有机肥配施微生物菌剂对贡柑品质、产量和土壤肥力的影响

2019-08-28李国良何兆桓杨苞梅

广东农业科学 2019年7期

李国良，何兆桓，杨苞梅

（广东省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部南方植物营养与肥料重点实验室/广东省养分循环利用与耕地保育重点实验室，广东广州 510640）

【研究意义】贡柑（Citrus reticulata Blanco var.Gonggan）是一种多年生木本果树，需肥量较大，为了得到较高的产量，大部分贡柑园化肥过量施用的现象普遍存在，而且长期施用单一品种肥料，忽视有机肥的施用，导致贡柑园有机质降低、矿质养分供应不平衡，贡柑产量和品质下降等问题的出现。不仅增加了生产成本、浪费了生产资源，还造成设施内土壤板结、酸化、次生盐渍化等土壤理化性状恶化问题［1-3］，使经济遭到较大损失并造成严重的生态环境污染。复合微生物菌剂是由一种或多种从自然界分离纯化的目标微生物（有效菌）菌种经工业化生产扩繁后加工制成的活菌制剂，可以实现绿色生态农业，以确保食品的优质性与安全性［4］。【前人研究进展】在现代可持续农业发展形势下，开展增施微生物菌剂改良土壤、恢复地力、预防土传病害、维持根际微生物区系平衡等研究日益受到关注［5-7］。【本研究切入点】柑橘生产中有施用有机肥和生物有机肥的习惯，农业研究和生产上均推荐有机肥和无机肥合理配施。但是，有机肥及生物有机肥用量比较随意，缺乏合理的施用规范，对柑橘增产提质及柑橘园土壤肥力提升的施肥技术较为缺乏。【拟解决的关键问题】本研究通过对贡柑进行复合微生物菌剂和有机肥配施田间试验，分析增施复合微生物菌剂对贡柑品质、产量和土壤肥力水平的影响，旨在研究探索贡柑提质增效施肥技术，为实现贡柑园土壤肥力提升和可持续发展提供参考。

1 材料与方法

试验于2016年7月至2017年12月在广东省仁化县石塘镇下中岔村农户果园进行。

1.1 试验材料

供试贡柑树龄为3年，种植密度为950株/hm2，树冠较为整齐完整，果园管理水平较高。贡柑均为嫁接苗，砧木为枳壳Poncirus trifoliata（L.）Raf.

供试果园土壤为花岗岩发育的赤红壤，试验前在贡柑树滴水线外约20 cm处用土钻采集8个50 cm深的土柱，充分混匀后作为该贡柑园土壤样本。经测定，该贡柑园土壤pH为4.55，有机质15.5 g/kg，碱解氮93.2 mg/kg，有效磷22.6 mg/kg，速效钾74.5 mg/kg，有效钙804.0 mg/kg，有效镁112.8 mg/kg，有效硫23.2 mg/kg，有效锌2.81 mg/kg，有效铜1.49 mg/kg，有效铁108.8 mg/kg，有效锰27.6 mg/kg，有效硼0.12 mg/kg。根据全国第二次土壤普查土壤养分分级标准评价［8］，表明土壤为酸性，有效磷、有效铜、有效锌、有效铁、有效锰含量丰富，碱解氮和有效钙含量中上，有效镁和有效硫含量中等，有机质和速效钾含量中下，有效硼缺乏。整体上果园土壤养分肥力中等。

供试化肥为尿素（含N46%）、过磷酸钙（含P2O512%）和氯化钾（含K2O 60%），精制有机肥含N 1.56%、P2O50.84%、K2O 1.33%，复合芽孢杆菌（广东海富药业有限公司生产）主要为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）和纳豆芽孢杆菌（Bacillus natto），活菌数≥2.5×109/g，经发酵培养配制成菌液（16.7 g/L）备用。

1.2 试验方法

试验设施NPK化肥（CK）、施NPK化肥和精制有机肥（M）、施NPK化肥和精制有机肥再淋施复合芽孢杆菌（M+B）3个处理，每个处理10株树，每株树为1次重复。各处理2016年和2017年施肥养分用量见表1。菌液pH 5.3，全N、P2O5和K2O含量分别为1.0、0.5、0.5 g/kg，盐分含量为0.867%，分别在开花前、谢花后和果实膨大时淋施。

在贡柑收获期各处理取果实鲜样分析品质，可溶性糖采用蒽酮法测定，维生素C采用2，6-二氯靛酚滴定法测定，可溶性固形物采用WYT（0～80%）手持糖量计测定，有机酸采用中和滴定法测定，可溶性蛋白采用考马斯亮蓝G-250法测定，通过称重法计算果实可食率［9］。

表1 不同施肥处理贡柑全年化肥养分用量及有机肥用量Table 1 Annual consumption of chemical fertilizer nutrients and organic fertilizer in various treatments of Citrus reticulata Blanco var.Gonggan （kg/hm2）

收获后各小区在贡柑树滴水线外约20 cm处用土钻采集8个50 cm深的土柱，充分混匀后作为该贡柑园土壤样本，进行土壤养分和微生物数量分析。土壤可培养微生物分析采用稀释平板法［10］。

试验数据采用Excel 2013和SAS 9.0软件进行LSD统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对贡柑品质的影响

