不同類型肥料對油茶幼林土壤微生物特性的影響

王華 郭小敏 胡冬南

摘要：以油茶幼林為研究對象，探討施用復合肥、油茶無機專用肥、生物有機肥對幼林土壤微生物學特性及土壤酶活性的影響。結果表明，施用復合肥、油茶專用肥、生物有機肥及生物有機肥與油茶專用肥混施時，油茶幼林土壤細菌、放線菌、真菌、氨化細菌、亞硝化細菌數量及土壤微生物量碳、微生物量氮、微生物量磷含量較不施肥有顯著增加（P<0.05），脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、過氧化氫酶等土壤有益酶生物活性有顯著增大，其中，施用效果整體較好的是生物有機肥、生物有機肥與油茶專用肥混施;不同類型肥料對油茶幼林土壤微生物碳源代謝活性由高到低順序為生物有機肥與油茶專用肥混施>油茶專用肥>生物有機肥>復合肥>不施肥。

關鍵詞：油茶;施肥;土壤微生物;復合肥;專用肥;有機肥

中圖分類號： S794.405 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2019）07-0252-04

近幾年來，隨著集體林權制度改革的不斷推進和全社會對油茶生態、經濟及保健價值認識的逐步提高，各級政府和廣大林農發展油茶的積極性高漲。全國油茶產業發展規劃提出目標，力爭2020年全國油茶種植總規模達到466.7萬hm2，油茶產量達到250萬t。目前，江西等地是我國油茶主產區，通過荒地開墾、土地休整等栽種培育有大量油茶幼林[1]。

土壤微生物作為林地生態系統中的重要成員，是土壤中最活躍的部分，對土壤養分及林木營養供給有著重要的意義[2]。微生物群落結構變化將直接影響土壤質量，而對土壤微生物群落多樣性和數量進行統計可有效判斷土壤的營養狀況[3-4]。土壤酶是土壤生物化學過程的積極參與者，其活性強弱可反映土壤中生物化學過程的強度。土壤微生物量與土壤肥力、土壤健康關系十分密切，不僅在一定程度上能夠反映土壤微生物的總量，而且能夠反映土壤微生物的活性[5]。

不同肥料對土壤肥力的影響有一定差異，而土壤微生物和酶的變化在肥料被利用過程中有著十分重要的作用。為保護油茶幼林林地土壤的微生態環境，改善土壤狀況，促進油茶幼林生長發育，提高油茶品質和產量，本試驗以油茶幼林為研究對象，探討油茶專用肥、有機肥、復合肥對油茶幼林土壤微生物特性及土壤酶活性的影響，為不同類型肥料在油茶林上的合理施用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

油茶幼林，位于江西省奉新縣宋埠鎮鎖石村正邦集團油茶基地，2011年進行全墾整地，2012年2月造林。該林地為紅壤緩坡地，油茶幼苗選用長林系列容器苗，株行距為 3.5 m×2 m，定植穴大小為50 cm×50 cm×50 cm。

1.2 試驗材料

贛無油茶無性系，由江西林業科學研究院提供;供試肥料選用目前油茶生產最常用、最典型的復合肥、油茶專用肥、生物有機肥，其中，生物有機肥含有機質30%、腐殖酸20%、氮磷鉀養分含量為6%，N ∶ P2O5 ∶ K2O=1 ∶ 1 ∶ 1;油茶專用肥含氮磷鉀養分為26.6%，N ∶ P2O5 ∶ K2O=1 ∶ 0.8 ∶ 1，并含有硼砂、硫酸鋅、生石灰等一些中微量元素;復合肥含氮磷鉀養分為45%，N ∶ P2O5 ∶ K2O=1 ∶ 1 ∶ 1。

1.3 試驗設計

對2年生油茶幼林進行5種處理，分別為生物有機肥，每年施2.0 kg/株，編號為YJF;油茶無機專用肥，每年施 0.5 kg/株，編號為ZYF;復合肥，每年施0.3 kg/株，編號為FHF;生物有機肥與油茶無機專用肥混施，施用量分別為每年1.0、0.25 kg/株，編號為YZF;不施肥為對照（CK）。采用溝施法，于每年5月、11月初分2次施入，連續施肥2年。每處理20株，重復3次。

1.4 樣品采集

2015年4月，離油茶主根50～60 cm、靠近施肥點但不重疊處，采取5點取樣法，采集0～20 cm的表層土;將5個點的土壤混勻，過2 mm篩，冰箱0～4 ℃保存，待測。

