梁瀟,高利,吳芳,袁珺,紀(jì)金翔
(1 遼東學(xué)院農(nóng)學(xué)院,遼寧丹東 118000;2 丹東市城市環(huán)境服務(wù)中心,遼寧丹東 118001)
平歐雜種榛是由我國野生平榛和引進(jìn)的歐洲榛種間遠(yuǎn)緣雜交培育出來的優(yōu)良栽培種[1],其果實(shí)大而美觀,殼薄、仁滿、味正,營養(yǎng)價(jià)值高,具備成熟早、耐寒性強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn),是世界“四大堅(jiān)果”之一。近年來,遼寧省平歐雜種榛種植面積逐漸增加,但園區(qū)土壤長期施用化肥,易造成板結(jié)和退化,而且目前榛子的研究多集中在栽培管理、抗旱、肥料配施等方面,在低肥、高效改良榛子根系環(huán)境方面研究較少。生物炭含有豐富的穩(wěn)定碳及植物生長過程中所必須的營養(yǎng)物質(zhì),比表面積大,具有疏松多孔的特性,可以改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu),促進(jìn)植物生長發(fā)育[2,3]。生物炭與微生物菌劑配施,對(duì)促進(jìn)作物生長、提高作物產(chǎn)量、改善作物品質(zhì)等方面的作用逐漸引起人們的注意[4]。生物炭多孔結(jié)構(gòu)有利于微生物菌的繁殖,有效改善土壤微生物、高等植物、土壤三者間的關(guān)系[5-6]。
試驗(yàn)首次將生物炭應(yīng)用于平歐雜種榛中,以期生物炭和微生物菌肥配施對(duì)果園土壤改良起長效作用,并提高榛樹的生長發(fā)育質(zhì)量和產(chǎn)量,最終為減少化肥施用,低肥高效發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)做好理論基礎(chǔ)。
試驗(yàn)于2019 年在遼東學(xué)院榛子示范基地進(jìn)行,以6 年生平歐雜交榛子遼榛7 號(hào)為試驗(yàn)材料,約為110 棵/667m2。施肥前,在試驗(yàn)區(qū)分8 個(gè)地點(diǎn)采取土樣分析,施肥前0~20cm 土層平均肥力性狀:pH 值為5.43、銨態(tài)氮21.67mg/kg、有效磷12.05mg/kg、速效鉀98.14mg/kg、有機(jī)質(zhì)13.08g/kg、鹽分含量0.027g/kg。
供試生物炭為玉米秸稈炭,購于遼寧省金和福有限公司。測(cè)定生物炭理化性質(zhì),含有機(jī)碳467.05g/kg、C/N為79.10、灰分20.8%、全氮13.97g/kg、全磷2.24g/kg、全鉀34.55g/kg,pH 值為8.7。微生物菌肥選用親土一號(hào),有效活菌數(shù)≥6 億/g、有機(jī)質(zhì)≥45%,菌種為枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌。
選取2 個(gè)株行作為試驗(yàn)區(qū),每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)4 株,4次重復(fù),分別設(shè)不施生物炭和微生物菌肥為空白對(duì)照(CK),單施生物炭225g/ 株(C1)、單施生物炭450g/ 株(C2)、單施微生物菌肥90g/ 株(W1)、單施微生物菌肥180g/株(W2)、生物炭225g/株與微生物菌肥90g/株配施(C1W1)、生物炭225g/株與微生物菌肥180g/株配施(C1W2)、生物炭450g/ 株與微生物菌肥90g/ 株配施(C2W1)、生物炭450g/株與微生物菌肥180g/株配施(C2W2),共計(jì)9 個(gè)處理。試驗(yàn)于2019 年5 月20 日施入生物炭或微生物菌肥,施用方式為:在距離植株0.4m兩側(cè),挖2 個(gè)深30cm、長60cm、寬20cm 的深溝,施入生物炭或微生物菌肥,對(duì)照組也進(jìn)行人工翻耕,園內(nèi)的翻耕、灌溉等采用常規(guī)管理。
