秋施有機(jī)肥對土壤生物學(xué)、理化性狀及玉米產(chǎn)量的影響

梁元振, 趙京考, 吳德亮, 王 雪, 張宏媛, 仝利鵬, 楊富娟, 徐鳳花

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院, 哈爾濱 150030)

秋施有機(jī)肥對土壤生物學(xué)、理化性狀及玉米產(chǎn)量的影響

梁元振, 趙京考, 吳德亮, 王 雪, 張宏媛, 仝利鵬, 楊富娟, 徐鳳花

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院, 哈爾濱 150030)

以黑龍江省海林農(nóng)場白漿土為研究對象，在等氮量條件下(秋季有機(jī)肥配施來年春季無機(jī)肥)，設(shè)置100%有機(jī)肥(T1)，30%有機(jī)肥+70%無機(jī)肥(T2)，20%有機(jī)肥+80%無機(jī)肥(T3)，100%無機(jī)肥(T4)和不施肥(CK)5個(gè)處理，研究長期施肥對土壤生物學(xué)、理化性狀以及玉米產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：玉米生育期內(nèi)，土壤微生物數(shù)量呈先升高后降低的變化趨勢，且施用高量有機(jī)肥有助于細(xì)菌和放線菌群落結(jié)構(gòu)的形成，無機(jī)肥和不施肥適于真菌生長；有機(jī)無機(jī)肥配施處理在提高土壤酶活性方面占據(jù)絕對優(yōu)勢，脲酶和蔗糖酶活性始終顯著高于其他處理，且有機(jī)肥較無機(jī)肥處理更能提高玉米生育期內(nèi)土壤微生物生物量；有機(jī)無機(jī)肥配施可明顯提高土壤全量和速效養(yǎng)分，培肥地力，單施效果稍差，且差異不大，而高量有機(jī)肥在降低土壤容重、增加總孔隙度百分比方面作用顯著；兩年玉米累計(jì)產(chǎn)量30%有機(jī)肥(T2)最高，分別比100%有機(jī)肥(T1)和100%無機(jī)肥(T4)提高57.34%和4.59%，穩(wěn)產(chǎn)并高產(chǎn)。總體來講，30%有機(jī)肥+70%無機(jī)肥為最佳施肥模式。

秋施有機(jī)肥; 生物學(xué)特性; 菌群結(jié)構(gòu); 土壤肥力

目前我國農(nóng)田土壤肥力存在土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化速度慢、土壤生物學(xué)特性不高和土壤環(huán)境質(zhì)量嚴(yán)重下降等問題，而有相關(guān)研究表明，土壤生物學(xué)特性在培肥地力方面起著不可替代的作用[1-2]。土壤生物學(xué)特性主要包括土壤微生物種群結(jié)構(gòu)、土壤酶活性和土壤微生物生物量等，能夠?qū)ν寥郎a(chǎn)能力產(chǎn)生很大影響，同時(shí)在一定程度上反映了土壤生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的好壞，越來越受到人們的重視[3-5]。土壤理化性狀主要包括土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和速效磷等常規(guī)指標(biāo)，在農(nóng)田作物種植、施肥量的確定、土壤肥力高低的評價(jià)等方面起著不可替代的作用，長期以來為眾多學(xué)者所關(guān)注[6-10]，研究施肥對其影響十分重要。盡管已有不少長期有機(jī)無機(jī)肥配施對土壤微生物、微生物生物量、酶活性和理化性狀等影響的研究，可多數(shù)集中在春季有機(jī)無機(jī)肥配施上，而秋季有機(jī)肥配施來年春季無機(jī)肥的相關(guān)研究鮮見報(bào)道。秋施有機(jī)肥具有許多優(yōu)點(diǎn)，如秋季雨量充沛，施入有機(jī)肥容易腐熟分解，又經(jīng)過冬春季節(jié)的凍融交替，可及早增大土壤孔隙度，使土壤疏松；有利于土壤保墑蓄水，防冬春干旱，同時(shí)由于提高了地溫，為微生物的活動創(chuàng)造條件[3,11]。綜上所述，秋季有機(jī)肥配施來年春季無機(jī)肥對土壤生物學(xué)特性和理化性狀等的影響值得探究。

