劉俊良 李曉波 林清火 賈笑英 李建華 羅微 李智全

(1海南省農(nóng)墾科學(xué)院 海南?？?70311;2農(nóng)業(yè)農(nóng)村部橡膠樹(shù)生物學(xué)與遺傳資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地—海南省熱帶作物栽培生理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部儋州熱帶作物科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站 海南海口571101)

橡膠樹(shù)是多年生經(jīng)濟(jì)作物，由于長(zhǎng)期大量施用化肥，有機(jī)肥施用量少，膠園土壤會(huì)出現(xiàn)明顯酸化、有機(jī)質(zhì)下降、有效養(yǎng)分降低，且膠樹(shù)也常出現(xiàn)缺素和營(yíng)養(yǎng)失調(diào)等問(wèn)題。為有效保持膠園肥力和促進(jìn)橡膠產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，膠園施肥不宜單施化肥，應(yīng)利用有機(jī)肥代替部分化肥［1］。有機(jī)肥可以改良土壤，有利于橡膠樹(shù)根系的生長(zhǎng)，進(jìn)而提高化肥的利用率，減少土壤污染，達(dá)到綠色、環(huán)保、科學(xué)和平衡施肥的目的。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展施用不同有機(jī)肥對(duì)膠園土壤養(yǎng)分、膠樹(shù)產(chǎn)量及其抗逆性等影響的研究很多。陳青等［2］研究表明，施用有機(jī)肥明顯提高了土壤肥力，土壤養(yǎng)分含量表現(xiàn)為：施用有機(jī)肥＋薄膜覆蓋＞施用有機(jī)肥＞常規(guī)管理；黃建南等［3］研究表明，施有機(jī)肥增加了干膠含量，促進(jìn)了膠樹(shù)和再生皮的生長(zhǎng)，減少了死皮發(fā)生，節(jié)約化肥用量，降低生產(chǎn)成本，減輕環(huán)境污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，綜合提高了經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)環(huán)境效益；鄭美漩等［4］研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)肥施用方便，肥效好，可改善土壤肥力，能使寒害樹(shù)樹(shù)體快速恢復(fù)，還可及早實(shí)現(xiàn)災(zāi)后復(fù)產(chǎn)；趙利敏等［5］研究蝦肽功能有機(jī)肥對(duì)橡膠樹(shù)生長(zhǎng)及產(chǎn)膠情況的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，蝦肽功能有機(jī)肥可大量培養(yǎng)土壤中的微生物，使得土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)明顯改善，促進(jìn)根系生長(zhǎng)，引導(dǎo)根系深扎，提高根系吸收水肥的能力，從而促進(jìn)橡膠樹(shù)生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量。而關(guān)于有機(jī)肥特別是各種農(nóng)家肥施入膠園后，對(duì)橡膠樹(shù)根系生長(zhǎng)發(fā)育影響情況，目前報(bào)道較少。為了解不同有機(jī)肥對(duì)橡膠樹(shù)根系生長(zhǎng)及形態(tài)特征的影響情況，篩選適合橡膠樹(shù)根系生長(zhǎng)的有機(jī)肥種類，提高施肥效率，達(dá)到“減施增效，綠色環(huán)?！钡哪康?，本研究于膠園中施用不同種類有機(jī)肥，觀察橡膠樹(shù)根系在不同有機(jī)肥作用下的生長(zhǎng)情況，并對(duì)適宜施肥位置和施用量進(jìn)行探討，為橡膠樹(shù)有機(jī)肥合理施用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)置在中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)場(chǎng)五隊(duì)基地內(nèi)，位于北緯19°32′，東經(jīng)109°14′，地處熱帶季風(fēng)氣候區(qū)；冬春雨量稀少，夏秋雨水充沛，年平均降雨量為1 815 mm；年平均氣溫23.2℃［6］。采樣地土壤為片麻巖發(fā)育的磚紅壤，土層深厚，基本性質(zhì)見(jiàn)表1。施肥穴大小為：穴長(zhǎng)2 m，寬0.6 m，深0.5 m，在橡膠園中排布如圖1所示。

表1 試驗(yàn)地土壤基本理化性質(zhì)

