不同類型微生物肥料在梨樹栽培上的應(yīng)用

鐘林炳，王道澤，黃越，陸曉林，姚燕來*，王衛(wèi)平

(1.桐廬縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 杭州 311500；2.杭州市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 杭州 310001;3.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 環(huán)境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021)

梨樹屬于薔薇科，其作為重要的經(jīng)濟(jì)果樹在全球溫帶范圍內(nèi)被廣泛種植，我國是亞洲梨的最大生產(chǎn)國[1-2]。翠冠梨屬砂梨，是由浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所雜交育成的新品種，具有適應(yīng)力強(qiáng)、易管理、早熟、果肉品質(zhì)優(yōu)良等特點[3]。此外，富含維生素和纖維等營養(yǎng)物質(zhì)的翠冠梨對很多疾病都具有良好的預(yù)防和緩解的功效[1]，因而深受我國南方市場消費者的青睞，在浙江省多地均有栽培。

在常規(guī)栽培中，果樹的施肥主要依賴化肥，或者化肥與常規(guī)有機(jī)肥配施，但長期大量施用化肥會引起土壤酸化[4]、土壤總有機(jī)碳流失[5]、胡敏酸和胡敏素含量大幅退減[6]和細(xì)菌群落豐富度的降低[7]等問題，進(jìn)而影響耕地土壤生態(tài)功能和作物產(chǎn)量。當(dāng)前隨著農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的觀念不斷深入，應(yīng)用新型肥料改良土壤性能和提高作物產(chǎn)量成為國內(nèi)外研究的熱點。微生物肥料作為綠色無污染的一類新型肥料，通過功能微生物的作用把土壤中的難溶性養(yǎng)分轉(zhuǎn)變?yōu)橛行юB(yǎng)分[8]，增強(qiáng)土壤酶的活性[9]，增加作物的抗性[10]，促進(jìn)植物的生長發(fā)育，在培肥地力[11-12]、提高農(nóng)作物產(chǎn)量[13]和品質(zhì)[14]等方面具有明顯效果。鄒麗萍等[14]研究表明，高劑量微生物肥料的施用顯著提高了櫻桃果實中糖組分含量并改善了果實風(fēng)味。吳貴平等[15]研究表明，施用微生物肥料能夠增強(qiáng)楊梅樹勢并顯著促進(jìn)果實中可溶性固形物含量的提高。因此，微生物肥料在平衡土壤環(huán)境、維護(hù)土壤健康和促進(jìn)植物生長等方面具有顯著作用，其對低成本高效益的可持續(xù)農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

目前，在田間條件下微生物肥料配施不同劑量的復(fù)合肥對番茄、西瓜及瓢葫蘆等經(jīng)濟(jì)作物生長的影響已有報道[10,13,16]，而關(guān)于微生物肥料配施復(fù)合肥對果園土壤及梨樹生長影響的研究報告較少。此外，不同微生物肥料之間在載體組成、功能微生物添加上存在較大差異，導(dǎo)致不同微生物肥料在不同作物上的應(yīng)用效果差異較大[12-13]。本研究以翠冠梨為對象，在等養(yǎng)分投入的前提下，研究不同類型的微生物肥料對土壤環(huán)境和梨樹生長的影響，通過對土壤理化特性、果實品質(zhì)和產(chǎn)量的分析，評估不同微生物肥料對土壤改良和果樹生長的施用效果，以期為微生物肥料選擇及合理施用提供理論依據(jù)，同時為后續(xù)梨樹規(guī)?；N植過程中促進(jìn)梨樹豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗地點位于浙江省桐廬縣鐘山鄉(xiāng)大市村梨園，桐廬縣現(xiàn)有蜜梨生產(chǎn)基地1 867 hm2，年產(chǎn)量2萬 t。試驗選擇相對平整的梨園作為試驗小區(qū)，并選擇長勢相對一致的梨樹。試驗時間為2019年11月至2020年9月。

