范利可, 井大煒, 付修勇, 劉富剛, 袁曉蘭, 王 璐, 賈?；? 昝林生

(1.德州學(xué)院 資源環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院, 山東 德州 253023; 2.德州學(xué)院 生態(tài)與園林建筑學(xué)院, 山東 德州 253023)

牛糞對楊樹人工林土壤生物學(xué)性狀及其生長的影響

范利可1, 井大煒1, 付修勇1, 劉富剛1, 袁曉蘭1, 王 璐1, 賈?；?, 昝林生2

(1.德州學(xué)院 資源環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院, 山東 德州 253023; 2.德州學(xué)院 生態(tài)與園林建筑學(xué)院, 山東 德州 253023)

[目的] 探討施用牛糞對楊樹人工林土壤生物學(xué)性狀與生長的作用效果,為土壤培肥制度的建立及楊樹人工林的合理施肥提供理論依據(jù)。[方法] 通過3 a大田試驗(yàn),研究CK(對照,不施肥)、CF(單施化肥)、CM(牛糞)和CM+CF(牛糞和化肥各提供50%的氮)等處理對楊樹人工林土壤理化特征、微生物數(shù)量、微生物量碳氮、活性有機(jī)碳、碳庫管理指數(shù)(CPMI)及生長的影響。[結(jié)果] 與CF處理相比,CM+CF處理顯著提高了土壤中細(xì)菌數(shù)、真菌數(shù)、微生物總量和微生物量碳、氮含量,其中微生物量碳、氮含量分別較CF處理顯著提高42.20%和43.75%;CM+CF處理還能明顯提高土壤中堿解氮、速效磷、速效鉀和交換性Mg含量,并顯著降低土壤pH值。同時(shí),CM處理使土壤總有機(jī)碳含量達(dá)最高值,而CM+CF處理使土壤的低活性、中活性、高活性有機(jī)碳含量和CPMI最高,其中CPMI分別較CK,CF和CM處理顯著高出52.76,47.16,25.89。此外,CM+CF處理使楊樹人工林的材積平均生長率達(dá)到45.36%,并顯著高于其他處理。與CM+CF處理相比,CM處理對土壤和材積的影響效果較小。[結(jié)論] 牛糞與化肥配施有助于改善楊樹人工林土壤的生物學(xué)性狀,有利于促進(jìn)林木生長。

楊樹人工林; 牛糞; 生物學(xué)性狀; 碳庫管理指數(shù)

楊樹旁側(cè)根系龐大，隨林木逐漸生長，其旁側(cè)根系向四周的伸展區(qū)域不斷變大。當(dāng)楊樹林郁閉后，地下根系相互交織在一起，根系盤生極易使楊樹變成“小老樹”，且易滋生傳播病蟲害[1]，導(dǎo)致此時(shí)期根系活性明顯減弱，細(xì)根數(shù)量急劇減少，進(jìn)而顯著降低了楊樹根系對養(yǎng)分、水分的吸收能力[2]。因此，如何改善楊樹郁閉林的生長狀況是亟待解決的關(guān)鍵問題。而有機(jī)肥的合理施用為解決這一問題提供了新思路。

