中型懸鈴木行道樹施用2類有機(jī)肥對(duì)土壤肥力的影響

許曉波

(上海市綠化管理指導(dǎo)站，上海 200020)

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中型懸鈴木行道樹施用2類有機(jī)肥對(duì)土壤肥力的影響

許曉波

(上海市綠化管理指導(dǎo)站，上海 200020)

為探討有機(jī)肥對(duì)行道樹懸鈴木土壤肥力的影響，采用完全隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)研究2類有機(jī)肥不同處理下，中型行道樹懸鈴木土壤礦質(zhì)元素含量和微生物數(shù)量變化情況以及兩者之間的相關(guān)性。結(jié)果表明：在有機(jī)肥不同處理下，土壤中細(xì)菌、真菌、放線菌的數(shù)量顯著增加，以TM10-2(有機(jī)肥田美樂，每株施用10 mL，共施用2次)效果最佳，且TM系列處理能夠明顯控制真菌數(shù)量；各處理能夠顯著提高土壤礦質(zhì)元素的含量，其中TM10-1(有機(jī)肥田美樂，每株施用10 mL，共施用1次)和TM10-2能夠顯著提高土壤中大量元素的含量，而各處理對(duì)土壤中交換性鈣和鎂含量的影響不顯著，但TM系列處理能夠優(yōu)化Ca:Mg值；總體上，TM系列在提高土壤有效銅、鐵、錳含量方面的作用優(yōu)于Z(真根有機(jī)肥)系列；相關(guān)分析表明，大量元素與細(xì)菌數(shù)量極顯著相關(guān)，微量元素與放線菌數(shù)量的相關(guān)性顯著，而兩者與真菌數(shù)量的相關(guān)性均不顯著。因此，對(duì)城市行道樹土壤施肥，能顯著改善土壤肥力，TM肥可作為城市行道樹優(yōu)先推用的有機(jī)肥，且以每株施用10 mL，施肥2次效果較好。

懸鈴木；土壤微生物；土壤礦質(zhì)元素；相關(guān)性

土壤養(yǎng)分是土壤肥力最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，肥料則是土壤養(yǎng)分的主要來源[1]。研究表明，施肥可改善植物葉肉細(xì)胞的光合能力，使阻礙光合速率提高的因素由非氣孔限制逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闅饪紫拗?，延長光合期[2]。多數(shù)研究者認(rèn)為，合理配施有機(jī)肥和化肥，是獲得高品質(zhì)、高產(chǎn)量產(chǎn)品和提高土壤肥力的重要因素[3-4]。土壤中微量元素的含量受氣候、地形[5]、人類活動(dòng)[6-7]等影響。然而，前人研究或集中在對(duì)土壤有效態(tài)微量元素含量的影響[8-9]，或集中于設(shè)施耕作對(duì)微量元素的影響[10]，關(guān)于施肥對(duì)行道樹土壤微量元素含量的影響卻少有報(bào)道，不清楚土壤中微量元素與土壤微生物之間的相關(guān)性。同時(shí)，土壤微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)中極其重要和最為活躍的部分[11]，在土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化循環(huán)、系統(tǒng)穩(wěn)定性和抗干擾能力以及土壤可持續(xù)生產(chǎn)力中占據(jù)主導(dǎo)地位[12]，控制著土壤生態(tài)系統(tǒng)功能的關(guān)鍵過程。采用土壤微生物參數(shù)評(píng)價(jià)土壤的健康和質(zhì)量愈來愈受到人們的關(guān)注[13]。施肥制度不同，土壤微生物種群、數(shù)量和活性不同，導(dǎo)致土壤生物肥力不同[14]。Ndayeyamiye和Cote[15]的研究結(jié)果表明，施用有機(jī)肥或有機(jī)-無機(jī)肥可提高土壤細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量，也能顯著增加氨化細(xì)菌、硝化細(xì)菌、自生固氮菌數(shù)量。

行道樹是城市綠化的骨架，在改善城市生態(tài)環(huán)境、營造城市景觀等方面發(fā)揮著不可替代的作用[16]。由于其特殊的立地條件，加之中型行道樹生長年限較長，其土壤多存在板結(jié)、肥力下降等問題，目前對(duì)行道樹施肥方面的研究較少，不清楚施肥特別是施用農(nóng)作物、園林植物常用的田美樂和真根有機(jī)肥對(duì)土壤肥力的影響情況。因此，施用不同有機(jī)肥對(duì)行道樹土壤肥力、土壤微生物數(shù)量有何影響亟待揭示。懸鈴木(Platanusacerifolia)是上海市行道樹的主要樹種之一，本研究以上海市金山區(qū)的行道樹中型懸鈴木為對(duì)象，探討不同施肥處理對(duì)其土壤微生物的影響及其與土壤肥力的關(guān)系，為行道樹選施肥料、并對(duì)其進(jìn)行科學(xué)管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

