曾猛 潘玉蕊 彭銀 達(dá)布希拉圖
摘要:【目的】探究減量化肥配合炭基有機(jī)肥施用對設(shè)施切花月季的生長、土壤養(yǎng)分以及土壤鹽漬化指標(biāo)的影響,為科學(xué)利用炭基有機(jī)肥實(shí)現(xiàn)設(shè)施切花月季的減肥增質(zhì)和土壤改良提供技術(shù)參考。【方法】以切花月季品種國魂為試材、炭基有機(jī)肥為土壤改良材料,共設(shè)4個試驗(yàn)處理:常規(guī)化肥(CK),炭基有機(jī)肥+常規(guī)化肥(BF處理),減量化肥40%(CK40處理),炭基有機(jī)肥+減量化肥40%(BF40處理)。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),進(jìn)行一點(diǎn)6茬連續(xù)試驗(yàn),比較每一茬中不同處理對切花月季的生長、土壤性狀以及鹽漬化等指標(biāo)的影響?!窘Y(jié)果】與CK相比,BF40處理使6茬切花月季的株高、莖粗、產(chǎn)量及A級花比例顯著增加(P<0.05,下同),分別最大提高23.29%、19.86%、25.56%和149.21%,且在產(chǎn)量的穩(wěn)定性和可持續(xù)性方面表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢;同時(shí),BF40處理使耕層土壤中的有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀的含量顯著提高,且耕層土壤的pH值穩(wěn)定在6.7~7.7。與CK相比,各試驗(yàn)處理均能改善耕層土壤鹽漬化狀況,BF40處理的改良效果顯著,且BF處理和BF40處理均能顯著提高土壤保肥能力。同時(shí),BF處理和BF40處理能顯著增加土壤中細(xì)菌、真菌和放線菌的數(shù)量,且BF40處理中細(xì)菌、真菌和放線菌的數(shù)量分別最大提高150.64%、220.95%和179.27%。【結(jié)論】施用生物炭基有機(jī)肥可有效緩解月季栽培設(shè)施內(nèi)的土壤酸化、鹽漬化問題,有利于切花月季生產(chǎn)中的提質(zhì)增效,且在減量40%化肥的情況下配施效果更佳,可為設(shè)施條件下切花月季的生產(chǎn)和土壤改良提供技術(shù)參考。
關(guān)鍵詞: 減量化肥;炭基有機(jī)肥;土壤性狀;切花月季
中圖分類號: S629 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A 文章編號:2095-1191(2021)08-2202-09
Effects of reduced fertilizer combined with carbon-based organic fertilizer on growth of cut rose and soil properties in greenhouse
ZENG Meng, PAN Yu-rui, PENG Yin, Dabuxilatu*
(College of Resources and Environment, Yunnan Agricultural University, Kunming ?650201, China)
Abstract:【Objective】The purpose of this study was to investigate the effect of chemical fertilizer reduction combined with carbon-based organic fertilizer on the growth, soil properties and soil salinization indexes of roses under facility conditions, and to provide technical reference for the scientific use of carbon-based organic fertilizer to achieve the fertilizer reduction and quality improvement ?and soil improvement of facility cutting rose. 【Method】The rose(Rosa hybrida ‘Guohun) were used as test material, the carbon-based organic fertilizer was used as soil improvement material. Four experiment treatments were set in this experiment: the conventional chemical fertilizer were used as the control(CK);carbon-based organic fertilizer+conventional chemical fertilizer(BF treatment);chemical fertilizer reduction 40%(CK40 treatment);carbon-based organic fertilizer+chemical fertilizer reduction 40%(BF40 treatment). A randomized block design was used with this treatments. One point of six consecutive crops were tested to compare the effects of different treatments in each crop on the growth, soil properties and salinization of cut roses. 【Result】Compared with CK, BF40 significantly increased plant height, stem diameter, yield and A-level flower percentage of six-crop roses(P<0.05, the same below), and the maximum increase reached 23.29%, 19.86%, 25.56% and 149.21% respectively. And BF40 showed significant advantages in yield stability and sustainability. BF40 significantly increased the contents of organic matter, available nitrogen, available phosphorus and available potassium and the value of pH in topsoil was stable between 6.7 to 7.7. Compared with CK, all experimental treatments could improve the salinization of topsoil, and the improvement effect of BF40 was more remarkable. But BF and BF40 could significantly improve topsoil fertility. At the same time, BF and BF40 could increase the number of bacteria, fungi and actinomycetes in topsoil, and BF40 increased the number of bacteria, fungi and actinomycetes by 150.64%, 220.95% and 179.27% at maximum respectively. 【Conclusion】The application of carbon-based organic fertilizer can effectively alleviate the problems of soil acidification and salinization in protected cultivation of roses, which is beneficial to the improvement of quality and efficiency in the production of roses.The combined application effect is better when the chemical fertilizer is reduced by 40%, which can provide technical reference for the production of roses and soil improvement under facility conditions.