試驗梨樹品種為南方砂梨翠冠(PyruspyrifoliaNakai)，試驗果樹樹齡為10 a[2]。

試驗所用普通有機(jī)肥和復(fù)合肥由園區(qū)采購，普通有機(jī)肥總養(yǎng)分為5.0%；復(fù)合肥(N、P2O5、K2O含量均為15%)[17]由江蘇中東化肥股份有限公司生產(chǎn)；沃美克土壤調(diào)理劑，總養(yǎng)分為4%，有效復(fù)合活菌數(shù)≥0.2億·g-1，由北京嘉博文生物科技有限公司生產(chǎn)；福田神菜微生物菌劑，有益活菌數(shù)≥2.0億·g-1，總養(yǎng)分為5%，由青島福田神菜農(nóng)作物管理技術(shù)有限公司生產(chǎn)；土藏金復(fù)合微生物菌劑，有效活菌數(shù)≥1.0億·g-1，總養(yǎng)分為7.5%，由北京裕豐力多金肥業(yè)有限公司生產(chǎn)。

1.2 處理設(shè)計

采用小區(qū)試驗，試驗小區(qū)位于地貌相對平整和土壤肥力基本一致的梨樹種植田塊內(nèi)，每個小區(qū)包含長勢相對一致的梨樹12株。試驗采用等養(yǎng)分設(shè)計的原則[18]，其中調(diào)理劑、微生物菌劑等微生物肥料養(yǎng)分按照總養(yǎng)分的20%作為速效養(yǎng)分進(jìn)行試驗小區(qū)用肥總養(yǎng)分的核算。

試驗區(qū)土壤pH為5.20，EC為104.50 μs·cm-1，有機(jī)質(zhì)含量為5.99 g·kg-1，全氮含量為0.39 g·kg-1，堿解氮含量為82.79 mg·kg-1，有效磷含量為270.13 mg·kg-1，速效鉀含量為281.05 mg·kg-1。

試驗設(shè)置5個處理，具體如下：1個常規(guī)施肥作為對照(CK)，根據(jù)常規(guī)施肥量施用基肥，基肥采用復(fù)合肥和普通有機(jī)肥，用量分別為每株1 kg和15 kg；2個施用不同用量沃美克土壤調(diào)理劑的處理T1和T2，其基肥用量分別設(shè)置為每株施用沃美克土壤調(diào)理劑7.5 kg并配施復(fù)合肥1.2 kg和施用沃美克土壤調(diào)理劑15 kg并配施復(fù)合肥1.1 kg；2個施用不同微生物菌劑的處理T3和T4，分別為每株施用福田神菜微生物菌劑10 kg并配施復(fù)合肥1.1 kg和施用土藏金復(fù)合微生物菌劑10 kg并配施復(fù)合肥1.0 kg?；视?1月份施用，施肥時在果樹滴水線處挖2條放射狀的溝，將基肥施于溝中，與一定量的土壤混勻后覆土。各處理小區(qū)施肥方案如表1所示。不同處理除基肥的施肥品種及用量不同外，追肥種類及用量均相同。其他田間管理措施均一致。

1.3 試驗樣品采集與記錄

試驗前采集試驗小區(qū)所在地塊土壤樣品，采樣按照多點采樣法[19]，采樣點不少于10個，作為基礎(chǔ)土壤樣品。梨成熟采收后，再次采集試驗小區(qū)土壤樣品，5個試驗處理，每個處理采集3份作為重復(fù)。每份土壤樣品量不少于2 kg，樣品采集后應(yīng)及時送至實驗室，并根據(jù)檢測指標(biāo)及時進(jìn)行相應(yīng)的處理。

翠冠梨成熟后，采收期間每個處理小區(qū)采摘的梨均單獨稱重，并記錄產(chǎn)量，采用自動分選機(jī)按照≤250 g、250～350 g、>350 g 3個等級進(jìn)行品質(zhì)分選。隨機(jī)選擇每個處理不同樹上的成熟梨6個，及時送至綠城農(nóng)科檢測技術(shù)有限公司，用于品質(zhì)的測定。

1.4 土壤理化性質(zhì)測定方法

風(fēng)干土樣按照土水比(1∶2.5)測定pH[7]和電導(dǎo)率(electrical conductivity，EC)[5]。土壤有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀滴定法測定[20]。土壤全氮含量采用濃硫酸消解和半自動凱氏定氮法測定[21]。土壤堿解氮含量采用堿解擴(kuò)散法測定[4,19]。土壤有效磷和速效鉀含量分別采用鉬銻抗比色法和醋酸銨浸提-火焰光度計法測定[22]。