選擇生長于同一條道路、立地條件基本一致的中型懸鈴木(平均胸徑約24 cm)進(jìn)行施肥試驗(yàn)；供試肥料為有機(jī)肥田美樂(TM)和真根(Z)。其中TM肥為天然植物配方精粹而成，富含微量元素及微生物營養(yǎng)成分，可改良土壤、補(bǔ)充土壤微量元素、殺死土壤中有害的細(xì)菌和真菌；而Z肥為富含腐殖酸和其他營養(yǎng)元素的有機(jī)肥，腐殖酸≥40 mg/L。圍繞樹干30 cm范圍采用澆灌的方式施入，于2014年5月下旬進(jìn)行第1次施肥、6月下旬進(jìn)行第2次施肥，并于第2次施肥之后第15天，用土鉆取不同處理距地表10～15 cm的土壤待測(cè)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)9個(gè)處理，依據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和前期簡單試驗(yàn)處理結(jié)果，設(shè)定本試驗(yàn)施肥處理，即CK(對(duì)照即不施肥)和8個(gè)施肥處理，分別為TM5-1即每株施5 mL TM肥施1次，TM5-2即每株施5 mL TM肥共施2次，TM10-1即每株施10 mL TM肥施1次,TM10-2即每株施10 mL TM肥共施2次；Z5-1即每株施500倍 Z肥施1次,Z5-2即每株施500倍 Z肥共施2次,Z3-1即每株施300倍 Z肥施1次，Z3-2即每株施300倍 Z肥共施2次。每處理每重復(fù)株數(shù)≥10株，3次重復(fù)(小區(qū))。

1.3 測(cè)定方法

土壤微生物數(shù)量采用固體平板法進(jìn)行分離測(cè)定；細(xì)菌、真菌、放線菌分別采用牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基、馬丁氏培養(yǎng)基和改良高氏1號(hào)培養(yǎng)基培養(yǎng)分離測(cè)定；土壤堿解氮、速效磷、速效鉀分別用堿解擴(kuò)散法、鉬銻抗比色法、火焰光度計(jì)法測(cè)定；鈣、鎂采用EDTA滴定法測(cè)定；硼采用姜黃素比色法測(cè)定；鐵、鋅、錳、銅采用原子吸收火焰光度計(jì)法測(cè)定。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

應(yīng)用Microsoft Excel 2003和SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)土壤礦質(zhì)元素的影響

2.1.1 對(duì)土壤大量元素的影響 從表1可以看出，對(duì)土壤堿解氮、有效磷、速效鉀含量的影響各施肥處理間均表現(xiàn)為差異極顯著。TM10-1、Z5-2和Z3-2在提高土壤堿解氮含量方面效果最好，且處理間差異不顯著；TM系列處理在提高土壤堿解氮含量方面與其施用量和次數(shù)并沒有表現(xiàn)出明顯的相關(guān)性，但其處理后土壤堿解氮含量均顯著高于對(duì)照；而Z系列處理在濃度上與堿解氮含量的關(guān)系較不穩(wěn)定，甚至Z5-1處理土壤堿解氮低于對(duì)照。對(duì)有效磷和速效鉀含量的影響以TM10-2處理效果最好，且二者隨著TM施用量和次數(shù)的增加而增加，表明較高濃度、較多次數(shù)的TM肥在提高土壤堿解氮、有效磷和速效鉀方面效果較好，但最佳的濃度和施用次數(shù)還需進(jìn)一步試驗(yàn)揭示。

表1 不同施肥處理土壤大量元素含量Tab.1 Soil macroelement content with different fertilizer treatments (mg·kg-1)

