不同土壤管理方式对梨园土壤养分、酶活性及果实风味品质的影响
2015-06-01魏树伟王少敏张勇冉昆王宏伟
魏树伟,王少敏,张勇,冉昆,王宏伟
(山东省果树研究所,山东 泰安271000)
不同土壤管理方式对梨园土壤养分、酶活性及果实风味品质的影响
魏树伟,王少敏*,张勇,冉昆,王宏伟
(山东省果树研究所,山东 泰安271000)
为探讨不同土壤管理方式对梨园土壤养分、酶活性及梨果实风味品质的影响,研究了行间自然生草、菌渣覆盖和对照清耕处理对梨园土壤矿质营养、微生物种类和数量、土壤酶活性及鸭梨果实风味品质的影响。结果表明,行间自然生草、菌渣覆盖处理均使梨园有机质含量显著上升,自然生草处理3年后0~20 cm土层有机质含量达到15.05 g/kg,为清耕处理的1.9倍,土壤表层 (0~20 cm) 和亚表层(20~40 cm) 的碱解氮、有效硼和有效锌含量均显著高于对照,而有效K、有效Ca、Mg、Fe的含量低于对照。覆盖处理3年后0~20 cm土层有机质含量为19.54 g/kg,是清耕处理的2.4倍,土壤表层 (0~20 cm)和亚表层(20~40 cm) 的碱解氮、有效磷、有效钾、有效钙、镁、铁和有效硼及有效锌均高于对照。自然生草、菌渣覆盖处理使土壤微生物数量和酶活性提高,自然生草处理3年后0~20 cm土层细菌、真菌和放线菌数量分别比对照提高163.40%,18.75%,166.24%,菌渣覆盖处理3年梨园0~20 cm 表层土壤细菌、真菌、放线菌数量分别较清耕梨园提高402.33%,37.50% 和163.05%,磷酸酶活性分别是清耕梨园的1.45和2.00倍,脲酶活性分别是清耕梨园的1.94和2.39倍。生草、菌渣覆盖处理使果实风味品质显著提升,果实香气物质种类和含量显著高于对照清耕处理,糖含量也明显升高。
土壤管理;自然生草;菌渣覆盖;鸭梨;风味品质
梨是重要的果树栽培树种之一,在我国果品市场中占有重要的地位。土壤管理方式对果园土壤营养具有直接且重要的影响,是影响果实产量和品质的关键因素之一[1]。目前,生草、覆盖栽培是比较有效地改善土壤理化性质的土壤管理方式,国内外已有较多关于果园生草(自然生草、人工生草)、覆盖对土壤肥力、微生物数量及酶活性、土壤结构、土壤物质循环、土壤养分利用率的影响报道[2-9]。如自然生草可以显著提高土壤有机质[8]和有机碳[9]含量,降低土壤含盐量,提升果实品质,提高土壤碳源利用率[9]、微生物群落的丰富度和功能多样性。人工种植黑麦草对改善沙地梨园[7]土壤有机质和养分含量及其相互作用效果较好。不同覆盖材料[8]对苹果园土壤保水效果、根际土壤养分和微生物影响不同,泥炭覆盖对保持土壤水分,改善根际土壤养分和微生物活性效果最好。颗粒状覆盖材料对桃园土壤理化性质和桃幼树生长的影响优于粉末状材料[9],覆盖厚度6 cm最适宜。以往的研究多是集中在以秸秆、泥炭、锯末、泥炭等作为覆盖材料,未有以食用菌菌渣为覆盖材料覆盖果园的报道,更未开展菌渣覆盖、自然生草、清耕对梨园土壤养分含量、微生物数量、酶活性及果实风味品质影响的比较研究。
菌渣是栽培食用菌后经过微生物分解的有机废弃物,含有粗蛋白、粗脂肪及Ca、P、K等矿质元素和大量的微生物群落和残留菌丝体[10-11]。据报道[12],2010 年我国菌渣的产量达1320万t,合理利用菌渣资源既能避免环境污染,又能改善土壤性状,提高作物产量和品质[13-17]。因此,开展菌渣覆盖对梨园土壤理化性质及果实品质的影响研究具有重要的理论和实际意义。本文研究了自然生草、菌渣覆盖对梨园土壤养分含量、微生物数量、酶活性及果实风味品质的影响,以期为梨园省工高效的土壤管理方式提供理论和技术指导。
1 材料与方法
1.1试验设计
1.1.1试验地概况 试验于2011-2013年在山东省阳信县金阳街道郭村梨园进行。果园土壤为沙壤土,pH 7.2,有机质10.2 mg/kg,全氮1.0 g/kg,全磷0.3 g/kg,全钾5 g/kg,碱解氮117 mg/kg,速效磷28 mg/kg,速效钾180 mg/kg,立地条件一致,常规管理。鸭梨30年生,砧木杜梨,株行距5 m×6 m,树势中庸,管理水平中等,每 hm2产量为45000 kg左右。选择30株负载量、树相等相近的树进行试验,10株进行菌渣覆盖处理,10株自然生草处理,10株清耕作为对照,试验设3次重复。
菌渣覆盖处理中所用菌渣为生产平菇后产生的菌渣,经过高温充分腐熟处理后,覆盖到树下和行间,菌渣用量为均匀覆盖10 cm左右厚度,树盘起垄,顺行向开沟便于灌溉。菌渣的基本营养组成成分为:有机质15.5%,氮含量 11.4 g/kg,磷含量 1.13 g/kg,钾含量 10 g/kg,钙2.1 g/kg,镁0.51 g/kg,铁20 mg/kg,锌1.2 mg/kg。
