有機肥與化肥配施對土壤微生物、土質及駿棗果實品質的影響

木合塔爾·扎熱，哈地爾·依沙克，趙 蕾，陶秀冬，史彥江，吳正保

（新疆林業科學院經濟林研究所，新疆烏魯木齊830063）

有機肥與化肥配施對土壤微生物、土質及駿棗果實品質的影響

木合塔爾·扎熱，哈地爾·依沙克，趙 蕾，陶秀冬，史彥江，吳正保

（新疆林業科學院經濟林研究所，新疆烏魯木齊830063）

以10年生駿棗樹作為研究對象，采用田間試驗方法，研究有機肥與化肥配施對駿棗園土壤細菌、真菌和放線菌數量，土壤呼吸速率、容重和pH值以及駿棗果實品質和葉果比等指標的影響。結果表明：隨著復混肥中有機肥和化肥使用量的增加，土壤中細菌、真菌和放線菌數量均呈現逐漸上升趨勢，其中增加有機肥促進土壤微生物群落數量提升的效應明顯高于化肥。土壤呼吸速率也隨著復混肥施用量的增加緩慢增高，T12（有機肥：8 kg·株－1；N：450 g·株－1；P：300 g·株－1；K：300 g·株－1）處理的土壤呼吸速率最大，其在果實膨大期和成熟期的土壤呼吸速率分別為 3.03±0.02、2.24±0.02μmol·m－2·s－1，比對照分別高 71.0%、86.2%。隨著復混肥中有機肥施用量的增加，土壤容重表現出下降趨勢，其中 T4（有機肥：8 kg·株－1；N：150 g·株－1；P：100 g·株－1；K：100 g·株－1）處理的土壤容重最低，為1.36±0.02 g·cm－3，比對照低0.11 g·cm－3。土壤有機質含量隨著有機肥比例的增加而上升，隨著化肥施用比例的增加而下降，隨著有機肥施用比例的增加堿性土壤的pH值有逐漸下降的趨勢，而化肥增施對堿性土壤pH值的影響不顯著。有機肥與化肥不同配施對駿棗果實可溶性糖含量的影響均不顯著，對可滴定酸含量和糖酸比均有一定程度的影響；果實Vc含量隨著復混肥中有機肥和化肥施用量的增加而上升，各施肥處理的果實Vc含量均顯著高于CK。駿棗葉果比隨著復混肥施用量的增加呈現逐漸上升趨勢，各處理中T3與T5和T6，T4與T7，T8與T9和T10處理之間均無顯著差異。總之，合理配比的有機－無機復混肥的施用對干旱、半干旱地區紅棗產業的可持續發展具有較大應用前途。

駿棗；微生物群落；土壤呼吸；土壤容重；果實品質

棗（Zizyphus jujubɑMill.）為鼠李科（Rhɑmnɑceɑe）棗屬植物，原產于中國［1］，是在新疆干旱、半干旱地區發展節水型林果業中并有經濟效益和生態效益的首選良種［2］。新疆紅棗種植面積已達50萬公頃，總產量約為150萬t，約占我國紅棗總面積的三分之一［3］。但是，在當前一味追求高產的現實情況下，農民越來越依靠更多的化肥投入來提高產量，只注重用地，而不注重用地和養地的結合，導致棗園土壤理化特性惡化，果實品質下降等一系列問題，土壤的污染涉及食品安全，已經嚴重制約了紅棗產業的可持續發展。施用有機肥具有保持土壤肥力和增加產量的雙重效果，能夠有效改善土壤物理、化學和生物學特性［4－5］。研究表明，適量的有機肥或有機無機肥配合施用可以明顯提高土壤可培養微生物數量和酶活性［6］，提高作物產量［7－8］、改善土壤結構［9－11］、平衡土壤養分元素的含量［12－13］、增加土壤有機質含量［14］。

