生物炭和微生物菌肥配施對平歐雜種榛生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響

梁瀟，高利，吳芳，袁珺，紀金翔

（1 遼東學院農(nóng)學院，遼寧丹東 118000；2 丹東市城市環(huán)境服務中心，遼寧丹東 118001）

平歐雜種榛是由我國野生平榛和引進的歐洲榛種間遠緣雜交培育出來的優(yōu)良栽培種[1]，其果實大而美觀，殼薄、仁滿、味正，營養(yǎng)價值高，具備成熟早、耐寒性強、適應性強等特點，是世界“四大堅果”之一。近年來，遼寧省平歐雜種榛種植面積逐漸增加，但園區(qū)土壤長期施用化肥，易造成板結(jié)和退化，而且目前榛子的研究多集中在栽培管理、抗旱、肥料配施等方面，在低肥、高效改良榛子根系環(huán)境方面研究較少。生物炭含有豐富的穩(wěn)定碳及植物生長過程中所必須的營養(yǎng)物質(zhì)，比表面積大，具有疏松多孔的特性，可以改善土壤團粒結(jié)構(gòu)，促進植物生長發(fā)育[2，3]。生物炭與微生物菌劑配施，對促進作物生長、提高作物產(chǎn)量、改善作物品質(zhì)等方面的作用逐漸引起人們的注意[4]。生物炭多孔結(jié)構(gòu)有利于微生物菌的繁殖，有效改善土壤微生物、高等植物、土壤三者間的關(guān)系[5-6]。

試驗首次將生物炭應用于平歐雜種榛中，以期生物炭和微生物菌肥配施對果園土壤改良起長效作用，并提高榛樹的生長發(fā)育質(zhì)量和產(chǎn)量，最終為減少化肥施用，低肥高效發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)做好理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2019 年在遼東學院榛子示范基地進行，以6 年生平歐雜交榛子遼榛7 號為試驗材料，約為110 棵/667m2。施肥前，在試驗區(qū)分8 個地點采取土樣分析，施肥前0～20cm 土層平均肥力性狀：pH 值為5.43、銨態(tài)氮21.67mg/kg、有效磷12.05mg/kg、速效鉀98.14mg/kg、有機質(zhì)13.08g/kg、鹽分含量0.027g/kg。

供試生物炭為玉米秸稈炭，購于遼寧省金和福有限公司。測定生物炭理化性質(zhì)，含有機碳467.05g/kg、C/N為79.10、灰分20.8%、全氮13.97g/kg、全磷2.24g/kg、全鉀34.55g/kg，pH 值為8.7。微生物菌肥選用親土一號，有效活菌數(shù)≥6 億/g、有機質(zhì)≥45%，菌種為枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌。

1.2 試驗設計

選取2 個株行作為試驗區(qū)，每個試驗小區(qū)4 株，4次重復，分別設不施生物炭和微生物菌肥為空白對照（CK），單施生物炭225g/ 株（C1）、單施生物炭450g/ 株（C2）、單施微生物菌肥90g/ 株（W1）、單施微生物菌肥180g/株（W2）、生物炭225g/株與微生物菌肥90g/株配施（C1W1）、生物炭225g/株與微生物菌肥180g/株配施（C1W2）、生物炭450g/ 株與微生物菌肥90g/ 株配施（C2W1）、生物炭450g/株與微生物菌肥180g/株配施（C2W2），共計9 個處理。試驗于2019 年5 月20 日施入生物炭或微生物菌肥，施用方式為：在距離植株0.4m兩側(cè)，挖2 個深30cm、長60cm、寬20cm 的深溝，施入生物炭或微生物菌肥，對照組也進行人工翻耕，園內(nèi)的翻耕、灌溉等采用常規(guī)管理。

1.3 項目測定及測定方式

1.3.1 土壤性狀測定。施肥處理前，在樹冠下采取0～20cm 土樣，每個處理作為1 個取樣點，自然風干后過3mm 土篩。土壤養(yǎng)分含量，即銨態(tài)氮、有效磷、速效鉀、有機質(zhì)均使用YF-3000 型土壤肥料養(yǎng)分速測儀測定，pH 值測定采用電位測定法，土、水比為2.5∶1，鹽分含量使用YF-3000 型土壤肥料養(yǎng)分速測儀中的TDS筆測定。

1.3.2 葉片葉綠素和氮含量測定。試驗于2019 年6 月26 日、9 月2 日天氣晴朗的午時進行，使用SPAD 手持葉綠素儀測定。

1.3.3 產(chǎn)量及品質(zhì)測定。2019 年9 月10 日測定單株產(chǎn)量，每個處理選取無病蟲害的10 個單果晾干后，測定果皮厚度和果殼果仁橫縱徑。2019 年10 月10 日分別用塔尺、卷尺、游標卡尺測量植株的株高、冠莖、當年生枝條長度粗度。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理采用Microsoft Excel 2016 軟件進行圖表繪制，使用DPS 進行單因素方差分析和鄧肯新復極差法進行顯著性檢驗（α=0.05，α=0.01）數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥量配比對平歐雜種榛生長指標的影響

由表1 可知，生物炭和微生物菌肥配施比單施的促進效果明顯，C1W1的新生枝條長度最大，各處理與對照差異不顯著；不同處理配比對新生枝條的芽數(shù)無太大影響，C2和對照之間存在顯著差異；芽間距以C1W1最大。其中，C1W1與W1、W2、C1W2、C2W1、C2W2和對照組之間存在顯著性差異，顯著水平達0.01，可見不同施肥量對芽間距的影響效果更為明顯。隨著施肥量和不同施肥料配比量的增加，平歐雜種榛冠徑出現(xiàn)了增大趨勢，以C1W1冠徑最大，其中，C1W1與C1、W1之間存在顯著差異。

