萬(wàn)曉, 田丹青, 潘剛敏, 葛亞英, 金亮, 史杰瑋, 曹群陽(yáng)

(浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 浙江省園林植物與花卉研究所, 浙江 杭州 311251)

薄荷是一種有特種經(jīng)濟(jì)價(jià)值的芳香作物, 為中華常用中藥之一。為研究不同有機(jī)肥對(duì)薄荷栽培的影響, 特進(jìn)行不同肥料對(duì)有機(jī)栽培薄荷生長(zhǎng)和土壤酶及微生物量影響的試驗(yàn)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

參試的薄荷品種為胡椒薄荷。

1.2 薄荷生長(zhǎng)量

栽培試驗(yàn)于2020 年4 月播種, 條播行距20 cm,播量12.5 cm·棵-1, 隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì), 小區(qū)面積3 m×0.5 m, 3 次重復(fù), 共12 個(gè)小區(qū)。包括有機(jī)肥、微生物肥、有機(jī)肥微生物肥混施及對(duì)照4 個(gè)處理。于2020 年7 月選取各處理面積為0.4 m×1.0 m 的地上薄荷部分進(jìn)行生物量測(cè)定, 每個(gè)處理重復(fù)3 次。并測(cè)定株高, 每個(gè)處理重復(fù)9 次。

1.3 土壤微生物量碳、氮含量測(cè)定

采用氯仿熏蒸-提取法[1]測(cè)定, 浸提液使用K2SO4, 微生物量碳和氮含量使用有機(jī)碳/總氮分析儀測(cè)定。稱取鮮土12.50 g (除去有機(jī)殘?bào)w)。將盛有25 mL 無(wú)醇氯仿的小燒杯放入抽氣皿中,注意觀察沸騰情況。放入裝土的大鋁盒, 抽真空使氯仿沸騰5 min。處理后置于暗處 (25 ℃) 熏蒸24 h。最后取出小燒杯后反復(fù)抽真空2 ～3 次(每次5 min), 排除氯仿。另稱取一批不做熏蒸處理。兩份土樣轉(zhuǎn)移至離心管中, 用注射器注入50 mL 0.5 mol·L-1K2SO4溶 液, 振 蕩 離 心 過(guò)濾提取。

微生物量碳含量為熏蒸土壤有機(jī)碳含量與未熏蒸土壤有機(jī)碳含量之差除以0.45; 微生物量氮含量為熏蒸土壤氮含量與未熏蒸土壤氮含量之差除以0.45。

1.4 土壤微生物量磷含量測(cè)定

土壤經(jīng)氯仿熏蒸和未熏蒸兩種處理后, 用0.5 mol·L-1碳酸氫鈉溶液浸提, 提取液用HClO4-H2SO4消煮, 通過(guò)鉬銻鈧比色法[2]測(cè)定全磷含量,測(cè)定熏蒸土壤和未熏蒸土壤有機(jī)磷含量的差值及轉(zhuǎn)換系數(shù), 計(jì)算土壤微生物量磷含量。微生物量磷含量為熏蒸土壤磷含量與未熏蒸土壤磷含量之差除以0.4。

1.5 土壤酶活性測(cè)定

土壤堿性、酸性、中性蛋白酶活性測(cè)定采用還原磷鉬酸化合物比色法[3]; 土壤堿性、酸性磷酸酶活性測(cè)定采用酚生成量法[4]; 土壤脲酶活性測(cè)定采用靛酚藍(lán)比色法[5]; 土壤纖維素酶活性測(cè)定采用蒽酮比色法[6]; 土壤蔗糖酶活性測(cè)定采用二硝基水楊酸比色法[4,7-8]。

1.6 數(shù)據(jù)分析

使用Excel 和SPSS 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析[9]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同肥料處理下薄荷品種夏、秋兩季生長(zhǎng)狀況

由圖1 可知, 在對(duì)照、有機(jī)肥、微生物肥及有機(jī)肥微生物肥混施處理下, 夏季地上部分生物量平均值分別為831.05、1 340.50、1 382.50 及895.20 g, 秋季分別為152.15、512.3、423.45 及180.80 g; 對(duì)照、有機(jī)肥、微生物肥及有機(jī)肥與微生物肥混施處理, 夏季株高平均值分別為55.22、57.89、52.78 及48.39 cm, 秋 季 分 別 為27.67、40.67、29.89 及24.33 cm。綜合夏秋兩季胡椒薄荷地上部分生物量和株高分析可知, 有機(jī)肥對(duì)胡椒薄荷的生長(zhǎng)促進(jìn)作用明顯, 微生物肥其次, 有機(jī)肥與微生物肥混施和對(duì)照對(duì)胡椒薄荷的生長(zhǎng)促進(jìn)作用不明顯。

圖1 不同肥料處理后胡椒薄荷生物量及株高

2.2 不同肥料處理對(duì)土壤微生物量碳氮磷含量的影響

土壤微生物量是土壤中的活性養(yǎng)分庫(kù), 是反映土壤肥力與質(zhì)量的重要生物指標(biāo)[10], 結(jié)果顯示,施用微生物肥可以使土壤微生物量碳含量達(dá)到260.15 mg·kg-1, 有機(jī)肥處理后, 土壤微生物量碳含量達(dá)到226.25 mg·kg-1, 略低于微生物肥處理的效果, 遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于另外2 種處理, 說(shuō)明施用微生物肥和有機(jī)肥對(duì)土壤微生物量碳含量有顯著提高作用。有機(jī)肥使土壤微生物量氮含量和微生物量磷含量分別達(dá)到19.59 和10.87 mg·kg-1, 對(duì)土壤微生物量氮含量和磷含量的提高作用顯著高于另外3 種處理 (表1)。

