有機(jī)肥配施微生物菌劑對貢柑品質(zhì)、產(chǎn)量和土壤肥力的影響

李國良，何兆桓，楊苞梅

（廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南方植物營養(yǎng)與肥料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣東省養(yǎng)分循環(huán)利用與耕地保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510640）

【研究意義】貢柑（Citrus reticulata Blanco var.Gonggan）是一種多年生木本果樹，需肥量較大，為了得到較高的產(chǎn)量，大部分貢柑園化肥過量施用的現(xiàn)象普遍存在，而且長期施用單一品種肥料，忽視有機(jī)肥的施用，導(dǎo)致貢柑園有機(jī)質(zhì)降低、礦質(zhì)養(yǎng)分供應(yīng)不平衡，貢柑產(chǎn)量和品質(zhì)下降等問題的出現(xiàn)。不僅增加了生產(chǎn)成本、浪費(fèi)了生產(chǎn)資源，還造成設(shè)施內(nèi)土壤板結(jié)、酸化、次生鹽漬化等土壤理化性狀惡化問題［1-3］，使經(jīng)濟(jì)遭到較大損失并造成嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境污染。復(fù)合微生物菌劑是由一種或多種從自然界分離純化的目標(biāo)微生物（有效菌）菌種經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)擴(kuò)繁后加工制成的活菌制劑，可以實(shí)現(xiàn)綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)，以確保食品的優(yōu)質(zhì)性與安全性［4］?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】在現(xiàn)代可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展形勢下，開展增施微生物菌劑改良土壤、恢復(fù)地力、預(yù)防土傳病害、維持根際微生物區(qū)系平衡等研究日益受到關(guān)注［5-7］?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】柑橘生產(chǎn)中有施用有機(jī)肥和生物有機(jī)肥的習(xí)慣，農(nóng)業(yè)研究和生產(chǎn)上均推薦有機(jī)肥和無機(jī)肥合理配施。但是，有機(jī)肥及生物有機(jī)肥用量比較隨意，缺乏合理的施用規(guī)范，對柑橘增產(chǎn)提質(zhì)及柑橘園土壤肥力提升的施肥技術(shù)較為缺乏?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究通過對貢柑進(jìn)行復(fù)合微生物菌劑和有機(jī)肥配施田間試驗(yàn)，分析增施復(fù)合微生物菌劑對貢柑品質(zhì)、產(chǎn)量和土壤肥力水平的影響，旨在研究探索貢柑提質(zhì)增效施肥技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)貢柑園土壤肥力提升和可持續(xù)發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2016年7月至2017年12月在廣東省仁化縣石塘鎮(zhèn)下中岔村農(nóng)戶果園進(jìn)行。

1.1 試驗(yàn)材料

供試貢柑樹齡為3年，種植密度為950株/hm2，樹冠較為整齊完整，果園管理水平較高。貢柑均為嫁接苗，砧木為枳殼Poncirus trifoliata（L.）Raf.

供試果園土壤為花崗巖發(fā)育的赤紅壤，試驗(yàn)前在貢柑樹滴水線外約20 cm處用土鉆采集8個50 cm深的土柱，充分混勻后作為該貢柑園土壤樣本。經(jīng)測定，該貢柑園土壤pH為4.55，有機(jī)質(zhì)15.5 g/kg，堿解氮93.2 mg/kg，有效磷22.6 mg/kg，速效鉀74.5 mg/kg，有效鈣804.0 mg/kg，有效鎂112.8 mg/kg，有效硫23.2 mg/kg，有效鋅2.81 mg/kg，有效銅1.49 mg/kg，有效鐵108.8 mg/kg，有效錳27.6 mg/kg，有效硼0.12 mg/kg。根據(jù)全國第二次土壤普查土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)評價［8］，表明土壤為酸性，有效磷、有效銅、有效鋅、有效鐵、有效錳含量豐富，堿解氮和有效鈣含量中上，有效鎂和有效硫含量中等，有機(jī)質(zhì)和速效鉀含量中下，有效硼缺乏。整體上果園土壤養(yǎng)分肥力中等。