本試驗(yàn)以黑龍江省海林市海林農(nóng)場示范區(qū)玉米試驗(yàn)田為研究對象，布置不同配比的秋季有機(jī)肥配施無機(jī)肥試驗(yàn)，連續(xù)試驗(yàn)兩年后進(jìn)行土壤微生物、生物量、酶活性和養(yǎng)分分析以及玉米產(chǎn)量的測定，以期為當(dāng)?shù)嘏喾实亓驮霎a(chǎn)增收提供有效的理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

2013年10月開始，連續(xù)2 a定位試驗(yàn)，地點(diǎn)為黑龍江省牡丹江市海林農(nóng)場。供試土壤為白漿土，質(zhì)地輕壤，土層深厚，地下水埋深在10 m以下。試驗(yàn)開始時(shí)耕層土壤(0—20 cm)基本理化性狀為：有機(jī)質(zhì)11.78 g/kg，全氮0.84 g/kg，全磷0.79 g/kg，堿解氮106.4 mg/kg，速效磷15.32 mg/kg，速效鉀130.2 mg/kg，pH值為4.5，土壤容重為1.28 g/cm3。試驗(yàn)用商品有機(jī)肥含N量2.69%，含P2O5量0.96%，含K2O量0.96%。供試氮肥為尿素，含N量46%；磷肥為磷酸二胺，含N量18%，含P2O5量46%；鉀肥為硫酸鉀，K2O含量為50%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)為條狀設(shè)計(jì)，共設(shè)置5個(gè)處理(具體見表1)，每個(gè)處理的面積為400 m2，含10壟，壟長60 m，壟寬0.67 m，隨機(jī)化排列。

表1 施肥方案 kg/hm2

每年秋季施入有機(jī)肥，春季無機(jī)肥隨播種一次性施入。田間管理按大田豐產(chǎn)要求進(jìn)行。種植制度為一年一季玉米，品種為先鋒38P05，種植密度約5.6萬株/hm2，行距60 cm，株距25～30 cm。

1.3 土樣采集及測定項(xiàng)目與方法

土樣采集：2015年分別在玉米拔節(jié)期(6月15日)、抽雄期(7月19日)和成熟期(9月28日)三個(gè)時(shí)期采集施肥處0—15 cm層土樣。每個(gè)處理以壟長每20 m為一個(gè)單元，按“S”型路線，取10個(gè)點(diǎn)(每個(gè)采樣點(diǎn)的取土深度及采樣量應(yīng)均勻一致)混成一個(gè)樣，共3組土樣(3個(gè)重復(fù))，每組混合樣分成兩份：一份立即過2 mm篩，用于土壤微生物生物量碳、氮，以及土壤細(xì)菌、放線菌和真菌的測定；另一份經(jīng)風(fēng)干后過1 mm篩，供土壤脲酶、蔗糖酶活性以及有機(jī)碳、全氮、速效磷和速效鉀(后四者僅限于成熟期)含量的測定。

土壤生物學(xué)特性的測定：土壤微生物生物量碳、氮采用氯仿熏蒸法[12]；土壤細(xì)菌、放線菌和真菌均采用混合稀釋平板計(jì)數(shù)法，其培養(yǎng)基分別為牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、馬丁氏瓊脂培養(yǎng)基和高氏Ⅰ號培養(yǎng)基[13]；土壤脲酶活性采用苯酚鈉—次氯酸鈉比色法測定，土壤蔗糖酶活性采用3，5-二硝基水楊酸比色法測定[14]。

土壤基本理化指標(biāo)采用常規(guī)分析法測定[15]：全氮含量采用全自動凱氏定氮儀測定，有機(jī)碳含量用重鉻酸鉀容量法測定；速效磷含量采用碳酸氫鈉浸提+鉬銻抗比色法測定；速效鉀含量采用原子吸收分光光度計(jì)法測定；采用環(huán)刀法測定土壤容重，土壤總孔隙度=(1-土壤容重/土壤比重)×100%。

玉米產(chǎn)量的測定：單元內(nèi)樣方估產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010和SPSS 19.0軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析；多重比較采用Duncan新復(fù)極差法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對土壤微生物的影響