基于以上背景，本試驗以新疆主栽紅棗品種駿棗作為試驗材料，在駿棗營養臨界期施用有機肥與化肥不同比例混配的復混肥，分別在果實膨大期后期和果實成熟期進行采取土樣，測定細菌、真菌和放線菌數量以及土壤呼吸速率的動態變化，探討有機肥與化肥不同配施對駿棗園土壤容重、有機質含量、酸堿度（pH值）等土壤性質指標以及對駿棗果實品質相關指標的影響，解析有機肥對駿棗園的土壤改良機制，望為紅棗產業的無公害可持續發展提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料與試驗田基本情況

本試驗以10年生（盛果期）的駿棗樹作為試材，試驗地位于阿克蘇地區溫宿縣佳木鎮駿棗園，未間作，東西行向，灌溉方式為漫灌，株行距1 m×2.5 m。于2013年5月初選擇樹勢、樹冠和干徑基本一致的試驗樹，每處理共選10株試驗樹，每處理中選定5株作為固定調查樹，每株樹作為一個重復。第一次施肥之前（6月3日），在試驗地以“S”型采取土樣，并對以下土壤指標進行測定，測定結果如表1。

表1 試驗地土壤基本理化性狀Table 1 Basic nutrition and pH properties of test soil

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 本試驗設置有機肥和化肥2個研究因素，有機肥設置4個水平，分別為1、2、4、8 kg·株－1；化肥按 N∶P∶K＝3∶2∶2設置 3個水平，采用完全區組設計法，另設置不施肥對照，共13個處理，重復3次。不同配比的有機肥與化肥的組合肥簡稱復混肥。各處理化肥與有機肥的組合配比和施用量如表2所示。表中化肥施量均以N、P、K的純含量計算，氮肥為尿素（N 46%），磷肥為三料磷（P2O546%），鉀肥為硫酸鉀（K2O 50%）。有機肥料使用新疆天海綠洲農業科技股份有限公司生產的有機肥，有機質含量≥45%，N含量為 2.38%，P含量為0.67%，K含量為 1.46%。

施肥采用寬溝施法，首先在試驗樹兩邊離樹干50 cm至100 cm處人工開溝（寬度為50 cm，深度為15 cm），每種肥料均勻撒施后進行鏟土將肥料與土壤混勻，然后上面鋪一層原土整平，并保證在24 h內澆水。施肥分別于駿棗開花期（6月5日）和果實膨大期（7月26日）進行2次，第1次施肥時，有機肥全部施入，氮肥施入全施入量的1／2，磷肥和鉀肥施入全施入量的2／5，其余留作第2次施肥。

表2 有機肥與化肥的組合設計試驗方案Table 2 The designed experiment scheme under different treatments of organic and inorganic fertilizer

1.2.2 樣品采集及測定方法 分別于8月10日（駿棗果實膨大期）和10月12日（駿棗果實成熟期）進行采集土樣，土壤相對含水量在60%左右，取土深度為0～30 cm，在每株固定調查樹樹干四個方向均取土樣，取土部位在行間70～80 cm處，株間30～40 cm處，先將每株樹四分方向采取的土樣混在一起攪勻，然后按照四分法留樣，土樣量約為200 g左右，每份土樣通過目徑2 mm的網篩，將殘根、雜物去掉，最后每份土壤分兩份，一份土壤（50 g左右）放入密封塑料袋裝入2±2℃保溫箱，用于土壤微生物和呼吸速率的測定，另一份土壤也裝入密封塑料袋（常溫條件保存），所有土壤帶回試驗及時測定相關指標。同時每份土樣稱取10 g，放置60℃烘干箱，至恒重為止，并計算土壤水分含量。于駿棗果實成熟期（10月13日）每株固定調查樹樹冠的下、中、上，內、外層各方向隨機摘取30個果實，一種處理共選5株數，將同一個處理的全部果實（150個左右）混勻并隨機選取其中30個果實裝入網套帶回實驗室，去掉果核，然后放于40℃吹風烘干箱里，至恒重為止（約15 d），然后不銹鋼粉粹機粉粹，裝入密封袋備用測定相關果實品質指標。

土壤微生物群落的測定：可培養細菌、真菌、放線菌數量測定采用平板計數法［15］。細菌、真菌分別采用牛肉膏蛋白胨培養基和馬丁氏培養基于25℃～28℃培養，前者培養24 h，后者培養72 h；放線菌培養采用高氏1號培養基，25℃培養72 h。采用鮮土與其干重之間比例關系，土壤微生物數量以干土表示。