供試化肥為尿素（含N46%）、過磷酸鈣（含P2O512%）和氯化鉀（含K2O 60%），精制有機(jī)肥含N 1.56%、P2O50.84%、K2O 1.33%，復(fù)合芽孢桿菌（廣東海富藥業(yè)有限公司生產(chǎn)）主要為枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）和納豆芽孢桿菌（Bacillus natto），活菌數(shù)≥2.5×109/g，經(jīng)發(fā)酵培養(yǎng)配制成菌液（16.7 g/L）備用。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)施NPK化肥（CK）、施NPK化肥和精制有機(jī)肥（M）、施NPK化肥和精制有機(jī)肥再淋施復(fù)合芽孢桿菌（M+B）3個處理，每個處理10株樹，每株樹為1次重復(fù)。各處理2016年和2017年施肥養(yǎng)分用量見表1。菌液pH 5.3，全N、P2O5和K2O含量分別為1.0、0.5、0.5 g/kg，鹽分含量為0.867%，分別在開花前、謝花后和果實(shí)膨大時淋施。

在貢柑收獲期各處理取果實(shí)鮮樣分析品質(zhì)，可溶性糖采用蒽酮法測定，維生素C采用2，6-二氯靛酚滴定法測定，可溶性固形物采用WYT（0～80%）手持糖量計測定，有機(jī)酸采用中和滴定法測定，可溶性蛋白采用考馬斯亮藍(lán)G-250法測定，通過稱重法計算果實(shí)可食率［9］。

表1 不同施肥處理貢柑全年化肥養(yǎng)分用量及有機(jī)肥用量Table 1 Annual consumption of chemical fertilizer nutrients and organic fertilizer in various treatments of Citrus reticulata Blanco var.Gonggan （kg/hm2）

收獲后各小區(qū)在貢柑樹滴水線外約20 cm處用土鉆采集8個50 cm深的土柱，充分混勻后作為該貢柑園土壤樣本，進(jìn)行土壤養(yǎng)分和微生物數(shù)量分析。土壤可培養(yǎng)微生物分析采用稀釋平板法［10］。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2013和SAS 9.0軟件進(jìn)行LSD統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對貢柑品質(zhì)的影響

貢柑品質(zhì)分析結(jié)果（表2）表明，2016年不同施肥處理貢柑維生素C、可溶性糖、可溶性固形物、有機(jī)酸和糖酸比均無顯著差異，有機(jī)肥處理和有機(jī)肥配施復(fù)合芽孢桿菌處理單果重顯著高于化肥處理10.5、8.9 g。與化肥處理相比，2017年有機(jī)肥配施復(fù)合芽孢桿菌處理貢柑維生素C含量提高1.1 mg/100g，可溶性糖和可溶性固形物分別提高0.1、0.5個百分點(diǎn)，有機(jī)酸下降0.049個百分點(diǎn)，糖酸比顯著增加3.6個單位，單果重提高6.2 g，皮肉比增加1.6個百分點(diǎn)。與有機(jī)肥處理相比，2016年有機(jī)肥配施復(fù)合芽孢桿菌處理貢柑品質(zhì)無顯著差異，2017年貢柑維生素C、可溶性固形物、單果重和皮肉比均有提高趨勢，有機(jī)酸有下降趨勢，糖酸比增加。表明有機(jī)肥和有機(jī)肥配施復(fù)合芽孢桿菌均有提高貢柑果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)和單果重的作用，隨著試驗(yàn)?zāi)晗薜难娱L有機(jī)肥配施復(fù)合芽孢桿菌提高貢柑品質(zhì)的作用更為明顯。

表2 不同施肥處理貢柑品質(zhì)Table 2 Quality of Citrus reticulata Blanco var.Gonggan of various treatments

2.2 不同施肥處理對貢柑產(chǎn)量的影響

從貢柑產(chǎn)量結(jié)果（圖1）可以看出，與化肥處理相比，有機(jī)肥處理和有機(jī)肥配施復(fù)合芽孢桿菌處理貢柑產(chǎn)量逐年上升，2016年株產(chǎn)分別提高0.7、4.0 kg，增產(chǎn)2.0%和11.2%。2017年株產(chǎn)分別提高6.5、8.9 kg，增產(chǎn)17.7%和24.2%。與有機(jī)肥處理相比，有機(jī)肥配施復(fù)合芽孢桿菌處理貢柑株產(chǎn)2016年和2017年分別提高3.3、2.4 kg，增產(chǎn)9.0%和5.5%。

圖1 不同施肥處理貢柑產(chǎn)量Fig.1 Yields of Citrus reticulata Blanco var.Gonggan of various treatments

