2021-微生物菌肥對蘋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) 第一作者簡介 馮敬濤 女 碩士研究生 研究方向 為果樹營養(yǎng)生理 責(zé)任作者 姜遠茂 男 博士 教授 博士生導(dǎo)師 現(xiàn) 主要從事果樹營養(yǎng)生理等研究工作 基金項目 國家重點研發(fā)計劃資助項目 山東省重大科技創(chuàng)新工程資助項目 國 家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)資金資助項目 山東省泰山學(xué)者工程專項經(jīng)費資助項目 收稿日期 微生物菌肥對蘋果土壤理化特性及 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 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)國家重點實驗室 山東 泰安 摘 要 以蘋果 矮化砧木幼苗為試材 設(shè)置對照 菌肥 正常施肥 菌肥 正常施肥 菌肥 正常施肥 個處理 研究不同微生物 菌肥施用量對蘋果營養(yǎng)生長 土壤特性及植株養(yǎng)分吸收的影響 以期為提高蘋果品質(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了蘋果的營養(yǎng)生長和根 系活力的提高 總生物量 總根長 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 速效鉀和有機質(zhì)含量 與對照相比分別提高 了 同時脲酶 磷酸酶及蔗糖酶的活性相對于 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果 幼苗的生長 在蘋果的生長過程中起積 極作用 關(guān)鍵詞 蘋果 微生物菌肥 土壤特性 養(yǎng)分吸收 中圖分類號 文獻標(biāo)識碼 文章編號 蘋果是世界四大水果之一 在我國有著悠久 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 由于氮肥的大量施用 導(dǎo)致蘋 果園土壤氮素含量偏高 土壤有機質(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 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) 促進土壤有機質(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 質(zhì)含量 使根系發(fā)達 調(diào)控農(nóng)作物的生長發(fā)育 減 少或者降低作物病蟲害的發(fā)生 增強果品品質(zhì) 改 善土壤微生物的群落結(jié)構(gòu) 促進植物生長發(fā)育 微生物菌肥因其獨特的肥效在果樹的應(yīng)用中 占據(jù)了重要作用 中國農(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)問題日趨嚴重 如土壤板結(jié) 肥力下降 土地生 產(chǎn)能力下降等問題突出 微生物肥料作為一種環(huán) 保 無污染的土壤修復(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 該研究以矮化蘋果砧木 幼苗為試材 研究微生物菌肥對蘋果生長和養(yǎng)分 吸收的影響 為提高蘋果通過微生物菌肥與正常 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 試驗材料 供試材料為蘋果 矮化砧木幼苗 供 試微生物菌肥由木美土里集團 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 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 質(zhì) 有效活菌數(shù) 億個 試驗方法 試驗于 年 月在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝 試驗站進行 試材為蘋果矮化砧木 幼 苗 進行不同處 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 個處理 月中旬將配施的不同處理與 土壤充 分 拌 勻 后 裝 入 長 寬 高 為 的塑料盆中 每盆裝土 每盆 株 每處理 個重復(fù) 除 外 分別同時施入 普通 尿 素 硫 酸 鉀 過 磷 酸 鈣 移栽后緩苗 選取長勢基本一致 無病 蟲害的幼苗移入盆中 待長勢平穩(wěn)后 進行正常管 理 于 月中旬進行取樣 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 苗迅速帶回實驗室進行處理 項目測定 樣品解析及測定 于 月中旬進行破壞性取樣 整株解析為根 莖葉 個部分 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 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 根系形態(tài)與根系活力測定 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 還原法測定 土壤理化性質(zhì)測定 土壤有機質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法測定 堿解氮含量采用堿解擴散法測定 速效磷含量采 用鉬藍比色法測定 速效鉀含量采用火焰光度法 測定 根際土壤可培養(yǎng)微生物數(shù)量測定 根際土壤中微生物數(shù)量采用稀釋平板計數(shù)法 測定 細菌 放線菌和真菌分別采用牛肉膏蛋白胨 培養(yǎng)基 改良高氏 號培養(yǎng)基和馬丁氏培養(yǎng)基進 行各微生物類群的培養(yǎng) 分離與計數(shù) 土壤酶活性測定 土壤脲酶活性采用苯酚 次氯酸鈉比色法測 定 土壤蔗糖酶活性采用 二硝基水楊酸比色法 測定 土壤酸性磷酸酶采用磷酸苯二鈉比色法 測定 植株養(yǎng)分含量測定 全氮含量采用凱氏定氮法測定 全鉀含量采用 火焰光度法測定 全磷含量采用鉬銻抗比色法測定 數(shù)據(jù)分析 使用 軟 件 進 行 數(shù) 據(jù) 處 理 用 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)單因素試驗統(tǒng) 計分析方法進行顯著性和相關(guān)性分析 結(jié)果與分析 不同施肥處理對蘋果生物量的影響 從表 可以看出 處理蘋果植株的根 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 不同施肥處理對蘋果生物量的影響 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 顯著水平 下同 不同施肥處理對蘋果植株根系形態(tài)及根系 活力的影響 根系是植株的主要營養(yǎng)吸收部位 根系活力 是衡量植物根系生長狀況和代謝狀況強弱的重要 指標(biāo) 由表 可知 蘋果植株的總根長 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 根尖數(shù) 根表面 積及根系活力較 分別提高了 和 各處理間均達到顯著水平 不同施肥處理對土壤理化性質(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 速效鉀及有機質(zhì)含量 與 相比 處理的堿 解氮 速效磷 速效鉀和有機質(zhì)含量顯著提高 分 別 較 提 高 了 且各處理間差異顯著 表 