有機(jī)肥富含營養(yǎng)成分，可優(yōu)化土壤微生物群落，改善土壤理化性狀，并對養(yǎng)分具有緩釋效應(yīng)，與化肥相比養(yǎng)分利用率更高、肥效期更長[3]。所以，在化肥中配施有機(jī)肥是農(nóng)業(yè)研究者一直關(guān)注的熱點(diǎn)課題。大量研究認(rèn)為[4-5]，有機(jī)肥與化肥搭配可以改善土壤理化特征，增強(qiáng)土壤的供肥性，有助于提升土壤肥力。牛糞是一種豐富的有機(jī)肥資源，僅次于豬糞,約占畜禽糞便的1/3[6]。近年來，諸多學(xué)者關(guān)于牛糞對水稻[7]、玉米[8]、小麥[9]等農(nóng)作物的影響開展了深入的探索研究，并獲得較好的增產(chǎn)效應(yīng)，但利用牛糞在楊樹林木方面的應(yīng)用報(bào)道較少，尤其針對牛糞對楊樹郁閉林土壤生物學(xué)性狀及生長的研究更是鮮見報(bào)道。目前在人工林營造和經(jīng)營中，過多施用化肥而有機(jī)肥施用很少的現(xiàn)象仍然普遍存在，且有機(jī)肥與化肥尚缺乏合適的搭配比例，導(dǎo)致施肥的盲目性，這在一定程度上造成了林地土壤生態(tài)環(huán)境的退化與林地生產(chǎn)力的下降，所以急需科學(xué)有效的施肥技術(shù)來改善林地肥力。土壤微生物是土壤有機(jī)質(zhì)、土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化與循環(huán)的內(nèi)在動(dòng)力[10]；而土壤活性有機(jī)碳與土壤速效養(yǎng)分、土壤物理性狀等緊密相關(guān)，已成為評價(jià)土壤質(zhì)量與土壤管理的重要指標(biāo)之一[11]。碳庫管理指數(shù)是土壤管理措施引起土壤有機(jī)碳改變的重要指標(biāo)，能夠敏感且系統(tǒng)地監(jiān)測土壤碳的變化，并反映農(nóng)林措施導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降或更新的程度[11-12]?？梢姡莆者@些土壤生物學(xué)特征指標(biāo)的變化規(guī)律對于了解施肥的作用機(jī)理并評價(jià)施肥效果具有重要的理論指導(dǎo)意義。為此，本研究擬以腐熟好的牛糞為供試原料，開展牛糞與化肥配施對楊樹郁閉林土壤理化特征、微生物數(shù)量、活性有機(jī)碳與碳庫管理指數(shù)及生長的研究，旨在為土壤培肥制度的建立及楊樹人工林的合理施肥提供理論依據(jù)與技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與供試材料

試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)置在山東省濟(jì)南市北郊林場(36°40′N，117°00′E)，年平均氣溫與年平均降雨量分別為14 ℃與650～700 mm。供試土壤為潮土，土壤速效N，P和K含量分別為19.52，15.10，46.95 mg/kg。試驗(yàn)所用牛糞采自附近養(yǎng)殖場，并經(jīng)腐熟發(fā)酵好、風(fēng)干后施用，其基本理化性狀為：含水量22.16%，有機(jī)質(zhì)116.76 g/kg，全氮7.58 g/kg，全磷5.60 g/kg，全鉀3.26 g/kg。所用化肥為尿素(含N 46%)、過磷酸鈣(含P2O512%)與硫酸鉀(含K2O 50%)。楊樹為5年生I-107歐美楊人工林，株行距3 m×4 m，南北行向，林木生長均勻，平均樹高12.79 m，平均胸徑12.43 cm。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用大田試驗(yàn)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)4個(gè)處理：①CK不施肥；② 單施化肥(CF)；③牛糞(CM)；④牛糞提供50%的氮，化肥提供50%的氮(CM+CF)。每個(gè)小區(qū)30棵樹，重復(fù)3次。在距離樹干60 cm處挖深30 cm，長60 cm的施肥溝，并將肥料與土壤混勻，然后再填滿夯實(shí)。除CK外，各處理均為等養(yǎng)分量，N，P和K含量相當(dāng)于156.65，52.79，42.10 kg/hm2，各處理磷、鉀不足部分分別用過磷酸鈣、硫酸鉀補(bǔ)足。試驗(yàn)從2014年4月開始，之后每年的施肥量隨楊樹林齡的增長而按10%的遞增比例調(diào)整。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

2016年10月21日，在每個(gè)小區(qū)按“S”型選取7點(diǎn)，用土鉆法取0—20 cm土層土樣，重復(fù)3次，分別混勻后用四分法取出適量土樣分成2部分，一部分新鮮土樣過2 mm篩立即進(jìn)行土壤微生物數(shù)量和微生物量碳、氮的測定，一部分土樣風(fēng)干過1 mm篩后用于土壤理化性狀和總有機(jī)碳、活性有機(jī)碳的測定。

土壤微生物數(shù)量采用稀釋平板計(jì)數(shù)法，細(xì)菌、放線菌與真菌的測定分別采用牛肉蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基、改良高氏1號培養(yǎng)基與馬丁—孟加拉紅培養(yǎng)基；土壤微生物量碳、氮的測定采用氯仿熏蒸K2SO4浸提法[13]。