由表2可知，在玉米生育期內(nèi)，各個(gè)處理的土壤細(xì)菌數(shù)量均呈先升高后降低的變化趨勢，均在抽雄期達(dá)到最大值，成熟期回落。拔節(jié)期時(shí)，處理T1，T2和T3的土壤細(xì)菌數(shù)量明顯高于T4和CK，說明秋施有機(jī)肥已發(fā)揮了為土壤細(xì)菌供應(yīng)營養(yǎng)的作用。抽雄期時(shí)，各處理的土壤細(xì)菌數(shù)量由大到小排列為T3>T2>T1>T4>CK，處理之間差異顯著，其中T3分別比T2，T1，T4和CK高出12.13%，14.78%，37.26%和101.50%。成熟期時(shí)，細(xì)菌數(shù)量大幅度降低，處理T2和T3數(shù)量較高，其次是T1，T4和CK數(shù)量相對較少，處理相互之間差異顯著。

整個(gè)生育期內(nèi)，除對照無明顯變化，施肥處理的土壤放線菌數(shù)量均從拔節(jié)期逐漸升高，到抽雄期達(dá)到最大，成熟期迅速回落。秋施有機(jī)肥處理T1，T2和T3在拔節(jié)期的土壤放線菌數(shù)量顯著高于T4和CK，且用量越大，數(shù)量越高。抽雄期時(shí)，各個(gè)處理的土壤放線菌數(shù)量由大到小排列為T1>T3>T2>T4>CK，且處理之間差異顯著，表明有機(jī)肥顯著促進(jìn)了放線菌的生長，而無機(jī)肥在一定程度上限制了放線菌增殖。成熟期時(shí)，土壤放線菌數(shù)量有所下降，處理T1最高，其次為T3，T2，T4和CK較低。

由表2可知，玉米生育期內(nèi)，各個(gè)處理的土壤真菌變化規(guī)律略有不同。處理T2，T3和T4的土壤真菌數(shù)量從拔節(jié)期不斷升高，到抽雄期出現(xiàn)峰值，成熟期降低；整個(gè)生育期內(nèi)，處理T1的土壤真菌數(shù)量不斷增加，到成熟期達(dá)到最大，而CK的土壤真菌規(guī)律性不明顯。從拔節(jié)期到抽雄期，處理T4，T3，T2和T1的土壤真菌數(shù)量分別增加了2.71，1.31，1.29，0.89倍，說明施用無機(jī)肥能顯著促進(jìn)土壤真菌群落結(jié)構(gòu)的形成，而有機(jī)無機(jī)肥配施能控制其生長，有機(jī)肥比例越大，效果越明顯[16]。成熟期，與處理T1，T4和CK相比，T3和T2降低了土壤真菌數(shù)量，有效改善了土壤菌群結(jié)構(gòu)。

2.2 不同施肥處理對土壤酶活性的影響

由表3可見，玉米拔節(jié)期時(shí)，處理T2和T3的脲酶活性較高，T1和T4活性次之，均顯著高于對照CK，處理之間差異顯著，此時(shí)T3，T2，T1和T4分別比CK提高162.38%，155.45%，110.89%和109.91%，表明施肥可明顯提高脲酶活性[3]；抽雄期時(shí)，施肥處理脲酶活性均達(dá)到峰值，有機(jī)無機(jī)肥配施處理T2(30%：70%)最高，T1和T4差異不顯著，且T2和T3分別比T1，T4提高27.55%，25.41%和10.88%，9.03%，說明有機(jī)無機(jī)肥配施比單施有機(jī)肥和無機(jī)肥更有利于在土壤中釋放大量速效氮，產(chǎn)物的積累十分有利于脲酶酶促反應(yīng)的進(jìn)行[4,17]；成熟期時(shí)，脲酶活性有所下降，處理T3和T2較高，差異不顯著，T1高于T4，差異顯著。綜上，整個(gè)玉米生育期，有機(jī)無機(jī)肥配施對脲酶活性影響最大。