1.5 測定內容與方法

真菌、細菌、放線菌菌落數量采用平板稀釋法測定，細菌采用牛肉膏蛋白胨培養基，放線菌采用高氏1號培養基，真菌采用馬丁孟加拉紅培養基;氨化細菌、亞硝化細菌數量采用稀釋培養-最大或然數法[6]測定;土壤微生物生物量碳、微生物量磷含量均采用三氯甲烷熏蒸提取法測定，土壤微生物量氮含量采用茚三酮比色法[7]測定;以群落水平碳源利用類型為基礎，用BIOLOG技術測定土壤微生物群落代謝功能特征。土壤過氧化氫酶活性采用高錳酸鉀滴定法測定，以1 g土壤 1 h 內消耗 0.1 mol/L KMnO4的體積數（mL）表示;土壤蔗糖酶活性采用二硝基水楊酸比色法測定，以1 g土壤37 ℃溫度下 24 h 所釋放的葡萄糖質量（mg）表示;磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法測定，以24 h后1 g土壤的磷含量（mg）表示;土壤脲酶活性采用苯酚比色法測定，以24 h后 100 g 土壤中NH3-N含量（mg）表示[8]。

1.6 數據處理

采用Excel 2007軟件對試驗數據進行錄入、整理與統計，采用SPSS 17.0軟件對數據進行方差和相關性分析，并采用最小顯著性差異法（LSD法）進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同類型肥料對油茶幼林土壤微生物數量的影響

由表1可知，YJF、ZYF、FHF、YZF處理的油茶幼林土壤細菌、放線菌、真菌、氨化細菌、亞硝化細菌數量較CK顯著增加（P<0.05），但不同類型肥料處理的增幅有異;YJF、YZF、ZYF、FHF處理的油茶幼林土壤細菌數量分別比CK增加74.38%、71.49%、64.05%、23.97%，YJF、ZYF、YZF處理的土壤細菌數量相對較多，相互間差異不顯著（P>0.05），顯著高于FHF處理;YJF、YZF、ZYF、FHF處理的油茶幼林土壤放線菌數量分別比CK增加42.91%、40.71%、38.68%、34.12%，YJF處理的土壤放線菌數量相對最多，顯著高于FHF處理;YJF、YZF、ZYF、FHF處理的油茶幼林土壤真菌數量分別比CK增加39.78%、36.89%、24.44%、19.11%，YJF、YZF處理的土壤真菌數量相對較多，顯著高于FHF處理;YZF、YJF、ZYF、FHF處理的油茶幼林土壤氨化細菌和亞硝化細菌數量分別比CK增加175.00%、122.56%、107.32%、59.76% 和402.94%、222.06%、170.59%、144.12%，YZF處理的土壤氨化細菌、亞硝化細菌數量相對最多，顯著高于其他處理。因此，施用不同類型肥料可明顯促進土壤微生物數量的增加，其中，YJF、YZF、ZYF處理可大大促進細菌、真菌、放線菌數量的增加，而YZF處理可大大促進氨化細菌、亞硝化細菌數量的增加。

2.2 不同類型肥料對油茶幼林土壤微生物量的影響

2.2.1 土壤微生物量碳含量 由圖1可知，不同類型肥料處理的油茶幼林其土壤微生物量碳含量存在顯著性差異（P<0.05），土壤微生物量碳含量高低順序為YJF處理>YZF處理>ZYF處理>FHF處理>CK，YJF、YZF、ZYF、FHF處理的油茶土壤微生物量碳含量分別比CK增加55.34%、50.91%、46.09%、36.74%。

2.2.2 土壤微生物量氮含量 由圖2可見，除YJF和ZYF處理的土壤微生物量氮含量差異不顯著（P>0.05）外，其他不同肥料種類處理的油茶幼林土壤微生物量氮含量差異顯著（P<0.05）;土壤微生物量氮含量高低順序為YZF處理>YJF處理>ZYF處理>FHF處理>CK，YZF、YJF、ZYF、FHF處理的油茶土壤微生物量氮含量分別比CK增加66.20%、42.05%、40.93%、24.85%。

2.2.3 土壤微生物量磷含量 微生物量磷是土壤有機磷最為活躍的部分，是植物磷素營養非常重要的來源。由圖3可知，除YJF和FHF處理的土壤微生物量磷含量差異不顯著（P>0.05） 外， 其他不同肥料種類處理的油茶幼林土壤微生物量磷含量差異顯著（P<0.05）;土壤微生物量磷含量高低順序為YZF處理>ZYF處理>YJF處理>FHF處理>CK，YZF、ZYF、YJF、FHF處理的油茶幼林土壤微生物量磷含量分別比CK增加159.93%、138.75%、117.31%、104.62%。