土壤呼吸速率的測定：將帶回來的土樣稱取20 g，放入培養皿（93.3mm×20 mm），在常溫下培養 3 d，每天晚上用重量法補足當天所蒸發的水分。第三天利用美國Licor公司生產的LI－6400便攜式光合作用測量系統配備Li－09土壤呼吸室測定土壤呼吸速率。

土壤理化性質的測定：使用駿棗果實成熟期采取的土壤樣品測定土壤容重、有機質含量和pH值。土壤容重測定采用環刀法；土壤有機質含量參考重鉻酸鉀－硫酸氧化法；土壤pH值測定參考電極法［16］。

果實品質的測定：可溶性糖含量測定參考蒽酮比色法；可滴定酸含量參考NaOH滴定法；Vc含量測定參考 2，6－二氯酚靛酚法［17］。

葉果比的測量：于駿棗果實成熟期（10月13日）每株固定調查，東南西北各方向選一條側枝，統計每條側枝上的葉片數和果實數，每處理共統計5株樹（重復5次），并采用每條側枝葉片總數與其果實總數比值計算葉果比。

1.3 數據分析

用SPSS 16.0統計軟件對試驗所測數據進行單因素方差分析，用SigmaPlot12.0作圖。文中所有圖表中的不同英文小寫字母表示在 P＜0.05水平上有顯著差異，同樣英文小寫字母表示在 P＞0.05水平上無顯著差異，所有數據均取（n≥5）平均值（means±Std.Deviation）。

2 結果與分析

2.1 有機肥與化肥不同配施下駿棗園土壤微生物群落數量的變化

如表3所示，果實膨大期和果實成熟期時，隨著復混肥中有機肥和化肥施用量的增加駿棗園土壤中的細菌、真菌和放線菌數量均呈現出上升趨勢，所有施肥處理的細菌、真菌和放線菌數量均顯著大于CK（不施肥處理），各處理中T12的微生物群落數量最高，果實膨大期其細菌、真菌和放線菌數量比CK分別高出 2.5倍、3.0倍和 1.7倍，果成熟期其細菌、真菌和放線菌數量比 CK分別高出3.5倍、5.4倍和4.4倍。與果實膨大期相比，果實成熟期各處理的土壤細菌、真菌和放線菌數量均有明顯減少，平均減少比例細菌為 18.5%、真菌為 19.6%、放線菌為18.6%。無論是在果實膨大期還是在果實成熟期，同等量化肥施用條件下隨著有機肥施用量的增加而增加的土壤細菌、真菌和放線菌數量，均明顯高于同等量有機肥施用條件下隨著的化肥施用量的增加而增加的土壤細菌、真菌和放線菌數量，其中高量化肥處理（T9、T10、T11和 T12）條件下的土壤細菌、真菌和放線菌數量的上升幅度均明顯高于低量（T1、T2、T3和 T4）和中量化肥處理（T5、T6、T7和 T8）條件，而且高量化肥處理條件下，果實膨大期土壤細菌、真菌和放線菌數量與果實成熟期對應施肥處理的土壤細菌、真菌和放線菌數量間的差值明顯高于低量和中量化肥。

2.2 有機肥與化肥不同配施對棗園土壤呼吸速率的影響

由圖1可知，隨著復混肥中有機肥和化肥使用量的增加，果實膨大期（圖1A）和果實成熟期（圖1B）各施肥處理的土壤呼吸速率均呈現出逐漸上升趨勢，所有施肥處理的土壤呼吸速率均顯著高于CK。果實膨大期各施肥處理的土壤呼吸速率顯著高于果實成熟期，果實成熟期各施肥處理與果實膨大期相應施肥處理間的差值在0.677～0.833之間，明顯高于兩個時期CK間的差值（0.576）。