表2 不同施肥處理對土壤微生物的影響

注：同列后不同小寫字母表示處理之間在5%水平差異顯著，下同。

表3 不同施肥處理對土壤酶活性的影響

從表3還可看出，整個(gè)生育期各處理土壤蔗糖酶活性變化趨勢與脲酶相似，拔節(jié)期最低，抽雄期最高，且施肥處理蔗糖酶活性明顯高于不施肥處理，說明施肥明顯提高了蔗糖酶活性，而有機(jī)無機(jī)肥配施(處理T2和T3)效果始終優(yōu)于單施有機(jī)肥(T1)和無機(jī)肥(T4)，差異顯著。在拔節(jié)和抽雄期，處理T1和T4差異不顯著，但成熟期T4比T1提高7.86%，達(dá)到顯著差異，說明生育前期單施有機(jī)肥和無機(jī)肥對土壤蔗糖酶活性影響差異不大，后期以無機(jī)肥效果明顯。拔節(jié)期，處理T3最高，比T1和T4提高16.87%和14.97%；抽雄期，處理T2最高，比T1和T4提高22.63%和24.01%；成熟期時(shí)，蔗糖酶活性明顯降低，但處理T3高居不下，其原因有待進(jìn)一步探究。

2.3 不同施肥處理對土壤微生物生物量的影響

不同施肥處理對土壤微生物生物量碳(SMBC)的影響見圖1A。與不施肥相比，各個(gè)施肥處理的SMBC均明顯提高，在玉米生育期內(nèi)的變化情況基本一致，從拔節(jié)期開始逐漸升高，到抽雄期達(dá)到最大，成熟期回落。抽雄期時(shí)，處理T1最高，與其他處理差異顯著，T2和T3差異不顯著，明顯高于T4和CK，T1，T2，T3和T4分別是CK的4.43，4.13，4.05，3.19倍，之后呈下降趨勢。整個(gè)玉米生育期中，有機(jī)肥處理始終高于無機(jī)肥處理，其中拔節(jié)期到抽雄期，有機(jī)肥用量越大，SMBC越高，而后期有機(jī)無機(jī)肥配施占優(yōu)勢。

玉米生育期內(nèi)，不同施肥處理的土壤微生物生物量氮(SMBN)與SMBC變化情況基本一致(圖1B)，且施肥處理均顯著高于對照，變化趨勢為：拔節(jié)期較低，隨生育期推進(jìn)，逐漸升高，抽雄期達(dá)到巔峰，之后回落。抽雄期時(shí)，處理T1，T2，T3和T4分別是CK的7.42，6.25，6.29，3.91倍，隨后均有不同程度回落。與SMBC相似，前期高量有機(jī)肥能明顯提高SMBN，后期配施肥效果較明顯。以上結(jié)果說明秋施有機(jī)肥可明顯補(bǔ)充土壤有機(jī)碳源和氮源，為微生物生長繁殖提供了良好的環(huán)境條件和能源，增強(qiáng)其活性[5,18]。另外，微生物為了維護(hù)自身活動需要穩(wěn)定且均衡的碳氮比，這可能是玉米生育期中SMBC和SMBN變化一致的原因之一[1,3]。

注：圖中不同小寫字母表示同一時(shí)期處理之間在5%水平差異顯著。

圖1不同施肥處理對土壤微生物生物量的影響

2.4 不同施肥處理對土壤理化性狀的影響

由表4可知，不同施肥處理對土壤理化指標(biāo)有不同影響。從對照CK數(shù)據(jù)來看，作物種植帶走了土壤大量的養(yǎng)分，已造成土壤養(yǎng)分的虧空，而長期施肥均能夠顯著提高土壤有機(jī)碳、全氮、速效磷和速效鉀含量。處理T1和T4的有機(jī)碳和全氮含量差異不顯著，速效磷和速效鉀含量差異顯著；處理T2和T3對土壤理化指標(biāo)影響最為明顯，各項(xiàng)均顯著高于T1和T4，表明長期有機(jī)無機(jī)肥配施比單施無機(jī)肥和有機(jī)肥更能夠補(bǔ)充土壤養(yǎng)分容量庫，培肥地力的作用更加突出。從土壤養(yǎng)分長期的收支平衡方面來看，有機(jī)無機(jī)肥配施是提高土壤肥力的較好施肥模式。

