生物菌肥对桃土壤肥力及地上部的影响

刘春燕，周龙，陈冬立，陈宇昂

(1.新疆农业大学科学技术学院,新疆 乌鲁木齐 830052； 2.新疆农业大学林学与园艺学院，新疆 乌鲁木齐 830052)

桃(PrunusPersicaL.)作为世界核果之首，因其外观艳丽、味道鲜美等特点广受人民的喜爱。在中国栽培面积和产量均居世界第一位，其中桃种植面积约7.82×105hm2，产量约1.43×107t[1]。新疆种植桃树历史悠久，且近几年桃栽培面积和产量也逐渐增加[2]。截至2017年新疆桃树种植面积约1.57×104hm2，产量约1.94×105t，目前桃树已经成为新疆区域经济支柱性产业和特色林果产品之一[3]。近年来，个别果农对产量盲目追求，大量施入氮肥，不仅引起了土壤板结、盐渍化、土壤微生物区系发生变化，还导致新梢徒长，花芽分化弱、产量下降及品质较差等问题，直接影响到土壤生态群落稳定性和种植户的经济效益[4-6]。生物菌肥也称菌肥、微生物肥料，指含大量活微生物的多元素肥料，是通过微生物的生命活动，来改善植物的养分供应和土壤环境，调节植物的生长发育，进而增加产量，提高品质，也能在一定程度上减轻农作物的土传病害等[7-8]。王若男等[9]研究发现，生物菌肥能有效提高盆栽油菜的产量及品质。杨麦生等[10]试验发现，在桃树品种桃‘王九九’施入‘农大哥’复合肥能有效提高果实坐果率，可溶性固形物、Vc含量及有机酸值均明显提高。肖蓉等[11]利用复合微生物菌剂(包括枯草芽、孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、解磷菌、解钾菌等菌种)对苹果重茬果园土壤进行修复，发现复合微生物有帮助恢复生态系统的作用。张务帅等[12]通过对苹果施入不同量活化腐植酸，发现添加150 kg·t-1活化腐植酸的复合肥能增加有机质的含量。与其他化学肥料相比，生物菌肥具有无毒害、肥效利用率高等特点，是生产无公害和绿色食品不可缺少的肥料[13]。前人研究广泛集中于生物菌肥在多种农作物上的应用，并有一定效果，但关于生物菌肥对桃树生长及土壤矿质元素的影响等方面应用研究较少[14]。本文以‘早露蟠’为研究对象，通过研究生物菌对桃树生长发育、土壤矿质元素的影响，分析不同处理对桃树生理机制的反应，为后期生物菌肥在试验地区桃树上的合理施用提供理论与技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2018年4月—2019年11月在新疆生产建设兵团第十二师104团7连蟠桃园内，该地属温带大陆性半干旱气候，年均温7.43 ℃，年均降水量387.44 mm，无霜期130～200 d。品种为8 a生‘早露蟠’，树形均为匍匐扇形，株行距2 m×3 m，南北行向。

1.2 试验设计

本试验共设有3个处理，分别为单株施肥20 kg(SF20)、40 kg(SF40)和常规施肥(CK)，(其中供试肥理化性质：有机质≥50%，N+P2O5+K2O≥7%，中微量元素(B+Mn+Fe+Zn+Mg+S+Ca+Cu)≥10%，腐殖酸≥10%，有效活菌数≥2×107·g-1)；施肥方式为在距离树干80 cm处，开2条宽35 cm，深40 cm，长100 cm的施肥沟，2次开沟方向分别为南北和东西。每个处理均完全随机选择6棵生长势相近且无病虫害的桃树，6次重复，其他田间管理同果园管理方式一致。

1.3 方法

1.3.1 土壤营养元素测定 于2018年5月—2019年9月沿着“S”形取样，在桃园选取的样株处采用四分法采集土样，分别在施肥植株和CK植株的根际周围按0～20、20～40 cm，2个深度进行土样采集，同一处理同一层土壤混匀，用铝盒装好并做好标记后带回实验室进行分析，试样均置于室内自然风干后待用。土壤矿质元素的测定采用鲍士旦[15]的方法，稍有修改。土壤pH值采用电位法测定；有机质采用重铬酸钾氧化-外加热法测定；全盐量采用电导仪测电导率法测定；全N采用凯式定氮法测定；速效N采用碱解扩散法测定；全P采用硫酸-高氯酸消煮法测定；速效P采用改良Olsen法(0.5 mol·L-1NaHCO3-铝锑抗比色法)测定；全K采用火焰光度法测定；速效K采用1 mol·L-1NH4Ac浸提，火焰光度法测定[15]。

1.3.2 枝叶生长量及果实产量测定 于2018年5月下旬—2019年7月在桃树生长盛期，每个处理按上、中、下3个方位各选留5根生长势一致的新梢以及新梢上3～4节叶片，每株20片为试样，用游标卡尺分别测定节间长、节间质量、节间粗、叶长、叶宽、单叶厚及叶柄长，用万分之一天平测定单叶质量。在果实成熟期，每处理选择6棵测定单株产量，其中单株产量用平均单果质量×每株总果个数计算。在树冠上、中、下随机挑选10个结果枝，采用万分之一天平测定单果质量；数显游标卡尺测定果实纵横径；艾拓PAL-1手持式数显糖度计测定可溶性固形物含量。

1.4 数据处理及统计分析

试验数据使用Microsoft Office Excel 2010进行数据计算，采用SPSS19.0进行相关性分析，采用邓肯氏新复极差法进行方差分析(P<0.05)，数据采用“平均数±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 生物菌肥对桃园土壤养分的影响

