2021-微生物菌肥對(duì)蘋(píng)果土壤理化特性及養(yǎng)分吸收的影響_馮敬濤.pdf

北 方 園 藝 資源環(huán)境生態(tài) 第一作者簡(jiǎn)介 馮敬濤 女 碩士研究生 研究方向 為果樹(shù)營(yíng)養(yǎng)生理 責(zé)任作者 姜遠(yuǎn)茂 男 博士 教授 博士生導(dǎo)師 現(xiàn) 主要從事果樹(shù)營(yíng)養(yǎng)生理等研究工作 基金項(xiàng)目 國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃資助項(xiàng)目 山東省重大科技創(chuàng)新工程資助項(xiàng)目 國(guó) 家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)資金資助項(xiàng)目 山東省泰山學(xué)者工程專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助項(xiàng)目 收稿日期 微生物菌肥對(duì)蘋(píng)果土壤理化特性及 養(yǎng)分吸收的影響 馮 敬 濤 于 天 武 吳 曉 嫻 李 秉 毓 葛 順 峰 姜 遠(yuǎn) 茂 山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝科學(xué)與工程學(xué)院 作物生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 山東 泰安 摘 要 以蘋(píng)果 矮化砧木幼苗為試材 設(shè)置對(duì)照 菌肥 正常施肥 菌肥 正常施肥 菌肥 正常施肥 個(gè)處理 研究不同微生物 菌肥施用量對(duì)蘋(píng)果營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng) 土壤特性及植株養(yǎng)分吸收的影響 以期為提高蘋(píng)果品質(zhì)及可持 續(xù)發(fā)展提供參考依據(jù) 結(jié)果表明 不同微生物菌肥施用量顯著促進(jìn)了蘋(píng)果的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和根 系活力的提高 總生物量 總根長(zhǎng) 根尖數(shù) 根表面積和根系活力分別較 提高了 和 以 處理效果最好 不同微生物菌肥施用量能夠顯著 改善土壤的理化性狀 增加土壤堿解氮 速效磷 速效鉀和有機(jī)質(zhì)含量 與對(duì)照相比分別提高 了 同時(shí)脲酶 磷酸酶及蔗糖酶的活性相對(duì)于 分別提 高了 植株全氮 全磷 全鉀含量較 分別提高了 和 表明微生物菌肥能夠提高蘋(píng)果 幼苗的生長(zhǎng) 在蘋(píng)果的生長(zhǎng)過(guò)程中起積 極作用 關(guān)鍵詞 蘋(píng)果 微生物菌肥 土壤特性 養(yǎng)分吸收 中圖分類號(hào) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 文章編號(hào) 蘋(píng)果是世界四大水果之一 在我國(guó)有著悠久 的栽培歷史 在農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)與發(fā)展中起著至關(guān)重 要的作用 近年來(lái) 由于氮肥的大量施用 導(dǎo)致蘋(píng) 果園土壤氮素含量偏高 土壤有機(jī)質(zhì)含量下降 土 壤微生物平衡遭到破壞 綠色可持續(xù)發(fā)展受到嚴(yán) 重影響 因此 改善微生物菌落結(jié)構(gòu) 提高土壤微 生物數(shù)量尤為重要 土壤微生物是土壤的重要組 成部分 參與土壤養(yǎng)分循環(huán) 