Key words: reduced fertilizer; carbon-based organic fertilizer; soil properties; cut rose
Foundation item: Major Science and Technology Project(202002AE320012)
0 引言
【研究意義】設(shè)施栽培是生產(chǎn)月季切花的主要方式,在生產(chǎn)過程中過量的肥料投入,造成了切花的產(chǎn)量和品質(zhì)下降及設(shè)施土壤鹽漬化和酸化等問題(文方芳,2016)。因此,合理減少化肥的投入量及增施有機(jī)肥對設(shè)施切花的生產(chǎn)和土壤的改良有著重要的指導(dǎo)意義,對月季切花產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著深遠(yuǎn)影響?!厩叭搜芯窟M(jìn)展】生物炭是以作物秸稈等農(nóng)林植物廢棄生物質(zhì)為原料,在絕氧或有限氧氣供應(yīng)條件下,400~700 ℃熱裂解得到的穩(wěn)定的富碳固體產(chǎn)物(NY/T 3041—2016《生物炭基肥料》),其高表面積、多孔、高碳的性質(zhì)有利于降低土壤中的鹽分,提高作物產(chǎn)量,減少肥料的投入(張偉明,2012)。錢曉雍等(2014)的研究結(jié)果表明,竹炭對設(shè)施菜地土壤可溶性鹽分有顯著的降低作用,能降低5.8%~19.1%。張芙蓉等(2015)對生物炭的研究表明,生物炭可以降低土壤的電導(dǎo)率(EC值)和可溶性鹽分含量。此外,生物炭對土壤次生鹽漬化也有良好的改良效果。施用棉花秸稈生物炭可改良新疆鹽漬化土壤的理化性質(zhì),提高作物產(chǎn)量(顧美英等,2016)。有機(jī)肥料具有巨大的表面積和表面能,是土壤中速效養(yǎng)分與緩效養(yǎng)分、有機(jī)養(yǎng)分與無機(jī)養(yǎng)分兼容的養(yǎng)分儲備庫。許多研究表明,施用有機(jī)肥能夠顯著增加土壤肥力(宇萬太等,2009),維持土壤養(yǎng)分平衡(Hao et al.,2018)。關(guān)于有機(jī)肥在切花生產(chǎn)方面的應(yīng)用,姜蓉等(2017)研究表明在設(shè)施菊花全生育期內(nèi)減量20%的化肥后配施有機(jī)肥,能保證設(shè)施菊花產(chǎn)量,且有利于改善土壤的微生物區(qū)系及提高微生物的代謝活性;施用有機(jī)肥還能提高切花菊根系活力(陳希等,2015),顯著促進(jìn)作物生長(Moon et al.,2018)。有機(jī)肥對次生鹽漬化土壤也有較好的改良效果,杜連鳳等(2005)通過盆栽試驗(yàn)證明,施用有機(jī)肥能顯著降低土壤可溶性鹽分。同時(shí),有機(jī)肥對化學(xué)肥料具有一定的替代潛能,可改善土壤微生物學(xué)性狀。李永華等(2020)的研究結(jié)果表明在保證小麥產(chǎn)量的同時(shí)有機(jī)肥可替代43%的化學(xué)肥料。任宏飛等(2020)在設(shè)施蔬菜的生產(chǎn)中配施有機(jī)肥可以優(yōu)化土壤生物群落結(jié)構(gòu),改善栽培土壤質(zhì)量,提高土壤環(huán)境的抗干擾能力。因此,在土壤的改良與培肥中生物炭和有機(jī)肥都發(fā)揮著重要作用?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前,單施生物炭或有機(jī)肥對土壤的改良較多的集中在設(shè)施蔬菜及一些大田作物中。生物炭和有機(jī)肥按一定的比例混合可制成生物炭基有機(jī)肥料(NY/T 3618—2020《生物炭基有機(jī)肥料》),其與減量化肥配施在切花月季的生長及栽培土壤改良方面的研究鮮見報(bào)道?!緮M解決的關(guān)鍵問題】以國魂切花月季(Rosa hybrida ‘Guohun)為試材,將生物炭和有機(jī)肥按照一定的比例混合制成生物炭基有機(jī)肥料,同時(shí)配合減量化肥(減量40%),進(jìn)行一點(diǎn)6茬連續(xù)試驗(yàn),探究減量化肥配合炭基有機(jī)肥施用對切花月季生長及土壤改良的影響,明確切花月季的需肥規(guī)律,為設(shè)施條件下切花月季栽培土壤的改良提供技術(shù)支撐,也為該品種的推廣提供理論參考。
1 材料與方法
1. 1 試驗(yàn)材料
試驗(yàn)材料切花月季品種國魂是云南省昆明市晉寧區(qū)昆陽街道魯姬村張良花卉專業(yè)合作社自主培育的專利品種。試驗(yàn)地點(diǎn)位于合作社塑料大棚內(nèi),棚齡為12年,前茬作物為金輝(Rosa hybrida ‘Jinhui)切花月季。棚內(nèi)土壤理化性質(zhì):pH 6.48,有機(jī)質(zhì)27.47 g/kg,堿解氮32.38 mg/kg,有效磷72.73 mg/kg,速效鉀566.93 mg/kg,全氮1.25g/kg,全磷1.04 g/kg,全鉀10.37 g/kg,EC值2.7 ms/cm。全鹽2.76 g/kg。有機(jī)肥:由煙梗堆腐發(fā)酵制作而成,有機(jī)質(zhì)≥60%,N+P2O5+K2O≥7%。生物炭:稻殼在600 ℃下用炭化工藝制成,pH 8.46,有機(jī)質(zhì)≥40%,N≥1.3%、P2O5≥1.5%、K2O≥7.2%。水溶肥:平衡肥(20-20-20)、高氮(30-10-10)、高磷(10-52-10)、高鉀(15-10-30)。
