有機肥與微生物菌劑配施對椰園土壤微生態的影響

陳思婷 劉子凡 董志國 朱昌飛 符厚隆

[1中國熱帶農業科學院椰子研究所 海南文昌571339;2海南大學熱帶作物學院 海南海口570228;3國家重熱帶作物工程技術研究中心(椰子分中心) 海南文昌571339]

椰子是海南的省樹，是熱帶農業中最具代表性的熱帶果樹和熱帶經濟作物［1］。然而，目前大部分椰農粗放管理的思想嚴重，缺乏科學的施肥管理意識，嚴重制約著椰子產業的發展。有機肥在改善土壤中氮、磷、鉀等營養方面與化肥等同，甚至優于化肥。微生物菌劑作為微生物肥料的一種［2-3］，可促使植物得到特定肥料效應，對某些病原微生物產生拮抗作用［4］。雖然微生物菌劑和有機肥均具有顯著的優勢，但二者的主要功能和側重點不同，若將二者配施可產生疊加效應，如能有效緩解高濃度氮肥引起的抑制作用［5-6］。然而，微生物菌劑與有機肥混施對椰子樹生長、土壤生態等的研究卻鮮有報道。因此，開展微生物菌劑與有機肥配施對椰園土壤微生態影響的研究，為椰子科學施肥提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗設在海南儋州市新州林場的椰子基地，椰子樹均為18齡的本地椰；有機肥為安徽龍晨肥業有限公司生產，氮磷鉀≥6%，有機質≥45%；微生物菌劑為艾菲特微生物菌劑（中化化肥有限公司），含枯草芽孢桿菌、膠凍樣類芽孢桿菌和解淀粉芽孢桿菌等功能菌，有效活菌數≥50億/g。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計

試驗設有機肥（用O表示）、有機肥加淋施微生物菌劑（用O＋M表示）的空白對照（用CK表示），每個處理10株樹，每株樹均施N、P、K、Ca化肥，施肥量參考文獻［7］，各處理施肥量及其肥料成本見表1。施肥時間為2020年5月10日。

表1 不同處理椰子樹施肥情況

1.2.2 指標測定

1.2.2.1 椰子樹農藝性狀

2020年12月2日，測定各處理中所有椰子樹的株高、莖干圍徑、葉片長度、小葉長度和寬度，取平均值。株高為地面至最老一片葉的基部的距離；莖干圍徑為離地150 cm處的圍徑；葉片長度是測量第7片葉的第一片小葉的著生點至最后一片小葉的著生點的長度；小葉長度是測量第7片葉的葉軸中部4片小葉（每側2片）長度；小葉寬度是測量最頂部完全抽出葉片的葉軸中部4片小葉最寬處的長度。

1.2.2.2 根重密度

2020年11月22日，每個處理隨機選取3株，用直徑10 cm、高10 cm的植物根系取土鉆于距離樹干60 cm、互成120°取3個樣點，分別取距地面10～30 cm土樣。土柱取出后帶回實驗室，將所有根系挑揀出來，充分洗凈，83℃烘干，得根系干重，根系干重密度為根系干重除以土鉆體積，方法參考文獻［8］。

1.2.2.3 土壤基本理化性質

用100 cm3的環刀取土器于距離樹干60 cm、互成120°取3個樣點，取20～30 cm處土樣，每處理隨機選3株。土樣取出后，削平，稱重，測土壤含水量，折算出土壤容重。

取1.2.2.2中10～30 cm挑揀掉根系的土壤，參考文獻［9］測定土壤pH、堿解氮、速效磷、速效鉀和有機質含量。

1.2.2.4 土壤酶活性

土壤脲酶活性的測定采用苯酚-次氯酸鈉比色法［10］，酸性磷酸酶活性的測定采用磷酸苯二鈉法［10］，過氧化氫酶的測定采用高錳酸鉀滴定法［10］，蔗糖酶活性的測定采用3，5-二硝基水楊酸比色法［10］。

1.2.2.5 土壤可培養微生物的測定

采用稀釋平板涂抹培養計數法測定土壤中真菌、放線菌和細菌的數量。細菌采用牛肉膏蛋白胨瓊脂培養基，放線菌采用改良的高氏一號培養基，真菌采用馬丁氏培養基。將菌落計數轉換為每克干土形成的菌落數（CFU/g）。