長期施肥后，各個(gè)處理土壤容重不同，且處理之間有一定差異性。土壤容重由大到小排列為處理T4>CK>T2≈T3>T1,T4比CK高出了3.11%，而T1，T2和T3分別比CK降低了4.88%，3.21%和3.22%，表明長期施用無機(jī)肥耕層土壤有硬化趨向，這和李強(qiáng)等[19]研究結(jié)論一致，而有機(jī)肥可明顯降低土壤容重，量越高，效果越明顯。另外，從土壤總孔隙度數(shù)據(jù)來看，單施無機(jī)肥處理降低了該指標(biāo)，而有機(jī)肥處理均可不同程度地提高該指標(biāo)，以T1最突出，分別比T4和CK提高7.56%和6.36%；處理CK略高于T4，但二者差異不顯著，這與張輝等[20]研究結(jié)果相同。總體來看，施用有機(jī)肥對土壤總孔隙度的影響程度強(qiáng)于土壤容重。

表4 不同施肥處理對土壤理化性狀的影響

2.5 不同施肥處理對玉米產(chǎn)量的影響

從2014—2015年的玉米產(chǎn)量(表5)來看，同對照相比，施肥均可明顯提高玉米產(chǎn)量，但不同年限有一定的差異。2年的玉米平均產(chǎn)量結(jié)果表明，處理T2和T3產(chǎn)量分別比T1，T4和CK增加3 686.37 kg/hm2，444.09 kg/hm2，5 905.41 kg/hm2，3 491.21 kg/hm2，248.93 kg/hm2，5 710.24 kg/hm2；各處理兩年產(chǎn)量結(jié)果表明，施肥均顯著高于不施肥(CK)，并且通過計(jì)算可知，兩年中不同施肥處理相對CK的增產(chǎn)率均以T2或T3最高，T4次之，T1較低；2015年相比2014年，包括CK在內(nèi)，各處理均有不同程度的增產(chǎn)，但有機(jī)肥處理比無機(jī)肥增產(chǎn)效果明顯，表明長期秋施有機(jī)肥增產(chǎn)性較強(qiáng)。處理T4兩年產(chǎn)量均高于T1，這可能跟無機(jī)肥在玉米關(guān)鍵生育期時(shí)能夠提供充足的速效養(yǎng)分和有機(jī)肥試驗(yàn)時(shí)間短有關(guān)，充分說明了短期內(nèi)有機(jī)肥不可完全替代無機(jī)肥。總體來看，有機(jī)無機(jī)肥配施是玉米增產(chǎn)的良好施肥方案，其比例以30%∶70%最佳。

表5 不同施肥處理對不同年限玉米產(chǎn)量的影響 kg/hm2

3 討 論

本研究結(jié)果表明，不同施肥處理三類微生物數(shù)量隨玉米生育期變化不同，玉米抽雄期是微生物數(shù)量變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，原因可能是此期氣溫較高、降雨量充沛，加上玉米生長最旺盛，根際活性最強(qiáng)，對土壤微生物產(chǎn)生強(qiáng)烈影響[2,16]。長期秋季有機(jī)無機(jī)肥配施(處理T2和T3)土壤的細(xì)菌和放線菌所占比例較大，真菌處于絕對劣勢，土壤微生物群落以細(xì)菌和放線菌為主，為細(xì)菌型土壤，這和一些春季有機(jī)無機(jī)肥配施研究結(jié)果一致[2,4]，但也有其他研究[3,21]認(rèn)為，春季有機(jī)無機(jī)肥配施對細(xì)菌和放線菌影響不大，而有利于真菌群落結(jié)構(gòu)的形成，其原因可能是：有機(jī)無機(jī)肥配施比例不同，造成C/N營養(yǎng)差異，有益于真菌繁殖；長期施用無機(jī)肥造成土壤偏酸，為真菌生長創(chuàng)造條件。從對照(CK)微生物數(shù)量可知，在貧瘠的土壤中，真菌較細(xì)菌和放線菌有更強(qiáng)的適應(yīng)能力，這和其他有機(jī)無機(jī)肥配施研究結(jié)果相符[4]。本試驗(yàn)表明，不同施肥處理和玉米不同生育期以及二者交互顯著影響了土壤酶活性。其中土壤脲酶受有機(jī)無機(jī)肥配施的影響較大，貫穿整個(gè)玉米生育期，有機(jī)無機(jī)肥配施與單施有機(jī)肥和無機(jī)肥脲酶活性差異顯著，主要原因是配施后更加促進(jìn)底物快速誘導(dǎo)提高了土壤脲酶活性；其次與微生物活動加劇有關(guān)。有機(jī)無機(jī)肥配施處理下，玉米根部吸收氮素轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)的過程中需要消耗大量的糖類，糖代謝和微生物合成作用旺盛，從而刺激了蔗糖酶活性增強(qiáng)，這與陳宵宇等[22]的研究結(jié)果一致。