土壤pH值采用電位法測定(水土比2.5∶1)，堿解氮、速效磷和速效鉀分別采用堿解擴(kuò)散法、碳酸氫鈉—鉬銻抗比色法和醋酸銨—火焰光度計(jì)法測定，交換性鈣、鎂的測定采用醋酸銨溶液提取—原子吸收分光光度法，總有機(jī)碳的測定采用重鉻酸鉀氧化外加熱法[13-14]。

土壤活性有機(jī)碳測定及碳庫管理指數(shù)計(jì)算：采用33，167，333 mmol/L KMnO4氧化法分別測定土壤樣品的高活性、中活性與低活性有機(jī)碳含量。以對照處理土壤為參照，碳庫管理指數(shù)參照王改玲等[11]的方法計(jì)算。

生長率的計(jì)算：分別在2014年4月18日與2016年10月21日用胸徑尺、測高器測定所有試驗(yàn)樹木的胸徑d和樹高h(yuǎn)，用公式V=3.14d2hf/4(f=0.42)計(jì)算材積；然后采用普雷斯勒公式[15]計(jì)算材積平均生長率：

式中：Pv——材積平均生長率%；v1,v2——間隔n年前和n年后測得的總材積(m3)；n——2次測定的間隔年數(shù)(a)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2013處理數(shù)據(jù)并制圖，采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析和多重比較(least significant difference， LSD法，p<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 微生物數(shù)量與微生物量碳、氮

從表1可見，楊樹人工林土壤中細(xì)菌、放線菌與真菌所占微生物總量的比例分別為73.15%～82.30%，15.81%～25.19%與1.42%～1.89%，這表明細(xì)菌占絕對優(yōu)勢，其次為放線菌，而真菌最少。與CK相比，不同施肥處理均顯著增加了土壤中細(xì)菌數(shù)、真菌數(shù)和微生物總量，而對放線菌數(shù)未產(chǎn)生顯著影響。在各施肥處理中，CM+CF處理的細(xì)菌數(shù)、真菌數(shù)與微生物總量均最高，并顯著高于其他處理，其中細(xì)菌數(shù)分別較CK，CF和CM處理顯著增加91.60%，47.68%和17.37%；依次為CM處理，其細(xì)菌數(shù)、真菌數(shù)和微生物總量也顯著高于CF處理。同時(shí)，不同處理的微生物量碳、氮呈現(xiàn)出基本一致的變化規(guī)律，大小次序?yàn)椋篊M+CF>CM>CF>CK，且各處理之間均達(dá)差異顯著水平，說明牛糞與化肥配施處理對土壤微生物量碳、氮含量的增幅最大，其中CM+CF處理的微生物量碳、氮分別較CF處理明顯增加42.20%和43.75%。由此可見，施用牛糞對楊樹人工林土壤的微生物數(shù)量和微生物量碳、氮含量的增加幅度顯著大于單施化肥，其中牛糞與化肥配施的作用效果更顯著。

表1 不同施肥處理對楊樹人工林土壤微生物數(shù)量與微生物量碳、氮含量的影響

注：CK為對照； CF為單施化肥； CM為單施牛糞； CM+CF為牛糞提供50%的氮，化肥提供50%的氮。數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤，同一列中不同小寫字母表示處理間差異顯著(p<0.05)。下同。

2.2 土壤營養(yǎng)元素

由表2可見，不同施肥處理對楊樹人工林土壤的pH值產(chǎn)生了顯著影響，CM+CF處理的pH值最低，分別較CK，CF和CM處理顯著下降0.38，0.32，0.14個(gè)單位，其中CF，CK處理間無顯著性差異，而其他處理之間均達(dá)差異顯著水平。CM+CF處理的堿解氮、速效磷與速效鉀含量均最高，并顯著高于其他處理，分別較CF處理明顯高出27.13%，29.66%和20.09%；其次是CM處理，亦顯著高于CK，CF處理。表明牛糞的施用對土壤中速效養(yǎng)分含量的提升效果顯著優(yōu)于單施化肥。同時(shí)，從表2還可知，各處理對楊樹人工林土壤中交換性Ca和Mg也具有一定影響。同CK相比，不同施肥處理對交換性Ca含量的影響較小，而對交換性Mg含量卻產(chǎn)生顯著影響，各處理交換性Mg含量的大小次序?yàn)椋篊M+CF>CM>CF≈CK，CM+CF處理的交換性Mg含量顯著高于其他處理。以上分析認(rèn)為，牛糞配施化肥對楊樹人工林土壤的營養(yǎng)元素含量具有顯著的改善效應(yīng)。