促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)的分 解與轉(zhuǎn)化 微生物肥料中含有大量的固氮菌和 高效活性的有益微生物菌 能夠增加土壤中有機(jī) 質(zhì)含量 使根系發(fā)達(dá) 調(diào)控農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育 減 少或者降低作物病蟲(chóng)害的發(fā)生 增強(qiáng)果品品質(zhì) 改 善土壤微生物的群落結(jié)構(gòu) 促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育 微生物菌肥因其獨(dú)特的肥效在果樹(shù)的應(yīng)用中 占據(jù)了重要作用 中國(guó)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)主要依賴施用大 量的化肥和農(nóng)藥 其不合理的使用造成了農(nóng)業(yè)生 態(tài)問(wèn)題日趨嚴(yán)重 如土壤板結(jié) 肥力下降 土地生 產(chǎn)能力下降等問(wèn)題突出 微生物肥料作為一種環(huán) 保 無(wú)污染的土壤修復(fù)劑 在多種作物上得到廣泛 應(yīng)用 前人研究發(fā)現(xiàn)施用微生物菌肥能提高 黃瓜葉片的光合能力和質(zhì)量 張宇羽 發(fā)現(xiàn)微 生物菌肥可提高煙草種子的發(fā)芽率 增加干物質(zhì) 積累量 増強(qiáng)幼苗的抗性等 畢靜靜等 發(fā)現(xiàn)微 生物肥料與化肥配施能夠提高番茄產(chǎn)量和改善番 茄品質(zhì) 因此 該研究以矮化蘋(píng)果砧木 幼苗為試材 研究微生物菌肥對(duì)蘋(píng)果生長(zhǎng)和養(yǎng)分 吸收的影響 為提高蘋(píng)果通過(guò)微生物菌肥與正常 施肥配施提高養(yǎng)分吸收利用效率提供參考依據(jù) 材料與方法 試驗(yàn)材料 供試材料為蘋(píng)果 矮化砧木幼苗 供 試微生物菌肥由木美土里集團(tuán) 陜西楓丹百麗生 物 科 技 有 限 公 司 提 供 供 試 土 壤 為 壤 土 有 機(jī) 質(zhì) 含 量 全 氮 速效磷 速效鉀 微生物菌肥含有地衣芽孢桿 菌 角質(zhì)芽孢桿菌 巨大芽孢桿菌 解淀粉芽孢桿 菌 枯草芽孢桿菌 耐高溫菌 鏈霉菌 稀有放線菌 和叢 枝 菌 根 真 菌 等 菌 種 其 理 化 性 質(zhì) 為 有 機(jī) 質(zhì) 有效活菌數(shù) 億個(gè) 試驗(yàn)方法 試驗(yàn)于 年 月在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝 試驗(yàn)站進(jìn)行 試材為蘋(píng)果矮化砧木 幼 苗 進(jìn)行不同處 理 分 別 為 正 常 施 肥 微生物菌肥 正常施肥 微生物菌肥 正常施肥 微生物菌肥 正常 施肥共 個(gè)處理 月中旬將配施的不同處理與 土壤充 分 拌 勻 后 裝 入 長(zhǎng) 寬 高 為 的塑料盆中 每盆裝土 每盆 株 每處理 個(gè)重復(fù) 除 外 分別同時(shí)施入 普通 尿 素 硫 酸 鉀 過(guò) 磷 酸 鈣 移栽后緩苗 選取長(zhǎng)勢(shì)基本一致 無(wú)病 蟲(chóng)害的幼苗移入盆中 待長(zhǎng)勢(shì)平穩(wěn)后 進(jìn)行正常管 理 于 月中旬進(jìn)行取樣 采用抖土法 獲得根際 土 將根際土收集好 自封袋保存于冰盒 和植株 苗迅速帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行處理 項(xiàng)目測(cè)定 