施有机肥对油桐幼苗生长及其土壤养分含量的影响

万 盼 ，刘 芸 ，黄小辉 ，熊兴政 ，欧 阳 ，孟祥江 ，周 恺

（1.西南大学资源环境学院林学系，重庆 400716；2.重庆市林业科学研究院，重庆 400036；3.重庆市林业规划院 重庆 400060）

化肥在农业生产中具有重要作用，能及时为土壤补充养分，进而保证农作物实现高产和稳产。然而，化肥长期及不合理施用，致使大田土壤有机质含量降低﹑出现板结，土壤生物活性及养分利用率下降[1-2]。因此，施用化肥带来的负面影响受到了多学科专家的重视。

农家有机肥在我国资源丰富，是传统农业生产中重要的肥料[3]。随着人们环保意识的增强，有机肥的利用再度受到人们的关注。近年来，许多学者关于有机肥在农业上的应用进行了一系列研究，其结果表明，有机肥具有改善土壤生态环境[4]，提高土壤肥力和养分利用率[5]，增强作物的抗逆性[6]，改善农产品品质[7]等优点，也是实现充分利用自然资源，减少环境污染的必要途径[8]。

油桐Vernicia fordii是我国南方地区特有的一种油料树种，具有广阔的发展前景，近年来在重庆三峡库区发展迅速[9]。长期以来，人们对油桐幼苗进行施肥，以保证和促进其生长。由于油桐种植区农家有机肥资源丰富，合理利用这些肥料，既能缩减油桐种植成本，又能改善农村生活条件和生态环境[10]。目前，关于有机肥在油桐种植上的应用缺乏相应的科学研究。对此，本文以三峡库区油桐为试材，初步研究猪粪有机肥处理下油桐幼苗生长及土壤养分含量的变化，以期为猪粪有机肥在油桐种植中的广泛应用提供科学依据。

1 研究区概况

试验地区位于重庆市酉阳土家族苗族自治县，地处 108°18'25''～ 109°19'02''E、28°19'28'' ～29°24'18''N之间，属亚热带湿润季风气候区，年降雨量一般在1 000～1 500 mm，年平均气温11.8～17℃，土壤类型为黄壤土。

2 材料与方法

2.1 试验材料

试验于2013年7月到10月在重庆市酉阳土家族苗族自治县重庆农业开发有限公司试验区进行，采用35 cm×30 cm规格的盆钵进行盆栽试验，每盆装土20 kg，供试土采集于油桐种植区，深10～40 cm范围内的土壤，其土壤理化性质为：pH值6.48，有机质含量28.02 g/kg，碱解氮含量102.32 mg/kg全氮含量1.42 g/kg，全磷含量0.49 g/kg，全钾含量8.82 g/kg，有效磷含量6.10 mg/kg，速效钾含量87.8 mg/kg；

供试肥料为：猪粪有机肥（以猪粪为主要原料和水稻秸秆经高温堆肥发酵制成） ，其养分含量为（有机质含量15.3%，氮含量0.55%，磷含量0.46%，钾含量0.40%）

供试油桐幼苗取自于重庆农业开发有限公司油桐种植区大田中的一年生实生苗，苗高约为10 cm左右，地径为4 mm左右。

2.2 试验设计

（1）2013年7月初，将100个装土盆钵随机分为2组，每50盆为1组；选择大田中长势一致的油桐幼苗150株，将其移栽到盆钵中，每盆1株；等缓苗后，每组进行处理：①施猪粪肥（T）；②不施肥（CK）（注：肥料与土壤充分混合；猪粪施入量为：1 000 g/盆），并准确测定每株油桐生长指标（株高和地径）。

