施用有機肥對棕壤養(yǎng)分及氨基氮含量的影響

楊亞麗，苑舉民，李彥東，俞杏珍，石 屹，吳元華，田 雷，

(1.農(nóng)業(yè)部煙草類作物質(zhì)量控制重點開放實驗室，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，青島 266101；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生院，北京 100081；3.江西省煙葉科學(xué)研究所，南昌 330025；4.山東臨沂煙草有限公司，山東 臨沂 276000；5.浙江紹興市煙草有限公司，浙江 紹興 312500）

有機肥中不僅含有植物必需的大量元素和微量元素，還含有豐富的有機養(yǎng)分，肥效不但持久，并且能改善土壤理化性狀，提高土壤肥力[1]，烤煙生產(chǎn)中增施有機肥可明顯改善煙葉香氣質(zhì)，增加煙葉香氣量，提高上中等煙比例，增加煙葉產(chǎn)值[2]。應(yīng)用于烤煙生產(chǎn)中的有機肥主要有堆肥、糞肥、綠肥、秸稈、餅肥等，目前尤以餅肥使用最為廣泛，但近年來餅肥肥源缺少，價格上漲，使烤煙種植成本提高，因而，很多研究著眼于其他類型有機肥的研究[3-8]，且多集中于有機肥與化肥配施對烤煙生長發(fā)育及煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，而有關(guān)施入不同類型有機肥對土壤中營養(yǎng)物質(zhì)影響的研究報道較少。另外，王文穎[9]等研究表明，許多沒有菌根的維管植物都可以直接吸收可溶性有機氮，特別是小分子的氨基酸。在植物-土壤-微生物循環(huán)系統(tǒng)中，氨基酸的變化是動態(tài)平衡的。土壤中的游離氨基酸既能被植物直接吸收，也能被土壤微生物所利用。因此研究增施有機肥對植煙土壤中有機質(zhì)、全氮、總糖、粗脂肪和氨基酸含量的影響對于揭示有機肥培肥土壤，提高煙葉質(zhì)量的機理具有一定意義。

1 材料與方法

1.1 供試材料與設(shè)計

試驗于2009年在沂水縣道托鄉(xiāng)吳家官莊進行。土壤類型為砂質(zhì)棕壤，基本農(nóng)化性狀為有機質(zhì)0.98%，全氮0.066%，C/N 8.66，銨態(tài)氮13.67 μg/g，硝態(tài)氮 23.27 μg/g，速效磷 40.24 mg/kg，速效鉀136.97 mg/kg；有機肥從苑舉民[10]試驗材料中選取養(yǎng)殖場雞糞、養(yǎng)殖場豬糞、麥稈、冬牧 70以及豆餅等5種代表性樣品，有機肥培養(yǎng)前營養(yǎng)成分含量見表1。

表1 供試有機肥養(yǎng)分含量Table 1 Nutrient contents of organic fertilizer

試驗采用田間原位培養(yǎng)與室內(nèi)淹水培養(yǎng)相結(jié)合的方式進行，原位培養(yǎng)于烤煙移栽時（5月22日）開始培養(yǎng)。試驗設(shè)空白、麥稈、冬牧70、雞糞、豬糞、豆餅與棕壤混合培養(yǎng)6個處理，3次重復(fù)，隨機區(qū)組設(shè)計。有機肥風(fēng)干后過1 mm篩，秸稈類有機肥按照還田量，糞肥根據(jù)生產(chǎn)實踐確定使用量，按表2與100 g過2 mm篩的風(fēng)干土混勻，裝入300目的尼龍網(wǎng)袋中，封口；按不同處理，將裝好的尼龍網(wǎng)袋埋入兩棵煙中間的煙壟，深度10 cm，培養(yǎng)14周后取樣，測定有機質(zhì)、全氮、總糖、粗脂肪及氨基酸含量。

淹水培養(yǎng)試驗設(shè)空白、麥稈、冬牧70、雞糞、豬糞、豆餅按表3的用量與棕壤混合培養(yǎng)6個處理。稱取40 g土樣于60 mL廣口瓶中，按純氮量為200 μg/g加入一定量的有機肥料，加入40 mL蒸餾水，然后蓋上瓶蓋。3次重復(fù)，恒溫40 ℃培養(yǎng)14周后取樣，用定量濾紙過濾，50 ℃烘干濾紙中的土壤，過60目篩，保存?zhèn)溆谩?/p>

