管 冠，何天養(yǎng)，姚鋒先，劉桂東，周高峰

(贛南師范大學 國家臍橙工程技術(shù)研究中心，江西 贛州 341000)

?

·園藝科學與生物技術(shù)·

土壤改良劑對贛南果園土壤磷及微生物的影響*

管 冠，何天養(yǎng)，姚鋒先，劉桂東，周高峰

(贛南師范大學 國家臍橙工程技術(shù)研究中心，江西 贛州 341000)

贛南地區(qū)是我國主要的臍橙產(chǎn)區(qū)，土壤貧瘠且偏酸，長期不合理的化肥施用導致土壤的退化現(xiàn)象日漸顯現(xiàn).本試驗以贛南果園紅壤作為實驗材料，結(jié)合盆栽實驗，研究了一種贛州信豐臍橙果園長期應用的土壤改良劑對土壤pH、無機磷形態(tài)，土壤微生物數(shù)量的影響.研究結(jié)果表明，T3處理對土壤的改良效果最好，對土壤中可利用磷的水平有明顯促進作用，并且在有效提高土壤pH的同時也有促進了土壤微生物的生長.

土壤改良劑；可利用磷；微生物；贛南臍橙果園

贛南地區(qū)作為中國臍橙主產(chǎn)區(qū)，臍橙果園土壤以酸性紅壤為主，土質(zhì)偏酸且有機質(zhì)含量較低[1-3]，為維持當?shù)啬毘犬a(chǎn)量和品質(zhì)的穩(wěn)定，化肥的長期施用成為常態(tài)，由此帶來了一系列諸如土壤退化等問題的發(fā)生，制約了臍橙產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[4-5].為了解決這些問題，果農(nóng)在柑橘果園中廣泛運用土壤改良劑[6].土壤改良劑是指能改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤理化性質(zhì)、促進土壤形成穩(wěn)定的團粒結(jié)構(gòu)及土壤膠體復合體的制劑[7].不僅能有效改善土壤的酸堿度和質(zhì)地等理化性質(zhì)，還可以在改善土壤養(yǎng)分狀況的同時，促進土壤中微生物活動，有利于退化板結(jié)土壤的生態(tài)恢復[8].土壤改良劑種類繁多，對土壤改良的作用機制也有差異，但總體而言，都是通過改善土壤的理化性質(zhì)，從土壤環(huán)境的改良入手，使之更適于各種土壤微生物的生長，促進土壤生物學性質(zhì)的提高，以達到改善土壤目的[9].有研究表明，適宜的土壤改良劑不僅能夠有效的改善土壤性狀和土壤結(jié)構(gòu)，能夠?qū)ν寥乐械奈⑸锂a(chǎn)生積極的影響，改善土壤的質(zhì)量[10]，而且能夠有效地控制土壤營養(yǎng)元素的流失[11].

磷是土壤營養(yǎng)元素中不可或缺的組成成分，在植物生長過程中的作用不可替代，主要參與合成植物生長所需的部分大分子物質(zhì)，適量施用磷肥可以促進作物的生長[12-14].土壤中磷可以分為有機磷、無機磷，無機磷中又可分為可溶性磷、磷酸鈣、磷酸鋁、磷酸鐵和閉蓄態(tài)磷酸鹽(即為氧化物包裹的磷酸鋁和磷酸鐵).研究表明，土壤有效磷含量常隨改良劑施入量的增加而增加[15].在酸性土壤中適當提高土壤pH值可以有效提高土壤的供磷能力[16].而作為臍橙果園土壤生態(tài)系統(tǒng)的組成成分，土壤中的微生物在果園土壤結(jié)構(gòu)、土壤元素的轉(zhuǎn)化中發(fā)揮著重要的作用，直接參與臍橙果園土壤的形成發(fā)育、物質(zhì)循環(huán)和肥力演變過程[17].一般認為，植物根系-土壤-微生物三者共同構(gòu)建了根系土壤的生態(tài)平衡，其中任一因素遭到破壞，都會影響植株生長、從而進一步影響臍橙果實的產(chǎn)量與品質(zhì).研究表明，不同的土壤微生物因為它的活性和代謝產(chǎn)物的不同，對土壤的質(zhì)量和果樹營養(yǎng)產(chǎn)生不同的作用[18].有報道稱，果園土壤微生物中細菌對果園土壤作用強度和影響最大，放線菌和真菌類對果園土壤的影響次之[19].