樣品解析及測(cè)定 于 月中旬進(jìn)行破壞性取樣 整株解析為根 莖葉 個(gè)部分 樣品按清水 洗滌劑 清水 鹽酸 次去離子水順序沖洗 稱量各部分鮮質(zhì) 量 隨后立即在 下 殺 青 隨 后 在 烘干至恒質(zhì)量 電磨粉碎后過(guò) 目篩 混合 后裝袋備用 將各種植株樣品于 恒溫箱內(nèi) 烘干至恒質(zhì)量 稱量 生物量以干質(zhì)量計(jì) 根系形態(tài)與根系活力測(cè)定 植株根系用清水沖洗干凈之后 采用專業(yè)版 年版 根系分析軟件獲取根系 掃描圖像 并用圖像分析軟件 分析根系 總長(zhǎng)度 根尖數(shù)和根表面積 根系活力采用氯化三 苯基四氮唑 還原法測(cè)定 土壤理化性質(zhì)測(cè)定 土壤有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定 堿解氮含量采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定 速效磷含量采 用鉬藍(lán)比色法測(cè)定 速效鉀含量采用火焰光度法 測(cè)定 根際土壤可培養(yǎng)微生物數(shù)量測(cè)定 根際土壤中微生物數(shù)量采用稀釋平板計(jì)數(shù)法 測(cè)定 細(xì)菌 放線菌和真菌分別采用牛肉膏蛋白胨 培養(yǎng)基 改良高氏 號(hào)培養(yǎng)基和馬丁氏培養(yǎng)基進(jìn) 行各微生物類群的培養(yǎng) 分離與計(jì)數(shù) 土壤酶活性測(cè)定 土壤脲酶活性采用苯酚 次氯酸鈉比色法測(cè) 定 土壤蔗糖酶活性采用 二硝基水楊酸比色法 測(cè)定 土壤酸性磷酸酶采用磷酸苯二鈉比色法 測(cè)定 植株養(yǎng)分含量測(cè)定 全氮含量采用凱氏定氮法測(cè)定 全鉀含量采用 火焰光度法測(cè)定 全磷含量采用鉬銻抗比色法測(cè)定 數(shù)據(jù)分析 使用 軟 件 進(jìn) 行 數(shù) 據(jù) 處 理 用 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)單因素試驗(yàn)統(tǒng) 計(jì)分析方法進(jìn)行顯著性和相關(guān)性分析 結(jié)果與分析 不同施肥處理對(duì)蘋(píng)果生物量的影響 從表 可以看出 處理蘋(píng)果植株的根 莖 葉生 物 量 分 別 較 提 高 了 處理的總生物量分別比 提高了 施用微生物肥 料后均能夠在不同程度上提高蘋(píng)果幼苗的生物 量 以 處理效果最好 北 方 園 藝 月 下 表 不同施肥處理對(duì)蘋(píng)果生物量的影響 處理 根生物量 莖生物量 葉生物量 總生物量 注 同列不同字母表示處理間差異達(dá) 顯著水平 下同 不同施肥處理對(duì)蘋(píng)果植株根系形態(tài)及根系 活力的影響 根系是植株的主要營(yíng)養(yǎng)吸收部位 根系活力 是衡量植物根系生長(zhǎng)狀況和代謝狀況強(qiáng)弱的重要 指標(biāo) 由表 可知 蘋(píng)果植株的總根長(zhǎng) 根尖 數(shù) 根表面積及根系活力均有不同程度的提高 處理顯著高于其它處理 其總根長(zhǎng) 根尖數(shù) 根表面 積及根系活力較 分別提高了 和 各處理間均達(dá)到顯著水平 不同施肥處理對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響 從表 可以看出 不同施肥處理均能夠顯著 改善土壤理化性狀 增加土壤的堿解氮 速效磷 速效鉀及有機(jī)質(zhì)含量 與 相比 處理的堿 解氮 速效磷 速效鉀和有機(jī)質(zhì)含量顯著提高 分 別 較 提 高 了 且各處理間差異顯著 表 不同施肥處理對(duì)蘋(píng)果根系指標(biāo)的影響 