1.1.2试验处理与设计 行间生草处理采用自然生草法,草长到高30 cm左右刈割,刈割后覆盖到树下,每年刈割3~4次,第1次刈割后撒施尿素5~10 kg/667 m2并浇水,以促进草的生长。为使各处理间一致,清耕区和覆盖区也同时撒施同量尿素。清耕处理采用传统的清耕方法。试验区其他管理措施均一致。
试验处理编号:0~20 cm土层菌渣覆盖1年、自然生草1年、对照处理1年、菌渣覆盖2年、自然生草2年、对照处理2年、菌渣覆盖3年、自然生草3年、对照处理3年的编号分别为T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8、T9;20~40 cm土层菌渣覆盖1年、自然生草1年、对照处理1年、菌渣覆盖2年、自然生草2年、对照处理2年、菌渣覆盖3年、自然生草3年、对照处理3年的编号分别为T10、T11、T12、T13、T14、T15、T16、T17、T18。
1.2样品采集及处理
试验土壤样品取样位置为树盘,于果实采收时在各处理小区按五点法取样,用土钻分别取0~20 cm、20~40 cm 土层土样,剔除杂物后分层混匀,每个处理每次取土样2 kg左右,装入无菌自封袋内,立即带回实验室,一部分置于0℃冰箱中用于微生物和酶活性测定,另一部分风干后研磨,过1 mm筛用于矿质元素测定。用于风味品质测定的果实于5月26日左右进行套袋处理,均选择树体外围、中上部、东南方向着生的果实,9月26日左右采收,每个处理挑选结果部位一致、成熟度适宜、无病虫机械损伤、具有该品种典型特征的果实30个,采收,混匀,立即运回实验室进行测定,所有风味指标均取3次测定结果的平均值。
1.3分析项目与方法
1.3.1土壤测定指标及方法 具体测定方法参照文献[18-19]土壤有机质采用重铬酸钾容量法;硝态氮、铵态氮用KCl浸提流动分析仪测定;速效P采用碳酸氢钠浸提钼锑抗比色法;速效K采用乙酸铵浸提-火焰光度法;pH 以1∶2.5 土水比,用酸度计测定;有效Zn、Fe,交换性Ca、Mg 用原子吸收法测定。酶活性测定:脲酶活性采用苯酚钠比色法,以mg NH3-N/g(37℃,24 h)表示;蔗糖酶活性采用3,5-二硝基水杨酸比色法,以mg葡萄糖/g(37℃,24 h)表示;过氧化氢酶活性采用高锰酸钾滴定法,以mL 0.02 mol/L KMnO4/g(25℃,20 min)表示;碱性磷酸酶活性采用磷酸苯二钠比色法,以mg酚/(g·d)(37℃,24 h)表示;蛋白酶活性测定采用铜盐比色法,以mg氨基酸/g(37℃,24 h)表示。土壤微生物数量测定采用稀释平板计数法[10]。
1.3.2果实风味指标测定 果实挥发性香气成分的提取与测定参照以下方法:每份样品取3~5个果实,采用四分法去除果核心后,果肉迅速切成碎块并混匀,准确称取5 g放入样品瓶中,并加入内标物3-壬酮(0.4 mg/mL)10 μg,密封。果实挥发性成分的提取与测定分别利用Perkin ElmerTurbo Matrix 40 Trap顶空进样器和Shimadzu GCMS-QP2010气相色谱-质谱联用仪进行。未知化合物质谱图经计算机检索同时与NIST05质谱库相匹配,并结合人工图谱解析及资料分析,确认各种挥发性成分;定量方法:按峰面积归一化法求得各化合物相的质量百分含量,并选择3-壬酮为内标进行精确定量。
果实糖类和有机酸组分的提取与测定参照以下方法:准确称取5 g果肉,用15 mL 80%酒精研磨后,水浴(75℃)30 min,然后离心(10000 r/min)5 min,将上清液转至25 mL容量瓶中,余下的沉淀再加入10 mL 80%酒精继续水浴(75℃)30 min,离心(10000 r/min)5 min后,转移上清液至上述25 mL容量瓶中并定容,将该提取液于60℃条件下蒸干,残渣用5 mL重蒸水溶解,待测。测定采用高效液相色谱法,分析仪器为美国510型Waters高效液相色谱仪。用于糖组分分析的色谱柱为氨基柱Kromasil 250 mm×4.6 mm,流动相为乙腈∶水=80∶20,流速为1 mL/min,进样量为15 μL,使用RID 10-A示差折光检测器。用于有机酸分析的色谱柱为C18 Kromasil 250 mm×4.6 mm;流动相为10 mmol/L的磷酸二氢铵(磷酸调pH至2.8)∶甲醇(97∶3);流速0.9 mL/min,进样量10 μL,使用Waters 2487双波长紫外检测器,检测波长214 nm。利用N2000色谱工作站(Ver.3.30)计算糖类和有机酸组分含量。