本試驗(yàn)中，相比對照(CK)，長期施肥均能夠明顯增加土壤微生物生物量，這和其他研究結(jié)果相符[8,23]。前期高量有機(jī)肥有助于土壤微生物生物量的提高，而后期有機(jī)無機(jī)肥配施則體現(xiàn)出巨大優(yōu)越性，這與有些春施有機(jī)肥研究[3,24]結(jié)果不同，可能與土壤質(zhì)地、降雨量、施肥量以及施肥年限不同等因素有關(guān)。總體來講，秋施有機(jī)肥提高土壤微生物生物量效果較明顯，其原因可能在于：長期施入有機(jī)肥，帶入大量微生物和多種微量元素，有效降低了土壤容重，減緩?fù)寥腊褰Y(jié)，促進(jìn)土壤酸堿平衡，加速土壤團(tuán)聚體的形成，改善土壤理化性質(zhì)，使微生物活性大大提高；有機(jī)無機(jī)肥配施發(fā)揮了有機(jī)肥的緩效持久和無機(jī)肥的速效等優(yōu)勢，玉米粗壯，根系分泌物大增，顯著促進(jìn)微生物生長，而單施有機(jī)肥和無機(jī)肥各有缺點(diǎn)，相對來講，微生物活性受限。

從表3可知，單施有機(jī)肥和無機(jī)肥對土壤有機(jī)碳和全氮等養(yǎng)分的影響無顯著差異，而有機(jī)無機(jī)肥配施在提高土壤全量和速效養(yǎng)分方面占據(jù)明顯優(yōu)勢，且配施比例以30%∶70%最好，其原因在于：秋施有機(jī)肥在經(jīng)過秋、冬、春三季的凍融循環(huán)過程后，經(jīng)微生物活動促進(jìn)了部分土壤水穩(wěn)性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，土壤容重降低，通氣性提高，土壤蓄水保肥能力增強(qiáng)，后配施無機(jī)肥，又經(jīng)過夏季的高溫多雨，微生物活動加劇和玉米根系逐漸粗壯，進(jìn)一步加強(qiáng)了有機(jī)物質(zhì)的分解和礦物質(zhì)養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，使土壤中的氮、磷、鉀等元素增加，土壤養(yǎng)分的有效性也有所提高，從而保證了土壤中水、肥、氣、熱的協(xié)調(diào)能力，提高土壤保水、保肥、供肥的能力，改善土壤理化性狀，而單施有機(jī)肥和無機(jī)肥各有缺點(diǎn)，優(yōu)越性不完整，充分表明秋季有機(jī)肥和無機(jī)肥配施才可大幅度提高土壤肥力，而單施效果不明顯，這與侯紅乾等[25]春施有機(jī)肥的研究結(jié)果相似，但秋施增加的幅度大于春施，這可能是研究區(qū)域的不同氣候和土壤類型、施肥種類等因素綜合作用的結(jié)果；有其他研究[26]指出，土壤容重的降低和總孔隙度的增大標(biāo)志著土壤全量養(yǎng)分的提高，這與本試驗(yàn)研究結(jié)果有出入，仍需進(jìn)一步加強(qiáng)秋施有機(jī)肥對土壤物理性狀影響的研究。

為了更深入地了解秋施有機(jī)肥對土壤生物學(xué)特性以及土壤理化性狀等指標(biāo)的影響，還需進(jìn)行大范圍的長期定位試驗(yàn)，以排除如試驗(yàn)時(shí)間短、自然災(zāi)害、土壤類型不同、人為破壞等外部因素對試驗(yàn)結(jié)果的影響。

4 結(jié) 論

(1) 玉米生育期內(nèi)，長期施肥均可顯著提高土壤微生物數(shù)量，其中有機(jī)無機(jī)肥配施和單施有機(jī)肥對細(xì)菌與放線菌數(shù)量提高較明顯，而單施無機(jī)肥和不施肥在一定程度上有利于真菌生長。