2.3 有機肥與化肥不同配施對棗園土壤容重的影響

由圖2可以看出，駿棗園土壤容重隨著復混肥中有機肥使用量的增加呈現出逐漸降低趨勢，隨著復混肥中化肥使用量的增加呈現出緩慢提高趨勢，所有施肥處理的土壤容重均顯著低于CK，各施肥處理中T4處理的土壤容重最低，值為1.362±0.017 g·cm－3，T9處理的土壤容重最大，值為 1.451±0.008 g·cm－3。化肥施用量相同處理中，低量化肥處理下土壤容重隨著有機肥施用量的增加而下降的幅度明顯高于中量和高量化肥處理下土壤容重隨著有機肥施用量的增加而下降的幅度。

表3 有機肥與化肥不同配施對駿棗園土壤微生物群落數量的影響Table 3 Effectof different proportions of organic-inorganic fertilizer on the quantity ofJun jujube orchard soilmicrobial community

圖1 有機肥與化肥不同配施對駿棗園土壤呼吸速率的影響Fig.1 Effectof different proportions of organic-inorganic fertilizer on the soil respiration rate of Jun jujube orchard soil

圖2 有機肥與化肥不同配施對駿棗園土壤容重的影響Fig.2 Effectof different proportions of organic-inorganic fertilizer on the soil bulk density of Jun jujube orchard soil

2.4 有機肥與化肥不同配施對棗園土壤有機質含量和pH值的影響

由圖3A可見，駿棗園土壤有機質含量隨著復混肥中有機肥使用量的增加呈現出逐漸上升趨勢，隨著復混肥中化肥使用量的增加呈現出下降趨勢，除了T9處理的土壤有機質含量與CK無顯著差異外，其它施肥處理的土壤容重均顯著高于CK。同量化肥施用處理中，中量化肥處理下土壤有機肥含量隨著有機肥施用量的增加而上升的幅度明顯低于中量和高量化肥處理下土壤有機質含量隨著有機肥施用量的增加而上升的幅度。各處理中，T4處理的土壤有機質含量最高，值為 38.025±2.422 g·kg－1，T9處理的土壤有機質含量最低，值為13.930±1.250 g·kg－1，約為 T3處理的 1／3。

圖3 有機肥與化肥不同配施對駿棗園有機質含量和pH值的影響Fig.3 Effect of different proportions of organic-inorganic fertilizer on the contentof organicmatter and pH of Jun jujube orchard soil

隨著復混肥中有機肥使用量的增加，駿棗園堿性土壤pH值呈現出緩慢下降趨勢，而隨著復混肥中化肥使用量的增加，各處理的土壤pH值間差異不顯著（圖3B）。各施肥處理中，除了T1和T6處理的土壤pH值均與CK相比無顯著差異外，其它處理的土壤pH值均顯著低于CK，T4處理的土壤pH值最低，值為 8.550±0.072，比 CK低 4.859%。

2.5 有機肥與化肥不同配施對駿棗果實品質和葉果比的影響

表4可以看出，隨著復混肥中有機肥和化肥比例的變化，駿棗果實中可溶性糖含量有所變化，但各處理間均無顯著差異。各處理的果實可滴定酸含量隨著復混肥中有機肥和化肥使用量的增加呈現出不同的變化趨勢，T4、T9和T11施肥處理的可滴定酸含量顯著高于CK，其它施肥處理的可滴定酸含量與CK相比無顯著差異。隨著復混肥中有機肥和化肥使用量的增加，各處理的果實糖酸比呈現出不同的變化趨勢，除了T9施肥處理的糖酸比顯著低于CK外，其它施肥處理的糖酸比與CK相比差異不顯著。駿棗果實中的Vc含量隨著復混肥中有機肥使用量的增加呈現出上升趨勢，而隨著化肥使用量的增加呈現出先上升后下降趨勢，除了T9施肥處理的Vc含量顯著低于CK外，其它施肥處理的Vc含量與CK相比均無顯著差異，各處理中T8處理的Vc含量最高，比對照高 15.422 mg·100g－1，T9處理的 Vc含量最低，比對照低 2.141mg·100g－1。