2.3 不同施肥處理對土壤質(zhì)量的影響

2.3.1 土壤理化性狀 貢柑收獲后不同處理土壤理化性狀分析結(jié)果見表3。與試驗(yàn)前土壤理化性狀相比，化肥處理提高了土壤堿解氮、速效鉀含量，降低了土壤pH、有效鈣和有效鎂含量，有機(jī)肥處理和有機(jī)肥配施芽孢桿菌處理均提高了土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀、有效鈣和有效鎂含量。與化肥處理相比，有機(jī)肥處理和有機(jī)肥配施復(fù)合芽孢桿菌處理均提高了土壤pH，顯著提高了土壤有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量，提高了土壤有效磷、速效鉀、有效鈣、有效鎂和有效鐵含量。表明配施有機(jī)肥能提高土壤養(yǎng)分肥力水平，提高土壤保水保肥能力。與有機(jī)肥處理相比，配施芽孢桿菌處理土壤有效養(yǎng)分含量略有增加，但不顯著。

表3 不同施肥處理貢柑收獲后土壤理化性狀Table 3 Physicochemical properties of the soil after harvest of various treatments (mg/kg)

2.3.2 土壤微生物數(shù)量 土壤微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，是土壤有機(jī)質(zhì)和土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、循環(huán)的動力，是構(gòu)成土壤肥力的重要因素，對土壤肥力貢獻(xiàn)極為重要［11-13］。土壤微生物數(shù)量檢測結(jié)果（表4）顯示，試驗(yàn)區(qū)土壤主要以細(xì)菌為主，占微生物群落的87.0%以上，其次為放線菌，占1%～10%，真菌所占比例很小，均低于4%。

試驗(yàn)結(jié)果（表4）表明，不同施肥處理對貢柑根際微生物數(shù)量具有一定的影響。有機(jī)肥處理土壤細(xì)菌數(shù)量高于化肥處理，有機(jī)肥配施復(fù)合芽孢桿菌處理土壤細(xì)菌數(shù)量顯著高于化肥處理和有機(jī)肥處理，這主要是由于復(fù)合芽孢桿菌為細(xì)菌而造成的。說明施用有機(jī)肥有利于增加土壤細(xì)菌的數(shù)量，配施復(fù)合芽孢桿菌土壤細(xì)菌數(shù)量顯著增加，而僅施化肥則對細(xì)菌數(shù)量不利。有研究［14］認(rèn)為真菌在低肥力土壤中數(shù)量較多，而高肥力土壤中較少，這間接說明了施用有機(jī)肥有利于提高土壤生物肥力。

表4 不同施肥處理收獲后土壤微生物數(shù)量結(jié)果Table 4 Soil microbial quantity after harvest of various treatments

3 討論

有機(jī)肥添加復(fù)合微生物菌劑由于含有有益微生物菌群、活性酶、有機(jī)質(zhì)及多種微量元素，因此，能改良土壤、增加產(chǎn)量、提高品質(zhì)，目前已在煙草、小麥、馬鈴薯、油菜等作物［15-19］上應(yīng)用。本試驗(yàn)貢柑通過有機(jī)肥配施復(fù)合芽孢桿菌，貢柑果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量均得到改善和提高。其原因可能是由于微生物菌劑中含有大量功能菌，功能菌的迅速繁殖優(yōu)化了土壤微生物種群結(jié)構(gòu)，土壤酶活性加快了土壤有機(jī)物質(zhì)的分解，促進(jìn)土壤中固定養(yǎng)分向有效養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而促進(jìn)植株根系及地上部的生長，提高貢柑產(chǎn)量且改善果實(shí)品質(zhì)。本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，與試驗(yàn)前土壤相比，化肥處理提高了土壤堿解氮、速效鉀含量，然而，土壤pH、土壤有效鈣和有效鎂含量仍未提高，這意味著化肥處理土壤開始酸化且土壤鈣、鎂的流失較為明顯；相反，有機(jī)肥及有機(jī)肥配施復(fù)合芽孢桿菌處理土壤堿解氮、有效磷、速效鉀、有效鈣和有效鎂均有所提高。這可能由以下原因造成：（1）施用化肥降低土壤pH，土壤中累積的大量H+可將土壤吸附的Ca2+解吸而加劇其淋失［20-21］；（2）土壤K含量增加，K+與Mg2+競爭吸附點(diǎn)位而加速M(fèi)g2+的流失［22］；（3）該試驗(yàn)點(diǎn)地處坡地，有利于Ca2+、Mg2+等鹽基離子的淋失。

4 結(jié)論

在化肥基礎(chǔ)上配施有機(jī)肥，貢柑單果重顯著提高10.5 g、糖酸比提高3.6個單位、皮肉比提高1.8個百分點(diǎn)、土壤有機(jī)質(zhì)提高1.7 g/kg，土壤堿解氮含量提高28.0 mg/kg，有機(jī)肥配施復(fù)合芽孢桿菌有提高貢柑果實(shí)品質(zhì)、產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分趨勢，顯著提高土壤細(xì)菌數(shù)量。