遲斌等
摘 要:為推動微生物肥料在果樹生產中的應用,實現果園優質高效和可持續生產,筆者總結了國內報道的有關微生物肥料研究與應用的文獻資料,介紹了微生物肥料概念和分類,概述了微生物肥料在果樹上的效應研究,展望了微生物肥料在果樹生產上的應用前景,建議今后果園應大力推廣應用微生物肥料。
關鍵詞:微生物肥料;果樹;影響效應;應用展望
中圖分類號:S66 文獻標志碼:A 論文編號:2013-0379
Abstract: Reported domestically in the literature on research and application of microbial fertilizer were summarized to promote application of microbial fertilizer in fruit production and achieve high-quality orchards efficient and sustainable production. In this study, the concept and the sorts of microbial fertilizer were introduced, effect of microbial fertilizer in fruit trees was overviewed and application foreground of microbial fertilizer in fruit production was prospected. And we suggested that the orchard should promote the application of microbial fertilizer in the future.
Key words: Microbial Fertilizer; Fruit; Influence Effect; Application Foreground
0 引言
中國是世界果品第一生產國,2011年全國果樹栽培面積和果品總產量分別達到11830.6千hm2和14083.3萬t,均占世界栽培面積和總產量的20%左右。果品產業是高效產業,也是中國部分地區、尤其是丘陵山區的支柱產業,在促進農村經濟發展和農民增收、改善生態環境等方面發揮了巨大作用[1-2]。果樹是多年生作物,生物產量較高,需肥量大,因此土壤施肥是改善果園土壤養分供應和獲得優質高產果品的重要技術措施;但是目前果樹生產中普遍存在著有機肥投入不足、氮肥施用量過大等問題,造成果樹根際土壤質量下降、病害加重,制約了果實品質的進一步提高[2-3]。筆者綜述其他學者研究結果,通過分析微生物肥料對果品品質、產量、樹體生長發育和土壤理化性狀等方面的影響,探討微生物肥料對果品生產的影響效應,以期有效推動微生物肥料在果園的推廣應用,實現果品生產的優質高效和可持續生產。
1 微生物肥料概念和分類
1.1 微生物肥料概念
根據國家標準界定,微生物肥料(microbial fertilizer,biofertilizer)是指含有特定微生物活體的制品,該制品應用于農業生產,通過其中所含微生物的生命活動,增加植物養分的供應量或促進植物生長,提高產量,改善農產品品質及農業生態環境[4]。
1.2 微生物肥料的分類
目前微生物肥料主要包括3類,分別為微生物接種劑(microbial inoculant)、復合微生物肥料(compound microbial fertilizer)和生物有機肥(microbial organic fertilizer)[4]。
2 微生物肥料的影響效應
2.1 對果品品質的影響
在蘋果、柑橘、葡萄、梨、草莓、李子和獼猴桃等多個樹種上的研究結果表明,微生物肥料明顯提高了果品品質。內在品質上主要提高了果實的可溶性固形物和含糖量[5-8,10-12]、糖酸比[6]和香氣品質[5];從外在品質看,提高了果實著色度[6]和硬度[5-6],果形大小較勻稱[5,7]。王孝悌[5]在設施栽培桃上的研究結果表明,施用生物有機肥比對照施用雞糞明顯改善了桃子品質,可溶性糖含量增加1.0%,可滴定酸含量降低3.5%;施用生物有機肥的紅地球葡萄果實糖度達到14.39;顯著改善了富士蘋果果實的香氣品質,揮發性物質多13個成分,含量多5.7個百分點。高樹青等[6]研究結果表明,果園施用生物有機肥后顯著提高了果實可溶性固形物,蘋果由14.1%提高到15.6%,李子由10.6%提高到12.2%,桃由10.1%提高到11.3%,葡萄由15.1%提高到16.6%;蘋果的硬度由8.1提高到8.9,桃的硬度由9.1提高到11.1;蘋果糖酸比由19.6提高到28.2,葡萄糖酸比由17.8提高的到26.1。陳德芬等[8]研究表明,在桃樹上噴施微生物肥料后,果實可溶性固形物提高了5.7%~10.9%,果實風味和品質有所改善。