處理 總根長(zhǎng) 根尖數(shù) 根表面積 根系活力 表 不同施肥處理對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響 處理 堿解氮 速效磷 速效鉀 有機(jī)質(zhì) 不同施肥處理對(duì)蘋(píng)果根際土壤微生物數(shù)量 的影響 從表 可以看出 不同施肥處理均能夠顯著 提高蘋(píng)果根際土壤中細(xì)菌 真菌 放線菌的數(shù)量 蘋(píng)果根際土壤中的微生物以細(xì)菌占優(yōu)勢(shì) 放線菌 次之 真菌含量最少 細(xì)菌 真菌 放線菌的數(shù)量 呈相同的趨勢(shì) 各處理由 高 到 低 為 不同微生物菌肥施用量均能夠提高真 菌 細(xì)菌和放線菌的數(shù)量 各處理間差異顯著 表 不同施肥處理對(duì)蘋(píng)果根際土壤微生物數(shù)量的影響 處理 細(xì)菌 真菌 放線菌 第 期 北 方 園 藝 不同施肥處理對(duì)蘋(píng)果根際土壤酶活性的 影響 脲酶對(duì)氮素的轉(zhuǎn)化具有重要作用 其活性與 土壤供氮能力有著密切的關(guān)系 對(duì)尿素的利用率 也有很大影響 蔗糖酶能夠反映土壤肥力狀 況與熟化程度 對(duì)于土壤中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的增加有重 要作用 由表 可知 不同施肥處理均顯著提 高了脲酶 磷酸酶 蔗糖酶的活性 處理相對(duì)于 分別提高了 土壤酶 活性隨著微生物菌肥施用量的增加呈上升趨勢(shì) 以 處理效果最好 不同施肥處理對(duì)蘋(píng)果植株養(yǎng)分吸收的影響 由表 可知 施用微生物菌肥后植株全氮 全 磷和全鉀含量均有不同程度的提高 與 相比 處理分別提高了 和 由此可見(jiàn) 不同微生物菌肥施用量均能夠促進(jìn)植 株養(yǎng)分的吸收 提高蘋(píng)果植株幼苗的全氮 全磷和 全鉀含量 表 不同施肥處理對(duì)蘋(píng)果根際土壤酶活性的影響 處理 脲酶 磷酸酶 蔗糖酶 表 不同施肥處理對(duì)蘋(píng)果植株養(yǎng)分吸收的影響 處理 植株全氮量 植株全磷量 植株全鉀量 植株總養(yǎng)分含量 圖 植株生物量 總養(yǎng)分含量與微生物菌 肥施用量的關(guān)系 適宜微生物菌肥用量的確定 植株生物量和養(yǎng)分吸收效率是評(píng)價(jià)植株生長(zhǎng) 和養(yǎng)分利用特性的重要指標(biāo) 為確定該試驗(yàn)條件 下的適宜微生物肥料用量 將這 個(gè)指標(biāo)與微生 物肥料用量進(jìn)行了擬合分析 由圖 可知 植株 生物量和氮素養(yǎng)分利用效率與微生物肥料用量的 關(guān)系呈上升趨勢(shì) 隨著微生物肥料用量的升高 個(gè)指標(biāo)均呈上升趨勢(shì) 因此 綜合考慮試驗(yàn)條 件下蘋(píng)果幼苗生長(zhǎng)發(fā)育適宜的微生物菌肥用量為 討論與結(jié)論 微生物菌肥可以提高土壤有機(jī)質(zhì)的含量 改 善土壤的理化性狀和土壤肥力 優(yōu)化土壤環(huán)境 土壤微生物是生態(tài)系統(tǒng)中最具活力的組成部分 參與土壤中有機(jī)質(zhì)的分解 腐殖質(zhì)的形成 養(yǎng)分的 轉(zhuǎn)化等過(guò)程 微生物菌肥可在一定程度上 改善根際原有微生物的種群結(jié)構(gòu) 促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)元素 的轉(zhuǎn)化與利用 改善根際微生態(tài)環(huán)境 從而促進(jìn)果 樹(shù)根系的生長(zhǎng) 前人在對(duì)草莓的研究中發(fā)現(xiàn) 