贡柑品质分析结果（表2）表明，2016年不同施肥处理贡柑维生素C、可溶性糖、可溶性固形物、有机酸和糖酸比均无显著差异，有机肥处理和有机肥配施复合芽孢杆菌处理单果重显著高于化肥处理10.5、8.9 g。与化肥处理相比，2017年有机肥配施复合芽孢杆菌处理贡柑维生素C含量提高1.1 mg/100g，可溶性糖和可溶性固形物分别提高0.1、0.5个百分点，有机酸下降0.049个百分点，糖酸比显著增加3.6个单位，单果重提高6.2 g，皮肉比增加1.6个百分点。与有机肥处理相比，2016年有机肥配施复合芽孢杆菌处理贡柑品质无显著差异，2017年贡柑维生素C、可溶性固形物、单果重和皮肉比均有提高趋势，有机酸有下降趋势，糖酸比增加。表明有机肥和有机肥配施复合芽孢杆菌均有提高贡柑果实内在品质和单果重的作用，随着试验年限的延长有机肥配施复合芽孢杆菌提高贡柑品质的作用更为明显。

表2 不同施肥处理贡柑品质Table 2 Quality of Citrus reticulata Blanco var.Gonggan of various treatments

2.2 不同施肥处理对贡柑产量的影响

从贡柑产量结果（图1）可以看出，与化肥处理相比，有机肥处理和有机肥配施复合芽孢杆菌处理贡柑产量逐年上升，2016年株产分别提高0.7、4.0 kg，增产2.0%和11.2%。2017年株产分别提高6.5、8.9 kg，增产17.7%和24.2%。与有机肥处理相比，有机肥配施复合芽孢杆菌处理贡柑株产2016年和2017年分别提高3.3、2.4 kg，增产9.0%和5.5%。

图1 不同施肥处理贡柑产量Fig.1 Yields of Citrus reticulata Blanco var.Gonggan of various treatments

2.3 不同施肥处理对土壤质量的影响

2.3.1 土壤理化性状贡柑收获后不同处理土壤理化性状分析结果见表3。与试验前土壤理化性状相比，化肥处理提高了土壤碱解氮、速效钾含量，降低了土壤pH、有效钙和有效镁含量，有机肥处理和有机肥配施芽孢杆菌处理均提高了土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、有效钙和有效镁含量。与化肥处理相比，有机肥处理和有机肥配施复合芽孢杆菌处理均提高了土壤pH，显著提高了土壤有机质和碱解氮含量，提高了土壤有效磷、速效钾、有效钙、有效镁和有效铁含量。表明配施有机肥能提高土壤养分肥力水平，提高土壤保水保肥能力。与有机肥处理相比，配施芽孢杆菌处理土壤有效养分含量略有增加，但不显著。

表3 不同施肥处理贡柑收获后土壤理化性状Table 3 Physicochemical properties of the soil after harvest of various treatments (mg/kg)

2.3.2 土壤微生物数量土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分，是土壤有机质和土壤养分转化、循环的动力，是构成土壤肥力的重要因素，对土壤肥力贡献极为重要［11-13］。土壤微生物数量检测结果（表4）显示，试验区土壤主要以细菌为主，占微生物群落的87.0%以上，其次为放线菌，占1%～10%，真菌所占比例很小，均低于4%。

试验结果（表4）表明，不同施肥处理对贡柑根际微生物数量具有一定的影响。有机肥处理土壤细菌数量高于化肥处理，有机肥配施复合芽孢杆菌处理土壤细菌数量显著高于化肥处理和有机肥处理，这主要是由于复合芽孢杆菌为细菌而造成的。说明施用有机肥有利于增加土壤细菌的数量，配施复合芽孢杆菌土壤细菌数量显著增加，而仅施化肥则对细菌数量不利。有研究［14］认为真菌在低肥力土壤中数量较多，而高肥力土壤中较少，这间接说明了施用有机肥有利于提高土壤生物肥力。

表4 不同施肥处理收获后土壤微生物数量结果Table 4 Soil microbial quantity after harvest of various treatments

3 讨论

有机肥添加复合微生物菌剂由于含有有益微生物菌群、活性酶、有机质及多种微量元素，因此，能改良土壤、增加产量、提高品质，目前已在烟草、小麦、马铃薯、油菜等作物［15-19］上应用。本试验贡柑通过有机肥配施复合芽孢杆菌，贡柑果实品质和产量均得到改善和提高。其原因可能是由于微生物菌剂中含有大量功能菌，功能菌的迅速繁殖优化了土壤微生物种群结构，土壤酶活性加快了土壤有机物质的分解，促进土壤中固定养分向有效养分的转化，进而促进植株根系及地上部的生长，提高贡柑产量且改善果实品质。本试验还发现，与试验前土壤相比，化肥处理提高了土壤碱解氮、速效钾含量，然而，土壤pH、土壤有效钙和有效镁含量仍未提高，这意味着化肥处理土壤开始酸化且土壤钙、镁的流失较为明显；相反，有机肥及有机肥配施复合芽孢杆菌处理土壤碱解氮、有效磷、速效钾、有效钙和有效镁均有所提高。这可能由以下原因造成：（1）施用化肥降低土壤pH，土壤中累积的大量H+可将土壤吸附的Ca2+解吸而加剧其淋失［20-21］；（2）土壤K含量增加，K+与Mg2+竞争吸附点位而加速Mg2+的流失［22］；（3）该试验点地处坡地，有利于Ca2+、Mg2+等盐基离子的淋失。