1.4数据分析
采用Microsoft Excel 2007和SPSS软件进行统计分析。
2 结果与分析
2.1不同土壤管理方式对梨园土壤养分的影响
不同土壤处理不同年限的土壤养分含量结果见表1,与对照相比,菌渣覆盖、自然生草处理使梨园土壤养分含量显著提高,但不同土层及各处理间存在差异。自然生草、菌渣覆盖有机质含量均显著或极显著高于对照清耕。在0~20 cm 土层,自然生草1~2 年的土壤碱解氮等主要矿质元素含量均显著低于对照,而自然生草3年时土壤碱解氮等主要矿质元素含量与对照相当或高于对照。但在20~40 cm 亚表层,自然生草1~3 年的土壤除有效锌和有效硼外,碱解氮等主要矿质元素含量均显著低于对照。覆盖菌渣处理1~3年的0~40 cm土层有机质、氮、磷、钾、微量元素等营养成分含量均分别高于清耕处理和生草处理,如覆盖菌渣处理3年0~20 cm土层有机质含量(19.54 g/kg)分别是自然生草(15.05 g/kg)、清耕(10.05 g/kg)处理的1.94和1.50倍,有效磷含量(35.89 mg/kg)分别是自然生草(25.46 mg/kg)、清耕(20.23 mg/kg)处理的1.41和1.77倍。
表1 不同土壤管理方式对土壤速效养分含量的影响Table 1 Effects of different soil managements on soil available nutrient contents
注:同列不同字母表示差异显著(P<0.05),下同。
Note:The different letters within the same column mean the significant differences atP<0.05, the same below.
2.2不同土壤管理方式对梨园土壤微生物数量、酶活性的影响
梨园土壤微生物以细菌为优势菌群(表2),放线菌次之,真菌最少。与对照相比, 自然生草、菌渣覆盖处理均能显著提高土壤的细菌、真菌和放线菌数量,但不同处理之间微生物数量增加量有差异,菌渣覆盖处理3年后0~20 cm和20~40 cm土层土壤细菌、真菌和放线菌数量分别较对照提高402.33%, 37.5%, 163.05%和146.22%,-12.50%,414.36%;自然生草处理3年后0~20 cm和20~40 cm土层细菌、真菌和放线菌数量分别比对照提高163.40%, 18.75%, 166.24%和-7.35%, -50.00%, 222.49%。
由表2可知, 与对照相比, 自然生草、菌渣覆盖处理均能显著提高土壤磷酸酶、蔗糖酶和脲酶的活性, 且不同处理存在差异。菌渣覆盖处理3年后,0~20 cm土层土壤磷酸酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性分别为对照的2.00, 1.41,1.83, 2.75倍,20~40cm土层土壤磷酸酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性分别为对照的1.64, 1.43, 2.60, 1.46倍;自然生草3年后0~20 cm和20~40 cm土层土壤磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性分别为对照的1.45, 1.33, 1.95倍和1.27,1.20, 1.12倍。
表2 不同土壤管理方式对土壤微生物及酶活性的影响Table 2 Effects of different soil managements on soil microorganisms and enzyme activities
2.3不同土壤管理方式对梨果实风味品质的影响
梨园采用不同土壤管理方式,梨果实风味品质存在显著差异(图1),采用菌渣覆盖栽培的梨果实检测到5类48种香气成分,香气物质总量为4412.081 ng/g,自然生草处理果实检测到4类44种香气成分,香气物质总量为3474.89 ng/g,而对照清耕处理检测到4类41种香气成分,香气物质总量为2820.33 ng/g。
不同土壤管理果实均检测到4种糖4种酸组分(图2),但不同处理间糖酸含量存在显著差异,覆盖处理糖总量(104.580 mg/g)和酸总量(8.415 mg/g)分别为自然生草(84.490和7.593 mg/g)的1.24和1.11倍,为清耕处理(70.110和9.368 mg/g)的1.49和0.90倍。生草和覆盖处理3年后鸭梨果实糖酸比对照显著提高,分别为对照的1.49和1.66倍。
图1 不同土壤管理方式对鸭梨果实香气种类和含量的影响