土 壤微生物尤其是真菌能促進(jìn)根系周?chē)挠袡C(jī)物形 成腐殖酸 腐殖酸與土壤溶液中部分離子結(jié)合形 成腐殖酸鹽 腐殖酸鹽含有大量的功能團(tuán) 既能夠 改良土壤性狀 又能刺激植物的生長(zhǎng)發(fā)育 該 研究表明 施用微生物肥料后 能夠顯著提高蘋(píng)果 北 方 園 藝 月 下 幼苗的生物量 對(duì)蘋(píng)果的生長(zhǎng)及養(yǎng)分吸收具有積 極的促進(jìn)作用 微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)中最活躍的部分 植 物根系以多種形式向周?chē)耐寥乐嗅尫庞袡C(jī)物 質(zhì) 并以其自身的活動(dòng)影響土壤的理化性狀及生 物學(xué)性狀 尤其是微生物的發(fā)育 土壤微生 物活性 越 強(qiáng) 對(duì)植物生長(zhǎng)的促進(jìn)作用就越明 顯 該研究表明 施用微生物菌肥能夠提高蘋(píng) 果幼苗 的生長(zhǎng) 蘋(píng)果砧木根際土壤微生 物各生理類群數(shù)量差異顯著 均以細(xì)菌占絕對(duì)優(yōu) 勢(shì) 放線菌次之 真菌最少 土壤酶是土壤新陳代 謝的重要因素 目前已經(jīng)把土壤酶活性作為檢測(cè) 土壤肥力和土壤環(huán)境變化的重要指標(biāo) 脲 酶是一種酰胺酶 以酶促有機(jī)物分子中肽鍵的水 解 分解的最終產(chǎn)物是氨和碳酸 用來(lái)表征土壤中 有機(jī)態(tài)氮的轉(zhuǎn)化狀態(tài) 脲酶與土壤中氮素轉(zhuǎn) 化密切相關(guān) 磷酸酶與磷素轉(zhuǎn)化密切相關(guān) 土壤 中磷酸酶的主要來(lái)源包括植物根系分泌釋放 微 生物分泌釋放 土壤動(dòng)物區(qū)系釋放及動(dòng)植物殘?bào)w 釋放等 該研究表明 微生物菌肥提高了土壤 脲酶 磷酸酶和蔗糖酶的活性 相對(duì)于 分別提 高了 以土壤脲酶提高效 果最顯著 根際是植物與土壤相互作用的活躍點(diǎn) 與植 物的養(yǎng)分吸收能力密切相關(guān) 大量研究表明 微 生物肥料施入土壤后能夠改善土壤結(jié)構(gòu) 提高土 壤肥力 可將空氣中的氮轉(zhuǎn)化為作物可利用的氮 將土壤中難以被利用的磷鉀元素轉(zhuǎn)化為容易被作 物吸收利用的磷鉀 促進(jìn)作物生長(zhǎng) 該研究表 明 蘋(píng)果根際土壤理化指標(biāo)隨著不同微生物菌肥 施用量的增加而增加 當(dāng)微生物菌肥施用水平逐 漸增高時(shí) 土壤中的有效養(yǎng)分隨菌肥施用量的增 加而增加 因此 在生產(chǎn)上 推薦合適的施肥用量 能夠避免肥料的浪費(fèi) 還能夠提高肥料的利用效 率 對(duì)指導(dǎo)生產(chǎn)具有重要意義 微生物菌肥施入 土壤后 能夠改善土壤的物理結(jié)構(gòu) 提供微生物 提高有機(jī)質(zhì)含量 增強(qiáng)土壤肥力 從而促進(jìn)植株根 系的發(fā)育 提高植株對(duì)養(yǎng)分的吸收 綜合微生物菌肥對(duì)蘋(píng)果植株生長(zhǎng)及養(yǎng)分吸收 的狀況來(lái)看 微生物菌肥的施用量顯著影響了植 株生長(zhǎng)和養(yǎng)分吸收 微生物菌肥施用量對(duì)植株生 物量和總養(yǎng)分含量與微生物菌肥施用量進(jìn)行擬合 分析 二者出現(xiàn)最大值時(shí)的微生物菌肥用量為 和 因此 綜合考慮 該試驗(yàn)條件下 適宜的微生物菌肥用量為 在這個(gè)范 圍內(nèi) 植株生物量和總養(yǎng)分含量均維持在較高的 水平 變化較小 表明該范圍內(nèi)的微生物菌肥用量 可以促進(jìn)植株的生長(zhǎng)發(fā)育 