根據(jù)中國贛南臍橙果園土壤退化的現(xiàn)狀，我們認為適量土壤改良劑的施用能夠在較短時間內(nèi)緩解這一問題，同時也有利于土壤的可持續(xù)利用，具有重要的環(huán)境意義.本文采用來自贛南果園的純凈紅壤為底物，在添加主成分為石灰的不同用量改良劑的基礎上，采用盆栽實驗定期測定分析被測土壤pH和各級磷的含量，研究土壤改良劑對土壤pH和土壤磷形態(tài)的影響，及土壤細菌、真菌、放線菌的動態(tài)變化.以期為贛南臍橙果園土壤改良提供數(shù)據(jù)支撐，同時為國內(nèi)臍橙果園土壤改良的相關(guān)研究提供參考.

1 材料和方法

1.1 試驗地點及材料的選擇

選取贛南果園的純凈紅壤備用，采用直徑20 cm，高40 cm的塑料盆缽.每缽裝8 kg土壤，裝盆種植臍橙枳殼砧紐荷爾幼苗.試驗按照改良劑的比例設置7個處理，每處理三個重復.盆栽試驗在贛南師范大學溫網(wǎng)室實驗基地進行，磷形態(tài)及盆栽試驗均在每個月檢測一次.

表1 不同處理的改良劑比例設置

圖1 不同比例的土壤改良劑對土壤pH的影響

1.2 土壤改良劑試驗方案

土壤改良劑試驗方案處理具體設置方式如表1所示： 設置7個處理，每個處理3個重復，另外三個不做處理內(nèi)對照做磷形態(tài)分級.共21盆，所用改良劑取自贛州信豐果園基地.

1.3 土壤pH的測定

土壤pH值采用pH計法(水土比1∶1)[20].

1.4 磷形態(tài)的分級測定

磷形態(tài)的分級采用STM磷及分級測定的方法[21].

1.5 土壤微生物數(shù)量測定

細菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基平板培養(yǎng)測定；真菌采用孟加拉紅培養(yǎng)基平板培養(yǎng)測定；放線菌采用高氏l號培養(yǎng)基平板培養(yǎng)測定[22].

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

試驗測定數(shù)據(jù)采用MS Excel 2010進行處理，SigmaPlot 10.0作圖，采用SAS 8.0統(tǒng)計分析軟件進行方差分析、顯著性分析.

2 結(jié)果分析與討論

2.1 土壤改良劑對土壤pH的影響

從圖1中可看出，T4、T5、T6的pH與對照相比有了顯著增加，改良后偏堿性.T2、T4、T5、T6的土壤pH在改良劑的添加之后隨時間呈先升后降趨勢變化.值得注意的是，T3對酸性土壤pH的改良效果明顯，改良后其pH水平顯著大于CK，其改良效果在1月到4月呈先降后升的趨勢，T4、T5、T6的pH在改良劑添加初期上升最為顯著，此時改良作用效果取決于改良劑的初始添加量，T1、T2、T4、T5、T6的土壤pH在2月-4月逐漸下降，而T3的土壤pH在2-4月穩(wěn)定在6.5附近，表明T3的改良劑較為適量，有利于土壤改良后pH環(huán)境的維持.

2.2 土壤改良劑對土壤無機磷形態(tài)的影響

表2 土壤改良劑對土壤無機磷形態(tài)的影響

注：采樣時間在處理四個月之后，其中P<0.05.

從表2中可以看出，T3在增加pH的基礎上，土壤鐵鋁磷含量也沒有顯著降低.Al-P、Fe-P隨著土壤改良劑添加量的增多而逐漸減少，如T4與CK相比，其Al-P含量降低了44.25%-45.93%，F(xiàn)e-P含量降低了48.81%-51.78%，而T5，T6的Al-P、Fe-P含量與CK相比其降低幅度更大(52.66%-53.35%，42.63%-52.36%，44.78%-48.30%，47.18%-56.88%)，相反，Ca-P、O-P隨著土壤改良劑的添加而增加.