（2）2013年10月初，再次测定每株油桐生长指标；并在每组中随机选取20盆，测定油桐幼苗生物量及其土壤养分含量。

2.3 测定目标与方法

2.3.1 土壤理化性质的测定

1）采集土壤，待自然风干后，根据土壤各指标测定所需土壤粒径的大小过筛，测定土壤pH值、氮、磷、钾及有机质含量。

2）土壤pH值采用2.5∶1的水土比，用电位计法测定；有机质采用硫酸重铬酸钾氧化为容量法测定；全N采用硫酸钾为硫酸铜为硒粉消煮，定氮仪自动分析法测定；碱解氮采用碱解扩散法测定；全P采用硫酸为高氯酸消煮为钼锑抗比色法测定；有效P采用碳酸氢钠浸提为钼锑抗比色法测定；全K采用氢氟酸为高氯酸消煮火焰光度计法测定；速效K采用中性乙酸铵提取为火焰光度计法测定。以上分析方法见土壤农业化学分析方法[11]。

2.3.2 油桐生长指标的测量

油桐生长指标采用直接测量法。于2013年7月和10月，两次测定每盆油桐的株高和地径。

2.3.3 生物量测定

2013年10月初，每组随机选择20盆，进行油桐幼苗生物量测定。幼苗样品经105℃杀青30 min，75 ℃烘干3天后称其根系和地上部分生物量[12]。

2.4 统计分析

用Microsoft Excel 2003进行数据整理和作图，采用SPSS18.0软件进行数据分析，显著水平设置为P＜0.05。

3 结果与分析

3.1 有机肥对油桐土壤pH值和养分含量的影响

3.1.1 对油桐幼苗土壤pH值的影响

图1所示，施肥土壤pH 值比对照高2.7%，但差异不显著（P＞0.05）。

3.1.2 对油桐幼苗土壤有效养分含量的影响

施肥3个月土壤有效养分含量存在一定的差异。施猪粪肥的土壤碱解氮含量比对照高26.9%，且差异显著（P＜0.05）；有效磷和速效钾含量均表现为CK＞T，且两者之间均无显著性差异（P＞0.05）（图2）。

图1 施有机肥对油桐幼苗土壤pH值影响Fig.1 Effects of organic fertilizer application on soil pH of tung tree seedings

图2 施有机肥对油桐幼苗土壤碱解氮、有效P、速效K含量的影响Fig.2 Effects of organic fertilizer application on soil nitrogen, effective P and available K contents of tung tree seedings

3.1.3 对油桐幼苗土壤全量养分含量的影响

图3表示了有机肥对土壤全量养分含量的影响。有机质含量表现为T＞CK，且差异显著（P＞0.05）；全氮含量表现为T＞CK，但无显著性差异（P＞0.05）； 全磷和全钾含量均表现为CK＞T，两者之间差异也均不显著（P＞0.05）。

图3 施有机肥对油桐幼苗土壤有机质、全N、全P和全K含量Fig.3 Effects of organic fertilizer application on soil organic, total N, total P and total K contents of tung tree seedings

3.2 有机肥对油桐幼苗生长的影响

图4显示了施有机 肥处理下油桐幼苗株高和地径的增长量。株高和地径增长量均表现为T＞CK，其中株高增长量中T与CK之间存在差异显著（P＜0.05）。

图4 施有机肥对油桐株高和地径的增长量的影响Fig.4 Effects of organic fertilizer application on growth amount of height and ground diameter of tung tree seedings

3.3 有机肥对油桐幼苗生物量及分配比例的影响

由图5可知，两种施肥处理下的油桐生物量表现出T＞CK，且两者之间差异均达显著水平（P＜0.05），这说明有机肥促进了油桐幼苗的生物量增加；此外，从生物量分配比例来看，施用有机肥增加了油桐幼苗地下根系部分生物量。

图5 施有机肥对油桐幼苗生物量及其分配比例的影响Fig.5 Effects of organic fertilizer application on biomass and biomass allocation proportion of tung tree seedings

3.4 有机肥处理下油桐幼苗外部形态观察

施肥3个月之后，油桐幼苗在猪粪肥处理下表现出枝叶茂盛、叶片阔大，维持着较好的生长状况；而未施肥时，油桐幼苗表现为，叶片发黄，甚至出现枯萎。

4 结论与讨论

4.1 有机肥处理下油桐土壤pH值及养分含量的变化

土壤的酸碱性是影响土壤肥力的重要因素之一。许多研究表明，长期施用化肥可降低土壤pH值[13]，而长期施用有机肥能够使土壤pH值维持在一个适合植物生长的范围[14]。本研究结果表明，施猪粪肥的土壤pH值高于未施肥土壤（CK），但差异不显著,这是由于有机肥料中含有大量腐殖酸，它在土壤中容易与各种阳离子结合生成腐殖酸盐﹑土壤中腐殖酸- 腐殖酸盐的形成，提高了土壤对pH值变化的缓冲能力[14]。因此，施猪粪有机肥对土壤pH值具有微调作用，可以缓解土壤酸化。