同時(shí)可以吸收較高的 氮磷鉀元素 該試驗(yàn)所采用的是壤土 由于不同 土壤類型其自身土壤通透性及保水保肥能力有所 差異均會(huì)有一定程度的影響 同時(shí)該試驗(yàn)采用的 是盆栽 空間的局限性會(huì)影響地下部的生長(zhǎng) 在大 田試驗(yàn)條件下蘋(píng)果植株對(duì)微生物菌肥施用量的反 應(yīng)還需進(jìn)行深入研究 參考文獻(xiàn) 陳汝 王海寧 姜遠(yuǎn)茂 等 不同蘋(píng)果砧木的根際土壤微生物 數(shù)量及酶活性 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué) 陳偉 周波 束懷瑞 生物炭和有機(jī)肥處理對(duì)平邑甜茶根系 和土壤微生物群落功能多樣性的影響 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué) 許前欣 李玉華 何宗均 微生物肥料對(duì)新疆特色作物產(chǎn)量 和品質(zhì)的影響 天津農(nóng)業(yè)科學(xué) 李玉華 許前欣 李明悅 等 微生物菌肥對(duì)庫(kù)爾勒香梨產(chǎn) 量 品質(zhì)的影響 天津農(nóng)業(yè)科學(xué) 李玉奇 辛世杰 奧巖松 微生物菌肥對(duì)溫室黃瓜生長(zhǎng) 產(chǎn)量 及品質(zhì)的影響 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào) 張宇羽 苗床添加微生物菌肥對(duì)煙草生長(zhǎng)的影響 雅安 四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 畢靜靜 郭憲峰 郭建黨 微生物菌肥對(duì)番茄光合效能 產(chǎn)量 及品質(zhì)的影響 山東農(nóng)業(yè)科學(xué) 毛達(dá)如 植物營(yíng)養(yǎng)研究方法 北京 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版 社 尹文彥 姚銀安 葡萄根系對(duì)錳脅迫的生理反應(yīng) 山地農(nóng) 業(yè)生物學(xué)報(bào) 賈繼文 聶俊華 李絮花 等 蔬菜大棚土壤理化性狀與土壤 酶活性關(guān)系的研究 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 自然科學(xué)版 第 期 北 方 園 藝 楊爽 李海鵬 楊培鑑 等 微生物菌肥對(duì)草莓水分利用效率 和產(chǎn)量的影響 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 朱麗霞 章家恩 劉文高 根系分泌物與根際微生物相互作 用研究綜述 生態(tài)環(huán)境 李勇 外生菌根真菌侵染馬尾松土壤酶活性變化研究 重慶 西南農(nóng)業(yè)大學(xué) 曾玲玲 張興梅 洪音 等 長(zhǎng)期施肥與耕作方式對(duì)土壤酶活 性的影響 中國(guó)土壤與肥料 丁偉著 除草劑對(duì)大豆生產(chǎn)的安全性評(píng)價(jià) 北京 中國(guó) 農(nóng)業(yè)出版社 陳汝 王海寧 姜遠(yuǎn)茂 等 不同蘋(píng)果砧木的根際土壤微生物 數(shù)量及酶活性 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué) 陳建明 葛順?lè)?沙建川 等 微生物菌肥不同組成對(duì)蘋(píng)果生 長(zhǎng)及 氮素吸收利用和損失的影響 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào) 北 方 園 藝 月 下