图2 不同土壤管理方式对鸭梨果实糖酸的影响
2.4不同土壤管理方式梨园土壤有机质、微生物及酶活性、矿质元素、果实风味品质间相关关系分析
2.4.1不同土壤管理方式梨园土壤有机质与矿质元素含量相关性分析 从表3 可以看出,采用不同土壤管理方式的梨园土壤有机质含量与土壤元素含量存在不同的相关性。其中,采用菌渣处理的土壤有机质与有效磷、交换镁、有效铁、有效锌存在显著或极显著相关,与碱解氮、速效钾相关性较高,但与土壤交换钙含量呈负相关。自然生草处理土壤有机质含量与有效锌、有效磷、有效铁相关性较高,而与交换钙、交换镁、有效硼负相关。清耕处理土壤有机质含量与有效磷、速效钾、有效锌显著或极显著相关,但与有效硼、交换镁、交换钙显著或极显著负相关。
表3 不同土壤管理方式有机质与矿质元素含量相关性Table 3 The correlation analysis between soil organic matter and soil elements in different soil management pear orchard
*P<0.05, **P<0.01,下同The same below.
表4 土壤微生物及酶活性与土壤营养的相关性Table 4 The correlation analysis between soil microorganisms enzyme activities and soil elements in different soil management pear orchard
2.4.2不同土壤管理方式梨园土壤微生物及酶活性与矿质元素含量相关性 从表4 可以看出,采用不同土壤管理方式的梨园土壤微生物及酶活性与土壤有机质、矿质元素含量间存在不同的相关性。其中,土壤微生物数量和酶活性多数与有机质显著相关,同时与碱解氮、有效磷、速效钾矿质营养等相关,因此,提高土壤有机质含量和矿质营养水平是改善土壤微生物及酶活性的基础。
2.5土壤营养与梨果实风味品质的相关性分析
从表5 可以看出,不同果实风味品质指标与土壤有机质及矿质元素含量存在不同的相关性,果实香气物质种类、香气物质含量、总糖含量均与有机质含量、碱解氮、有效锌含量显著相关,与有效磷、速效钾、有效硼相关性较高,但与有效铁相关性较低;果实总酸含量与有机质含量、碱解氮、有效锌、有效磷、速效钾、有效硼负相关。综上,提高土壤有机质含量和矿质营养水平是改善果实风味品质的基础。
表5 果实风味品质与土壤营养的相关性Table 5 The correlation analysis between fruit flavor quality and soil elements in different soil management pear orchard
3 讨论
3.1不同土壤管理方式对梨园土壤有机质、矿质养分的影响
土壤管理方式是影响土壤质量的重要因素[20]。优良的土壤理化性状、生物性状及对果树必需矿质营养元素的稳定、均衡供应是生产优质果品的前提。土壤有机质含量、微生物数量组成、酶活性是衡量土壤性状的重要指标。
土壤有机质与土壤理化性质、通气性、抗蚀力、涵养水源能力、供肥保肥能力和养分有效性等均密切联系[7]。前人研究表明,果园生草[7-8]可以提高土壤有机质含量,本试验结果也表明,自然生草3年土壤表层(0~20 cm)和亚表层(20~40 cm)有机质含量均明显高于清耕处理(表1),且随自然生草时间增加,土壤有机质含量呈上升趋势,随着土层深度增加有机质含量呈下降趋势。已有研究表明秸秆覆盖可以提高桃园土壤有机质含量[21],本研究也证实,菌渣覆盖梨园后土壤有机质含量显著提高,且土壤微生物数量和酶活性提高,梨果实风味品质改善。
土壤养分体系是一个复杂的系统,有机质与矿质元素水平间存在密切关系[22]。在沙地梨园中,行间种植白三叶(Trifoliumrepens)和黑麦草(Loliumperenne)条件下[7],土壤有机质含量与全N、全P、全K、碱解N、速效P、速效K的相关关系比其他微量元素更显著;土壤有效Ca、Mg 含量对土壤有机质的相关关系较弱。多年种植白三叶的土壤有效Fe、Mn、Zn 含量与土壤有机质呈极显著与显著的正相关关系,而多年种植黑麦草和清耕时,这些元素与土壤有机质呈极显著负相关或不相关。本研究结果表明,自然生草处理土壤有机质含量与有效锌、有效磷、有效铁相关性较高,与交换钙、交换镁、有效硼负相关。而采用菌渣覆盖处理的土壤有机质与有效磷、交换镁、有效铁、有效锌存在显著或极显著相关,与碱解氮、速效钾相关性较高,但与土壤有效Ca含量呈负相关。分析其原因可能是,不同草种或不同覆盖材料含有的营养物质种类和含量不同导致土壤有机质组成存在差异,而不同的土壤有机质组成和含量导致其与矿质元素间有不同的相关关系,其机理有待进一步深入研究。