土壤有机质是衡量土壤肥力的重要指标。本研究结果表明，施用猪粪肥使土壤有机质含量增加，这与胡诚等[15]研究结果一致，即施有机肥能及时补充土壤有机质含量，特别是猪粪肥，因其本身含有大量的有机质，可以极大程度补充土壤有机质含量，增加土壤中碳的储量[16]。施猪粪有机肥也影响了土壤N元素含量。本研究结果表明，施猪粪有机肥的土壤碱解氮和全N含量均高于未施肥土壤，这也与其他研究结果[5，17]相符，这是由于土壤全N和碱解氮的主要来源于土壤有机质的矿化，当有机肥施入土壤后，改善了土壤环境状况，促进了土壤微生物的繁殖而增加了微生物总量，并且也提高了土壤酶活性，进而加快了有机质的矿化，因此土壤全N含量和碱解氮含量均与土壤有机质含量呈正相关，二者变化趋势一致[17]。

除N素之外，施有机肥也改变了土壤中P和K元素的含量。罗安呈等[18]研究表明，有机肥能够增加植物根际微生物含量，同时可以促进根际无机磷溶解菌和有机磷分解数量以及磷酸酶和脲酶活性，对土壤磷转化率有促进作用。本研究发现，施猪粪有机肥不同程度的降低了土壤P、K含量，说明施有机肥能够促进油桐幼苗对土壤P、K的吸收，这可能是由于猪粪有机肥施用增加了土壤微生物含量[4]，进而活化了土壤P﹑K，使油桐幼苗对土壤P和K元素更有效的吸收利用；同时，猪粪有机肥产生的有机酸也可以减少P和K的固定，有利于油桐幼苗对P和K的吸收[19]。

4.2 有机肥处理对油桐幼苗生长的影响

植物生长决定于土壤环境﹑田间管理等因素，其中土壤养分状况对植物的生长有着重要的影响，合理施肥是提高植物生长的必要前提[20-21]。本研究表明，与未施肥（CK）相比，施猪粪肥促进了油桐幼苗株高﹑地径和单株生物量的增加，这与其他研究相符[5，22]，主要由于有机肥的施用减缓解了土壤酸化，并补给土壤大量养分，同时促进了油桐幼苗对土壤养分物质的吸收和利用。本研究也发现，施猪粪肥的油桐幼苗表现出枝叶茂盛、叶片阔大，维持着较好的生长状况；但未施肥的油桐幼苗表现出叶片发黄，甚至出现枯萎。这说明，施猪粪有机肥可以延长油桐幼苗的生长期。

除此之外，本研究也对施肥后油桐单株生物量分配比例进行了分析，其结果表明，与未施肥油桐幼苗相比，猪粪有机肥的施用增加了油桐幼苗地下部分生物量，即有机肥促进了油桐幼苗根系的生长，延缓生长后期根系生长量的下降速率，有利于油桐幼苗在后期生长保持较高的根系吸收养分能力，这与李絮花等[23]研究结果相符，可能是施有机肥后土壤除了养分含量增加之外，其激素也相应增多，从而调控油桐幼苗根系的生长；同时，这也是植物生长对土壤养分的趋利性反应。

综上，在本实验范围内，施适量猪粪有机肥提高了土壤有机质和氮素含量，促进了油桐幼苗对土壤养分的吸收，进而提高了幼苗生长量（株高和地径）及单株生物量，特别是促进了油桐幼苗根系的生长，有利于油桐幼苗在后期生长保持较高的根系吸收养分能力；同时，可避免因长期使用化肥引起的土壤酸化和板结，这对猪粪有机肥在三峡库区油桐种植中的应用具有一定的指导意义。另外，施猪粪有机肥也延长了幼苗的生长期，进而加快幼苗初期生长，但在幼苗生长后期应及时补充适量的磷﹑钾肥，以期促进其木质化，关于猪粪有机肥与其他肥料配施对油桐幼苗的影响还需进一步深入研究。

参考文献：

[1]赵其国,藤 应.国际土壤科学研究进展[J].土壤,2013,45(1):1-7.