(2) 受土壤微生物、降雨量、氣溫、施肥等綜合作用，土壤微生物生物量和酶活性在玉米生育期內(nèi)變化趨勢不盡相同，但大致上在玉米生長較旺盛期(如抽雄期)相對較高；其中脲酶和蔗糖酶受有機(jī)無機(jī)肥配施影響較大，單施有機(jī)肥和無機(jī)肥差異不明顯，而生育前期單施有機(jī)肥更有助于土壤微生物生物量的提高，后期以配施效果突出。

(3) 長期秋施有機(jī)肥降低了土壤容重，提高了總孔隙度百分比，量越大，效果越明顯；有機(jī)無機(jī)肥配施顯著提高了土壤全量和速效養(yǎng)分含量，培肥地力明顯；兩年產(chǎn)量數(shù)據(jù)表明，秋施有機(jī)肥穩(wěn)產(chǎn)性較好，有機(jī)無機(jī)肥配施增產(chǎn)效果顯著，以30%∶70%最佳。

[1] 王芳,張金水,高鵬程,等.不同有機(jī)物料培肥對渭北旱塬土壤微生物學(xué)特性及土壤肥力的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2011,17(3):702-709.

[2] 祝英,王治業(yè),彭軼楠,等.有機(jī)肥替代部分化肥對土壤肥力和微生物特征的影響[J].土壤通報(bào),2015,46(5):1161-1167.

[3] 賈偉,周懷平,解文艷,等.長期有機(jī)無機(jī)肥配施對褐土微生物生物量碳、氮及酶活性的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2008,14(4):700-705.

[4] 陸海飛,鄭金偉,余喜初,等.長期無機(jī)有機(jī)肥配施對紅壤性水稻土微生物群落多樣性及酶活性的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2015,21(3):632-643.

[5] 姬景紅,李杰,李玉影,等.優(yōu)化施肥對設(shè)施土壤微生物生物量碳氮的影響[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,12(9):31-35.

[6] 陳琳,趙陟峰,趙廷寧,等.基于因子與聚類分析的不同林分土壤理化性質(zhì)評價(jià)[J].水土保持研究,2011,18(5):191-196.

[7] 張喜,王莉莉,劉延惠,等.喀斯特天然林植物多樣性指數(shù)和土壤理化指標(biāo)的相關(guān)性[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2016,36(12):1-12.

[8] 崔嶸,鄒莉,于洋,等.小興安嶺紅松林土壤酶活性與土壤理化性質(zhì)的時(shí)空變化[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2016,44(8):49-54.

[9] 彭東海,侯曉龍,何宗明,等.金尾礦廢棄地不同植被恢復(fù)模式對土壤理化性質(zhì)的影響[J].水土保持學(xué)報(bào),2015,29(6):137-142.

[10] 荊瑞勇,曹焜,劉俊杰,等.東北農(nóng)田黑土土壤酶活性與理化性質(zhì)的關(guān)系研究[J].水土保持研究,2015,22(4):132-137.

[11] 秀艷,李文,趙培軍.秋施不同種類有機(jī)肥及用量對樹莓產(chǎn)量的影響[J].園藝與種苗,2011(6):74-75.

[12] 吳金水,林啟美,黃巧云,肖和艾.土壤微生物生物量測定方法及其應(yīng)用[M].北京:氣象出版社,2006.

[13] Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences. Methods for Studying Soil Microbial[M]. Beijing:Science Press, 1985:12-36.

[14] Guan S Y. Soil Enzymes and the Research Methods[M]. Beijing:Agriculture Press, 1983:23-47.

[15] 魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M].北京:中國農(nóng)業(yè)科技出版社,2000.

[16] 胡可,王琳,秦俊梅.菌肥與有機(jī)無機(jī)肥配施對石灰性土壤生化作用強(qiáng)度和微生物數(shù)量的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,44(10):76-80.

[17] 李娟,趙秉強(qiáng),李秀英,等.長期不同施肥條件下土壤微生物量及土壤酶活性的季節(jié)變化特征[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2009,15(5):1093-1099.

[18] 臧逸飛,郝明德,張麗瓊,等.26年長期施肥對土壤微生物量碳、氮及土壤呼吸的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2015,35(5):1445-1451.

[19] 李強(qiáng),許明祥,齊治軍.長期施用化肥對黃土丘陵區(qū)坡地土壤物理性質(zhì)的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2011,17(1):103-109.