3.2不同土壤管理方式对梨园土壤微生物和酶活性的影响
土壤微生物是土壤中物质循环的主要推动者[23],果园土壤中较高的微生物数量有利于果树对有效营养元素的吸收[24]。因此,土壤中微生物(细菌、真菌、放线菌)的数量是衡量土壤中微生物区系状况的一个重要指标[25]。前人研究表明[21],土壤覆盖处理能显著提高根际和非根际土壤的氨化细菌、真菌和放线菌数量。路超等[10]研究也表明覆盖处理土壤中细菌、真菌、放线菌数量均显著高于对照,对照和覆盖处理土壤中的微生物均以细菌居优势。本研究也表明,土壤菌渣覆盖处理土壤微生物(细菌、真菌、放线菌)数量均高于对照,细菌数量居优势,且细菌数量较对照提高最多,分析其原因可能是菌渣先经过菌丝生长又经过发酵腐熟,含有丰富的微生物、有机质、氨基酸和酶,覆盖后,为土壤细菌生长提供了丰富营养,促进了土壤中细菌的繁殖。
前人研究表明,果园种草后土壤微生物区系发生变化,但不同草种、不同果园变化不同,如葡萄(Vitisvinifera)园[26]种草后,土壤微生物总量表现为白三叶草>高羊茅(Festucaelata)>紫花苜蓿(Medicagosativa)>清耕,种草后0~20 cm土层细菌、真菌数量均增加,但放线菌数量降低。焦蕊等[3]研究也表明自然生草苹果园土壤细菌的数量明显增加。本研究表明,梨园自然生草后土壤微生物区系也发生变化,自然生草第1年,细菌数量增加,真菌和放线菌数量减少,生草2年真菌数量仍低于对照,但生草3年后土壤微生物数量(细菌、真菌、放线菌)均高于对照。菌渣覆盖和自然生草后果园土壤微生物区系的变化及其相关机制尚需开展深入研究。
土壤酶活性是评价土壤肥力、土壤质量及土壤健康的重要指标[10]。吴玉森等[8]研究认为持续多年的自然生草有利于土壤表层(0~40 cm)脲酶和碱性磷酸酶等主要酶活性的提高。在0~20 cm 土层,土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶及蛋白酶等5 种酶活性与有机质及N、P、K等主要矿质营养间大都存在不同程度的正相关。张桂玲[21]研究认为土壤微生物和土壤酶是土壤养分和有机质形成和积累的重要因素,其中脲酶是影响有机质含量的最主要的因子。本研究与前人结果基本一致,土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶与有机质及N、P、K等主要矿质营养间大都显著或极显著正相关,其中脲酶与有机质含量相关性最高,因此推测脲酶是有机质形成积累的主要影响因子,其机理有待进一步研究。
3.3不同土壤管理下土壤营养与果实品质的相关性
味感物质(糖、酸等)和嗅感物质(香味物质)构成果实的风味物质或果实风味复合物(fruit flavor compound, FFC),其组成及含量对果实内在品质有着重要影响。前人研究表明[3,27-28],施用有机肥具有改善果实风味品质的效果。吴玉森等[8]认为随着生草年限的增加,自然生草能有效提高梨园表层土壤有机质含量、酶活性及土壤矿质营养含量,提升果实品质。陈世昌等[17]研究表明,菌渣还田可显著提高梨园0~40 cm 土层土壤肥力,并提高梨可溶性固形物和可溶性糖含量,降低可滴定酸含量。本研究结果也表明,土壤有机质的提高对于提高果实风味品质具有显著的作用,鸭梨采用生草、覆盖栽培模式其香气物质的种类和含量比清耕处理显著升高(图1,2),果实糖含量和糖酸比升高,酸含量降低,与前人研究结果一致[8,26,29]。分析其原因可能是在同样的光、温气候条件和管理水平下,梨果实品质主要与土壤有机质、矿质营养和水分有关[14],生草、覆盖栽培提高了土壤有机质含量,使土壤N、P、K等矿质营养元素均衡供应,土壤理化性状以及涵养水源、供肥保肥能力和养分有效性等同步提高,土壤性状的改善,促进梨树的生长和果实发育,从而显著提高梨的香气、糖酸等风味品质。同时本研究表明,果实风味品质指标与土壤有机质及矿质元素含量存在不同的相关性,其机理有待进一步研究。
4 结论
随着处理年限的增加,菌渣覆盖、自然生草对提高梨园0~40 cm 不同土层土壤有机质含量、速效营养含量具有明显作用,且能有效提高参试梨园土壤微生物数量、酶活性,并明显改善梨果实风味品质。
[1] Li G C, Li S H.Orchard Soil Management and Water Saving Cultivation[M].Beijing:China Agricultural University Press, 1998:10-25.