1.3.1 土壤性狀測(cè)定。施肥處理前,在樹冠下采取0~20cm 土樣,每個(gè)處理作為1 個(gè)取樣點(diǎn),自然風(fēng)干后過3mm 土篩。土壤養(yǎng)分含量,即銨態(tài)氮、有效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)均使用YF-3000 型土壤肥料養(yǎng)分速測(cè)儀測(cè)定,pH 值測(cè)定采用電位測(cè)定法,土、水比為2.5∶1,鹽分含量使用YF-3000 型土壤肥料養(yǎng)分速測(cè)儀中的TDS筆測(cè)定。
1.3.2 葉片葉綠素和氮含量測(cè)定。試驗(yàn)于2019 年6 月26 日、9 月2 日天氣晴朗的午時(shí)進(jìn)行,使用SPAD 手持葉綠素儀測(cè)定。
1.3.3 產(chǎn)量及品質(zhì)測(cè)定。2019 年9 月10 日測(cè)定單株產(chǎn)量,每個(gè)處理選取無病蟲害的10 個(gè)單果晾干后,測(cè)定果皮厚度和果殼果仁橫縱徑。2019 年10 月10 日分別用塔尺、卷尺、游標(biāo)卡尺測(cè)量植株的株高、冠莖、當(dāng)年生枝條長度粗度。
數(shù)據(jù)處理采用Microsoft Excel 2016 軟件進(jìn)行圖表繪制,使用DPS 進(jìn)行單因素方差分析和鄧肯新復(fù)極差法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)(α=0.05,α=0.01)數(shù)據(jù)處理。
由表1 可知,生物炭和微生物菌肥配施比單施的促進(jìn)效果明顯,C1W1的新生枝條長度最大,各處理與對(duì)照差異不顯著;不同處理配比對(duì)新生枝條的芽數(shù)無太大影響,C2和對(duì)照之間存在顯著差異;芽間距以C1W1最大。其中,C1W1與W1、W2、C1W2、C2W1、C2W2和對(duì)照組之間存在顯著性差異,顯著水平達(dá)0.01,可見不同施肥量對(duì)芽間距的影響效果更為明顯。隨著施肥量和不同施肥料配比量的增加,平歐雜種榛冠徑出現(xiàn)了增大趨勢(shì),以C1W1冠徑最大,其中,C1W1與C1、W1之間存在顯著差異。
表1 不同施肥配比對(duì)平歐雜種榛生長指標(biāo)的影響
表2 不同施肥配比下平歐雜種榛葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)和氮含量變化
研究表明,成熟期葉片的葉綠素和氮含量均高于生長期,在榛子成熟過程中,葉片光合作用也隨之加強(qiáng)。生長期測(cè)定時(shí),平歐雜種榛葉片的葉綠素含量在不同處理間有較大波動(dòng),葉綠素含量保持在15.5~23.84mg/g,C2W2達(dá)到最大值為23.84mg/g,最小值為15.5mg/g,出現(xiàn)在C1處理中。C1、C2葉綠素含量、N 含量與對(duì)照相比存在極顯著差異,其他各處理與對(duì)照差異不顯著。在榛子成熟期,不同處理對(duì)葉綠素影響不顯著,施入2 種肥料,使得平歐雜種榛葉片氮含量變化較大,氮含量均在16.21%以上,但各處理與對(duì)照差異不顯著。