圖1 施肥穴在橡膠園中分布位置

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)方法

劉崇禧等［7］于1963年開(kāi)展成齡開(kāi)割橡膠樹(shù)水平施肥距離試驗(yàn)，2個(gè)月后發(fā)現(xiàn)，施肥位置離樹(shù)干水平距離為100 cm的處理，放射性強(qiáng)度達(dá)到3 610脈沖/（g·min），在所有處理中效果最好。本研究在膠園內(nèi)選取4株長(zhǎng)勢(shì)較為均勻的橡膠樹(shù)，離橡膠樹(shù)樹(shù)干100 cm處開(kāi)一個(gè)深40 cm的半圓形壕溝，用磚分隔成8個(gè)小穴（圖2），遠(yuǎn)離膠頭的一面用牛氈紙隔開(kāi)，以免外面的根系因往穴中生長(zhǎng)而影響測(cè)定結(jié)果；每一小穴選用1種有機(jī)肥材料處理，共7種，具體如下：表土回填（CK）、濾泥（T1）、牛糞（T2）、羊糞（T3）、草炭（T4）、雞糞（T5）、甘蔗渣（T6）、椰糠（T7），重復(fù)4次。試驗(yàn)于3個(gè)月后測(cè)定膠樹(shù)營(yíng)養(yǎng)根的生長(zhǎng)情況。

圖2 有機(jī)肥效果試驗(yàn)在膠園中的布置

1.2.2 指標(biāo)觀測(cè)

觀測(cè)橡膠樹(shù)根系發(fā)根情況、行根粗度、營(yíng)養(yǎng)根長(zhǎng)度等。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析

原始數(shù)據(jù)整理和圖表制作均采用Excel軟件，方差分析用SAS統(tǒng)計(jì)軟件，均數(shù)間比較用Duncan測(cè)驗(yàn)［8-11］；5%水平顯著用不同小寫字母表示，1%水平顯著用不同大寫字母表示。圖表中的所有數(shù)據(jù)都是4個(gè)重復(fù)的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 各種有機(jī)肥養(yǎng)分含量及成本

橡膠樹(shù)生長(zhǎng)、產(chǎn)膠需從土壤中吸收足夠的N、P、K等大量元素和微量元素養(yǎng)分；對(duì)有機(jī)質(zhì)基本要求為20～25 g/kg。以上養(yǎng)分約50%由土壤提供，50%通過(guò)施肥補(bǔ)充。經(jīng)養(yǎng)分測(cè)定及市場(chǎng)調(diào)研，本試驗(yàn)中的各種有機(jī)肥的有機(jī)質(zhì)較為豐富，其中以甘蔗渣的N、P、K總含量最高，而市場(chǎng)價(jià)格最低，具體養(yǎng)分含量與成本價(jià)格見(jiàn)表2。

2.2 不同有機(jī)肥處理對(duì)橡膠樹(shù)行根粗度的影響

橡膠樹(shù)根系對(duì)土壤養(yǎng)分吸收的多少很大程度上決定于其與養(yǎng)分接觸的根表面積的大?。?2］，而根表面積的大小卻又決定于膠樹(shù)根系的粗度和長(zhǎng)度，行根介于輸導(dǎo)根與細(xì)營(yíng)養(yǎng)根之間，又名粗吸收根［13］，對(duì)肥料養(yǎng)分的利用有著雙重作用，既可以吸收也可以運(yùn)輸，所以其直徑的大小決定著吸肥通率的高低。不同有機(jī)肥對(duì)行根粗度的影響如圖3所示。

圖3 橡膠樹(shù)行根直徑在不同有機(jī)肥處理下的增長(zhǎng)情況

濾泥、椰糠和雞糞處理的膠樹(shù)行根直徑比對(duì)照（表土回填）粗；根據(jù)SAS分析，椰糠、濾泥與對(duì)照的差異均達(dá)顯著水平，但此2種處理之間卻沒(méi)有顯著性差異，說(shuō)明其對(duì)膠樹(shù)行根的促進(jìn)作用最大；其它處理對(duì)膠樹(shù)行根粗度表現(xiàn)出了抑制作用，行根直徑比對(duì)照更細(xì)，其中草炭處理對(duì)行根粗度的抑制作用達(dá)極顯著水平，不利于對(duì)養(yǎng)分的吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.3 不同有機(jī)肥處理對(duì)膠樹(shù)營(yíng)養(yǎng)根發(fā)根情況影響

采取挖深溝施有機(jī)肥的方法，培養(yǎng)發(fā)達(dá)的營(yíng)養(yǎng)根系統(tǒng)，增加其對(duì)養(yǎng)分的吸收。如圖4所示。