[2] Li H K, Zhao Z Y, Zhang G J.The theory and practice of planting herbage in orchards-In the practice of the southern part of loess plateau and grass interplanting in orchards as an example.Pratacultural Science, 2005, 22(8):32-37.
[3] Jiao R, Zhao T S, He L M,etal.Effect of self-sown grass and organic mulching on soil microorganism and organic content in fuji apple orchard.Journal of Hebei Agricultural Sciences, 2009, 12(12):29-30.
[4] Ingels C A, Scow K M, Whisson D A,etal.Effects of cover crops on grapevines, yield, juice composition, soil microbial ecology, and gopher activity.American Journal of Enology and Viticulture, 2005, 56(1):19-29.
[5] King A P, Berry A M .Vine yard N15δ, nitrogen and water status in perennial clover and bunch grass cover crop systems of California’s central valley.Agriculture, Ecosystems and Environment, 2005, 109:262-272.
[6] Yang H X, Zhou M H, Li J L,etal.Decay and nutrient release in vulpia myuros grass, a species suitable for soil conservation in temperate zone orchards.Acta Prataculturae Sinica, 2015, 24(4):208-213.
[7] Huo Y, Zhang J, Wang M C,etal.Effects of inter-row planting grasses on variations and relationships of soil organic matter and soil nutrients in pear orchard.Scientia Agricultura Sinica, 2011, 44(7):1415-1424.
[8] Wu Y S, Zhang Y M, Ji X H,etal.Effects of natural grass on soil nutrient, enzyme activity and fruit quality of pear orchard in Yellow River Delta.Scientia Agricultura Sinica, 2013, 46(1):99-108.
[9] Liu F T, Zhang L S, Li X W,etal.Effects of inter-row planting grasses on soil organic carbon fractions and soil microbial community of apple orchard in weibei dryland.Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2014, 20(2):355-363.
[10] Lu C, LI X H, Dong J,etal.Effect of orchard mulching treatments on water conservation, soil nutrients and microbial characteristics under subsurface irrigation.Journal of Soil and Water Conservation, 2013, 6:134-139.
[11] Wang Z T, Peng F T, Tang H X,etal.Effect of different organic coverage treatments on the soil properties of peach orchard and plant growth.Journal of Soil and Water Conservation, 2011, 1:142-146.
[12] Mao X L.Economic Fungi in China[M].Beijing:Science Press, 1998.
[13] Chen G Y, Wang D H, Xiang Q B.Nutrient transformation during co-composting of spent mushroom compost and litter.Journal of Agro-Environment Science, 2006, 25(5):1347-1353.
[14] Yang C X, Lu H.Nutrition and development and utilization of mushroom bran.Journal of Henan Agricultural Sciences, 1999, (7):31-32.
[15] Liu Z P, Huang Q L, Feng D Q,etal.Effects of mushroom dreg on banana growth and soil fertility.Acta Agriculturae Jiangxi, 2011, 23(7):102-104.
[16] Sagar M P, Ahlawat O P, Raj D,etal.Indigenous technical knowledge about the use of spent mushroom substrate.Indian Journal of Traditional Knowledge, 2009, 8(2):242-248.
[17] Chen S C, Chang J T, Wu W X,etal.Effects of returning field of mushroom residue on soil properties and fruit quality in pear orchard.Journal of Nuclear Agricultural, 2012, 26(5):821-827.
[18] Bao S D.Soil and Agricultural Chemistry Analysis[M].Beijing:China Agricultural Press, 2000.