由圖1 可知,施入基肥的基礎(chǔ)上,再添加生物炭和微生物菌肥能提高平歐雜種榛產(chǎn)量。平歐雜種榛的產(chǎn)量在不同處理間波動(dòng)幅度較小,其產(chǎn)量范圍為3.8~5.4kg,區(qū)產(chǎn)的最大值可達(dá)5.4kg。出現(xiàn)在2 種肥料配施中,C1W1、W1、C1W1、C1W2、C2W1、C2W2的區(qū)產(chǎn)與對(duì)照組相比,增產(chǎn)率達(dá)到3.3%、20%、10%、7.8%、17.8%。由此可見,單施生物炭和微生物菌肥,對(duì)平歐雜種榛的增產(chǎn)效果影響不大,2 種肥料配施后能有效提高平歐雜種榛產(chǎn)量。
圖1 不同處理的平歐雜種榛區(qū)產(chǎn)比較
由表3 可以看出,施用生物炭和微生物菌肥對(duì)平歐雜種榛果殼的橫縱徑和厚度有一定影響,其中,C1W2橫徑最大值達(dá)20.75mm,C1、C1W2與C2W1和對(duì)照組之間存在顯著差異。不同肥料的配比施用對(duì)果殼縱徑有明顯的影響效果,以C1縱徑值最大,比對(duì)照增加了0.96mm,其中,C1與C2、W2和對(duì)照組存在顯著差異。在土壤中添加生物炭和微生物菌肥,增加了雜種榛的果殼厚度,其中,以C1W1果殼厚度最大,C1、C2、C1W1與C2W1之間存在顯著性差異,各處理與對(duì)照組之間的差異均不顯著。果仁的橫縱徑大小決定了榛子果是否優(yōu)質(zhì),本試驗(yàn)各處理的果仁橫徑與對(duì)照之間均不存在顯著差異,可見2 種肥料的施入對(duì)榛子果仁橫徑并無較大影響。
表3 不同施肥配比對(duì)平歐雜種榛果殼和果仁的影響
生物炭和微生物菌肥的結(jié)構(gòu)組分和自身有利特性引起了廣泛關(guān)注。一是這2 種肥料相對(duì)于化學(xué)肥料,可減少對(duì)環(huán)境的污染,提高肥料利用率;二是微生物菌肥可以增加土壤中的微生物數(shù)量,提高土壤中的細(xì)菌、真菌數(shù)量;三是能加強(qiáng)對(duì)植物營養(yǎng)物質(zhì)的供應(yīng),產(chǎn)生植物生長激素,減少植物病蟲害出現(xiàn)幾率,并提高作物產(chǎn)
量,且生物炭對(duì)土壤酶活性有顯著的促進(jìn)作用。本試驗(yàn)研究了生物炭和微生物菌肥的不同配比對(duì)平歐雜種榛生長狀況、產(chǎn)量構(gòu)成的影響。結(jié)果表明:2 種肥料配施對(duì)平歐雜種榛的增產(chǎn)效果比單施一種肥料更為顯著,但如何使生物炭和微生物菌肥與化肥有效的結(jié)合,并發(fā)揮出最大的功效還有待研究。
通過生物炭和微生物菌肥8 個(gè)不同的施肥處理,對(duì)平歐雜種榛的生長性狀、產(chǎn)量、出果率、出仁率、果實(shí)品質(zhì)及葉片葉綠素、氮含量的研究比較,C1W1的新生枝條、芽間距、冠徑、產(chǎn)量均為最大,與對(duì)照之間相比均有明顯的增加,其他處理與對(duì)照組相比在生長指標(biāo)和產(chǎn)量方面也或多或少有增加或減少,與對(duì)照組之間的差異不顯著。2 種肥料對(duì)品質(zhì)的影響效果波動(dòng)較小,各處理的果仁橫徑與對(duì)照無顯著差異,以C1W1的縱徑最大與對(duì)照之間存在極顯著差異。經(jīng)本試驗(yàn)研究,2 種肥料的施用使葉片的葉綠素含量變化較大,可以發(fā)現(xiàn),生物炭的施入,確實(shí)可以增加植株的葉綠素含量,提高植物的光合作用,從而增強(qiáng)光合效率和光合速率。
綜合以上分析,認(rèn)為C1W1處理對(duì)平歐雜種榛的生長指標(biāo)、產(chǎn)量、品質(zhì)及葉綠素含量的影響效果最佳,且經(jīng)濟(jì)效益表現(xiàn)最好,對(duì)平歐雜種榛的生長性狀、產(chǎn)量和品質(zhì)的研究均有重要意義。