表2 有機(jī)肥養(yǎng)分含量與成本價(jià)格

圖4 不同有機(jī)肥處理對(duì)橡膠樹(shù)營(yíng)養(yǎng)根數(shù)量的影響

不同有機(jī)肥的施入對(duì)橡膠樹(shù)營(yíng)養(yǎng)根數(shù)量的增加均有不同程度的促進(jìn)作用。經(jīng)分析，雞糞、羊糞、甘蔗渣、牛糞和椰糠處理的膠樹(shù)營(yíng)養(yǎng)根數(shù)量與對(duì)照相比差異達(dá)顯著水平，說(shuō)明可利用此類肥料進(jìn)行橡膠樹(shù)營(yíng)養(yǎng)根系統(tǒng)的培養(yǎng)；濾泥、草炭與對(duì)照相比差異性不顯著，這與許成文等［14］研究結(jié)果（泥炭處理對(duì)營(yíng)養(yǎng)根的增加有一定作用）相符。而本試驗(yàn)條件下，效果最好的是雞糞處理，為對(duì)照的23.1倍。

2.4 不同有機(jī)肥處理對(duì)膠樹(shù)各級(jí)營(yíng)養(yǎng)根長(zhǎng)度的影響

2.4.1 對(duì)膠樹(shù)各級(jí)營(yíng)養(yǎng)根平均長(zhǎng)度的影響

根系與肥料養(yǎng)分接觸面積的大小，很大程度上是由根系的粗度和長(zhǎng)度確定的，膠樹(shù)營(yíng)養(yǎng)根越長(zhǎng)，跟肥料接觸的機(jī)會(huì)就越大。各種有機(jī)肥處理對(duì)橡膠樹(shù)營(yíng)養(yǎng)根均長(zhǎng)影響見(jiàn)表3。其中，椰糠和甘蔗渣處理對(duì)營(yíng)養(yǎng)根均長(zhǎng)有顯著的促進(jìn)作用；牛糞、羊糞和草炭則相反，對(duì)營(yíng)養(yǎng)根均長(zhǎng)起顯著的抑制作用。在對(duì)一級(jí)營(yíng)養(yǎng)根的作用上，只有椰糠處理極顯著地促進(jìn)其增長(zhǎng)，效果最差的是牛糞，僅為對(duì)照的39.1%；二級(jí)營(yíng)養(yǎng)根均長(zhǎng)在各種有機(jī)肥作用下變化范圍不大，最短的1.3 cm，最長(zhǎng)的4.0 cm。對(duì)照和草炭均不發(fā)三、四級(jí)營(yíng)養(yǎng)根，其它處理均長(zhǎng)都小于2 cm。

表3 不同有機(jī)肥處理下膠樹(shù)各級(jí)營(yíng)養(yǎng)根平均長(zhǎng)度的比較

2.4.2 對(duì)膠樹(shù)各級(jí)營(yíng)養(yǎng)根總長(zhǎng)度的影響

由表4可以看出，雞糞對(duì)各級(jí)營(yíng)養(yǎng)根總長(zhǎng)度的促進(jìn)作用最大，其次為羊糞，椰糠和甘蔗渣則處于中等。各級(jí)營(yíng)養(yǎng)根總長(zhǎng)度，一般是兩頭級(jí)別（行根，三、四級(jí)）的較短，而中間級(jí)別（一、二級(jí)）的較長(zhǎng)；這對(duì)根系吸收養(yǎng)分和水分比較有利，因?yàn)槿?、四?jí)根的長(zhǎng)度增加，拉開(kāi)了與輸導(dǎo)根之間的距離，在養(yǎng)分和水分運(yùn)輸過(guò)程中消耗的能量會(huì)有所增加。

2.4.3 對(duì)膠樹(shù)營(yíng)養(yǎng)根總長(zhǎng)度的影響

表4 不同有機(jī)肥處理下膠樹(shù)各級(jí)營(yíng)養(yǎng)根總長(zhǎng)的比較

如圖5所示，除了濾泥和草炭處理下膠樹(shù)營(yíng)養(yǎng)根總長(zhǎng)度比對(duì)照短之外，其它處理下?tīng)I(yíng)養(yǎng)根總長(zhǎng)度都有不同程度的增長(zhǎng)。其中，雞糞、羊糞、椰糠及甘蔗渣跟對(duì)照相比均達(dá)顯著差異水平，說(shuō)明此類肥料處理可使膠樹(shù)根系的表面積增大，同時(shí)也增加了其與肥料養(yǎng)分接觸的機(jī)會(huì)。其中雞糞處理的膠樹(shù)營(yíng)養(yǎng)根的總長(zhǎng)度為對(duì)照的11.1倍，而草炭?jī)H為對(duì)照的78.3%。