表2 不同施肥處理對楊樹人工林土壤營養(yǎng)元素含量的影響

2.3 活性有機(jī)碳與碳庫管理指數(shù)

由表3可見，不同處理土壤總有機(jī)碳含量的大小次序?yàn)椋篊M>CM+CF>CF≈CK，這說明牛糞的施用相比單施化肥更利于楊樹人工林土壤總有機(jī)碳的積累。CM+CF處理的低活性有機(jī)碳含量顯著高于其他處理，CM處理次之，分別較CF處理顯著提高29.12%和18.74%，且低活性有機(jī)碳占總有機(jī)碳的比重分別為32.01%和27.35%。與低活性有機(jī)碳相比，中活性和高活性有機(jī)碳含量相對較低，波動(dòng)范圍分別為0.98～1.56，0.39～0.71 g/kg。同CF相比，CM+CF和CM處理的中活性、高活性有機(jī)碳含量均顯著升高。從表3還可知，CM+CF處理的碳庫管理指數(shù)最高，并顯著高于其他處理，分別比CK，CF和CM處理顯著高出52.76，47.16，25.89；依次是CM處理，也明顯高于CF處理；而CF處理較CK有下降趨勢，但差異未達(dá)顯著水平。由此可見，牛糞與化肥搭配比單施化肥能顯著提高楊樹人工林土壤的總有機(jī)碳、3種活性有機(jī)碳含量與碳庫管理指數(shù)，這表明配施牛糞既能提高楊樹人工林土壤的有機(jī)碳數(shù)量，還可改善土壤有機(jī)碳質(zhì)量，進(jìn)而提高土壤的綜合生產(chǎn)力。

表3 不同施肥處理對楊樹人工林土壤活性有機(jī)碳與碳庫管理指數(shù)的影響

2.4 材積生長率

連續(xù)3 a的施肥措施對楊樹人工林木的材積生長產(chǎn)生了顯著影響。由圖1可以看出，不同處理材積平均生長率的大小次序?yàn)椋篊M+CF>CM>CF>CK，且各處理之間的差異均達(dá)顯著水平，表明各施肥處理較對照均明顯促進(jìn)了林木的生長，其中CM+CF處理的材積平均生長率為45.36%，分別較CK，CF和CM處理顯著提高47.13%，27.34%和10.50%；其次為CM處理，其材積平均生長率也顯著高于CK和CF處理，分別高出33.15%和15.24%。綜合分析認(rèn)為，牛糞的施入較單施化肥可以顯著提高楊樹人工林的材積平均生長率，其中牛糞搭配化肥處理的影響效果最佳。

圖1 不同施肥處理對楊樹人工林材積平均生長率的影響

3 討 論

大量研究認(rèn)為[6,9,14,16]，施用有機(jī)肥或有機(jī)—無機(jī)配施可提高土壤微生物數(shù)量。這一結(jié)論在本研究中得到了進(jìn)一步驗(yàn)證：與對照和單施化肥處理相比，施用牛糞的兩個(gè)處理使楊樹人工林土壤的細(xì)菌數(shù)、真菌數(shù)和微生物總量均顯著提高。其原因如下： ①人工林土壤中大部分微生物實(shí)際上處于營養(yǎng)貧乏狀態(tài)，而牛糞是一種豐富的有機(jī)肥資源，能為微生物提供新能源，使微生物的種群數(shù)量發(fā)生明顯改變； ②牛糞自身也會(huì)帶入大量活的微生物，因此，施入牛糞在某種程度上起到了“接種”的效果[6]。同時(shí)，牛糞處理較單施化肥處理還能顯著提高土壤微生物量碳、氮含量，戚瑞敏等[17]針對潮土進(jìn)行長期不同施肥的研究也得出了類似的結(jié)論。而微生物量碳、氮是土壤養(yǎng)分的源與庫，對土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、循環(huán)起著重要作用[10]。