鐵鋁磷屬于土壤可利用磷，研究結(jié)果表明，T1、T2的可利用含量相比CK均能基本保持穩(wěn)定，而T4、T5、T6的可利用磷含量顯著降低.T3的土壤鐵鋁磷含量相比CK沒有顯著降低，其添加的改良劑劑量較為合理.隨著土壤改良劑逐漸增加，土壤堿性越強，鐵鋁離子就越少，Ca-P增加原因在于改良劑本身鈣含量較多，隨改良劑的施用量增加而增加.O-P是蓄閉態(tài)磷，隨改良劑中磷酸鹽帶入而增加.

2.3 土壤改良劑對土壤微生物數(shù)量的影響

2.3.1 土壤改良劑對土壤細菌數(shù)量的影響

圖2 土壤改良劑對土壤細菌數(shù)量的影響

圖3 土壤改良劑對土壤放線菌數(shù)量的影響

圖4 土壤改良劑對土壤真菌數(shù)量的影響

從圖2可以看出，與對照處理(CK)相比，適量添加土壤改良劑有助于土壤細菌數(shù)量的增多(T2, T3)，且在處理前期表現(xiàn)更為突出.其中，一月份T3的土壤細菌數(shù)量多于CK53.5%-75.3%，多于T214.7%-31.1%.但隨著時間推移，T2、T3的細菌數(shù)量逐步接近.

在整個試驗期間，T1和CK相比土壤細菌數(shù)量沒有顯著差異，變化趨勢也類似.而其他幾組處理(T4、T5、T6)與T3相比，其土壤中細菌的數(shù)量較低，表明過量添加土壤改良劑不利于土壤細菌數(shù)量的增加.

果園土壤中常見的細菌一般更適于在pH6.5-7.0條件下生存[23]，溫暖濕潤且有機質(zhì)豐富的土壤中也細菌數(shù)量更多[24].T4、T5、T6的土壤偏堿性，不適于土壤細菌的生長.而T2、T3在后期土壤細菌數(shù)量沒有差別的原因可能在于隨著時間的推移，土壤環(huán)境溫度上升，細菌大規(guī)模繁殖，從而使得試驗初期的數(shù)量差異消失[25].

2.3.2 土壤改良劑對土壤放線菌數(shù)量的影響

與土壤細菌不同，在一月的試驗初期，土壤改良劑的添加使土壤放線菌數(shù)量發(fā)生了顯著下降.除添加土壤改良劑較少的T1與對照處理(CK)相比沒有顯著差異外，其他幾組處理(T2、T3、T4、T5、T6)的土壤放線菌數(shù)量均顯著低于對照(CK)，其幅度分別為46.7%-51.1%, 34.9%-41.2%, 64.1%-70.8%, 54.8%-64.7%, 59.8%-69.0%(圖3).

在本試驗條件下，T1、T2、T3相比T4、T5、T6的土壤放線菌數(shù)量較多，這一規(guī)律在試驗處理后期的四月表現(xiàn)的尤為明顯.其中，T3相比T4其土壤放線菌數(shù)量增加了30.6%-41.1%.

土壤放線菌適宜在通氣良好的中性或者稍微偏堿性的土壤中生存，其生長速度較慢，對有機物的含量沒有特別的要求[26].臍橙果園土壤以紅壤為主，黏性較大，通氣性較差，放線菌生存環(huán)境相對脆弱[27].在實驗開展初期，土壤改良劑的添加對土著土壤環(huán)境的沖擊較大，造成了土壤放線菌數(shù)量的顯著降低.而T1處理中土壤改良劑添加量較少，其放線菌數(shù)量也沒有顯著下降.隨著改良劑添加時間的推移，土壤結(jié)構(gòu)有所改善，放線菌數(shù)量才逐步增加[28].