1. 2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)于2017年4月開始、2018年11月結(jié)束。炭基有機(jī)肥按照生物炭與有機(jī)肥1∶4的比例混合制成,生物炭與土壤的質(zhì)量百分比為0.43%(設(shè)計(jì)耕層為0.4 m,下同),有機(jī)肥與土壤的質(zhì)量百分比為1.73%,減量化肥處理的施用量為常規(guī)化肥施用量的60%。在連作12年的設(shè)施大棚內(nèi)進(jìn)行一點(diǎn)6茬試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)4個處理組:CK,常規(guī)化肥;BF處理,炭基有機(jī)肥+常規(guī)化肥;CK40處理,減量化肥40%;BF40處理,炭基有機(jī)肥+減量化肥40%。每個處理3次重復(fù),共12個小區(qū),隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),每個小區(qū)35 m2(5 m×7 m規(guī)格長方形),各小區(qū)內(nèi)病蟲害和除草等統(tǒng)一管理。采用根施滴灌的方式,具體施肥次數(shù)和施肥量如表1所示。試驗(yàn)期間具體的施肥措施如下:第一茬(從2017年4月22日移栽至2017年10月6日),7~9 d施一次水溶肥,每次的常規(guī)施肥所用的氮、磷、鉀肥折算為純量約為6.26 kg/ha N、7.40 kg/ha P2O5、20.53 kg/ha K2O,減量化肥處理的肥料施用量為常規(guī)施肥量的60%,即3.76 kg/ha N、4.44 kg/ha P2O5、12.30 kg/ha K2O(下同);第二茬(2017年10月7日—12月31日),10~12 d施一次水溶肥,每次常規(guī)施肥量約為12.4 kg/ha N、16.71 kg/ha P2O5、18.14 kg/ha K2O;第三茬(2018年1月1日—4月30日),10~12 d施一次水溶肥,每次常規(guī)施肥量約為14.22 kg/ha N、14.16 kg/ha P2O5、17.9 kg/ha K2O;第四茬(2018年5月1日—7月16日),10~12 d施一次水溶肥,每次常規(guī)施肥量約為17.67 kg/ha N、115.51 kg/ha P2O5、14.1 kg/ha K2O;第五茬(2018年7月17日—9月10日),8~10 d施一次水溶肥,每次常規(guī)施肥量約為16.26 kg/ha N、15.62 kg/ha P2O5、10.39 kg/ha K2O;第六茬(2018年9月11日—11月8日),5~7 d施一次水溶肥,每次常規(guī)施肥量約為9.12 kg/ha N、5.37 kg/ha P2O5、8.37 kg/ha K2O。
1. 3 樣品采集與測定
1. 3. 1 切花月季農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及品質(zhì)的測定 株高的測定:在月季開花期用直尺測定花枝底部至花蕾頂端的長度。莖粗的測定:在開花期采用游標(biāo)卡尺測定花蕾下部花莖的莖粗。產(chǎn)量的測定:月季切花采收時(shí)間為采收期內(nèi)每天早上7:00—9:00,并記錄每一茬采收期間各小區(qū)內(nèi)每天采收切花的數(shù)量,采收期結(jié)束后計(jì)算當(dāng)茬各小區(qū)采收總產(chǎn)量。月季切花的定級:根據(jù)昆明市晉寧區(qū)昆陽街道張良花卉合作社制定的標(biāo)準(zhǔn)來判定級別,花卉合作社根據(jù)云南省地方標(biāo)準(zhǔn)DB 53/T 105—2003《鮮切花質(zhì)量等級》制定,具體內(nèi)容見表2,從優(yōu)到劣依次為A級、B級、C級和D級。
1. 3. 2 土壤樣品采集及測定方法 土壤樣品為各處理小區(qū)內(nèi)每茬切花采收前采集的土壤樣品。采集每一茬切花月季第一次采收前的耕層土壤,6次采收的具體時(shí)間依次為:2017年10月6日、2017年12月31日、2018年5月1日、2018年7月16日、2018年9月10日、2018年11月8日。采用5點(diǎn)取樣法,每點(diǎn)取0~0.2 m土層土樣0.5~1.0 kg,合并各點(diǎn)樣品,混勻后,用四分法縮減樣品,最終留土樣1.0 kg。參考鮑士旦(2000)土壤農(nóng)化分析的方法測定采集土壤的堿解氮、有效磷和速效鉀含量及EC值、CEC值。用平板計(jì)數(shù)法測定土壤細(xì)菌、真菌和放線菌的數(shù)量,其中,細(xì)菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基,真菌采用孟加拉紅培養(yǎng)基,放線菌采用改良高氏Ⅰ號培養(yǎng)基。