1.5 果實品質(zhì)指標(biāo)的測定

總糖含量測定參照GB 5009.8—2016，可溶性固形物測定參照NY/T 2637—2014，酸度測定參照GB/T 12456—2008，VC含量測定參照GB 5009.86—2016第二法，水分測定參照GB 5009.3—2016，果實品質(zhì)委托綠城農(nóng)科檢測技術(shù)有限公司進(jìn)行檢測。

1.6 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

使用Excel 2010、SPSS 17.0和Origin pro 2017c軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、方差分析并作圖。不同數(shù)據(jù)組間差異顯著性采用Tukey法進(jìn)行多重比較(P<0.05)，所有數(shù)據(jù)均用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對土壤pH的影響

不同處理土壤pH如圖1所示，與處理前相比，CK、T1和T2土壤pH均顯著升高，分別為5.34、5.46和5.82；而施用微生物菌劑處理T3和T4降低了土壤pH，2個處理土壤pH均顯著低于初始土壤和CK。

柱間無相同字母表示處理間差異顯著(P≤0.05)。圖2～4同。

2.2 不同處理對土壤EC的影響

不同處理土壤EC值如圖2所示，CK和T1、T2的EC值低于處理前初始土壤，其中T1的土壤EC值最低，T3和T4土壤EC值高于初始土壤、CK和其他處理。方差分析顯示各處理之間土壤EC值呈顯著差異，T3最高，T4次之，T3和T4均要顯著高于初始土壤、CK、T1和T2。而初始土壤、CK、T1和T2之間無顯著差異。

圖2 不同肥料處理對土壤EC值的影響

2.3 不同處理對土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

不同處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量如圖3所示，桐廬鐘山鄉(xiāng)梨園主要是沙壤，土壤有機(jī)質(zhì)含量較低，初始時土壤有機(jī)質(zhì)含量僅為5.99 g·kg-1。梨成熟后采集土壤樣品測定表明，施用各類有機(jī)類肥料均可提高土壤的有機(jī)質(zhì)含量，其中施用土藏金復(fù)合微生物菌劑的T4處理土壤有機(jī)質(zhì)含量最高，T3次之，其次為CK、T2和T1。方差分析顯示各處理之間土壤有機(jī)質(zhì)含量呈顯著差異，T4要顯著高于初始土壤、CK和其他處理，CK、T1和T2之間無顯著差異。

圖3 不同肥料處理對土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

2.4 不同處理對土壤養(yǎng)分含量的影響

不同處理對土壤養(yǎng)分含量的影響如圖4所示。初始土壤全氮含量較低，CK和各個處理均要顯著高于初始土壤，其中T4最高，較初始土壤提高333.08%，T1最低，T2、T3和T4又均要高于對照。方差分析顯示各處理之間土壤全氮含量呈顯著差異(P<0.05)，CK和各處理均要顯著高于初始土壤，T4要顯著高于CK和其他處理，CK要顯著高于T1(圖4)。

CK和各個處理的堿解氮含量均要顯著高于初始土壤，T3和T4均要高于CK、T1和T2，而T2要高于對照和T1。方差分析顯示各處理之間土壤堿解氮含量呈顯著差異，T3和T4要顯著高于初始土壤、CK和其他處理，T2要顯著高于初始土壤、CK和T1(圖4)。

CK有效磷含量達(dá)到477.34 mg·kg-1，高于初始土壤和其他各個處理，梨采收后，各個微生物肥料處理的土壤有效磷含量均要低于初始土壤，其中T1最低。方差分析顯示各處理之間土壤有效磷含量呈顯著差異，CK要顯著高于初始土壤和其他處理，初始土壤中有效磷含量要顯著高于T1、T2和T4(圖4)。

圖4 不同肥料處理對土壤全氮、堿解氮、有效磷和速效鉀的影響

CK土壤速效鉀含量最高，達(dá)到558.34 mg·kg-1，高于初始土壤和其他各個處理，其次為施用微生物菌劑的T4和T3，施用土壤調(diào)理劑的T1和T2最低。方差分析顯示各處理之間土壤速效鉀含量呈顯著差異，CK要顯著高于初始土壤和其他處理，初始土壤中速效鉀含量要顯著高于T1和T2(圖4)。