2.2 對果品產量的影響
在蘋果、柑橘、桃、葡萄、李子、梨等果樹上的研究結果表明,施用微生物肥料有效增加了果實單果重并顯著提高了單位面積產量,說明微生物肥料有效保證了營養的持續供應,促進了植株光合作用和碳水化合物的合成[6-7,9-10]。王孝悌[5]的研究表明,在設施草莓上施用生物有機肥,單株產量增加67.9 g,在‘紅地球上施用,提高了葡萄單穗重和產量。高樹青等[6]研究結果表明,果園施用生物有機肥后,蘋果、桃、葡萄、李子的產量,分別增產29.8%、67.7%、12.6%、21.1%;同時單果重增加明顯,蘋果增加35.9%,葡萄增加28.4%。
2.3 對樹體生長發育的影響
試驗結果表明,微生物肥料可有效促進果樹的生長發育[6,9-11]。王孝悌[5]研究表明,設施桃樹上施用生物有機肥后,(1)顯著提高了土壤溫度,10 cm根際土壤溫度平均升高2.2℃;(2)促進了土壤表層根系的發生與生長,細根數量比對照增加1.5倍;(3)明顯提高了設施內桃的坐果率,比對照提高45.6%;(4)成熟期提前,比對照早熟10~12天。在設施草莓上施用生物有機肥后,植株生長明顯改善,所有指標均高于對照,根呼吸強度和根系生長點數粉分別增加2.5倍和1.2倍,新根總表面積和根冠比分別增加117.3%和44.9%,葉片光合強度提高70%以上。在‘紅地球上施用生物有機肥后,具有吸收和運輸養分功能的白色有效根的長度明顯高于廄肥,是雞糞和羊糞的1.6倍,是牛糞的3.5倍,同時提高了葉片凈光和速率;生物有機肥還明顯增加了蘋果葉片厚度和葉綠素質量。高樹青等[6,9]研究表明,施用生物有機肥后,蘋果、李子、葡萄、梨和油桃葉片重量增加幅度為7.4%~50.3%,蘋果、梨、油桃的葉綠素含量增加,對果樹營養有調節作用,蘋果葉片氮含量較高,磷含量低,施用生物肥后,氮含量下降,磷含量提高。周光萍[11]研究表明,應用EM微生物菌劑后,獼猴桃葉色更加翠綠,落葉期推遲7~10天。
2.4 對土壤理化性質的影響
研究結果表明,施用微生物肥料后,果園土壤容重變小,土壤孔隙度增大,增加了土壤微生物數量,土壤透氣性得到改善,有機質含量明顯提高,土壤供氮和供磷能力增強,土壤酸堿性得到改善,有利于土壤中養分的釋放[5-6,13-21]。王孝悌[5]在盆栽葡萄上的研究結果表明,施用生物有機肥后,盆栽葡萄土壤中放射菌和細菌等有益菌的數量明顯增加,其中放射菌含量達到7.6×108,是雞糞和牛糞的200多倍,比羊糞也高出80多倍。高樹青等[6]研究表明,施用生物有機肥提高土壤有機質作用明顯,平均提高0.256%;生物有機肥對土壤酸堿度有調節作用,在李子上的試驗結果表明,土壤pH由4.86提高到5.68;生物有機肥提高了土壤全氮和速效磷含量,蘋果園土壤分別提高1倍和6倍多,葡萄園土壤分別提高1倍和近2倍。Hartley 和Stanford的研究結果表明,施入生物有機肥后,果園土壤加深了土色、明顯疏松,土壤熱特性得到很大改善,土壤溫度變幅也降低;主要是土壤中的生物有機肥不但增加了土壤對太陽輻射能的吸收、其礦化作用還在土壤中產生大量的二氧化碳氣體;肥料中的微生物呼吸也使土溫得到一定幅度的升高[13-14]。
3 果樹施用微生物肥料前景展望
中國果品總產量占世界總產量的20%左右,但出口量僅占果品總產量5%左右,而提高中國果品在國際市場上的競爭力、增加出口量的根本途徑就是提高果品質量。由于果樹生長量大、產量相對較高,同時又是多年固定在一處生長,故而根際環境的優劣對其影響很大。近十幾年,由于有機肥投入不足和以氮肥為主的速效肥的盲目和大量施用,造成部分地區果園酸化嚴重,影響了果實品質的提高和產業的可持續發展[2-4]。僅靠普通化肥的重復投入已不能適應現代果樹生產的需求,因此需要開發一種改善土壤環境、功能性良好的新型肥料。
微生物肥料作為一種新型肥料,在提高化肥利用率、降低化肥使用量和減少環境污染等方面,已取得了較好的效果,研制開發具有廣闊前景,正在成為21世紀肥料工業的主要品種。目前微生物肥料的應用不僅能促進果樹樹體生長發育,提高果品產量和質量;更重要的是微生物肥料所提供的有益菌能有效改善果樹根際土壤環境,促進根系對各種礦質元素的吸收,對果樹的健康和可持續生產起著關鍵作用,因此微生物肥料的應用轉化前景也極為廣闊。
參考文獻
[1] 中華人民共和國國家統計局.中國統計年鑒2010[M].北京:中國統計出版社,2011.