本試驗(yàn)研究可知，牛糞的施用改變了楊樹人工林土壤的理化性狀。首先，施用牛糞使楊樹人工林土壤的pH值顯著降低。林木根系不僅能提供林木生長所需要的養(yǎng)分、水分，還能通過對養(yǎng)分的直接吸收與對微生物的間接作用來誘導(dǎo)土壤養(yǎng)分組分的改變，并產(chǎn)生根系分泌物[18]。另有研究發(fā)現(xiàn)[10,18]，根系分泌物中含有一定量的有機(jī)酸。牛糞能顯著提高土壤中微生物數(shù)量，增強(qiáng)微生物活性，進(jìn)而促進(jìn)楊樹根系的生長發(fā)育，可能會(huì)誘導(dǎo)根系分泌物中有機(jī)酸總量的增加，導(dǎo)致pH值的改變，這也許是施入牛糞降低土壤pH值的機(jī)理之一。同時(shí)，施用牛糞還顯著提高了土壤速效磷和速效鉀含量，這可能與土壤pH值的降低能提高磷、鉀離子的溶解性有關(guān)，這也是土壤養(yǎng)分有效性增加的重要原因之一。

對土壤活性有機(jī)碳與碳庫管理指數(shù)的探究，可以明確土壤管理與施肥的科學(xué)性[14]。本試驗(yàn)研究表明，施用牛糞處理較單施化肥可以明顯提高土壤中總有機(jī)碳、3種活性有機(jī)碳含量與碳庫管理指數(shù)，這與張亞杰等[19]對玉米/大豆套作土壤的研究結(jié)果相似。這主要是由于牛糞含有豐富的有機(jī)碳，可為土壤提供直接的有機(jī)碳源，使土壤有機(jī)碳庫增加；同時(shí)，施入牛糞會(huì)促使楊樹根系的發(fā)育，增強(qiáng)根系活性，并明顯擴(kuò)大了根系的吸收面積[20]，進(jìn)而能增加進(jìn)入土壤的根系分泌物與有機(jī)殘?bào)w數(shù)量[14,21]，故有助于生成活性有機(jī)碳，并提高碳庫管理指數(shù)。本試驗(yàn)還得出，單施化肥的碳庫管理指數(shù)相比對照有一定的下降趨勢，但未達(dá)差異顯著水平，這與史康婕等[22]針對褐土的研究結(jié)論不完全一致，可能與土壤理化性狀及林木生長特性等因素的差異有關(guān)。本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，在施用牛糞的2個(gè)處理中，牛糞與化肥配施處理對土壤生物學(xué)特性的改善效果明顯優(yōu)于牛糞處理。這可能與牛糞配施化肥有助于協(xié)調(diào)土壤的C/N比，并且化肥又彌補(bǔ)了土壤中消耗的氮，進(jìn)而更利于改善土壤理化性質(zhì)有緊密關(guān)聯(lián)。

楊樹的生長發(fā)育受到諸多因素的影響。本試驗(yàn)表明，牛糞與化肥配施使楊樹的材積平均生長率顯著高于其他處理，這主要是由于該處理能顯著改善土壤生物學(xué)性狀，增強(qiáng)了土壤的供肥能力，進(jìn)而改善了根系生長的生態(tài)環(huán)境條件，故有助于促進(jìn)楊樹人工林木的生長。這也表明采用合理的施肥措施是解決楊樹人工林“小老樹”問題的有效方法之一。