1. 4 統(tǒng)計(jì)分析
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用EXCEL 2007進(jìn)行統(tǒng)計(jì)制圖;采用SPSS 19.0的One-way ANOVA單因素檢驗(yàn)工具分析數(shù)據(jù)的顯著性差異水平。
2 結(jié)果與分析
2. 1 減量化肥配合炭基有機(jī)肥施用對切花月季品質(zhì)的影響
由表3可知,與CK相比,其他3個處理對切花月季的株高有一定的促進(jìn)作用。其中,CK40處理第二茬和第四茬的株高顯著增加(P<0.05,下同);BF處理第三茬、第四茬和第五茬的株高顯著增加;BF40處理第一茬~第六茬的株高均顯著增加。與CK相比,BF處理除第二茬外莖粗均顯著增加,CK40和BF40處理除第一茬外莖粗均增加,但BF40處理的優(yōu)勢更顯著。但在BF40處理中株高和莖粗的最大值(90cm和9.15mm)分別較對應(yīng)CK(73cm和7.63mm)顯著提高23.29%和19.86%,說明減量化肥40%和炭基有機(jī)肥+常規(guī)化肥處理有利于提高切花月季的株高和莖粗。
由圖1可知,與CK相比,前五茬試驗(yàn)中CK40處理對每茬月季切花的A級花百分比均有提升效果,以第二茬、第三茬和第四茬提升最顯著;BF處理的A級花百分比有提升的趨勢且在最后兩茬中差異顯著;通過六茬的連續(xù)栽培試驗(yàn),與CK相比,BF40處理月季切花的A級花百分比顯著增加,BF40處理中A級花百分比的最高值(59.00%)較同時(shí)期CK(23.67%)顯著提高149.21%。即炭基有機(jī)肥配合減量化肥施用對月季切花的A級花的占比提高效果明顯。
2. 2 減量化肥配合炭基有機(jī)肥施用對切花月季產(chǎn)量的影響
如表4所示,與CK相比,CK40和BF處理的切花月季增產(chǎn)效果不顯著(P>0.05,下同),BF40處理除第五茬與CK間產(chǎn)量無顯著差異外,其他5茬的產(chǎn)量均顯著增高,其第六茬的BF40處理增產(chǎn)最高,達(dá)18.19萬枝/ha,較對應(yīng)CK(14.48萬枝/ha)顯著提高25.26%??梢?,施用炭基有機(jī)肥能顯著增加切花月季的產(chǎn)量,減量化肥對切花月季產(chǎn)量的影響不顯著,但炭基有機(jī)肥配合減量化肥施用時(shí),作用增產(chǎn)效果明顯。
2. 3 減量化肥配合炭基有機(jī)肥施用對切花月季產(chǎn)量穩(wěn)定性和可持續(xù)性的影響
由表5可知,切花月季的產(chǎn)量變異系數(shù)以CK40處理和CK最大,二者顯著高于施用炭基有機(jī)肥的處理;相反,施用炭基有機(jī)肥的BF和BF40處理的可持續(xù)性產(chǎn)量指數(shù)顯著高于CK和CK40處理,但二者間差異不顯著。故當(dāng)施用炭基有機(jī)肥時(shí),對切花月季的產(chǎn)量穩(wěn)定性和可持續(xù)性有優(yōu)勢,且減量化肥不會降低這種優(yōu)勢。
2. 4 減量化肥配合炭基有機(jī)肥施用對土壤pH和有機(jī)質(zhì)含量的影響
由圖2可知,在相同移栽時(shí)間條件下,各處理間的pH變化差異不顯著,在BF處理中土壤pH呈下降—上升—下降的趨勢。在BF40處理中,除240 d時(shí)耕層土壤pH低于7外,其他移栽時(shí)間段的土壤pH均高于7。故施用炭基有機(jī)肥對土壤酸化有一定的改良效果,且減量化肥結(jié)合炭基有機(jī)肥施用改良效果更佳。
從圖3可看出,施用炭基有機(jī)肥的BF和BF40處理的有機(jī)質(zhì)含量高于不施用炭基有機(jī)肥處理CK和CK40處理,且差異顯著;同時(shí),BF40處理的有機(jī)質(zhì)含量高于BF處理,即BF和BF40處理均顯著增加土壤有機(jī)質(zhì)含量且BF40的效果更明顯。因此,相比于常規(guī)施肥和減量施肥處理,施用炭基有機(jī)肥可顯著提高耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量。
2. 5 減量化肥配合炭基有機(jī)肥施用對設(shè)施土壤速效養(yǎng)分的影響
如圖4所示,6茬試驗(yàn)結(jié)果表明,BF和BF40處理的堿解氮含量顯著高于同一采樣時(shí)間CK和CK40處理;CK40處理與CK的堿解氮含量幾乎全時(shí)期無顯著差異,BF40與BF處理的堿解氮含量也僅在第3次采樣(2018年5月21日)有顯著差異。因此,相比常規(guī)化肥,減量化肥對土壤中堿解氮含量的影響不顯著,但施用炭基有機(jī)肥能顯著增加土壤中堿解氮含量。