[19] Guan S Y.Study Method of Soil Enzymes[M].Beijing:Agriculture Press, 1986.
[20] Senberg B.Monitoring soil quality of arable land:microbiological indicators,review article.Acta Agriculturae Scandinavica, Section B:Siol and Plant Science, 1999, 49:1-24.
[21] Zhang G L.Effects of straw and living grass mulching on soil nutrients, soil microbial quantities and soil enzyme activities in a peach orchard.Chinese Journal of Plant Ecology, 2011, 35(12):1236-1244.
[22] Zhang F S, Cui Z L, Wang J Q,etal.Current status of soil and plant nutrient management in China and improvement strategies.Chinese Bulletin of Botany, 2007, 24(6):687-694.
[23] Li F D.Soil Microbiology[M].Beijing:China Agriculture Press, 1996:140-177.
[24] Torsvik V, Gosksyr J, Daae F L.High diversity in DNA of soil bacteria.Applied and Environmental Microbiology, 1990, 56(3):782-787.
[25] Xue C, Huang Q W, Ling N,etal.Analysis, regulation and high-throughput sequencing of soil microflora in mono-cropping system.Acta Pedologica Sinica, 2011, 48(3):612-618.
[26] Long Y, Hui Z M, Chen J M,etal.Ecological distributing of soil microorganisms and activity of soil enzymes in vineyard green covering.Journal of Northwest A & F University (Natural Science Edition), 2007, 35(6):99-103.
[27] Wei S W, Zhang Y, Wang H W,etal.Effect of organic fertilizer and bagging on fruit flavor quality of Yali pear.Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2012, 18(5):1269-1276.
[28] Yu W T, Jiang Z S, Ma Q,etal.Effects of application of manure on soil fertility.Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2009, 15(5):1057-1064.
[29] Wei Q P, Wang X W, Zhang Q,etal.Effect of complex fertilizer of peat and chicken manure on the soil property and fruit quality of Hwangkumbae pear cultivar.Journal of Fruit Science, 2009, 26(4):435-439.
参考文献:
[1] 李光晨, 李绍华.果园土壤管理与节水栽培[M].北京:中国农业大学出版社, 1998:10-25.
[2] 李会科, 赵政阳, 张广军.果园生草的理论与实践-以黄土高原南部苹果园生草实践为例.草业科学, 2005, 22(8):32-37.
[3] 焦蕊, 赵同生, 贺丽敏, 等.自然生草和有机物覆盖对苹果园土壤微生物和有机质含量的影响.河北农业科学, 2009, 12(12):29-30.
[6] 杨洪晓, 周美华, 李俊良, 等.温带果园护土生草鼠茅草的腐解和养分释放.草业学报, 2015, 24(4):208-213.
[7] 霍颖, 张杰, 王美超, 等.梨园行间种草对土壤有机质和矿质元素变化及相互关系的影响.中国农业科学, 2011, 44(7):1415-1424.
[8] 吴玉森, 张艳敏, 冀晓昊, 等.自然生草对黄河三角洲梨园土壤养分、酶活性及果实品质的影响.中国农业科学, 2013, 46(1):99-108 .
[9] 刘富庭, 张林森, 李雪薇, 等.生草对渭北旱地苹果园土壤有机碳组分及微生物的影响.植物营养与肥料学报, 2014, 20(2):355-363.
[10] 路超, 李絮花, 董静, 等.渗灌条件下果园覆盖的保水效果及对根际土壤养分和微生物特性的影响.水土保持学报, 2013, (6):134-139.
[11] 王中堂, 彭福田, 唐海霞, 等.不同有机物料覆盖对桃园土壤理化性质及桃幼树生长的影响.水土保持学报, 2011, (1):142-146.
[12] 卯晓岚.中国经济真菌[M].北京:科学出版社, 1998.
[13] 陈广银, 王德汉, 项钱彬.蘑菇渣与落叶联合堆肥过程中养分变化的研究.农业环境科学学报, 2006, 25(5):1347-1353.
[14] 杨成祥, 陆恒.菌糠饲料的营养与开发利用.河南农业科学, 1999, (7):31-32.
[15] 刘志平, 黄勤楼, 冯德庆, 等.蘑菇渣对香蕉生长和土壤肥力的影响.江西农业学报, 2011, 23(7):102-104.
[17] 陈世昌, 常介田, 吴文祥, 等.菌渣还田对梨园土壤性状及梨果品质的影响.核农学报, 2012, 26(5):821-827
[18] 鲍士旦.土壤农化分析[M].北京:中国农业出版社, 2000.
[19] 关松荫.土壤酶及其研究方法[M].北京:农业出版社, 1986.
