生物炭和微生物菌肥配施对平欧杂种榛生长发育和产量的影响

梁潇，高利，吴芳，袁珺，纪金翔

（1 辽东学院农学院，辽宁丹东 118000；2 丹东市城市环境服务中心，辽宁丹东 118001）

平欧杂种榛是由我国野生平榛和引进的欧洲榛种间远缘杂交培育出来的优良栽培种[1]，其果实大而美观，壳薄、仁满、味正，营养价值高，具备成熟早、耐寒性强、适应性强等特点，是世界“四大坚果”之一。近年来，辽宁省平欧杂种榛种植面积逐渐增加，但园区土壤长期施用化肥，易造成板结和退化，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、高效改良榛子根系环境方面研究较少。生物炭含有丰富的稳定碳及植物生长过程中所必须的营养物质，比表面积大，具有疏松多孔的特性，可以改善土壤团粒结构，促进植物生长发育[2，3]。生物炭与微生物菌剂配施，对促进作物生长、提高作物产量、改善作物品质等方面的作用逐渐引起人们的注意[4]。生物炭多孔结构有利于微生物菌的繁殖，有效改善土壤微生物、高等植物、土壤三者间的关系[5-6]。

试验首次将生物炭应用于平欧杂种榛中，以期生物炭和微生物菌肥配施对果园土壤改良起长效作用，并提高榛树的生长发育质量和产量，最终为减少化肥施用，低肥高效发展绿色农业做好理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2019 年在辽东学院榛子示范基地进行，以6 年生平欧杂交榛子辽榛7 号为试验材料，约为110 棵/667m2。施肥前，在试验区分8 个地点采取土样分析，施肥前0～20cm 土层平均肥力性状：pH 值为5.43、铵态氮21.67mg/kg、有效磷12.05mg/kg、速效钾98.14mg/kg、有机质13.08g/kg、盐分含量0.027g/kg。

供试生物炭为玉米秸秆炭，购于辽宁省金和福有限公司。测定生物炭理化性质，含有机碳467.05g/kg、C/N为79.10、灰分20.8%、全氮13.97g/kg、全磷2.24g/kg、全钾34.55g/kg，pH 值为8.7。微生物菌肥选用亲土一号，有效活菌数≥6 亿/g、有机质≥45%，菌种为枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌。

1.2 试验设计

选取2 个株行作为试验区，每个试验小区4 株，4次重复，分别设不施生物炭和微生物菌肥为空白对照（CK），单施生物炭225g/ 株（C1）、单施生物炭450g/ 株（C2）、单施微生物菌肥90g/ 株（W1）、单施微生物菌肥180g/株（W2）、生物炭225g/株与微生物菌肥90g/株配施（C1W1）、生物炭225g/株与微生物菌肥180g/株配施（C1W2）、生物炭450g/ 株与微生物菌肥90g/ 株配施（C2W1）、生物炭450g/株与微生物菌肥180g/株配施（C2W2），共计9 个处理。试验于2019 年5 月20 日施入生物炭或微生物菌肥，施用方式为：在距离植株0.4m两侧，挖2 个深30cm、长60cm、宽20cm 的深沟，施入生物炭或微生物菌肥，对照组也进行人工翻耕，园内的翻耕、灌溉等采用常规管理。

1.3 项目测定及测定方式

1.3.1 土壤性状测定。施肥处理前，在树冠下采取0～20cm 土样，每个处理作为1 个取样点，自然风干后过3mm 土筛。土壤养分含量，即铵态氮、有效磷、速效钾、有机质均使用YF-3000 型土壤肥料养分速测仪测定，pH 值测定采用电位测定法，土、水比为2.5∶1，盐分含量使用YF-3000 型土壤肥料养分速测仪中的TDS笔测定。

1.3.2 叶片叶绿素和氮含量测定。试验于2019 年6 月26 日、9 月2 日天气晴朗的午时进行，使用SPAD 手持叶绿素仪测定。

1.3.3 产量及品质测定。2019 年9 月10 日测定单株产量，每个处理选取无病虫害的10 个单果晾干后，测定果皮厚度和果壳果仁横纵径。2019 年10 月10 日分别用塔尺、卷尺、游标卡尺测量植株的株高、冠茎、当年生枝条长度粗度。

1.4 数据处理

数据处理采用Microsoft Excel 2016 软件进行图表绘制，使用DPS 进行单因素方差分析和邓肯新复极差法进行显著性检验（α=0.05，α=0.01）数据处理。