2.5 不同施肥處理對梨產(chǎn)量的影響

梨成熟采摘期間統(tǒng)計不同處理的梨總產(chǎn)量、有效總果數(shù)及等級等指標(biāo)如表1所示。T1總產(chǎn)量最高，達(dá)到604.60 kg；其次為T2，達(dá)到568.80 kg；CK和T3總產(chǎn)量相接近，分別為496.25 kg和492.11 kg；T1和T2較CK增產(chǎn)分別為21.83%和14.62%；T3和T4較CK減產(chǎn)分別為0.83%和23.92%。T1單株梨樹平均產(chǎn)量也是最高，達(dá)到50.38 kg，T2其次，T4最少。T1有效果數(shù)最高，為1 694個；其次為T2，達(dá)到1 542個；T4最少為1 031個。T3平均單果重最高，達(dá)到374.38 g；CK其次，為372.52 g；T1處理平均單果重相對較低，僅為356.84 g，比對照減少4.21%。

表1 不同肥料處理對翠冠梨果實產(chǎn)量的影響

一般認(rèn)為大于250 g的梨屬于優(yōu)質(zhì)果，采用分選機(jī)對每個處理采摘后的梨進(jìn)行分選，不同處理的優(yōu)質(zhì)果率如圖5所示。對照和各個處理的優(yōu)質(zhì)果率均達(dá)到97%以上，其中T2最高為98.0%，T3次之為97.8%，T1和T4相一致為97.4%，對照最低為97.2%。

圖5 不同肥料處理各級果的比例

2.6 不同施肥處理對梨品質(zhì)的影響

T1和T3總糖含量最高均為8.0%；CK最低，為5.4%；各處理的總糖含量均要高于CK。T1可溶性固形物最高，達(dá)到10.0%；其次為CK；T2和T4相對較低，均為9.0%。CK的酸度較高，達(dá)到0.76%，其次為T4，T1的酸度較低，為0.47%。計算各個處理的糖酸比，T1最高達(dá)到17.02，T3其次為16.00，對照最低僅為7.11。CK和各個處理梨的pH基本一致，均在4.9左右(表2)。

表2 不同肥料處理對翠冠梨果實品質(zhì)的影響

3 小結(jié)與結(jié)論

土壤理化性狀是影響植物生長及產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，長期施用化肥容易導(dǎo)致土壤質(zhì)量退化，從而影響農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)。近些年來，為了減少化肥施用，改良土壤理化性狀，我國在大力鼓勵施用有機(jī)肥料的同時，不斷加強(qiáng)綠色高效新型肥料的研究與開發(fā)，其中微生物肥料作為一種綠色新型肥料成為研究的熱點[13]，研制和開發(fā)了大量不同類型的微生物肥料。研究表明，與常規(guī)有機(jī)肥相比較，施用微生物肥料能顯著促進(jìn)土壤速效養(yǎng)分的釋放[8]，提高土壤中養(yǎng)分的利用率；增加土壤中微生物的多樣性[12]，降低土壤中的病原菌相對豐度[10]，富集大量的有益微生物，從而維護(hù)宿主植物的健康[12]。但不同微生物肥料之間由于載體差異、功能微生物不同，不同微生物肥料應(yīng)用效果存在較大差異[10,12-13]。本研究結(jié)果表明，不同微生物肥料對梨園土壤理化性狀影響存在較大差異。施用沃美克土壤調(diào)理劑能提高土壤pH，且土壤pH隨著用量的增加而增加，對土壤EC值無顯著影響，而施用微生物菌劑T3和T4降低了土壤pH，同時使得土壤EC值顯著增加，從而增加土壤酸化和鹽漬化的風(fēng)險，可能是由于這2種微生物菌劑的載體基質(zhì)中存在著較高的胡敏酸和鹽所引起[23-25]。施用不同有機(jī)類肥料均可以增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，但施用土藏金復(fù)合微生物菌劑對于土壤有機(jī)質(zhì)含量增加最顯著，相同用量下施用沃美克土壤調(diào)理劑對于土壤有機(jī)質(zhì)含量增加作用要低于常規(guī)有機(jī)肥，可能是由于沃美克土壤調(diào)理劑中易氧化有機(jī)質(zhì)含量較高[26]。施用不同類型有機(jī)類肥料均可提高土壤中的全氮和堿解氮含量，其中福田神菜微生物菌劑和土藏金復(fù)合微生物菌劑對于土壤全氮和堿解氮的提升作用要高于普通有機(jī)肥，而沃美克土壤調(diào)理劑對于土壤全氮和堿解氮的影響隨著用量的增加而增加，在相同用量情況下優(yōu)于普通有機(jī)肥。施用普通有機(jī)肥會造成土壤中有效磷和速效鉀含量的顯著增加，而施用微生物肥料對于土壤中有效磷的含量無顯著影響，且要低于初始有效磷，不同微生物肥料對速效鉀含量的影響不同，施用福田神菜微生物菌劑和土藏金復(fù)合微生物菌劑增加了土壤中的速效鉀，而施用沃美克土壤調(diào)理劑的處理速效鉀含量要低于初始土壤，這個可能與不同有機(jī)類肥料的原料組成有關(guān)，園區(qū)購買的普通有機(jī)肥主要以畜禽糞為原料，而當(dāng)前畜禽糞中磷、鉀含量較高[8]，另外也與梨樹對土壤中養(yǎng)分的吸收有關(guān)，在相同養(yǎng)分施用量情況下，產(chǎn)量高的梨樹對于養(yǎng)分的吸收也相對較多[12]。