[21] 张桂玲.秸秆和生草覆盖对桃园土壤养分含量、微生物数量及土壤酶活性的影响.植物生态学报, 2011, 35(12):1236-1244.
[22] 张福锁, 崔振岭, 王激清, 等.中国土壤和植物养分管理现状与改进策略.植物学通报, 2007, 24(6):687-694.
[23] 李阜棣.土壤微生物学[M].北京: 中国农业出版社, 1996:140-177.
[25] 薛超, 黄启为, 凌宁, 等.连作土壤微生物区系分析、调控及高通量研究方法.土壤学报, 2011, 48(3):612-618.
[26] 龙研, 慧竹梅, 程建梅, 等.生草葡萄园土壤微生物分布及土壤酶活性研究.西北农林科技大学学报:自然科学版, 2007, 35(6):99-103.
[27] 魏树伟, 张勇, 王宏伟, 等.施有机肥及套袋对鸭梨果实风味品质的影响.植物营养与肥料学报, 2012, 18(5):1269-1276.
[28] 宇万太, 姜子绍, 马强, 等.施用有机肥对土壤肥力的影响.植物营养与肥料学报, 2009, 15(5):1057-1064.
[29] 魏钦平, 王小伟, 张强, 等.鸡粪和草炭配施对黄金梨园土壤理化性状和果实品质的影响.果树学报, 2009, 26(4):435-439.
Effects of different soil management methods on the soil nutrients, enzyme activity and fruit quality of pear orchards
WEI Shu-Wei, WANG Shao-Min*, ZHANG Yong, RAN Kun, WANG Hong-Wei
ShandongInstituteofPomology,Tai’an271000,China
In order to investigate the effects of different soil management methods on the soil nutrients, enzyme activity and the flavor of ‘Yali’ pear, an experiment has been undertaken with 2 treatments of naturally grown grass and mushroom compost mulching, with clean tillage as the control.Mineral nutrition, the species and quantity of microorganisms, soil enzyme activity and the flavor of Yali pear were measured.Results showed that the organic contents of pear orchard soils treated with mushroom and naturally grown grass mulches increased considerably compared to the control.In orchards with 3 years of naturally grown grass mulching, the organic matter content of 0-20 cm soil was 15.05 g/kg, 1.9 times the control.Alkaline hydrolysis available N, B and Zn were also significantly higher than the control.The contents of available K, Fe, exchangeable Ca and Mg in 0-20 cm and 20-40 cm soil samples were less than the control.For orchards with 3 years of mushroom mulching, the organic matter content of 0-20 cm soil was 19.54 g/kg, 2.4 times the control.Available N, P, K, Fe, Zn, boron, exchangeable Ca and Mg in 0-20 cm and 20-40 cm soil samples were also higher than the control.Naturally grown grass and mushroom compost mulches improved the quantity and activity of soil microorganisms.In pear orchards with 3 years of naturally grown grass treatment, the quantities of bacteria, fungi and actinommyces in 0-20 cm soil was 163.40%, 18.75% and 166.24% higher than the control.In orchards with 3 years mushroom mulching, they were 402.33%, 37.50% and 163.05% higher.Phosphatase activities under naturally grown grass and mushroom mulching were 1.45 and 2.00 times higher than the control, while urease activity was 1.94 and 2.39 times higher.Naturally grown grass and mushroom compost mulching significantly enhanced the quality of fruit flavors.In both cases, the range of aromas and sugar contents of ‘Yali’ pears were significantly higher than the control.
soil management; natural grass; mulching; ‘Yali’ pear; flavor quality
10.11686/cyxb2015149
http://cyxb.lzu.edu.cn
2015-03-17;改回日期:2015-04-30
国家梨产业体系建设专项 (CARS-29-31),泰安市科技发展计划(201440774),山东省农业科学院青年基金(2015YQN40),十二五农村领域国家科技计划(2014BAD16B03-4)和山东省农业科学院科技创新重点项目(2014CXZ04-1)资助。
魏树伟(1981-),男,山东新泰人,助理研究员,硕士。E-mail:weisw2007@163.com
*通信作者Corresponding author.E-mail:sdipwsm@163.com
魏树伟, 王少敏, 张勇, 冉昆, 王宏伟.不同土壤管理方式对梨园土壤养分、酶活性及果实风味品质的影响.草业学报, 2015, 24(12):46-55.
WEI Shu-Wei, WANG Shao-Min, ZHANG Yong, RAN Kun, WANG Hong-Wei.Effects of different soil management methods on the soil nutrients, enzyme activity and fruit quality of pear orchards.Acta Prataculturae Sinica, 2015, 24(12):46-55.