2.3 不同類型肥料對油茶幼林土壤微生物代謝功能的影響

由圖4可見，不同類型肥料對土壤微生物的碳源利用表現出明顯的規律，隨培養時間的延長，土壤微生物在Biolog-Eco板上的平均顏色變化率增大，即不同類型肥料對土壤微生物的碳源利用提高;各處理的碳源代謝活性在培養48 h內呈緩慢增長，48～96 h呈快速增長，96～196 h增速又趨于放緩，216 h 后幾乎不增長。培養96 h內，不同處理對土壤微生物的碳源利用差異不明顯，隨培養時間的延長，各處理逐漸表現出差異，其碳源代謝活性大小順序為YZF處理>ZYF處理>YJF處理>FHF處理>CK。平均顏色變化率隨時間的變化速率可用來表征微生物好氧代謝的平均活性。由圖5可見，隨培養時間的延長，不同肥料種類處理的土壤微生物代謝活性增長速率變化規律基本一致，呈0～24 h先慢速增長、24～96 h 快速增長、96～192 h快速下降、192～240 h下降緩慢，并逐漸平穩的趨勢，這可能與微生物生長的規律有關，微生物生長須經歷適應期、指數生長期、平穩期、衰退期再到平穩期的過程。

2.4 不同類型肥料對油茶幼林土壤酶活性的影響

由表2可知，YJF、YZF、ZYF、FHF處理的油茶幼林土壤蔗糖酶活性比CK分別增加34.46%、33.92%、15.06%、12.48%，YJF與YZF處理、ZYF與FHF處理的兩者之間差異不顯著（P>0.05），YJF與YZF處理的土壤蔗糖酶活性顯著高于其他處理（P<0.05）;FHF、YZF、YJF、ZYF處理的油茶幼林土壤脲酶活性比CK分別增加62.50%、15.63%、18.75%、34.38%，其中，FHF處理的土壤脲酶活性相對最高，顯著高于其他處理，YJF、YZF處理的土壤脲酶活性相互間差異不顯著;ZYF、FHF、YJF、YZF處理的油茶幼林土壤過氧化氫酶活性比CK分別增加30.20%、28.19%、18.79%、14.77%，ZYF、FHF處理的土壤過氧化氫酶活性相對較高，相互間差異不顯著，顯著高于其他處理;YJF、YZF、ZYF、FHF處理的油茶幼林土壤磷酸酶活性比CK分別增加24.56%、21.05%、19.30%、14.04%，YJF處理的土壤磷酸酶活性相對最高，顯著高于其他處理。因此，通過施用不同類型肥料，可顯著提高油茶幼林土壤蔗糖酶、脲酶、過氧化氫酶、磷酸酶活性，其中，YJF、YZF處理對提高土壤蔗糖酶活性相對較好，FHF處理對提高土壤脲酶活性相對最好，ZYF、FHF處理對提高土壤過氧化氫酶活性相對較好，YJF處理對提高土壤磷酸酶活性效果相對最佳。

3 結論與討論

細菌、放線菌、真菌是構成土壤微生物群體的主要種類，在土壤有機物質分解、礦化和營養物質循環中起到重要作用，其數量在一定程度上可表征土壤的肥力狀況[9]，而氨化細菌和亞硝化細菌數量的變化會對土壤氮素的遷移轉化過程和植物生產力產生影響[10]。本試驗以油茶幼林為研究對象，探討施用復合肥（FHF）、油茶無機專用肥（ZYF）、生物有機肥（YJF）、生物有機肥與油茶專用肥混施（YZF）對幼林土壤微生物數量的影響，結果表明，YJF、ZYF、FHF、YZF處理的油茶幼林土壤細菌、放線菌、真菌、氨化細菌、亞硝化細菌數量較不施肥（CK）有顯著增加（P<0.05），YJF、YZF、ZYF、FHF油茶幼林土壤中的細菌數量比CK分別增加74.38%、71.49%、64.05%、23.97%，放線菌數量比CK分別增加42.91%、40.71%、38.68%、34.12%，真菌數量比CK分別增加 39.78%、36.89%、24.44%、19.11%，氨化細菌數量比CK分別增加122.56%、175.00%、107.32%、59.76%，亞硝化細菌數量比CK分別增加222.06%、402.94%、170.59%、144.12%。施用不同類型肥料可增加土壤微生物的數量，作用效果較好的是YJF、YZF處理，這可能與有機肥中含有腐殖質、有益菌等有利于菌落生長繁殖的物質有關。