農(nóng)作物產(chǎn)量是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的重要因素。許多研究表明，施用微生物肥料可顯著提高果樹的產(chǎn)量[27]。試驗中，施用沃美克土壤調(diào)理劑的2個處理T1和T2產(chǎn)量均要高于CK，施用福田神菜微生物菌劑處理T3產(chǎn)量與CK差異較小，而土藏金復(fù)合微生物菌劑處理T4產(chǎn)量要低于CK。施用沃美克土壤調(diào)理劑的2個處理對于小區(qū)產(chǎn)量的增加主要表現(xiàn)在提高了梨樹的結(jié)果率，但結(jié)果數(shù)量增加后，使得梨單果重較CK有所下降。因此，施用沃美克土壤調(diào)理劑提高梨樹結(jié)果率，從而促進(jìn)梨樹增產(chǎn)，而施用福田神菜微生物菌劑和土藏金復(fù)合微生物菌劑對于梨樹產(chǎn)量增加無顯著作用。

農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的重要內(nèi)在因素，其中水果類農(nóng)產(chǎn)品的重要品質(zhì)指標(biāo)包括總糖、可溶性固形物、總酸等，其中糖含量及糖酸比在果實風(fēng)味中起到了主要作用[14]。本研究表明，施用不同微生物肥料對于梨品質(zhì)的提高均有作用，各處理的總糖和糖酸比均要高于CK。其中施用沃美克土壤調(diào)理劑的T1和福田神菜微生物菌劑的T3顯著促進(jìn)了果實中糖的積累及酸度降低，2種處理的糖酸比分別達(dá)到了17.02和16.00，高于對照和其他處理，從而提高了果實的風(fēng)味。T1處理的可溶性固形物也要高于CK和其他處理。說明施用合適用量的沃美克土壤調(diào)理劑不僅有助于增加梨的產(chǎn)量，而且可以提高梨的品質(zhì)。

綜上所述，本研究在等養(yǎng)分施用條件下，比較了不同微生物肥料對梨園土壤理化性質(zhì)及梨產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，不同微生物肥料對于梨園土壤理化性狀和養(yǎng)分以及梨產(chǎn)量和品質(zhì)的影響差異較大，本試驗中每株施用7.5 kg沃美克土壤調(diào)理劑并配施復(fù)合肥作為基肥有助于提高土壤pH，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，不會造成土壤EC值的增加，且能提高梨的產(chǎn)量和品質(zhì)，更適于梨樹栽培施用，但其長期施用對于梨樹栽培的影響還有待進(jìn)一步考察。