2.3.3 土壤改良劑對土壤真菌數(shù)量的影響

土壤真菌能夠促進植物養(yǎng)分吸收，與前兩種微生物的生存條件不同，除了依賴土壤pH外，土壤中真菌的生存還依賴于有機物的含量[21].在本試驗中，適量土壤改良劑的添加增加了土壤真菌的數(shù)量.在土壤改良劑添加初期(一月)，與對照處理(CK)相比，T2、T3、T4的土壤真菌數(shù)量分別增加128%-181%，108%-135%，48.1%-78.8%.而過量土壤改良劑的添加使土壤真菌數(shù)量下降，偏高的pH環(huán)境不利于土壤真菌的生存，研究結(jié)果表明，T6添加土壤改良劑最多，其土壤真菌數(shù)量也最低，與對照處理(CK)相比，其土壤真菌數(shù)量下降了64.4%-68.2%.

由圖4可見，從一月到三月，土壤真菌數(shù)量在T1、T2、T3中較多，而在T4、T5、T6中較少.研究結(jié)果表明，在土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的情況下，添加適量土壤改良劑有助于土壤真菌數(shù)量的增加.而過于偏堿性的土壤與土壤中較高的水分含量會抑制土壤真菌的生長.本試驗中4月正值贛南地區(qū)的雨季，各處理的土壤真菌數(shù)量均較低.

3 結(jié)論

本次實驗中，每千克土壤添加4g改良劑對土壤各級磷含量和pH的改良效果最好，且比較穩(wěn)定，有效地改良了土壤pH，并穩(wěn)定了土壤中可利用無機磷的含量.同時也能夠促進土壤微生物數(shù)量的增加和酶活性的提高，適量的土壤改良劑能夠有效合理地調(diào)節(jié)土壤的酸堿度，同時穩(wěn)定土壤中可利用磷的水平，促進微生物的生長，有利于植物的生長發(fā)育，所以合理使用改良是保持土壤營養(yǎng)元素的情況下改良土壤酸堿度的有效措施.

[1] 方財源.贛南臍橙產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與對策[J].中國果業(yè)信息,2006,(4):13-14.

[2] 俞云,翁貞林.對發(fā)展贛南臍橙生產(chǎn)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)區(qū)的幾點思考[J].中國果菜,2004,(2):11-12.

[3] 史強,馬永平.適應贛南丘陵山區(qū)臍橙果園機械化節(jié)水灌溉技術(shù)探討[J].南方農(nóng)機,2004,(2):25-26.

[4] 管冠,姚鋒先,劉桂東,等.不同施肥年限對贛南臍橙果園土壤酶活性及微生物種群的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學,2016,44(2):382-385.

[5] 孫永明,黃欠如,葉川,等.江西尋烏臍橙果園土壤養(yǎng)分變化特征研究[J].中國南方果樹,2014,43(4):60-64.

[6] 陳克林.柑桔園施用TC土壤改良劑的效應[J].青海農(nóng)林科技,2002,(4):5-7.

[7] 王仁山,張春華,徐艷玲,等.“闊立”牌酸性土壤改良劑在玉米生產(chǎn)中的使用效果初報[J].磷肥與復肥,2009,24(3):039.

[8] 吳海勇,李明德,劉瓊峰,等.不同土壤改良劑在紅壤旱地上的應用效果[J].湖南農(nóng)業(yè)科學,2010,(6):45-47.

[9] 解開治,徐培智,嚴超,等.不同土壤改良劑對南方酸性土壤的改良效果研究[J].中國農(nóng)學通報,2009,25(20):160-165.

[10] 陳義群,董元華.土壤改良劑的研究與應用進展[J].生態(tài)環(huán)境,2008,(3):1282-1289.

[11] 姬紅利.土壤改良劑對植物—土壤磷吸收及流失的影響[D].南京:南京林業(yè)大學,2011.

[12] 張建堂.慶陽地區(qū)土壤中微量元素的狀況與肥效[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技,1988,(8):009.

[13] 吳一群.高磷對蔬菜生長的影響及其環(huán)境效應[D].福州:福建農(nóng)林大學,2008.

