化肥減量配施液體有機肥對土壤理化性質(zhì)及葡萄產(chǎn)質(zhì)量的影響

唐開軍

(安徽省宣城市宣州區(qū)農(nóng)村生態(tài)能源局,安徽宣城 242000)

葡萄是一種重要的經(jīng)濟果品,具有見效快、收益高等優(yōu)點,已成為我國果農(nóng)增收的重要增長點[1]。安徽省具有良好的氣候和生態(tài)環(huán)境條件,已成為葡萄栽培大省和重要的產(chǎn)區(qū)之一。近年來,隨著觀光采摘農(nóng)業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展速度的加快,安徽省葡萄種植面積不斷擴大,產(chǎn)品種類日漸豐富,葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展的空間巨大。但果農(nóng)為了獲取經(jīng)濟效益,一味地追求產(chǎn)量,盲目增加化肥施用量,造成土壤板結(jié)、養(yǎng)分流失和面源污染等后果,導(dǎo)致果實品質(zhì)和產(chǎn)量降低,對當?shù)仄咸旬a(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了嚴重影響[2]。因此,要在保證葡萄品質(zhì)和產(chǎn)量穩(wěn)定的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)化肥的減量增效是目前安徽葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟待解決的問題。

有機肥與化肥配施可以協(xié)調(diào)土壤碳氮平衡,提高土壤生產(chǎn)力,已成為減肥增效的有效手段之一。液體有機肥是一種新型的水溶性肥料,與化肥配施可以活化土壤養(yǎng)分,促進植株對營養(yǎng)成分的吸收和利用,提升作物的品質(zhì)和產(chǎn)量[3],這種施肥方式逐漸成為我國肥料施用的重要趨勢。姜佰文等[4]研究表明,減施40%化學氮肥配施液體有機肥可提高玉米籽粒氮素積累量5.28%～10.00%,可提高籽粒氮素吸收速率21.34%～38.18%,提高產(chǎn)量8.42%～9.92%。閻立江等[5]研究了增施“榮木”液體有機肥對“明寶”草莓生長的影響,結(jié)果表明,增施液體有機肥可以有效促進草莓生長發(fā)育、改善果實品質(zhì)并增加產(chǎn)量。萬辰等[6]研究指出,在油菜田施用液體有機肥,可以在短時間內(nèi)大幅度提高土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、有效磷含量,同時可以提升土壤有機質(zhì)含量。目前,在多種作物上應(yīng)用液體有機肥均取得了良好的效果,但液體有機肥應(yīng)用于葡萄上的研究較少,尤其是化肥減量配施液體有機肥在葡萄生產(chǎn)中的應(yīng)用效果鮮見報道?；诖?筆者研究了不同用量化肥配施液體有機肥對土壤理化性質(zhì)、葡萄品質(zhì)和產(chǎn)量的影響,探究配施液體有機肥對減肥增效的潛力,以期為安徽省化肥減量和液體有機肥在葡萄上的合理應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況試驗于2020年4—9月在安徽省宣城市宣州區(qū)孫埠鎮(zhèn)西馬村葡萄園進行,該地屬亞熱帶濕潤季風氣候,年平均氣溫15.5 ℃,年平均降水量1 364.22 mm,無霜期約240 d。供試土壤屬砂質(zhì)壤土,0～20 cm土壤pH 7.14,有機質(zhì)4.53 g/kg,堿解氮36.45 mg/kg,有效磷4.27 mg/kg,速效鉀146.14 mg/kg。

1.2 供試肥料尿素(含N≥46%,購自山東中沃國際肥業(yè)有限公司)、磷酸二銨(含N≥18%、P2O5≥46%,購自濟南騰博化工有限公司)、硝酸鉀(含K2O≥51%,購自鶴壁市大德生物科技有限公司)、液體有機肥(含有機質(zhì)≥45%,N+P2O5+K2O≥5%,購自山東萬瑞谷德農(nóng)業(yè)科技有限公司)。

1.3 試驗設(shè)計供試作物為葡萄,品種為4年生“夏黑”,果園定植株行距為1.5 m×3.0 m,高寬垂架型。設(shè)5個處理:CK(全量化肥)、T1(全量化肥配施液體有機肥)、T2(化肥減量10%配施液體有機肥)、T3(化肥減量20%配施液體有機肥)、T4(化肥減量30%配施液體有機肥),化肥于萌芽期一次性開溝(距主干40 cm,溝寬32 cm,溝深50 cm)施入,液體有機肥作為基肥一次性噴灑地表,各處理施肥量見表1。各處理3次重復(fù),小區(qū)面積54 m2,隨機區(qū)組設(shè)計,各小區(qū)日常田間管理一致。

表1 試驗處理與施肥量

1.4 測定項目與方法

(1)土壤理化性質(zhì)。 果實采收期按照多點采樣法取各小區(qū)0～20 cm土層土壤樣品,混合均勻后用塑料袋密封。新鮮樣品過0.5 mm篩后放置于冰箱中待測土壤微生物量碳、氮含量和酶活性。