[20] 張輝,李維炯,倪永珍.生物有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥對土壤性質(zhì)的影響[J].土壤通報(bào),2006,37(2):273-277.

[21] 丁偉,葉江平,蔣衛(wèi),等.長期施肥對植煙土壤微生物的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2012,18(5):1168-1176.

[22] 陳宵宇,周連仁,劉妍.有機(jī)無機(jī)肥配施對黑土酶活性及作物產(chǎn)量的影響[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2012,43(2):88-91.

[23] 何瑞清,王百群,張燕.耕作與施肥對甘蔗地土壤微生物量碳、氮的影響[J].水土保持研究,2015,22(5):118-121.

[24] Powers J S. Changes in soil carbon and nitrogen after contrasting land-use transitions in northeastern Costa Rica[J]. Ecosystems, 2004,7(2):134-146.

[25] 侯紅乾,劉秀梅,劉光榮,等.有機(jī)無機(jī)肥配施比例對紅壤稻田水稻產(chǎn)量和土壤肥力的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,44(3):516-523.

[26] 梁利寶,許劍敏,張小紅.菌肥與有機(jī)無機(jī)肥配施對北方石灰性土壤物理性質(zhì)的影響[J].灌溉排水學(xué)報(bào),2014,33(6):105-108.

EffectsofApplicationofOrganicFertilizerinAutumnontheSoilBiological,PhysicalandChemicalPropertiesandMaizeYield

LIANG Yuanzhen, ZHAO Jingkao, WU Deliang, WANG Xue,ZHANG Hongyuan, TONG Lipeng, YANG Fujuan， XU Fenghua

(CollegeofResourcesandEnvironmental,NortheastAgriculturalUniversity,Harbin150030,China)

Taking arable albic soil of Hailin Farm, Heilongjiang Province as the research sample, under the condition of the same amount of nitrogen (combined application of organic fertilizer in autumn with chemical fertilizer in spring), we designed 5 treatments:100% organic fertilizer (T1), 30% organic fertilizer+ 70% inorganic fertilizer (T2), 20% organic fertilizer+80% inorganic fertilizer (T3), 100% inorganic fertilizer (T4) and no fertilizer (CK) to study the effects of long-term application of fertilizers on soil biological, physical and chemical properties and maize yield. The results showed that during the growth period of maize, the amount of soil microbial went up and then declined, and the application of high amount of organic fertilizer was helpful to the formation of bacteria and actinomycetes community structure, while inorganic fertilizer and no fertilizer were both suitable for the growth of fungal; combined application of organic fertilizer with inorganic fertilizer treatments had absolute advantages in improving soil enzyme activities over other treatments, which embodied concretely that the activities of urease and invertase were significantly higher than other treatments all the time, moreover, the effects of organic treatments on enhancing soil microbial biomass was clearly superior than inorganic fertilizer; combined application of organic fertilizer with inorganic fertilizer could obviously increase the contents of total and available soil nutrients, and enrich the soil fertility, while the effect of single application of fertilizer had poor consequences, and showed little difference, apart from those, the high amount of organic fertilizer could significantly reduce soil bulk density and increase soil total porosity; 2-year accumulative total corn yield of 30% organic manure (T2) was the highest, and the yield of T2was 57.34% and 4.59% higher than T1and T4, respectively, which meant that T2stabilized and improved maize yield most obviously. Overall, 30% of organic fertilizer+70% inorganic fertilizer was the best fertilization pattern in this area.

application of organic fertilizer in autumn; soil biological characteristics; flora structure; soil fertility

2016-07-15

：2016-09-26

科技部循環(huán)農(nóng)業(yè)科技工程“三江平原規(guī)模化農(nóng)業(yè)循環(huán)技術(shù)集成與示范”(2012BAD14B06);農(nóng)業(yè)部植物營養(yǎng)與肥料學(xué)科群開放基金(APF2015001);寒區(qū)畜禽糞便生物處理與有機(jī)肥生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用,哈爾濱市科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目(2014DB3BN037)

梁元振(1989—),男,河南鄭州人,在讀碩士研究生,主要從事玉米水肥耦合研究。E-mail:zhyualiang@163.com

趙京考(1965—),男,河北邢臺人,副教授,博士,主要從事玉米水肥耦合研究。E-mail:ennmaqu@163.com

S154.4

：A

：1005-3409(2017)03-0113-06