紅棗從開花到果實成熟期間，根據樹體最大負載量，通過落花落果能夠調整其源—庫之間平衡關系，因此葉果比在一定程度上也能夠表示樹體營養狀況的強弱。由表4可知，隨著復混肥施入量的增加駿棗葉果比呈現出逐漸上升趨勢，各處理的葉果比均顯著低于 CK，CK葉果比值為 10.361±1.083，T12處理的葉果比最低，值為 6.356±0.185，比對照低38.66%，T12處理的最低葉果比能達到5.981。

表4 有機肥與化肥不同配施對駿棗果實品質和葉果比的影響Table 4 Effect of different proportions of organic-inorganic fertilizer on the fruitquantity and leaf-fruit ratio of Jun jujube

3 討論與結論

土壤微生物量的多少不僅對土壤有機質含量、氮磷鉀硫等養分的供給量以及有機無機養分轉化起著重要作用［18－21］，而且對土壤肥力的形成和植物營養的轉化有著積極的作用。已有一些研究表明，施適量有機肥，有助于改善土壤的微生態環境，提高土壤總微生物數量［22－23］。本研究結果表明，無論是果實膨大期還是果實成熟期，駿棗園土壤中的細菌、真菌和放線菌數量隨著有機肥和化肥施用量的增加而增加，其中隨著有機肥施用量增加而增加的幅度比隨著化肥施用量增加而增加的幅度明顯高，可能是有機肥除了給微生物提供原料以外，還改善微生物生活的土壤環境，同時促進植株根系的生長和更新，從而增加根系分泌物，補給微生物生存所需要的營養來源［24］。到果實成熟期，各處理的土壤微生物數量明顯下降，有可能與土壤溫度的降低有關。土壤呼吸作為土壤有機碳庫變化的主要形式之一，在一定程度上表征土壤微生物對土壤有機碳轉化的活動強弱［25］。本研究所測定的土壤呼吸是針對土壤微生物，其變化趨勢與土壤微生物數量的變化趨勢基本相符。脫云飛等［26］研究表明，由于土壤容重越大，土壤結構越密實，入滲速率減小，水分的運移和分布受到土壤顆粒的阻礙力增大，進而膜孔中心處土壤含水率的最大值越小，土壤含水率以膜孔為中心逐漸減小為土壤初始含水率值，土壤容重也是表示土壤成熟度和密度的重要物理性質之一。由本試驗結果可知，駿棗園土壤容重隨著復混肥中有機肥比例的增加而下降，隨著化肥施用量的增加表現出緩慢上升趨勢，原因可能是第一有機肥的施用降低了土壤密度，第二有機肥的施用在一定程度上加強土壤微生物活動，從而增高土壤熱能，也會改善土壤松散性，第三土壤微生物的增多促進土壤有機質降解速率，從而使土壤有機質含量減少，導致土壤容重下降。O’Donnell［27］認為施肥措施影響了微生物的群落結構，主要是因為施肥改變了土壤的pH值導致了微生物群落結構的變化。Parham等［28］指出土壤中的酶活性和生物轉化過程與環境中的pH值密切相關。本試驗中，隨著復混肥中有機肥比例的增大，堿性土壤 pH值（8.99±0.09）表現逐漸下降的趨勢，而隨著化肥比例的增大土壤pH值緩慢上升，這可能是與不同配比的施肥量導致土壤微生物特性的改變有關。陳汝等［29］研究表明，有機無機肥配施對蘋果果實單果重、著色指數、光潔指數、可溶性固形物及可溶性糖含量均高于其它施肥處理，果實硬度及可滴定酸適中，綜合效果較好。本試驗結果可知，有機肥與化肥不同配施處理對駿棗果實中的可溶性糖含量均無顯著影響，但由于可滴定酸含量受到一定程度的影響，因此其糖酸比也有不同程度的變化，駿棗果實中的Vc含量隨著復混肥中化肥比例的增加呈現出先上升后下降趨勢，但隨著有機肥比例的增加表現一直上升趨勢，說明有機肥的施用在一定程度上提高了駿棗果實中的Vc含量，提高果實品質［29］和產量［30］。