1.2.3 數據處理

數據處理應用Excel 2016和DPS 9.05統計軟件。多重比重采用鄧肯氏新復極差法。

2 結果與分析

2.1 不同處理對椰子樹農藝性狀的影響

從表2可知，3個處理之間的株高、莖干圍徑、葉片長度沒有明顯差異，但是，小葉的長度、寬度和根重密度均存在顯著差異，呈現O處理顯著大于CK處理，O＋M處理顯著大于O處理和CK處理的規律。

表2 不同處理對椰子樹農藝性狀的影響

2.2 不同處理對土壤基本理化性質的影響

從表3可知，O處理和O＋M處理的土壤容重均顯著低于CK處理，O＋M處理的土壤容重顯著低于O處理；O處理及O＋M處理有機質含量和堿解氮含量均顯著高于CK處理，O＋M處理顯著高于O處理；O＋M處理的速效磷含量和速效鉀含量顯著大于O處理和CK處理，O處理與CK處理之間無顯著差異。

表3 不同處理對土壤基本理化性質的影響

2.3 不同處理對土壤酶活性的影響

土壤酶活性代表了土壤微生物的新陳代謝能力，是土壤質量的重要指標之一［11］。從表4可知，O＋M處理的土壤脲酶活性、過氧化氫酶活性和蔗糖酶活性均顯著高于O處理和CK處理，O處理與CK處理之間差異不顯著；O＋M處理的土壤酸性磷酸酶活性顯著高于CK處理，O處理與O＋M處理及對照處理之間均無顯著差異。

2.4 不同處理對土壤可培養微生物的影響

土壤微生物群落主要包括細菌、真菌和放線菌等，其數量多少可以反映出其在土壤生態系統中的穩定性［12］。各處理土壤可培養微生物數量的差異見表5。

從表5可知，O處理及O＋M處理的土壤可培養真菌數量、細菌數量與微生物總量均顯著高于CK處理；O＋M處理的真菌數量、細菌數量和微生物總量顯著高于O處理；O處理的土壤可培養放線菌數量顯著高于O＋M處理及CK處理，O＋M處理顯著低于CK處理。

表4 不同處理對土壤酶活性的影響

表5 不同處理對土壤可培養微生物的影響

3 討論

本研究發現，在無機肥的基礎上增施有機肥可明顯降低土壤容重，提高土壤有機質含量和堿解氮的含量，促進植物對氮的吸收利用，但土壤速效磷的含量與對照無明顯差異，這一點與張健男［13］的研究結果不一致。增施有機肥后椰園土壤可培養真菌數量、細菌數量和可培養微生物總量均顯著增加，這是由于增施有機肥改善了土壤養分，可為土壤微生物繁殖提供充足的碳源、氮源和營養物質［14］。從椰子樹的生長上也可以發現小葉的長度和寬度、根重密度明顯增大，說明增施有機肥能促進椰子樹的生長。

微生物菌劑因其含有的有效菌能促進土壤中難溶性養分溶解和釋放，提高土壤養分的供應能力，促進土壤中的營養元素轉化為植物可直接吸收利用的形態，有助于作物對養分的吸收［15］。本研究還發現，無機肥和有機肥與微生物菌劑配施可使土壤容重降低，有機質、pH、堿解氮、速效磷和速效鉀含量、土壤真菌數量、細菌數量和微生物總量增加，這與配施微生物菌劑后酸度改善使其更適于微生物的繁殖生長，同時有機質含量增加又為土壤微生物提供充足的能源有一定關系［16-17］；無機肥增施有機肥處理相對無機肥處理在一定程度上改善了土壤微生物群落結構和營養成分，使引入的微生物在植物根際定殖［18］，對土壤其他微生物的生長繁殖產生協同作用［19］，使椰園土壤脲酶、蔗糖酶和過氧化氫酶等大量合成，活性顯著增強，促進尿素形態的轉化［20］和土壤有機物質的代謝［21］，將無機氮肥轉化為大量的聚氨基酸、蛋白質等含氮有機質，減少了氮肥的揮發，提高了土壤中氮肥的有效性［22］；另外，微生物菌劑中含有的芽孢桿菌等功能菌大量繁殖，顯著提高土壤磷酸酶活性，促進土壤中不溶性磷肥、鉀肥轉化為有效磷和速效鉀［23-24］，提高土壤中磷鉀肥的有效性。所以，椰園中選擇微生物菌劑與有機肥和無機肥配施效果最佳，且有機肥與微生物菌劑配施肥料成本每株僅增加4.2元，按當前椰子的價格，椰農是可接受的。