土壤微生物量測定參照《土壤微生物生物量測定方法及其應(yīng)用》[7],微生物量碳采用三氯甲烷熏蒸提取-容量分析法測定,微生物量氮采用熏蒸提取—茚三酮比色法測定;土壤酶活性的測定參照《土壤酶及其研究方法》[8],苯酚鈉-次氯酸鈉比色法測定土壤脲酶活性,高錳酸鉀滴定法測定過氧化氫酶活性,3,5-二硝基水楊酸比色法測定蔗糖酶活性,磷酸苯二鈉法測定堿性磷酸酶活性。

(2)果實產(chǎn)量與品質(zhì)。于果實成熟期各處理均隨機采集30串果穗,用電子天平測定單穗質(zhì)量并取平均值,并隨機選取30粒果實測定質(zhì)量并計算平均單粒質(zhì)量,各處理全部采摘量為產(chǎn)量。

從每串果穗中隨機取1粒果實,攪拌機攪成果漿后測定品質(zhì)指標。參照李合生[9]的方法,采用苯酚法測定可溶性糖含量,采用酸堿滴定法測定可滴定酸含量,采用高效液相色譜法測定維生素C含量,可溶性固形物含量采用手持數(shù)顯糖度計進行測定。

1.5 數(shù)據(jù)處理采用Excel對試驗數(shù)據(jù)進行整理,用SPSS 20.0對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,處理間差異顯著性的檢驗采用單因素方差分析法,運用Duncan法進行處理間多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對土壤理化性質(zhì)的影響

2.1.1土壤微生物量碳、氮含量。 由表2可知,不同化肥減量配施液體有機肥處理均可以對土壤微生物碳、氮含量產(chǎn)生影響。微生物碳含量方面,處理T1～T4均顯著高于CK,具體表現(xiàn)為T3>T4>T2>T1>CK,其中處理T3的含量最高;此外,土壤中微生物氮含量的表現(xiàn)與微生物碳較為相似,處理T1～T4的微生物氮含量均顯著高于CK,具體表現(xiàn)為T3>T4>T2>T1>CK,其中處理T3的含量最高。綜合來看,化肥減量配施液體有機肥可以提高土壤中微生物碳、氮含量。

表2 不同施肥處理對土壤微生物量碳、氮含量的影響

2.1.2土壤酶活性。由表3可知,不同化肥減量配施液體有機肥處理均可以對土壤酶活性產(chǎn)生不同程度的影響。土壤堿性磷酸酶活性表現(xiàn)為處理T1～T4均顯著高于CK,且處理T3活性最高,較CK增高32.50%;土壤脲酶活性表現(xiàn)為處理T1～T4均顯著高于CK,且處理T3活性最高,較CK增高13.83%;土壤過氧化氫酶活性表現(xiàn)為處理T1～T4均高于CK,且處理T2、T3、T4與CK差異均達顯著水平,處理T3的活性最高,較CK增高37.50%;土壤蔗糖酶活性表現(xiàn)為處理T1～T4均高于CK,且處理T2、T3、T4與CK差異均達顯著水平,處理T3的活性最高,較CK增高15.38%。由此可知,化肥減量配施液體有機肥可以有效提高土壤堿性磷酸酶、脲酶、過氧化氫酶、蔗糖酶的活性。

表3 不同施肥處理對土壤酶活性的影響

2.2 不同施肥處理對葡萄產(chǎn)量的影響由表4可知,不同化肥減量配施液體有機肥處理均可以對葡萄單粒質(zhì)量、單穗質(zhì)量、產(chǎn)量產(chǎn)生不同程度影響。單粒質(zhì)量表現(xiàn)為處理T3>T2>T4>T1>CK,其中處理T3、T2增加顯著,分別較CK增加14.03%、11.92%。單穗質(zhì)量表現(xiàn)為處理T3>T4>T2>T1>CK,處理T3均顯著高于其他處理,較CK增加6.95%。產(chǎn)量表現(xiàn)為處理T3>T2>T4>T1>CK,處理T3均顯著高于其他處理,較CK增產(chǎn)12.98%。由此可知,化肥減量配施液體有機肥可以有效增加葡萄單粒質(zhì)量、單穗質(zhì)量和產(chǎn)量。

表4 不同施肥處理對葡萄產(chǎn)量的影響

2.3 不同施肥處理對葡萄品質(zhì)的影響由表5可知,不同化肥減量配施液體有機肥處理均可以對葡萄品質(zhì)產(chǎn)生一定影響。處理T1～T4的可溶性固形物含量均顯著高于CK,其中處理T3最高,較CK提升了7.60%;處理T1～T4的可滴定酸含量均較CK有所降低,其中處理T3含量最低,較CK降低了17.31%;處理T2、T3的VC含量均顯著高于CK,較CK分別提升了2.50%和19.78%,處理T1和T4均低于CK;處理T1～T4的固酸比均顯著高于CK,其中處理T3最高,較CK提高了30.25%。由此可知,化肥減量配施液體有機肥可以有效改善葡萄品質(zhì)。