[2] 高文勝,呂德國.蘋果有袋栽培基礎[M].北京:中國農業出版社,2010:7-9.
[3] 高文勝.蘋果[M].北京:中國農業大學出版社,2005:98-115.
[4] 李俊,沈德龍,林先貴.農業微生物研究與產業化進展[M].北京:科學出版社,2011:122-126.
[5] 王孝悌.高效生物有機肥在果樹上的應用效應[D].濟南:山東農業大學,2005:43-52.
[6] 高樹青,王寶申,陳寶江,等.生物有機肥在果樹上的應用效果研究[J].腐植酸,2011(2):15-21.
[7] 鄧伯勛,張建成,周功林.生物有機復合肥在柑桔上的應用效果[J].湖北農業科學,1993(8):16-19.
[8] 陳德芬,趙國防,楊煥婷,等.蘋果增產菌對桃果實的影響[J].落葉果樹,1996(4):4-5.
[9] 高樹青,王永杰,趙所成,等.黃寧素生物肥在果樹上的應用效果[J].山西果樹,2004(2):13-14.
[10] 柏德玟,童琦鈺,蔣飛榮.SC27微生物肥土壤增肥劑在李樹上的應用[J].浙江柑桔,1999,16(2):32.
[11] 周光萍.EM微生物菌劑在獼猴桃上的應用試驗[J].落葉果樹,1999(3):43.
[12] 賀坤.真菌王對提高翠冠梨品質的試驗初報[J].落葉果樹,1999(4):18.
[13] Hartley J G, Black W Z. Transient Stimultaneous Heat and Mass Transfer in Moist, Unsatrated Soils[J]. Asme J Heat Transfer,1981,203:376-382.
[14] Stanford G, Frere M H, Schwaninger D H. Temperature Coefficient of Soil Nitrogen Mineralization[J]. Soil Sci,1973,115:321-323.
[15] Cieslinske G K, C J Van Rees, Szmigielska A M, et al. Plant growing condition for collection of low molecular weight organic acids from root exudates[R]. In: Agronomy Abstracts.ASA,Madison,WI,1994:264.
[16] Delhaize E, Ryan P R, Randall P J. Aluminium tolerance in wheat (Triticum aestivum L.) Aluminium-stimulated excretion of malic acid from root apices[J]. Plant Physiology,1993,103:695-702.
[17] Worneh F. Microbial Dinsity, Composition and Diversity in Organically and Conventionally Managed Rhizo Sphere Soil in Relation to Suppression of Corky Root of Tomatoes[J]. Appl Soil Ecol,1994(1):219-230.
[18] Worthington V. Effect of agricultural methods on nutretional quality: a comparison of organic with conventional crops[J]. Alternative Therapies Health Med,1998,4(1):58-69.
[19] Worthington V. Nutritional Quality of Organic versus Conventional Fruits, Vegetablesan Grains[J]. The Journal of Alternative and Complementary Medicine 2001,7(2),161-173.
[20] Weibel F P, Bickel R, Leuthold S, et al. Are organically grown apples tastier and healthier Acomparative field study using conventional and alternative methods to measure fruit quality[J]. Acta Horticulturae 2000,51(7):417-426.
[21] Williams P R, Hammitt J K. Perceived risks of conventional and organic produce: pesticides, pathogens, and natural toxins[J]. Risk Anal,2001,21(2):319-330.