表2 不同處理每網(wǎng)袋土壤與有機肥用量Table 2 Amount of soil and organic fertilizer of each mesh bag

表3 不同處理廣口瓶中土壤與有機肥用量 gTable 3 Amount of organic fertilizer of different treatment in wide-mouth jar

1.2 測定方法

有機質(zhì)測定：稱取通過 60目篩孔的風(fēng)干有機肥樣品0.1～0.2 g，放入干燥的直徑約5 cm的硬質(zhì)試管中；加入0.800 mol/L（1/6 K2Cr2O7）的重鉻酸鉀標準溶液和濃H2SO4各25 mL。其他操作同土壤有機質(zhì)的測定方法；全氮含量采用凱氏定氮法測定；總糖采用鐵氰化鉀比色法，粗脂肪采用福斯自動索式提取系統(tǒng)測定[11-12]；風(fēng)干樣用6N鹽酸水解，用日立83550型氨基酸分析儀測定（GB/T 14965—94）氨基酸。

2 結(jié) 果

2.1 施用有機肥對棕壤有機質(zhì)、全氮含量的影響

2.1.1 原位培養(yǎng)對棕壤有機質(zhì)、全氮含量的影響表4可以看出，與對照相比，加入有機肥后各處理的土壤有機質(zhì)含量均增加，其中施用豬糞的處理土壤有機質(zhì)含量增加最多，增施雞糞、麥稈、冬牧70的處理次之，施用豆餅對土壤有機質(zhì)影響不大。經(jīng)過原位培養(yǎng)后，施入豬糞的處理消耗有機質(zhì)最多；與對照相比，加入豬糞和雞糞的處理土壤有機質(zhì)含量高于對照，其他處理略低于對照。

由表5看出，施入有機肥能夠增加土壤全氮含量；經(jīng)過14周原位培養(yǎng)后，各處理全氮含量均有所降低，其中施入豬糞的處理降低最多；其全氮含量順序為豬糞＞雞糞＞冬牧70＞對照=麥稈＞豆餅。

表4 原位培養(yǎng)棕壤有機質(zhì)含量 %Table 4 Contents of organic matters in situ cultivation soil

表5 原位培養(yǎng)棕壤全氮含量 %Table 5 Contents of total nitrogen in situ cultivation soil

2.1.2 淹水培養(yǎng)對棕壤有機質(zhì)、全氮含量的影響表6看出，按純氮量為200 μg/g向土壤中加入一定量的有機肥料，淹水培養(yǎng) 14周后，除增施豆餅的處理外，施用麥稈、冬牧70、雞糞和豬糞的處理均極顯著的增加了土壤中的有機質(zhì)含量。與對照相比，各處理土壤全氮含量都顯著的增加，施麥稈的處理土壤全氮含量顯著高于其他處理；施雞糞的處理土壤全氮含量最低，其余處理間差異不顯著。

表6 淹水培養(yǎng)棕壤有機質(zhì)、全氮含量 %Table 6 Contents of organic matters and total nitrogen in waterlogged incubation soil

2.2 施用有機肥對棕壤有機營養(yǎng)成分總量的影響

2.2.1 原位培養(yǎng)對棕壤有機營養(yǎng)成分總量的影響表7看出，與對照相比，原位培養(yǎng)各處理總糖含量均高于對照，其順序為豬糞＞冬牧 70＞雞糞＞豆餅＞麥稈，分別為對照的 3.625、3.375、3.25、2.25、1.625倍；各處理粗脂肪含量略高于對照，其中加入麥稈的處理最高，為0.67%；加入豬糞和豆餅的處理最低，均為0.50%；經(jīng)過原位培養(yǎng)后，加入不同有機肥的處理中土壤酸解氨基酸的含量均有所增加，增加最多的是豬糞，氨基酸含量為1.351 mg/g，增幅達31.8%，其次為麥稈、雞糞、冬牧70，增加最少的是加入豆餅的處理，含量為1.081 mg/g，比空白高5.48%。

