng)指標(biāo)綜合分析，土施與覆蓋相結(jié)合的方式施用鋸末效果最好。生產(chǎn)上建議在高灌藍(lán)莓生產(chǎn)中采用土施與覆蓋相結(jié)合的方式進(jìn)行土壤改良。另外，鋸末的資源豐富、價(jià)格低廉，施用鋸末作為有機(jī)物料進(jìn)行土壤改良,不僅可以降低生產(chǎn)成本，更有利于藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。