表5 不同施肥處理對葡萄品質(zhì)的影響

3 討論

土壤微生物量碳可以調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分的礦化、固定過程,可反映出養(yǎng)分的有效性和生物活性;土壤微生物量氮是氮素的重要儲備庫,可以反映出微生物對氮素礦化和固持作用的效果。因此,微生物量碳、氮與土壤養(yǎng)分的循環(huán)關(guān)系密切,是反映土壤肥力的重要指標之一。液體有機肥施入土壤中可以為微生物提供碳源和其他養(yǎng)分,促進微生物大量繁殖,提高土壤養(yǎng)分的有效性,同時提高微生物活性[10]。王沛裴等[11]研究指出,土壤中施入液體有機肥可以提高土壤微生物量碳、氮含量。王興龍等[12]指出,配施有機肥可大幅提高土壤微生物量碳、氮含量,但過量施用有機肥土壤微生物量碳、氮含量會降低。該研究結(jié)果表明,化肥減量配施液體有機肥后土壤微生物量碳、氮含量均顯著高于CK,且均以化肥減量20%配施液體有機肥時含量最高,當化肥減量30%配施液體有機肥時土壤微生物量碳、氮含量又呈下降趨勢,這與王興龍等[12]的研究結(jié)果一致。

土壤酶是土壤中有機質(zhì)分解、養(yǎng)分循環(huán)的重要生物學機制,可以作為土壤肥力和生物多樣性的指標,測定土壤酶活性可以預(yù)測養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化情況和土壤肥力。欒合德等[13]研究表明,配施液體有機肥可以有效提高土壤堿性磷酸酶、脲酶、纖維素酶活性。楊瓊等[14]研究指出,桑園土壤中增施蠶沙有機肥,可以顯著提高土壤中多種酶活性,且有機肥用量越高酶活性越高。該研究結(jié)果表明,化肥減量配施液體有機肥后土壤堿性磷酸酶、脲酶、過氧化氫酶、蔗糖酶的活性均顯著高于CK,且以化肥減量20%配施液體有機肥時酶活性最高,而當化肥減量30%配施液體有機肥時土壤酶活性均表現(xiàn)出降低趨勢,這與楊瓊等[14]的研究結(jié)果不一致,這可能與土壤性質(zhì)不同有關(guān)。

氮、磷、鉀是植物生長發(fā)育必需的營養(yǎng)元素,是提高產(chǎn)量的基本保障,科學合理的施肥措施是穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的重要手段。徐大兵等[15]研究指出,有機肥替代25%化肥時小白菜和生菜的產(chǎn)量與常規(guī)施肥的產(chǎn)量相當,當替代比例為50%時,可以顯著降低小白菜和生菜中的硝酸鹽含量,從而改善其品質(zhì)。楊鵬等[16]研究指出,化肥減量20%和30%配施有機肥時甘藍可增產(chǎn)9.8%以上,且減量30%時品質(zhì)更佳。該研究結(jié)果表明,化肥減量配施液體有機肥后葡萄的單粒質(zhì)量、單穗質(zhì)量、產(chǎn)量均顯著高于CK,這與以上研究結(jié)果一致。該研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn),化肥減量20%配施液體有機肥時葡萄的單粒質(zhì)量、單穗質(zhì)量、產(chǎn)量最高,當化肥減量30%配施液體有機肥時葡萄的單粒質(zhì)量、單穗質(zhì)量、產(chǎn)量均呈降低趨勢,這與陳大超等[17]研究得出的柑橘產(chǎn)量隨著有機肥替代化肥量的增加而增加的結(jié)論不一致,但與錢銀飛等[18]在水稻上的研究結(jié)果一致,這可能是由于試驗條件和作物種類的差異導(dǎo)致化肥和有機肥配施的效果不同所致。

不同施肥處理對果實的品質(zhì)產(chǎn)生不同的影響[19]。該研究結(jié)果表明,化肥減量配施液體有機肥后葡萄的可溶性固形物、VC含量以及固酸比均顯著增加,可滴定酸含量有所降低,這與閻立江等[5]、杜少平等[20]的研究結(jié)果較為相似。這主要是由于化肥減量配施液體有機肥可以為植株生長持續(xù)提供必需的養(yǎng)分,同時可以提高土壤酶活性,加快了碳水化合物的合成和轉(zhuǎn)運,促進植株生長,同時液體有機肥在分解過程中可以產(chǎn)生多種多肽類物質(zhì)和氨基酸,也有助于改善果實的品質(zhì)[21-23]。

4 結(jié)論

該試驗通過研究化肥減量配施液體有機肥對土壤理化性質(zhì)及葡萄品質(zhì)與產(chǎn)量的影響,明確了化肥減量配施液體有機肥的施用效果。綜合來看,化肥減量20%配施液體有機肥可以實現(xiàn)葡萄增產(chǎn)提質(zhì)和化肥減量增效的目的。因此,在生產(chǎn)過程中可以加強液體有機肥的推廣和應(yīng)用,為安徽省葡萄產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供保障。