由圖5可知,與CK相比,BF和BF40處理能顯著增加土壤有效磷含量;CK40處理對有效磷含量的提高效果不顯著??梢?,相比常規(guī)化肥,減量化肥對土壤中速效磷含量的影響不顯著,但施用炭基有機(jī)肥能顯著增加土壤中有效磷含量。
由對耕層土壤速效鉀含量變化結(jié)果分析(圖6)可知,隨著種植時(shí)間的增加,耕層土壤速效鉀含量有上升趨勢。其中,CK40處理對土壤速效鉀含量影響不明顯,第2次采樣(2017年12月30日)顯著低于CK采樣時(shí)。但BF和BF40處理的速效鉀含量顯著高于同一采樣時(shí)間的CK。因此,相比于常規(guī)施肥處理,施用炭基有機(jī)肥可提高耕層速效鉀含量。
2. 6 減量化肥配合炭基有機(jī)肥施用對土壤保肥能力的影響
由圖7的土壤CEC變化情況看,6茬試驗(yàn)結(jié)果均表明,施用炭基有機(jī)肥的BF和BF40處理的CEC值均高于CK,且差異顯著;BF與BF40處理的CEC值間無顯著差異,且CK40處理與CK的CEC值無顯著差異。因此,施用炭基肥可增強(qiáng)耕層土壤的保肥能力。
2. 7 減量化肥配合炭基有機(jī)肥施用對設(shè)施土壤鹽漬化指標(biāo)的影響
土壤浸出液的電導(dǎo)率的數(shù)值是土壤含鹽量高低的重要參考指標(biāo)。對供試土壤EC值變化結(jié)果分析(圖8)可知,CK40、BF和BF40處理均能顯著降低土壤EC值,但隨著種植時(shí)間的增加BF40處理的降低效果越顯著。故炭基有機(jī)肥配合減量化肥對土壤EC值有顯著降低效果,施用炭基有機(jī)肥配合常規(guī)化肥的作用效果次之。
對耕層土壤的全鹽含量進(jìn)行分析可得出:與CK相比,CK40、BF和BF40處理均能顯著降低土壤全鹽含量,且BF40處理的效果更佳(圖9)。可見,減量化肥配和炭基有機(jī)肥施用對耕層土壤的鹽漬化有顯著的改良效果。。
2. 8 減量化肥配合炭基有機(jī)肥施用對設(shè)施土壤微生物數(shù)量的影響
由表6可知,隨著移栽時(shí)間的變化,各處理的土壤細(xì)菌數(shù)量呈升高—降低—緩慢升高的變化趨勢。BF和BF40處理在任何時(shí)期的細(xì)菌數(shù)量均顯著高于CK,但CK40處理的細(xì)菌數(shù)量與CK差異不顯著。同時(shí),各處理中土壤真菌數(shù)量呈波動上升趨勢。與CK相比,BF和BF40處理的土壤真菌數(shù)量均顯著上升,但2個處理間真菌數(shù)量變化差異不顯著;CK40處理中土壤真菌數(shù)量與CK差異不顯著。此外,對于放線菌,與CK相比,BF和BF40處理顯著增加,但2個處理間變化差異不顯著。且CK40處理中放線菌數(shù)量僅在第4次(2018年7月16日)和第5次(2018年9月10日)采樣與CK的差異顯著。綜合來看,與CK相比,炭基有機(jī)肥配合減量化肥處理有利于細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量的增加,其中第3次采樣(2018年5月21日)細(xì)菌數(shù)量增加最顯著,較同時(shí)期的CK增加150.64%;第4次采樣(2018年7月16日)真菌數(shù)量增加最顯著,較同時(shí)期CK增加220.95%;第6次采樣(2018年10月27日)放線菌數(shù)量增加最顯著,較同時(shí)期CK增加179.27%。因此,炭基有機(jī)肥的施用可顯著改善耕層土壤中的微生物性狀,且減量化肥配施時(shí)改良效果更顯著。
3 討論
本研究結(jié)果表明,炭基有機(jī)肥能顯著增加切花月季的株高、莖粗、產(chǎn)量及品質(zhì),對產(chǎn)量有較好的穩(wěn)定性和可持續(xù)性,該結(jié)果與于南卓(2018)的研究結(jié)果相吻合。炭基有機(jī)肥中生物炭的多孔結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積具有良好的保肥能力,能夠吸附土壤中有機(jī)化合物或無機(jī)離子,增加作物對養(yǎng)分的吸收。且在減量化肥時(shí),切花月季的株高、莖粗、A級花率及產(chǎn)量也得到了增加,其中原因可能是,減量化肥合理地協(xié)調(diào)了土壤中氮磷鉀的配比,從而提高了月季切花的品質(zhì)。此外,在減量化肥配合炭基有機(jī)肥施用的處理中,切花月季的株高、莖粗、A級花百分比、品質(zhì)及產(chǎn)量的提高效果更顯著。陳心想等(2013)的研究也指出生物炭配合礦質(zhì)肥料施用可提高土壤中有效養(yǎng)分含量,對土壤化學(xué)性質(zhì)有一定的改善作用。因此,炭基有機(jī)肥配合減量化肥施用后使土壤中養(yǎng)分配比更協(xié)調(diào),促進(jìn)切花月季對養(yǎng)分的吸收,同時(shí)炭基有機(jī)肥結(jié)合了生物炭和有機(jī)肥的性質(zhì),有效地提升土壤的改良效果,實(shí)現(xiàn)了切花月季栽培中的減肥增效。