4 結(jié) 論

同單施化肥處理相比，牛糞與化肥配施處理不僅能顯著提高楊樹人工林土壤中細(xì)菌數(shù)、真菌數(shù)、微生物總量和微生物量碳、氮含量，還能明顯提高土壤中堿解氮、速效磷、速效鉀和交換性Mg含量，并顯著降低土壤pH值。同時(shí)，牛糞處理使土壤總有機(jī)碳含量達(dá)最高值，而牛糞配施化肥處理使土壤的低活性、中活性、高活性有機(jī)碳含量和碳庫管理指數(shù)最高。此外，牛糞配施化肥處理使楊樹人工林的材積平均生長率達(dá)到45.36%，并顯著高于其他處理。與牛糞配施化肥處理相比，牛糞處理對土壤和材積的影響效果較小。綜上，牛糞與化肥配施有助于改善楊樹人工林土壤的生物學(xué)性狀，有利于促進(jìn)林木生長。因此，建議在楊樹人工林的實(shí)際生產(chǎn)中推廣應(yīng)用牛糞與化肥以等氮量配比的施肥措施。

[1] Du Zhenyu, Xing Shangjun, Ma Bingyao, et al. Effects of root pruning on the growth and rhizosphere soil characteristics of short-rotation closed-canopy poplar[J]. Forest Systems, 2012, 21(2): 236-246.

[2] 井大煒.不同栽培措施對歐美I-107楊的增長效應(yīng)及作用機(jī)理研究[D].山東 泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué),2013.

[3] 張晶,張定一,王麗,等.不同有機(jī)肥和氮磷組合對旱地小麥的增產(chǎn)機(jī)理研究[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2017,23(1):238-243.

[4] 王春新,于鵬,張玉玲,等.氮肥與有機(jī)肥配施對設(shè)施土壤呼吸的影響[J].土壤通報(bào),2017,48(1):146-154.

[5] 李猛,張恩平,張淑紅,等.長期不同施肥設(shè)施菜地土壤酶活性與微生物碳源利用特征比較[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2017,23(1):44-53.

[6] 井大煒,張紅,王明友.牛糞對西瓜根際土壤微生物多樣性及氮素利用率的影響[J].核農(nóng)學(xué)報(bào),2014,28(11):2102-2107.

[7] 王飛,林誠,李清華,等.長期不同施肥下黃泥田土壤—水稻碳氮磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征[J].土壤通報(bào),2017,48(1):169-176.

[8] 徐大兵,鄧建強(qiáng),彭五星,等.施用牛糞和綠肥對土地整治區(qū)玉米產(chǎn)量和土壤理化性質(zhì)的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2017,28(3):856-862.

[9] 李燕青,林治安,溫延臣,等.不同類型有機(jī)肥與化肥配施對小麥品質(zhì)的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2016,22(6):1513-1522.

[10] 井大煒,王明友,馬海林,等.畦灌與保水劑配施對楊樹根際土壤微環(huán)境特征及生長的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2017,23(1):62-70.

[11] 王改玲,李立科,郝明德.長期施肥和秸稈覆蓋土壤活性有機(jī)質(zhì)及碳庫管理指數(shù)變化[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2017,23(1):20-26.

[12] Blair G J, Lefroy R D B, Lisle L. Soil carbon fractions based on their degree of oxidation, and the development of a carbon management index for agricultural systems[J]. Australian Journal of Agricultural Research, 1995, 46:1459-1466.

[13] 魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M].北京:中國農(nóng)業(yè)科技出版社,2000.

[14] 井大煒,王明友,張紅,等.雞糞對蕓豆土壤有機(jī)碳氧化穩(wěn)定性與碳庫管理指數(shù)的影響[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2016,47(8):192-200.

[15] 孟憲宇.測樹學(xué)[M].北京:中國林業(yè)出版社,1996:158-204.

[16] 井大煒,邢尚軍,劉方春,等.畦灌配施保水劑改善楊樹林下土壤物理性狀提高微生物活性[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2015,31(14):116-122.

[17] 戚瑞敏,趙秉強(qiáng),李娟,等.添加牛糞對長期不同施肥潮土有機(jī)碳礦化的影響及激發(fā)效應(yīng)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2016,32(S2):118-127.

[18] 井大煒,邢尚軍,劉方春,等.保水劑施用方式對側(cè)柏根際微生態(tài)環(huán)境的影響[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2016,47(5):146-154.

[19] 張亞杰,錢慧慧,劉坤平,等.施肥對玉米/大豆套作土壤活性有機(jī)碳組分及碳庫管理指數(shù)的影響[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2016,37(3):29-36.