[2]王晓娟,贾志宽,梁连友,等.不同有机肥量对旱地玉米光合特性和产量的影响[J].应用生态学报,2012,23(2):419-425.

[3]黄鸿翔,李书田,李向林,等.我国有机肥的现状与发展前景分析[J].土壤肥料,2006,(1):3-8.

[4]许仁良,王建峰,张国良,等. 秸秆﹑有机肥及氮肥配合使用对水稻土壤微生物和有机质含量的影响[J].生态学报,2010,30(13): 3584-3590.

[5]黄永芳,杨懋勋,李云,等.油茶饼柏有机肥对草坪草狗牙根生长的影响[J].中南林业科技大学学报,2013,33(4):1-6,12.

[6]余国泰,秦遂初.有机肥缓解小麦铝毒效果的研究[J].植物营养与肥料学报, 1998,4(1):57-62.

[7]叶协锋,凌爱芬,喻奇伟,等.活化有机肥对烤烟生理特性和品质的影响[J].华北农学报,2008,23(5):190-193.

[8]刘海英,崔长海,赵 倩,等.施用有机肥环境下盐胁迫小麦幼苗长势和内源激素的变化[J].生态学报 2011,31(15): 4215-4224.

[9]朱镜如, 黄 艳,罗克明.重庆重庆油桐资源调查及优株筛选[J].经济林研究,2013,31(1):161-166.

[10]杨 帆,李 荣,崔 勇,等.我国有机肥料资源利用现状与发展建议[J].中国土壤与肥料, 2010,(4):77-82.

[11]鲁如坤．土壤农业化学分析方法[M]．北京:中国农业科技出版社,1999.

[12]陈益泰,施 翔,王树凤,等.铅锌尾矿区15种植物的生长及对重金属的吸收积累[J].林业科学,2012, 48(12): 22-30.

[13]南雄雄,王 浩,常红宇,等.不同施肥量对风沙土区枸杞生长的影响[J].经济林研究,2014,32(9):104-108.

[14]北京农业大学. 农业化学(总论) [M]. 北京:中国农业出版社,1987.

[15]胡 诚,曹志平,胡 菊,等.长期施用生物有机肥土壤的氮矿化[J].生态学报,2009,29(4):2080-2086.

[16]王铁宇,颜丽,关连珠,等.长期定位监测黑土有机物质的变化[J].农业环境科学学报,2004,23(1):76-79.

[17]吕家珑,张一平,王旭东,等.长期单施化肥对土壤性状及作物产量的影响[J].应用生态学报,2001,12(4):569-572.

[18]罗安程,T.B.Subedi,章永松,等.有机肥对水稻根际土壤中微生物和酶活性的影响[J].植物营养与肥料学报,1999,5(4):321-327.

[19]Marinari S, Masciandaro G, Ceccanti B, et al. Evolution of soil organic matter changes using pyrolysis and metabolic in-dices:A comparison between organic and mineral fertiliza-tion[J].Bioresource Technology, 2007, 98: 2495-2502.

[20]张晋京,张大军,窦 森,等.田间定位施肥对土壤腐殖酸殖质组分数量与特性的影响[J].土壤通报,2006,37(6):1243-1246.

[21]万水霞,李 帆,蒋光月,等.有机肥不同用量对土壤微生物以及甘蓝品质和产量的影响[J].中国土壤与肥料,2012,(6):74-76, 97.

[22]张 鹏, 贾志宽,路文涛, 等.不同有机肥施用量对宁南旱区土壤养分、酶活性及作物生产力的影响[J].植物营养与肥料学报,2011,17(5):1122-1130.

[23]李絮花,杨守祥,于振文,等.有机肥对小麦根系生长及根系衰老进程的影响[J].植物营养与肥料学报,2005,11(4):467-472.