生物炭和有機(jī)肥單獨(dú)施用的研究結(jié)果表明,施用生物炭能夠改善土壤性狀(Ma et al.,2016),增加土壤的保肥能力,改良土壤次生鹽漬化(張瑞等,2014)。施用有機(jī)肥能顯著增加土壤肥力(李彥等,2017),改善土壤結(jié)構(gòu)(Beesley et al.,2011),降低土壤EC值和土壤鹽分含量(劉建玲等,2005)。本研究結(jié)果表明,炭基有機(jī)肥能顯著提高土壤的有機(jī)質(zhì)含量、速效養(yǎng)分含量、土壤CEC值及土壤微生物量,且降低了土壤EC值和全鹽含量,此結(jié)果與楊芳芳(2019)的研究結(jié)果中關(guān)于土壤電導(dǎo)率隨炭基有機(jī)肥的施用量增加而降低的論述一致。產(chǎn)生該結(jié)果的原因可能是:炭基有機(jī)肥自身含有多種養(yǎng)分,同時(shí)有效增加了土壤表面的負(fù)電荷數(shù)(魏曉蘭等,2017),對養(yǎng)分有一定的緩釋作用,且炭基有機(jī)肥的多孔、高碳性質(zhì)為土壤微生物提供碳源的同時(shí)也為其提供良好的棲息場所(張圣也等,2020),從而促進(jìn)微生物對養(yǎng)分的活化。在本研究中,減量化肥處理(CK40)對土壤的有機(jī)質(zhì)含量、速效養(yǎng)分含量及土壤CEC值等指標(biāo)的影響不顯著,但對土壤的EC值和全鹽含量有顯著的降低效果,可能是由于化肥減量施用從源頭上減少了土壤里鹽分的投入量,有效降低了土壤鹽漬化程度。文方芳(2016)研究得出,設(shè)施土壤的次生鹽漬化和酸化主要由于栽培過程中水肥過量投入所致,應(yīng)從源頭上嚴(yán)格管控水肥的投入。然而,減量化肥配合炭基有機(jī)肥的施用對土壤的性狀、土壤微生物量及鹽漬化的改良效果優(yōu)于施用炭基有機(jī)肥,且姜蓉等(2017)對設(shè)施菊花進(jìn)行兩年三季的田間定位小區(qū)試驗(yàn)結(jié)果表明,減量施肥配合生物有機(jī)肥能增加土壤微生物量及土壤速效養(yǎng)分含量。因此,減量化肥配合炭基有機(jī)肥可能綜合了炭基有機(jī)肥與減量化肥的優(yōu)勢,給土壤微生物提供了一個良好的生活環(huán)境,并協(xié)調(diào)了化學(xué)肥料的投入量與土壤性狀間的關(guān)系,解決了切花月季栽培中養(yǎng)分過量及次生鹽漬化的問題。綜上所述,炭基有機(jī)肥配合減量化肥能夠有效調(diào)節(jié)養(yǎng)分的供應(yīng)和剩余養(yǎng)分的累積,降低土壤次生鹽漬化程度,增強(qiáng)土壤肥力。
4 結(jié)論
生物炭基有機(jī)肥的施用可有效緩解月季栽培設(shè)施內(nèi)的土壤酸化、鹽漬化問題,有利于切花月季生產(chǎn)中的提質(zhì)增效,且在減量40%化肥的情況下配施效果更佳,可為設(shè)施條件下切花月季的生產(chǎn)和土壤改良提供技術(shù)參考。
參考文獻(xiàn):
鮑士旦. 2000. 土壤農(nóng)化分析[M]. 第三版. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社. [Bao S D. 2000. Soil and agricultural chemistry analysis[M]. The 3rd Edition. Beijing: China Agriculture Press.]
陳心想,何緒生,耿增超,張雯,高海英. 2013. 生物炭對不同土壤化學(xué)性質(zhì)、小麥和糜子產(chǎn)量的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào),33(20):6534-6542. [Chen X X,He X S,Geng Z C,Zhang W,Gao H Y. 2013. Effects of biochar on selected soil chemical properties and on wheat and millet yield[J]. Acta Ecologica Sinica,33(20): 6534-6542.] doi:10. 5846/stxb201212281891.
陳希,趙爽,姚建軍,葉燕萍,宋愛萍,陳發(fā)棣,陳素梅,董雪娜. 2015. 微生物有機(jī)肥及殺菌劑對切花菊連作障礙的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),26(4):1231-1236. [Chen X,Zhao S,Yao J J,Ye Y P,Song A P,Chen F D,Chen S M,Dong X N. 2015. Effects of bio-organic fertilizer and fungicide application on continuous cropping obstacles of cut chrysanthemum[J]. Chinese Journal of Applied Eco-logy,26(4):1231-1236.]