駿棗園施用的復混肥中隨著有機肥比例的增大，不僅增加土壤有機質含量，降低土壤容重，提高土壤保水能力，而且對土壤中細菌、真菌和放線菌等微生物群落提供有益的活動環境，提高其單位面積中的數量，與對照相比T12處理的細菌、真菌和放線菌數量高出1～4倍，從而提高了土壤呼吸速率，促進了土壤碳礦化，果實膨大期和成熟期T12處理的土壤呼吸速率比對照分別高71.02%、86.16%，進而導致了土壤pH值的降低，一定程度上能夠減輕土壤鹽漬化，并且土壤肥力的改善則提高駿棗果實的部分品質指標和葉果比。因此，合理配比的有機－無機復混肥的施用對在干旱、半干旱地區紅棗產業的可持續發展具有較大的應用前途。

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Effects of different application proportion of organicmanure and chem ical fertilizer on fruit quality of Jun jujube，soil m icroorganism and properties

MUHTAR Zari，ABDUKADIR Isah，ZHAO Lei，TAO Xiu-dong，SHIYan-jiang，WU Zheng-bao
（Institute of economic forest，Xinjiɑng Acɑdemy of Forestry Sciences，Urumqi，Xinjiɑng 830063，Chinɑ）

10 years old Jun jujube treewas used as research object.Field experimentwas conducted to study the effects of organicmanure and chemical fertilizers on the soil bacteria，fungiand actinomycetes，soil respiration rate，bulk density and pH value in Jun jujube orchard，the fruit quality and leaf-fruit ratio of Jun jujube and other indicators.The results showed that the number of bacteria，fungi and actinomycetes in the soil showed a gradual increase with the increase of organicmanure and chemical fertilizer usage in compound fertilizer，and the effectof increasing organic fertilizer on the increase of soilmicrobial community was obvious higher than that of chemical fertilizers.The soil respiration rate of T12（Organic fertilizer：8 kg·plant－1；N：450 g·plant－1；P：300 g·plant－1；K：300 g·plant－1）was highest，and the soil respiration ratewas3.03±0.02μmol·m－2·s－1at fruitenlargementstage and 2.24±0.02μmol·m－2·s－1atmaturity stage，71.0%and 86.2%higher than the control，respectively.The soil bulk density was the lowest in the soil treated with T4i（organic ferbilizer：8 kg·plant－1；N：150 g·plant－1；P：100 g·plant－1；K：100 g·plant－1），and thesoil bulk density was 1.36±0.02 g·cm－3，which was 0.11 g·cm－3lower than that of the control.The content of soil organicmatter increased with the increase of the proportion of organic fertilizer，and decreased with the increase of the proportion of chemical fertilizer.With the increase of the proportion of organic fertilizer，the pH value of alkaline soil decreased gradually，while the effect of chemical fertilizer on alkaline soil pH was not significant.The effects of different application proportion of organicmanure and chemical fertilizers on the soluble sugar contentof jujube fruitswere notobvious，but the contents of available titratable acid and the ratio of sugar and acid had a certain degree influence.The contentof Vc in fruits of the fertilization treatment was significantly higher than that in CK，and the content of Vc in fruitswas increased with the increasing of amountoforganic-inorganic fertilizer.The resultsalso showed that therewas no significant difference between T3 and T5，T6，T4 and T7，T8 and T9 and T10 in the treatment.In aword，the application of organic-inorganic fertilizerwith reasonable proportion has great application prospects for the sustainable development of Jun jujube industuy in arid semi-arid areas.

Jun jujube；microbial community；soil respiration；soil bulk density；fruit quality

S147.2

A

1000-7601（2017）05-0182-07

10.7606／j.issn.1000-7601.2017.05.27

2016-06-21

2016-10-11

新疆維吾爾自治區“十二五”重大科技專項（201130102－2）；新疆維吾爾自治區科技廳公益性科研院所基本費專項

木合塔爾·扎熱（1980—），男，新疆阿克蘇人，博士，助理研究員，主要從事果樹栽培生理研究。E-mail：muhtarzari＠126.com。

史彥江（1961—），男，山西柳林人，研究員，碩士生導師，主要從事林木育種與栽培研究。E-mail：syj504＠126.com。