表1 不同肥料處理下土壤微生物量碳氮磷含量單位: mg·kg-1

2.3 不同肥料處理對(duì)土壤酶活性的影響

土壤蔗糖酶的酶促作用產(chǎn)物與土壤中營(yíng)養(yǎng)元素含量, 微生物數(shù)量及土壤呼吸強(qiáng)度密切相關(guān), 可以作為評(píng)價(jià)土壤肥力的重要指標(biāo)[11-12]。土壤蔗糖酶活性在有機(jī)肥和微生物肥處理下為 6.70 和6.64 mg·d-1·g-1, 顯著高于對(duì)照和有機(jī)肥與微生物肥混施處理后的5.32 和5.53 mg·d-1·g-1(表2)。

表2 不同肥料處理下土壤酶活性

土壤纖維素酶是主要來(lái)源于土壤微生物的復(fù)合酶, 可催化纖維素分解為纖維二糖, 進(jìn)一步分解為葡萄糖, 從而為微生物提供可利用的碳源營(yíng)養(yǎng)物質(zhì), 因此, 土壤纖維素酶是土壤碳素代謝中的一種重要酶[13-14]。結(jié)果顯示, 有機(jī)肥處理下, 土壤纖維素酶活性可達(dá)到45.31 mg·d-1·g-1, 而對(duì)照、微生物肥和有機(jī)肥與微生物肥混施的土壤纖維素酶含量分別為40.04、41.48 和43.34 mg·d-1·g-1,說(shuō)明有機(jī)肥對(duì)提高土壤纖維素酶活性的效果顯著。

土壤酸性磷酸酶是一類催化土壤有機(jī)磷礦化的酶, 其活性的高低直接影響著土壤中有機(jī)磷的分解轉(zhuǎn)化及其生物有效性, 是評(píng)價(jià)土壤磷素生物轉(zhuǎn)化方向與強(qiáng)度的指標(biāo)[15-16]。有機(jī)肥處理后, 土壤酸性磷酸酶活性達(dá)到13.59 μmol·d-1·g-1, 顯著高于對(duì)照、微生物肥和有機(jī)肥與微生物肥混施處理后的10.93、12.34 和8.33 μmol·d-1·g-1。

土壤脲酶[17]和土壤蛋白酶[18]活性常用來(lái)表征土壤氮素狀況。有機(jī)肥處理后, 土壤脲酶活性為394.05 μg·d-1·g-1, 顯著高于對(duì)照、微生物肥處理后的324.17、352.82 μg·d-1·g-1。土壤酸性蛋白酶在對(duì)照、有機(jī)肥、微生物肥和有機(jī)肥與微生物肥混 施 的 處 理 下 分 別 達(dá) 到0.19、1.55、0.29 和0.44 mg·d-1·g-1, 有機(jī)肥對(duì)提高土壤酸性蛋白酶活性有顯著提高作用。

3 討論與結(jié)論

長(zhǎng)期施用化肥造成土壤酸化[19-21]、硬化板結(jié)[22]、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)破壞[23-24], 不僅污染土壤, 還不利于芳香植物根系生長(zhǎng)和土壤微生物活動(dòng)。隨著城鄉(xiāng)人民收入的增長(zhǎng)和生活水平的不斷提高, 人們更加關(guān)注生活質(zhì)量和身心健康, 渴望得到純天然、無(wú)污染的優(yōu)質(zhì)食品。發(fā)展有機(jī)農(nóng)業(yè)、生產(chǎn)開(kāi)發(fā)有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品和食品可以滿足這一要求。

通過(guò)夏秋兩季對(duì)胡椒薄荷地上生物量和株高的測(cè)定可知, 有機(jī)肥對(duì)胡椒薄荷的生長(zhǎng)促進(jìn)作用最為明顯, 微生物肥其次。通過(guò)對(duì)土壤微生物量碳、氮、磷含量的分析表明, 微生物肥對(duì)土壤微生物量碳含量的促進(jìn)作用最明顯, 有機(jī)肥對(duì)土壤微生物量碳含量的促進(jìn)作用其次, 但有機(jī)肥對(duì)土壤微生物量氮和磷含量的促進(jìn)作用最為明顯。土壤蔗糖酶與土壤有機(jī)碳、氮、磷的分解轉(zhuǎn)化能力有關(guān)。有機(jī)肥和微生物肥對(duì)土壤蔗糖酶活性皆有較顯著的提升作用。土壤纖維素酶是有機(jī)碳代謝的重要酶, 土壤酸性磷酸酶是有機(jī)磷代謝的重要酶。土壤脲酶和土壤酸性蛋白酶能將各種尿素、蛋白質(zhì)以及肽類等化合物水解為氨類、氨基酸, 與土壤中氮素營(yíng)養(yǎng)的轉(zhuǎn)化狀況有重要關(guān)系, 是有機(jī)氮代謝的重要酶, 這些土壤酶活性指標(biāo)均在有機(jī)肥處理下含量最高, 說(shuō)明有機(jī)肥對(duì)土壤酶活性的提升效果最佳。有機(jī)肥可能通過(guò)提高土壤的有效養(yǎng)分活性進(jìn)而促進(jìn)薄荷的生長(zhǎng)。綜合以上指標(biāo)可知, 與微生物肥相比, 有機(jī)肥對(duì)土壤肥力的提升作用最佳, 更適于薄荷有機(jī)栽培模式的應(yīng)用。