杜連鳳,劉文科,劉建玲. 2005. 三種秸稈有機(jī)肥改良土壤次生鹽漬化的效果及生物效應(yīng)[J]. 土壤通報(bào),36(3): 309-312. [Du L F,Liu W K,Liu J L. 2005. Effects on rape biomass and salty concentration of salinity soil applied with three straw manures and effective dose[J]. Chinese Journal of Soil Science,36(3): 309-312.] doi:10.3321/j.issn:0564-3945.2005.03.005.
顧美英,唐光木,劉洪亮,李志強(qiáng),劉曉偉,徐萬里. 2016. 施用棉稈炭對新疆連作棉花根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),27(1):173-181. [Gu M Y,Tang G M,Liu H L,Li Z Q,Liu X W,Xu W L. 2016. Effects of cotton stalk biochar on microbial community structure and function of continuous cropping cotton rhizosphere soil in Xinjiang,China[J]. Chinese Journal of Applied Ecology,27(1):173-181.] doi:10.13287/j.1001-9332.201601.002.
姜蓉,湯利,李淼,徐智. 2017. 設(shè)施土壤微生物結(jié)構(gòu)和酶活性對減量化肥配施有機(jī)肥的響應(yīng)[J]. 土壤通報(bào),48(3): 639-646. [Jiang R,Tang L,Li M,Xu Z. 2017. Response of greenhouse soil microbial community and enzyme activities to combined application of chemical fertilizer reduction with organic fertilizer[J]. Chinese Journal of Soil Science,48(3): 639-646.] doi:10.19336/j.cnki.trtb.2017. 03.19.
李永華,武雪萍,何剛,王朝輝. 2020. 我國麥田有機(jī)肥替代化學(xué)氮肥的產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)環(huán)境效應(yīng)[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué),53(23): 4879-4890. [Li Y H,Wu X P,He G,Wang C H. 2020. Benefits of yield,environment and economy from substituting fertilizer by manure for wheat production of China[J]. Scientia Agricultura Sinica,53(23):4879-4890.] doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2020.23.013.
李彥,孫翠平,井永蘋,羅加法,張英鵬,仲子文,孫明,薄錄吉,劉兆輝. 2017. 長期施用有機(jī)肥對潮土土壤肥力及硝態(tài)氮運(yùn)移規(guī)律的影響[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),36(7): 1386-1394. [Li Y,Sun C P,Jing Y P,Luo J F,Zhang Y P,Zhong Z W,Sun M,Bo L J,Liu Z H. 2017. Effects of long-term application of organic manure on soil fertility and nitrate-N transport in fluvo-aquic soil[J]. Journal of Agro-Environment Science,36(7):1386-1394.] doi:10. 11654/jaes.2017-0316.
劉建玲,杜連鳳,廖文華,賈可. 2005. 日光溫室土壤次生鹽漬化狀況及有機(jī)肥腐熟度的影響[J]. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),28(5): 16-19. [Liu J L,Du L F,Liao W H,Jia k. 2005. The status of soil salt and effects of manure maturity on it in greenhouse secondary saline soil[J]. Journal of Agricultural University of Hebei ,28(5):16-19.] doi:10.3969/ j.issn.1000-1573.2005.05.004.
錢曉雍,沈根祥,郭春霞,王玲玲,李加奎. 2014. 不同廢棄物對設(shè)施菜地次生鹽漬化土壤的修復(fù)效果[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),33(4): 737-743. [Qian X Y,Shen G X,Guo C X,Wang L L,Li J K. 2014. Reclamation of secondary salinized soils in protected vegetable fields using different wastes[J]. Journal of Agro-Environment Science,33(4):737-743.] doi:10.11654/jaes.2014.04.017.
任宏飛,高偉,黃紹文,張國剛,唐繼偉,李明悅,欒好安. 2020. 設(shè)施蔬菜有機(jī)肥/秸稈替代化肥模式對土壤線蟲群落的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),26(7): 1303-1317. [Ren H F,Gao W,Huang S W,Zhang G G,Tang J W,Li M R,Luan H A. 2020. Effects of partial substitution of chemical fertilizer with manure and/or straw on soil nematode community in greenhouse vegetable production[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers,26(7):1303- 1317.] doi:10.11674/zwyf.20016.
魏曉蘭,吳彩姣,孫瑋,湯燕,谷勛剛. 2017. 減量施肥條件下生物有機(jī)肥對土壤養(yǎng)分供應(yīng)及小白菜吸收的影響[J]. 水土保持通報(bào),37(1): 40-44. [Wei X L,Wu C J,Sun W,Tang Y,Gu X G. 2017. Effect of bio-organic fertilizer on soil nutrient supply and absorption of bok choy under different decreasing fertilization[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation,37(1):40-44.] doi:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.01.007.
文方芳. 2016. 種植年限對設(shè)施大棚土壤次生鹽漬化與酸化的影響[J]. 中國土壤與肥料,(4): 49-53. [Wen F F. 2016. Effect of planting years on soil secondary salinity and soil acidification in greenhouse[J]. Soil and Fertilizer Sciences in China,(4):49-53.] doi:10.11838/sfsc.2016 0408.