2 结果与分析

2.1 不同施肥量配比对平欧杂种榛生长指标的影响

由表1 可知，生物炭和微生物菌肥配施比单施的促进效果明显，C1W1的新生枝条长度最大，各处理与对照差异不显著；不同处理配比对新生枝条的芽数无太大影响，C2和对照之间存在显著差异；芽间距以C1W1最大。其中，C1W1与W1、W2、C1W2、C2W1、C2W2和对照组之间存在显著性差异，显著水平达0.01，可见不同施肥量对芽间距的影响效果更为明显。随着施肥量和不同施肥料配比量的增加，平欧杂种榛冠径出现了增大趋势，以C1W1冠径最大，其中，C1W1与C1、W1之间存在显著差异。

表1 不同施肥配比对平欧杂种榛生长指标的影响

2.2 不同施肥量配比对平欧杂种榛叶绿素和氮含量的影响

表2 不同施肥配比下平欧杂种榛叶绿素质量分数和氮含量变化

研究表明，成熟期叶片的叶绿素和氮含量均高于生长期，在榛子成熟过程中，叶片光合作用也随之加强。生长期测定时，平欧杂种榛叶片的叶绿素含量在不同处理间有较大波动，叶绿素含量保持在15.5～23.84mg/g，C2W2达到最大值为23.84mg/g，最小值为15.5mg/g，出现在C1处理中。C1、C2叶绿素含量、N 含量与对照相比存在极显著差异，其他各处理与对照差异不显著。在榛子成熟期，不同处理对叶绿素影响不显著，施入2 种肥料，使得平欧杂种榛叶片氮含量变化较大，氮含量均在16.21%以上，但各处理与对照差异不显著。

2.3 不同施肥量配比对平欧杂种榛产量的影响

由图1 可知，施入基肥的基础上，再添加生物炭和微生物菌肥能提高平欧杂种榛产量。平欧杂种榛的产量在不同处理间波动幅度较小，其产量范围为3.8～5.4kg，区产的最大值可达5.4kg。出现在2 种肥料配施中，C1W1、W1、C1W1、C1W2、C2W1、C2W2的区产与对照组相比，增产率达到3.3%、20%、10%、7.8%、17.8%。由此可见，单施生物炭和微生物菌肥，对平欧杂种榛的增产效果影响不大，2 种肥料配施后能有效提高平欧杂种榛产量。

图1 不同处理的平欧杂种榛区产比较

2.4 不同施肥量配比对平欧杂种榛品质的影响

由表3 可以看出，施用生物炭和微生物菌肥对平欧杂种榛果壳的横纵径和厚度有一定影响，其中，C1W2横径最大值达20.75mm，C1、C1W2与C2W1和对照组之间存在显著差异。不同肥料的配比施用对果壳纵径有明显的影响效果，以C1纵径值最大，比对照增加了0.96mm，其中，C1与C2、W2和对照组存在显著差异。在土壤中添加生物炭和微生物菌肥，增加了杂种榛的果壳厚度，其中，以C1W1果壳厚度最大，C1、C2、C1W1与C2W1之间存在显著性差异，各处理与对照组之间的差异均不显著。果仁的横纵径大小决定了榛子果是否优质，本试验各处理的果仁横径与对照之间均不存在显著差异，可见2 种肥料的施入对榛子果仁横径并无较大影响。

表3 不同施肥配比对平欧杂种榛果壳和果仁的影响

3 讨论与结论

生物炭和微生物菌肥的结构组分和自身有利特性引起了广泛关注。一是这2 种肥料相对于化学肥料，可减少对环境的污染，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数量，提高土壤中的细菌、真菌数量；三是能加强对植物营养物质的供应，产生植物生长激素，减少植物病虫害出现几率，并提高作物产

量，且生物炭对土壤酶活性有显著的促进作用。本试验研究了生物炭和微生物菌肥的不同配比对平欧杂种榛生长状况、产量构成的影响。结果表明：2 种肥料配施对平欧杂种榛的增产效果比单施一种肥料更为显著，但如何使生物炭和微生物菌肥与化肥有效的结合，并发挥出最大的功效还有待研究。

通过生物炭和微生物菌肥8 个不同的施肥处理，对平欧杂种榛的生长性状、产量、出果率、出仁率、果实品质及叶片叶绿素、氮含量的研究比较，C1W1的新生枝条、芽间距、冠径、产量均为最大，与对照之间相比均有明显的增加，其他处理与对照组相比在生长指标和产量方面也或多或少有增加或减少，与对照组之间的差异不显著。2 种肥料对品质的影响效果波动较小，各处理的果仁横径与对照无显著差异，以C1W1的纵径最大与对照之间存在极显著差异。经本试验研究，2 种肥料的施用使叶片的叶绿素含量变化较大，可以发现，生物炭的施入，确实可以增加植株的叶绿素含量，提高植物的光合作用，从而增强光合效率和光合速率。

综合以上分析，认为C1W1处理对平欧杂种榛的生长指标、产量、品质及叶绿素含量的影响效果最佳，且经济效益表现最好，对平欧杂种榛的生长性状、产量和品质的研究均有重要意义。