3 討論與結(jié)論

施用有機(jī)肥可提高作物對(duì)化肥的利用率，其中的一條重要途徑，是通過(guò)促進(jìn)植物根系發(fā)育來(lái)提高其對(duì)化肥養(yǎng)分的吸收。本研究初步得出以下結(jié)論：（1）各種有機(jī)肥的有機(jī)質(zhì)都比較豐富，其中以椰糠含量最高，而對(duì)N、P、K總含量而言，最高的則是甘蔗渣，同時(shí)其市場(chǎng)價(jià)格最低；（2）濾泥處理對(duì)行根增粗的促進(jìn)作用達(dá)極顯著水平，椰糠達(dá)顯著水平，草炭處理對(duì)行根粗度的抑制作用達(dá)極顯著水平，不利于根系對(duì)養(yǎng)分的吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)；（3）雞糞、羊糞、牛糞、甘蔗渣和椰糠處理的膠樹(shù)營(yíng)養(yǎng)根數(shù)量與對(duì)照相比差異均達(dá)顯著水平，濾泥、草炭處理與對(duì)照差異不顯著；（4）椰糠和甘蔗渣處理對(duì)行根均長(zhǎng)有顯著的促進(jìn)作用，牛糞、羊糞和草炭則相反，起顯著的抑制作用；（5）雞糞對(duì)各級(jí)營(yíng)養(yǎng)根總長(zhǎng)度的促進(jìn)作用最大，其次為羊糞，椰糠和甘蔗渣則處于中等；（6）雞糞、羊糞、椰糠、甘蔗渣對(duì)營(yíng)養(yǎng)根總長(zhǎng)度的促進(jìn)作用達(dá)顯著水平，濾泥和草炭處理對(duì)營(yíng)養(yǎng)根總長(zhǎng)度則有一定的抑制作用。

實(shí)踐中，通常以根干重、新根總量的分布和密度、根的壽命等來(lái)衡量根系功能，但此類指標(biāo)并非越高越好，維持大量低效和無(wú)效的根弊大于利。據(jù)Passiour估算，每公頃500 kg根量已可滿足作物對(duì)水分的需要，但通常根系生物量有1 500～2 000 kg的冗余。從本研究可知，甘蔗渣和椰糠對(duì)橡膠樹(shù)營(yíng)養(yǎng)根生長(zhǎng)的促進(jìn)作用在所有有機(jī)肥處理中處于中等偏上水平，參考王麗琴［15］提出的理論，即50%的根系處于高營(yíng)養(yǎng)區(qū)已可基本滿足地上部生長(zhǎng)的需要，有機(jī)肥施用需要避免橡膠樹(shù)根系“奢侈吸收”，以防其因生長(zhǎng)過(guò)剩而產(chǎn)生冗余，從而消耗不必要的能量。另外，1961年華南亞熱帶作物研究所開(kāi)展根量對(duì)膠樹(shù)生長(zhǎng)的影響試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，切除50%膠樹(shù)側(cè)根，除栓化高度增長(zhǎng)略小外，在莖高、根粗、葉蓬數(shù)增長(zhǎng)方面均比對(duì)照高［13］。可見(jiàn)王麗琴［15］的理論對(duì)于橡膠樹(shù)同樣適用，與其選擇剪根這種對(duì)膠樹(shù)生長(zhǎng)可能有傷害的控根方式，不如通過(guò)施用適當(dāng)有機(jī)肥來(lái)進(jìn)行根量的控制。最后，土壤的總孔隙度是影響膠樹(shù)根系生長(zhǎng)的一個(gè)自然因子。許成文等［14］研究不同土壤緊實(shí)度對(duì)膠樹(shù)根系生長(zhǎng)影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，土壤總孔隙度在45%～60%時(shí)，膠樹(shù)根系生長(zhǎng)正常。而甘蔗渣和椰糠能為膠樹(shù)營(yíng)養(yǎng)根創(chuàng)造一個(gè)疏松、肥沃、濕潤(rùn)、通氣的良好生長(zhǎng)環(huán)境，有利于其生長(zhǎng)發(fā)育和水肥條件的改善；此外，這2種材料經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，是橡膠樹(shù)比較理想的有機(jī)肥施用種類。

圖5 不同有機(jī)肥處理對(duì)營(yíng)養(yǎng)根總長(zhǎng)度的影響