2.2.2 淹水培養(yǎng)對棕壤有機營養(yǎng)成分總量的影響表8看出，經(jīng)淹水培養(yǎng)后，各處理總糖含量均低于對照，其中加入麥稈的處理總糖含量最高，為0.097%，加入豆餅的處理最低，為0.046%；加入雞糞與麥稈的處理粗脂肪含量低于對照，其他處理均高于對照，其中豆餅最高，含量為0.113%。經(jīng)淹水培養(yǎng)后，不同處理的土壤中酸解氨基酸總含量均有所增加，增加比例為18.8%～68.4%，增加最多的為加入麥稈的處理，其次是冬牧70、豬糞、豆餅，最少的是雞糞。

表7 原位培養(yǎng)后棕壤有機營養(yǎng)成分的含量Table 7 Contents of organic matters in situ cultivation soil

表8 淹水培養(yǎng)后棕壤有機營養(yǎng)成分的含量Table 8 Contents of organic matters in waterlogged cultivation soil

2.3 施用有機肥對土壤氨基酸含量的影響

2.3.1 原位培養(yǎng)對土壤氨基酸含量的影響 表9看出，原位培養(yǎng)后，各處理的胱氨酸和蛋氨酸含量低于對照，加入雞糞的處理酪氨酸含量高于對照，其他處理酪氨酸含量均低于對照；加入有機肥后，土壤中酸性氨基酸和堿性氨基酸均有所增加，且加入豬糞的處理增加最多；土壤中含硫氨基酸均降低，加入麥稈的處理降低最多。各處理含量最高的是天冬氨酸和谷氨酸，中性氨基酸種類多，所以總量較酸性氨基酸要多。

2.3.2 淹水培養(yǎng)對土壤氨基酸的影響 表10看出，經(jīng)過淹水培養(yǎng)后，各處理酪氨酸含量低于對照，其他氨基酸含量均高于對照；與對照相比，各處理的4類氨基酸含量均有所增加，增幅最大的是加入麥稈的處理，最小的是加入雞糞的處理；施入麥稈酸性氨基酸增加率高達73.84%。

2.3.3 施用有機肥對土壤氨基酸各類組分比例的影響 表11、12列出了2種培養(yǎng)方式下各組分氨基酸含量占土壤氨基酸總量的百分數(shù)，從表可以看出，經(jīng)過原位培養(yǎng)和淹水培養(yǎng)，各處理中性氨基酸含量最高，其次是酸性、堿性氨基酸，含硫氨基酸含量最低。與對照相比，培養(yǎng)后各類氨基酸含量變化與氨基酸總量的變化趨勢一致，即各類氨基酸組分在氨基酸總量中占有的比例變化不大。

表9 原位培養(yǎng)后土壤氨基酸含量變化 mg/gTable 9 Contents of amino acids in situ cultivation soil

表10 淹水培養(yǎng)后土壤氨基酸含量變化 mg/gTable 10 Contents of amino acids in waterlogged incubation soil

表11 原位培養(yǎng)后各類氨基酸所占比例 %Table 11 Content of each amino acids in situ cultivation soil

表12 淹水培養(yǎng)后各類氨基酸所占比例 %Table 12 Content of each amino acids in waterlogged incubation soil

3 小 結(jié)

本研究表明，增施有機肥能夠明顯增加土壤中的有機質(zhì)、全氮和氨基酸含量，其中糞肥類有機肥培肥土壤效果最好；原位培養(yǎng)后施入豬糞效果最為明顯，與對照相比有機質(zhì)、全氮和氨基酸含量分別增加6.45%、28.6%和31.8%；加入麥稈的處理經(jīng)淹水培養(yǎng)后土壤中有機質(zhì)、全氮和氨基酸總量增加最多，較對照高161%、37.3%和68.4%。培養(yǎng)后，加入有機肥的處理全氮含量高于對照，表明有機肥向土壤中帶入了氮素，豐富了土壤中的氮庫。各處理含量最高的是天冬氨酸和谷氨酸。培養(yǎng)后，4類氨基酸組分在氨基酸總量中占有的比例變化不大。

原位培養(yǎng)后各處理總糖和粗脂肪含量均高于對照，淹水培養(yǎng)的各處理變化情況不一致，總糖含量低于對照，加入雞糞與麥稈的處理粗脂肪含量低于對照，其他處理均高于對照。

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