表1 不同施肥配比對平歐雜種榛生長指標的影響

2.2 不同施肥量配比對平歐雜種榛葉綠素和氮含量的影響

表2 不同施肥配比下平歐雜種榛葉綠素質(zhì)量分數(shù)和氮含量變化

研究表明，成熟期葉片的葉綠素和氮含量均高于生長期，在榛子成熟過程中，葉片光合作用也隨之加強。生長期測定時，平歐雜種榛葉片的葉綠素含量在不同處理間有較大波動，葉綠素含量保持在15.5～23.84mg/g，C2W2達到最大值為23.84mg/g，最小值為15.5mg/g，出現(xiàn)在C1處理中。C1、C2葉綠素含量、N 含量與對照相比存在極顯著差異，其他各處理與對照差異不顯著。在榛子成熟期，不同處理對葉綠素影響不顯著，施入2 種肥料，使得平歐雜種榛葉片氮含量變化較大，氮含量均在16.21%以上，但各處理與對照差異不顯著。

2.3 不同施肥量配比對平歐雜種榛產(chǎn)量的影響

由圖1 可知，施入基肥的基礎(chǔ)上，再添加生物炭和微生物菌肥能提高平歐雜種榛產(chǎn)量。平歐雜種榛的產(chǎn)量在不同處理間波動幅度較小，其產(chǎn)量范圍為3.8～5.4kg，區(qū)產(chǎn)的最大值可達5.4kg。出現(xiàn)在2 種肥料配施中，C1W1、W1、C1W1、C1W2、C2W1、C2W2的區(qū)產(chǎn)與對照組相比，增產(chǎn)率達到3.3%、20%、10%、7.8%、17.8%。由此可見，單施生物炭和微生物菌肥，對平歐雜種榛的增產(chǎn)效果影響不大，2 種肥料配施后能有效提高平歐雜種榛產(chǎn)量。

圖1 不同處理的平歐雜種榛區(qū)產(chǎn)比較

2.4 不同施肥量配比對平歐雜種榛品質(zhì)的影響

由表3 可以看出，施用生物炭和微生物菌肥對平歐雜種榛果殼的橫縱徑和厚度有一定影響，其中，C1W2橫徑最大值達20.75mm，C1、C1W2與C2W1和對照組之間存在顯著差異。不同肥料的配比施用對果殼縱徑有明顯的影響效果，以C1縱徑值最大，比對照增加了0.96mm，其中，C1與C2、W2和對照組存在顯著差異。在土壤中添加生物炭和微生物菌肥，增加了雜種榛的果殼厚度，其中，以C1W1果殼厚度最大，C1、C2、C1W1與C2W1之間存在顯著性差異，各處理與對照組之間的差異均不顯著。果仁的橫縱徑大小決定了榛子果是否優(yōu)質(zhì)，本試驗各處理的果仁橫徑與對照之間均不存在顯著差異，可見2 種肥料的施入對榛子果仁橫徑并無較大影響。

表3 不同施肥配比對平歐雜種榛果殼和果仁的影響

3 討論與結(jié)論

生物炭和微生物菌肥的結(jié)構(gòu)組分和自身有利特性引起了廣泛關(guān)注。一是這2 種肥料相對于化學肥料，可減少對環(huán)境的污染，提高肥料利用率；二是微生物菌肥可以增加土壤中的微生物數(shù)量，提高土壤中的細菌、真菌數(shù)量；三是能加強對植物營養(yǎng)物質(zhì)的供應，產(chǎn)生植物生長激素，減少植物病蟲害出現(xiàn)幾率，并提高作物產(chǎn)

量，且生物炭對土壤酶活性有顯著的促進作用。本試驗研究了生物炭和微生物菌肥的不同配比對平歐雜種榛生長狀況、產(chǎn)量構(gòu)成的影響。結(jié)果表明：2 種肥料配施對平歐雜種榛的增產(chǎn)效果比單施一種肥料更為顯著，但如何使生物炭和微生物菌肥與化肥有效的結(jié)合，并發(fā)揮出最大的功效還有待研究。

通過生物炭和微生物菌肥8 個不同的施肥處理，對平歐雜種榛的生長性狀、產(chǎn)量、出果率、出仁率、果實品質(zhì)及葉片葉綠素、氮含量的研究比較，C1W1的新生枝條、芽間距、冠徑、產(chǎn)量均為最大，與對照之間相比均有明顯的增加，其他處理與對照組相比在生長指標和產(chǎn)量方面也或多或少有增加或減少，與對照組之間的差異不顯著。2 種肥料對品質(zhì)的影響效果波動較小，各處理的果仁橫徑與對照無顯著差異，以C1W1的縱徑最大與對照之間存在極顯著差異。經(jīng)本試驗研究，2 種肥料的施用使葉片的葉綠素含量變化較大，可以發(fā)現(xiàn)，生物炭的施入，確實可以增加植株的葉綠素含量，提高植物的光合作用，從而增強光合效率和光合速率。

綜合以上分析，認為C1W1處理對平歐雜種榛的生長指標、產(chǎn)量、品質(zhì)及葉綠素含量的影響效果最佳，且經(jīng)濟效益表現(xiàn)最好，對平歐雜種榛的生長性狀、產(chǎn)量和品質(zhì)的研究均有重要意義。