不同施肥處理對蘋果根系指標(biāo)的影響 處理 總根長 根尖數(shù) 根表面積 根系活力 表 不同施肥處理對土壤理化性質(zhì)的影響 處理 堿解氮 速效磷 速效鉀 有機質(zhì) 不同施肥處理對蘋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 提高蘋果根際土壤中細菌 真菌 放線菌的數(shù)量 蘋果根際土壤中的微生物以細菌占優(yōu)勢 放線菌 次之 真菌含量最少 細菌 真菌 放線菌的數(shù)量 呈相同的趨勢 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 不同施肥處理對蘋果根際土壤微生物數(shù)量的影響 處理 細菌 真菌 放線菌 第 期 北 方 園 藝 不同施肥處理對蘋果根際土壤酶活性的 影響 脲酶對氮素的轉(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 對于土壤中營養(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 以 處理效果最好 不同施肥處理對蘋果植株養(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 不同微生物菌肥施用量均能夠促進植 株養(yǎng)分的吸收 提高蘋果植株幼苗的全氮 全磷和 全鉀含量 表 不同施肥處理對蘋果根際土壤酶活性的影響 處理 脲酶 磷酸酶 蔗糖酶 表 不同施肥處理對蘋果植株養(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)分吸收效率是評價植株生長 和養(yǎng)分利用特性的重要指標(biāo) 為確定該試驗條件 下的適宜微生物肥料用量 將這 個指標(biāo)與微生 物肥料用量進行了擬合分析 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 隨著微生物肥料用量的升高 個指標(biāo)均呈上升趨勢 因此 綜合考慮試驗條 件下蘋果幼苗生長發(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 參與土壤中有機質(zhì)的分解 腐殖質(zhì)的形成 養(yǎng)分的 轉(zhuǎn)化等過程 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) 促進營養(yǎng)元素 的轉(zhuǎn)化與利用 改善根際微生態(tài)環(huán)境 從而促進果 樹根系的生長 前人在對草莓的研究中發(fā)現(xiàn) 土 壤微生物尤其是真菌能促進根系周圍的有機物形 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 既能夠 改良土壤性狀 又能刺激植物的生長發(fā)育 該 研究表明 施用微生物肥料后 能夠顯著提高蘋果 北 方 園 藝 月 下 幼苗的生物量 對蘋果的生長及養(yǎng)分吸收具有積 極的促進作用 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圍的土壤中釋放有機物 質(zhì) 并以其自身的活動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 對植物生長的促進作用就越明 顯 該研究表明 施用微生物菌肥能夠提高蘋 果幼苗 的生長 蘋果砧木根際土壤微生 物各生理類群數(shù)量差異顯著 均以細菌占絕對優(yōu) 勢 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 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 以酶促有機物分子中肽鍵的水 解 分解的最終產(chǎn)物是氨和碳酸 用來表征土壤中 有機態(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 中磷酸酶的主要來源包括植物根系分泌釋放 微 生物分泌釋放 土壤動物區(qū)系釋放及動植物殘體 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 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 促進作物生長 該研究表 明 蘋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 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 還能夠提高肥料的利用效 率 對指導(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 提高有機質(zhì)含量 增強土壤肥力 從而促進植株根 系的發(fā)育 提高植株對養(yǎng)分的吸收 綜合微生物菌肥對蘋果植株生長及養(yǎng)分吸收 的狀況來看 微生物菌肥的施用量顯著影響了植 株生長和養(yǎng)分吸收 微生物菌肥施用量對植株生 物量和總養(yǎng)分含量與微生物菌肥施用量進行擬合 分析 二者出現(xiàn)最大值時的微生物菌肥用量為 和 因此 綜合考慮 該試驗條件下 適宜的微生物菌肥用量為 在這個范 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 可以促進植株的生長發(fā)育 同時可以吸收較高的 氮磷鉀元素 該試驗所采用的是壤土 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 差異均會有一定程度的影響 同時該試驗采用的 是盆栽 空間的局限性會影響地下部的生長 在大 田試驗條件下蘋果植株對微生物菌肥施用量的反 應(yīng)還需進行深入研究 參考文獻 陳汝 王海寧 姜遠茂 等 不同蘋果砧木的根際土壤微生物 數(shù)量及酶活性 中國農(nóng)業(yè)科學(xué) 陳偉 周波 束懷瑞 生物炭和有機肥處理對平邑甜茶根系 和土壤微生物群落功能多樣性的影響 中國農(nóng)業(yè)科學(xué) 許前欣 李玉華 何宗均 微生物肥料對新疆特色作物產(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 微生物菌肥對庫爾勒香梨產(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 微生物菌肥對溫室黃瓜生長 產(chǎn)量 及品質(zhì)的影響 中國農(nóng)學(xué)通報 張宇羽 苗床添加微生物菌肥對煙草生長的影響 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) 毛達如 植物營養(yǎng)研究方法 北京 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版 社 尹文彥 姚銀安 葡萄根系對錳脅迫的生理反應(yīng) 山地農(nóng) 業(yè)生物學(xué)報 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 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 長期施肥與耕作方式對土壤酶活 性的影響 中國土壤與肥料 丁偉著 除草劑對大豆生產(chǎn)的安全性評價 北京 中國 農(nóng)業(yè)出版社 陳汝 王海寧 姜遠茂 等 不同蘋果砧木的根際土壤微生物 數(shù)量及酶活性 中國農(nóng)業(yè)科學(xué) 陳建明 葛順峰 沙建川 等 微生物菌肥不同組成對蘋果生 長及 氮素吸收利用和損失的影響 中國農(nóng)學(xué)通報 北 方 園 藝 月 下