研究表明，CK与SF20、SF40处理相比较，随着桃园土层深度的增加，土壤pH值、总盐量、有机质、速效N、速效P、速效K和全N含量存在明显差异。在0～20 cm土层中，SF20处理的有机质、速效N、速效P、速效K和全N含量较CK提高了102.36%、100.69%、182.65%、114.52%和55.26%；SF40处理的有机质、速效N、速效P、速效K和全N含量高于CK，分别增加了138.23%、151.05%、564.31%、178.46%和111.84%。在20～40 cm土层中，SF20、SF40的土壤速效N、速效P含量均显著高于CK。说明施用生物菌肥可降低土壤pH值，改善偏碱性土壤。

表1 不同处理对土壤养分的影响Table 1 Effects of different treatments on soil nutrients

2.2 生物菌肥对桃树地上部的影响

2.2.1 生物菌肥对桃枝叶生长量的影响 施入不同处理生物菌肥对桃树节间、叶片生长量有所影响。由表2可知，随着不同生物菌肥施肥量的增加，SF20、SF40处理植株节间粗、叶长显著高于CK处理，SF20处理的节间粗、叶长、叶质量分别是CK的1.34倍、1.07倍和1.14倍；SF40处理节间粗、叶长分别是CK的1.29倍、1.05倍，但两处理植株的节间长、节间质量、叶宽、叶柄长与CK无显著差异。

2.2.2 生物菌肥对桃产量的影响 生物菌肥对桃果实产量的影响与枝叶生长量有着相同的规律，且施入菌肥量不同的植株产量存在明显差异。研究表明，SF20处理单株产量同CK相比，是CK处理的1.33倍，树体施入生物菌肥后的产量显著大于CK；而SF40处理单株产量同CK相比，是CK处理的1.02倍。生物菌肥对蟠桃果实品质的影响主要体现在单果质量、硬度和可溶性固形物上，除了可溶性固形物以外，SF20处理相比CK单果质量、硬度差异不显著；而SF40处理较CK的单果质量提高了19.0%，较CK处理硬度差异不显著。SF20、SF40处理下桃可溶性固形物与CK之间差异为0.3%～2.1%。

表3 不同处理对桃果实产量的影响Table 3 Effects of different treatments on yield of peach fruit

2.3 土壤养分与桃地上部之间的相关性

土壤是植物吸收营养元素的重要来源，养分的丰缺与分布状况将直接影响着果树的生长发育[16]。将土壤养分与桃地上部之间进行相关性分析，结果表明，CK植株节间长与全N含量呈显著负相关关系，相关系数为-0.858，节间质量与pH值、全N含量呈显著和极显著相关关系，相关系数分别为-0.812、0.933。单果质量与有机质含量呈显著负相关关系，相关系数为-0.848，与总盐量呈显著正相关关系，相关系数为0.899，地上部叶宽、单叶厚、叶柄长、产量等与土壤养分含量无显著相关性。SF20处理植株果实产量与速效N、速效P、速效K含量呈显著正相关关系，相关系数分别为0.813、0.843和0.859。果实可溶性固形物与土壤pH值呈显著负相关关系，相关系数为-0.836，而与其他养分元素无显著相关性。SF40处理叶长与pH值呈极显著负相关关系，相关系数为-0.960；节间粗与速效N、全N含量呈显著正相关关系，相关系数分别为0.823、0.813；果实硬度、可溶性固形物与全K含量分别呈显著和极显著负相关关系，相关系数分别为-0.891、-0.973。

表4 土壤养分与桃地上部之间的相关性 Table 4 Correlation between soil nutrients and above-ground parts of peach

续表4 Continuing Table 4

3 结论与讨论

土壤养分是土壤肥力的重要指标。在土壤中施入生物菌肥，有助于改良土壤内部结构、提高土壤肥力，改善果实品质[17]。土壤有机质含量与土壤肥力关系密切，有机质含量的增加会分解产生酸性物质，有助于土壤某些含磷化合物的溶解，提高土壤钾的活性[18-19]。卢凯政等[20]通过对施入有机肥前后的老苹果园土壤养分进行分析，发现20～40 cm深土层碱解N、有效P、速效K和有机质含量分别增加23.91 %、15.78 %、9.35 %和33.5 %，本试验中施入生物菌肥后土壤速效养分大于正常株，结果与此结论一致。冯焕德等[21]研究发现，芒果园施入羊粪发酵肥，土壤0～20和20～40 cm土层中pH值、有机质含量增高，且有机质含量与对照和T1(10%)处理相比差异达到显著水平。刘永青等[22]研究发现，施加加菌剂果木基质能明显改良苹果园0～40 cm土层的土壤肥力，增加有机质含量与速效养分。本试验结果表明，在20～40 cm土层中，土壤施入生物菌肥后有机质含量高于正常株，且SF20处理的有机质含量远大于SF40处理，含量为151.09 g·kg-1，原因可能是采样时土壤采集不均匀，部分没有分解引发有机质含量过大。

桃树经过SF20、SF40处理后，植株有机质、速效养分含量及产量明显增加，且果实产量是正常株的1.33倍和1.02倍。通过分析土壤养分与果实指标间的相关性发现，土壤pH值和CK、SF20、SF40处理的可溶性固形物呈一定相关性，对可溶性固形物的增加有促进作用。因此，施入生物菌肥能够显著提高土壤肥力，促进植株对土壤养分的吸收，进而提高产量及改善果实品质，同时避免在土壤中长期施入化肥，减少土壤板结，而继续施用生物菌肥在果树生产中有一定实践意义。