楊芳芳. 2019. 鹽堿脅迫下炭基有機(jī)肥對甜菜生長及其根際土壤特性的影響[D]. 哈爾濱: 東北農(nóng)業(yè)大學(xué). [Yang F F. 2019. Effects of biochar-based organic fertilizer on sugar beet growth and rhizosphere soil property under saline alkali stress[D]. Harbin: Northeast Agricultural University.]
于南卓. 2018. 生物炭及炭基肥料對小白菜、油菜及玉米的生長和土壤養(yǎng)分的影響[D]. 泰安: 山東農(nóng)業(yè)大學(xué). [Yu N Z. 2018. Effects of biochar and biochar-based fertilizers on the growth of cabbage,rape,maize and soil nutrients[D]. Taian: Shangdong Normal University.]
宇萬太,姜字紹,馬強(qiáng),周樺. 2009. 施用有機(jī)肥對土壤肥力的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),15(5): 1057-1064. [Yu W T,Jiang Z S,Ma Q,Zhou H. 2009. Effect of application of manure on soil fertility[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers,15(5):1057-1064.] doi:10.3321/j.issn:1008-505X.2009.05.011.
張芙蓉,趙麗娜,張瑞,黃丹楓,江洪,陳云飛,張屹東. 2015. 生物炭對鹽漬化土壤改良及甜瓜生長的影響[J]. 上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),31(1): 54-58. [Zhang F R,Zhao L N,Zhang R,Huang D F,Jiang H,Chen Y F,Zhang Y D. 2015. Effects of biochar on saline soil improvement and melon growth[J]. Acta Agriculturae Shanghai,31(1): 54-58.] doi:10.15955/j.issn1000-3924.2015.01.13.
張瑞,楊昊,張芙蓉,唐東梅,江洪,蔡保松,黃丹楓. 2014. 生物竹炭改良崇明灘涂鹽漬化土壤的試驗(yàn)研究[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),33(12): 2404-2411. [Zhang R,Yang H,Zhang F R,Tang D M,Jiang H,Cai B S,Huang D F. 2014. Effects of bamboo biochar on coastal saline soils of Chongming island,Shanghai[J]. Journal of Agro-Environment Science,33(12):2404-2411.] doi:10.11654/jaes.2014.12.018.
張圣也,付東波,劉慧敏,王柏,廖梅芳,李佐同,趙長江. 2020. 土壤中添加生物炭對鹽堿脅迫下綠豆生長的影響[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué),49(2): 68-73. [Zhang S Y,F(xiàn)u D B,Liu H M,Wang B,Liao M F,Li Z T,Zhao C J. 2020. Effects of biochar addition in soil on the growth of mung bean under salt-alkali stress[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences,49(2): 68-73.] doi:10.15933/j.cnki. 1004-3268.2020.02.009.
張偉明. 2012. 生物炭的理化性質(zhì)及其在作物生產(chǎn)上的應(yīng)用[D]. 沈陽: 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué). [Zhang W M. 2012. Physical and chemical properties of biochar and its application in crop production[D]. Shenyang:Shenyang Agricultural University.]
Beesley L,Moreno-Jiménez E,Gomez-Eyles J L,Harrisd E,Robinsond B,Sizmur T. 2011. A review of biochars potential role in the remediation,revegetation and restoration of contaminated soils[J]. Environmental Pollution,159(12): 3269-3282. doi:10.1016/j.envpol.2011.07.023.
Hao X H,Liu S L,Wu J S,Hu R G,Tong C L,Su Y Y. 2008. Effect of long-term application of inorganic fertilizer and organic amendments on soil organic matter and microbial biomass in three subtropical paddy soils[J]. Nutrient Cycling in Agroecosystems,81:17-24. doi:10.1007/s10705-007-9145-z.
Ma N N,Zhang L L,Zhang Y L,Yang L J,Yu C X,Yin G H,Timothy A D,Wu Z J,Zhu P,Ma X Z. 2016. Biochar improves soil aggregate stability and water availability in a mollisol after three years of field application[J]. Plos One,11(5): 1-10. doi:10.1371/journal.pone.0154091.
Moon K G,Um I S,Jeon S H,Cho Y S,Kim Y G,Rho I R. 2018. Effect of organic fertilizer application on growth characteristics and saponin content in Codonopsis lanceolata[J]. Horticulture,Environment,and Biotechnology,59(1): 125-130. doi:10.1007/s13580-018-0013-3.
(責(zé)任編輯 鄧慧靈)
收稿日期:2020-12-12
基金項(xiàng)目:重大科技專項(xiàng)計(jì)劃項(xiàng)目(202002AE320012)
通訊作者:達(dá)布希拉圖(1974-),https://orcid.org/0000-0003-4148-8615,博士,副教授,從事植物逆境營養(yǎng)生理和新型肥料研發(fā)研究工作,E-mail:49024470@qq.com
第一作者:曾猛(1998-),https://orcid.org/0000-0002-3085-7609,研究方向?yàn)樯锾考爸参餇I養(yǎng)診斷,E-mail:3477455743@qq.com