[20] 劉曉.配施雞糞對楊樹苗根系形態(tài)和根際土壤微環(huán)境特征的影響[J].水土保持通報(bào),2014,34(5):80-84.

[21] 井大煒,邢尚軍,劉方春,等.保水劑—尿素凝膠對側(cè)柏裸根苗細(xì)根生長和氮素利用率的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2016,27(4):1046-1052.

[22] 史康婕,周懷平,楊振興,等.長期施肥下褐土易氧化有機(jī)碳及有機(jī)碳庫的變化特征[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2017,25(4):542-552.

EffectsofCattleManureonSoilBiologicalCharacteristicsandGrowthofPoplarPlantation

FAN Like1, JING Dawei1, FU Xiuyong1, LIU Fugang1,YUAN Xiaolan1, WANG Lu1, JIA Haihui2, ZAN Linsheng2

(1.CollegeofResourcesEnvironmentandPlanning,DezhouUniversity,Dezhou,Shandong253023,China; 2.CollegeofEcologyandGardenArchitecture,DezhouUniversity,Dezhou,Shandong253023,China)

[Objective] Exploring the effects of cattle manure application on soil biological characteristics and growth of poplar plantation, to provide theoretical basis for the establishment of soil fertility system and reasonable fertilization of poplar plantation. [Methods] A field experiment with four treatments, i. e. CK (neither urea nor cattle manure was applied), CF (100% of nitrogen was provided by urea), CM (100% of nitrogen was provided by cattle manure), and CM+CF (50% and 50% of nitrogen was provided by cattle manure and urea, respectively) was conducted to determine effects of different treatments on physicochemical properties, microbial populations, microbial biomass carbon, microbial biomass nitrogen, active organic carbon, carbon pool management index (CPMI) and growth of poplar plantation. [Results] In comparison to CF treatment, CM+CF treatment significantly increased the populations of bacteria, fungi and total microorganism, and the contents of microbial biomass carbon and microbial biomass nitrogen increase 42.20% and 43.75%, respectively. The contents of available nitrogen, available phosphate, available potassium and exchangeable Mg were significantly increased by CM+CF treatment, while the pH value was obviously decreased. Meanwhile, the maximum value of total organic carbon content was observed in CM treatment, whereas the contents of low-labile, moderate-labile and high-labile organic carbon, and CPMI were notably increased by CM+CF treatment, indicative of 52.76, 47.16 and 25.89 increases in CPMI over the values of CK, CF and CM, respectively. Additionally, the average volume growth rate in CM+CF treatment was 45.36%, which was significantly higher than those of other treatments. However, in CM treatment, fewer effects on soil and volume of poplar were observed in comparison with the one of CM+CF treatment. [Conclusion] Cattle manure co-applied with inorganic fertilizer was beneficial to improve soil biological characteristics and promote the growth of poplar plantation.

poplarplantation;cattlemanure;biologicalcharacteristics;carbonpoolmanagementindex

A

1000-288X(2017)05-0058-05

S157.3

文獻(xiàn)參數(shù)： 范利可, 井大煒, 付修勇, 等.牛糞對楊樹人工林土壤生物學(xué)性狀及其生長的影響[J].水土保持通報(bào)，2017,37(5)：58-62.

10.13961/j.cnki.stbctb.2017.05.010； Fan Like, Jing Dawei, Fu Xiuyong, et al. Effects of cattle manure on soil biological characteristics and growth of poplar plantation[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2017,37(5)：58-62.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.05.010

2017-04-09

2017-05-04

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“斷根對楊樹切口處不同根序細(xì)根的形態(tài)特征、解剖結(jié)構(gòu)及生理代謝的調(diào)控機(jī)理研究”(31500513); 德州學(xué)院科技人才引進(jìn)項(xiàng)目(311890)。

范利可(1998—),女(漢族),河南省駐馬店市人,本科生,研究方向?yàn)樽匀坏乩砼c資源環(huán)境。E-mail: dlxfanlk@163.com。

井大煒(1982—),男(漢族),陜西省綏德縣人,博士,講師,主要從事植物營養(yǎng)機(jī)理與調(diào)控研究。E-mail:jingdawei009@163.com。