[14] 周勇民.土壤中有效磷含量測定方法探討[J].河南化工,2010,27(24).

[15] 郭和蓉,陳瓊賢,鄭少玲,等.營養(yǎng)型土壤改良劑對酸性土壤磷活化以及玉米磷吸收的影響[C〗//全國青年植物營養(yǎng)與肥料科學工作者學術(shù)討論會,2002.

[16] 文勤亮,郭倩楠,祝媛,等.南方酸性土壤團聚體對磷的吸附解吸特征及pH值的影響[J].黑龍江大學自然科學學報,2014,(6):800-805.

[17] 賀紀正,王軍濤.土壤微生物群落構(gòu)建理論與時空演變特征[J].生態(tài)學報,2015,35(20):6575-6583.

[18] 王樹桐,梁魁景,王亞南,等.不同樹齡蘋果園土壤微生物的差異及對蘋果砧木生長的影響[J].果樹學報,2011,(3):384-388.

[19] 王桂芳.沼液配施鉀肥對蘋果園土壤酶活性和土壤微生物數(shù)量及果實品質(zhì)的影響[D].西安:西北農(nóng)林科技大學,2009.

[20] 魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學分析方法[M].北京:中國農(nóng)業(yè)科技出版社,1999.

[21] Hedley M J, Stewart J W B, Chauhan B S. Changes in inorganic and organic soil phosphorous fractions induced by cultivation practices and by laboratory incubations. Soil Sci Soc. Am. 1982,46:970-976.

[22] 土壤微生物分析方法手冊[M]. 北京:農(nóng)業(yè)出版社,1986.

[23] 魏欽平,齊鴻雁,等.北京果園土壤養(yǎng)分和pH與微生物數(shù)量的相關(guān)分析及優(yōu)化方案[J].果樹學報,2011,(1):15-19.

[24] 微生物肥料對云煙87根系生長及其根際土壤細菌群落多樣性影響[D].福州:福建農(nóng)林大學,2015.

[25] 王世強,朱艷華,時俠飛.土壤環(huán)境對菌肥移居微生物各生理群生長的影響[J].黃山學院學報,2013,15(5):50-53.

[26] 鄒漢玄,孫定國.土壤微生物對柑桔生長及產(chǎn)量的影響[J].果樹學報,1994,(1):19-22.

[27] 范玉蘭,薛珺,梁梅青,等.贛南臍橙果園土壤有機質(zhì)變化特征研究[J].中國南方果樹,2012,41(4):18-20.

[28] 矯威.不同改良劑對作物生長發(fā)育及酸性土壤理化性狀的影響[D].武漢:華中農(nóng)業(yè)大學,2014.

Effects of Soils Conditioner on Soil Phosphorus Forms and Microbes in Gannan Navel Orange Orchard

GUAN Guan, HE Tianyang, YAO Xianfeng, LIU Guidong, ZHOU Gaofeng

(NationalNavelOrangeEngineeringTechnologyResearchCenter,GannanNormalUniversity,Ganzhou341000,China)

The southern area of Jiangxi Province is one of the main navel orange producing areas in China. Long-term application of chemical fertilizers had resulted in obvious degradation of the poor and acid soil. In this study, pot experiments were carried out to investigate the effects of soil amendment on the soil pH, inorganic phosphorus forms and soil microbial quantity. The results showed that, compared with CK, soilavailable phosphorus and the number of microbesin T3 group was significantly improved while increase the soil pH.

soil amendments; the available phosphorus; soil microbes; Gannannavel orange orchard

2016-10-27

10.13698/j.cnki.cn36-1346/c.2016.06.022

江西省教育廳科技項目(GJJ150990)；江西省自然科學基金(20133BAB21001)；江西省2011協(xié)同創(chuàng)新項目

管冠(1985-)，男，湖北黃石人，贛南師范大學國家臍橙工程技術(shù)研究中心講師，博士，研究方向：土壤生物學.

http://www.cnki.net/kcms/detail/36.1037.C.20161209.1521.046.html

S666.4

A

1004-8332(2016)06-0088-04