土壤微生物量是土壤中最為活躍的成分，在土壤碳、氮、磷等循環過程中發揮著重要作用。本研究結果表明，不同肥料種類處理可顯著提高油茶幼林土壤微生物量碳、氮、磷含量;YJF、YZF、ZYF、FHF處理的油茶土壤微生物量碳含量比CK分別增加55.34%、50.91%、46.09%、36.74%，微生物量氮含量比CK分別增加42.05%、66.20%、40.93%、24.85%，微生物量磷含量比CK分別增加117.31%、159.93%、138.75%、104.62%。施用不同類型肥料可增加油茶幼林土壤微生物量碳氮磷含量，對提高油茶林土壤微生物量含量相對較好的是YZF、YJF處理，這可能一方面是由于有機肥中有機質、腐殖酸含量相對較高，為土壤生物創造了良好的微生態環境，進而可有效增加微生物群落，同時，有機質可被土壤微生物吸收并成為其機體的一部分，提高了土壤有機碳的積累;另一方面，有機肥單一使用、有機肥與油茶專用肥混施不但增加了土壤養分，同時也為微生物提供了充足的碳源。

不同類型肥料對土壤微生物的碳源利用表現出明顯的規律，隨培養時間的延長，土壤微生物在Biolog-Eco板上的平均顏色變化率增大，即不同類型肥料對土壤微生物的碳源利用提高，代謝活性增長速率變化表現出先慢速增長、再快速增長、快速下降、后增長緩慢，并逐漸平穩的趨勢，對不同類型肥料處理而言，土壤微生物碳源代謝活性大小順序為YZF處理>ZYF處理>YJF處理>FHF處理>CK，而代謝活性增長速率的變化可能與微生物的生長規律有關。

土壤中營養元素循環、物質和能量轉化等與土壤酶有密切關系，而施肥會對土壤酶活性產生影響[11-12]。本試驗結果顯示，油茶幼林土壤中蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、過氧化氫酶活性均表現為施肥處理高于不施肥，YJF、YZF、ZYF、FHF處理的土壤蔗糖酶活性比CK分別增加34.46%、33.92%、15.06%、12.48%，脲酶活性比CK分別增加18.75%、15.63%、34.38%、62.50%，過氧化氫酶活性比CK分別增加18.79%、14.77%、30.20%、28.19%，磷酸酶酶活性比CK分別增加24.56%、21.05%、19.30%、14.04%。不同肥料處理均能激活脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、過氧化氫酶等土壤有益酶的生物活性。

施肥有利于增加油茶幼林土壤微生物數量，提高土壤重要酶的活性，而換個角度而言，土壤微生物、酶活性對施肥做出了敏感反應，可較早反映或預示土壤的變化，因此，可通過跟蹤土壤質量相關生物指標作為科學評價土壤健康質量依據。

參考文獻：

[1]李志剛，于衛平，李 健. 我國油茶研究與產業化現狀綜述[J]. 農業科技通訊，2011（6）：8-11.

[2]Moscatelli M C，Fonck M，de Angelis P，et al. Mediterranean natural forest living at elevated carbon dioxide：soil biological properties and plant biomass growth[J]. Soil Use and Management，2001，17（3）：195-202.

[3]郭春蘭，張 露，葉素瓊，等. 贛西油茶人工林土壤微生物群落的多樣性[J]. 經濟林研究，2015，33（1）：25-32.

[4]章家恩，劉文高，胡 剛. 不同土地利用方式下土壤微生物數量與土壤肥力的關系[J]. 土壤與環境，2002，11（2）：140-143.

[5]陶水龍，林啟美，趙小蓉. 土壤微生物量研究方法進展[J]. 土壤肥料，1998（5）：15-18.

[6]林先貴. 土壤微生物研究原理與方法[M]. 北京：高等教育出版社，2010.

[7]吳金水，林啟美，黃巧云，等. 土壤微生物生物量測定方法及其應用[M]. 北京：氣象出版社，2006：54-74.

[8]關松蔭. 土壤酶及其研究方法[M]. 北京：農業出版社，1986：260-332.

[9]付修勇，井大煒，段曉塵，等. 不同施肥措施對德州市農田土壤生物學性狀的影響[J]. 水土保持通報，2017，37（5）：76-80，85.

[10]王文波，王延平，王華田，等. 楊樹人工林連作與輪作對土壤氮素細菌類群和氮素代謝的影響[J]. 林業科學，2016，52（5）：45-54.

[11]施 嫻，劉艷紅，王田濤，等. 有機肥與煙草專用肥配施對植煙土壤微生物和土壤酶活性的動態變化[J]. 土壤通報，2017，48（5）：1126-1131.

[12]張 兵，蘇淑釵，陳 鳳，等. 菌渣覆蓋對榛子園土壤酶活性及理化性質的影響[J]. 經濟林研究，2015，33（1）：33-38.韓雪梅，張蓉蓉，俞映倞，等. 蘇州市吳中區土壤地力評估及適宜氮肥投入量估算[J]. 江蘇農業科學，2019，47（7）：256-261.