注：**為處理間差異極顯著；字母不相同為差異顯著，字母相同則差異不顯著。

2.1.2 對(duì)土壤微量元素的影響 不同施肥處理之間，土壤交換性鈣和交換性鎂含量差異不顯著(表2)；從有效銅含量變化看，各處理之間差異極顯著，以Z5-2效果最好，其次是TM5-1，再次為Z3-2，且TM5-1和Z3-2之間差異不顯著；各處理之間有效鐵含量差異亦極顯著，以TM10-2和TM10-1效果最好，其次為TM5-2和TM5-1，且其兩兩之間差異不顯著，再次為Z5-1和Z3-2；對(duì)有效錳含量的影響，各處理之間差異極顯著，以TM5-2效果最好，其次為TM10-2，而兩處理之間差異不顯著，再次為TM5-1，TM10-2和TM5-2之間差異不顯著(表2)。通過比較可知，TM和Z肥料均能顯著提高土壤中有效銅的含量，且TM肥還能夠明顯提高土壤中有效鐵和有效錳的含量。

據(jù)《中國農(nóng)業(yè)年鑒》，土壤有效態(tài)微量元素的缺乏臨界值為：Mn<5 mg/kg，Cu<0.2 mg/kg[17]，各處理均未出現(xiàn)微量元素的缺乏。

2.2 不同施肥處理對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響

從土壤微生物總量平均值(表3)可以看出，施肥處理前后土壤微生物發(fā)生了明顯變化，TM處理后微生物總量平均增加144%，其中細(xì)菌總數(shù)平均增加148%，真菌總數(shù)平均增加73%，放線菌總數(shù)平均增加49%；Z處理后土壤微生物總量平均增加119%，其中細(xì)菌總數(shù)平均增加122%，真菌總數(shù)平均增加340%，放線菌總數(shù)平均增加22%。表明通過該系列施肥處理可以顯著提高土壤微生物的數(shù)量。各處理之間微生物總數(shù)差異極顯著(表3)，各處理之間以TM10-2效果最好，顯著高于其他處理，其次為Z3-2、Z3-1、TM5-1，且3者之間差異不顯著，再次為Z5-1、TM10-1、Z5-2；細(xì)菌數(shù)量變化特點(diǎn)與微生物總數(shù)變化相一致；各處理之間真菌數(shù)量差異極顯著，以Z3-2、Z3-1效果最好，且兩處理之間差異不顯著，其次為Z5-1，再次為TM10-2，均顯著大于對(duì)照；從放線菌數(shù)量看，各處理之間差異亦極顯著，以TM10-2效果最好，其次為Z5-2，其余依次為TM5-2、TM5-1、Z5-1。以上結(jié)果表明，TM10-2處理能顯著增加土壤細(xì)菌和放線菌的數(shù)量，而Z3-2能顯著提高土壤中真菌的數(shù)量。綜合考慮，從提高土壤微生物數(shù)量來看以TM10-2效果最好。

2.3 不同施肥處理土壤元素含量與微生物數(shù)量的相關(guān)性分析

由不同施肥處理土壤礦質(zhì)元素含量與微生物數(shù)量相關(guān)性分析(表4)知，有效磷、速效鉀含量與微生物總數(shù)、細(xì)菌數(shù)量呈極顯著正相關(guān)；有效銅和有效錳含量與放線菌數(shù)量分別呈顯著、極顯著正相關(guān)?？梢姡寥来罅吭嘏c細(xì)菌數(shù)量相關(guān)極顯著，而微量元素與放線菌數(shù)量相關(guān)顯著，但兩者與真菌數(shù)量的相關(guān)性均不顯著。

表2 不同施肥處理土壤有效態(tài)微量元素含量Tab.2 Soil available trace elements concentrations with different fertilizations

注：**為處理間差異極顯著；字母不相同為差異顯著，字母相同則差異不顯著。

表3 不同施肥處理土壤微生物數(shù)量差異顯著性比較Tab.3 Comparison of difference significance of soil microorganism’s quantity with different fertilizer treatments

注：**為處理間差異極顯著；字母不相同為差異顯著，字母相同則差異不顯著。

表4 土壤元素含量與微生物數(shù)量的相關(guān)性分析Tab.4 Correlation analysis between soil element content and microorganism

注：**為極顯著相關(guān)，*為顯著相關(guān)。

3 結(jié)論與討論

各施肥處理均能夠顯著提高土壤中大量元素含量，以TM10-2效果最好，其次為TM10-1，即較高濃度較多次數(shù)的TM肥對(duì)提高土壤中大量元素含量的效果較好。該結(jié)果與其他有機(jī)肥效果相同[18-19]。而各處理對(duì)土壤中交換性鈣和交換性鎂含量的影響不顯著，部分處理與CK相比，還略有降低，但經(jīng)過TM肥處理后，土壤中的Ca∶Mg的值(1/3～1/5)明顯優(yōu)于其他處理，表明TM能夠優(yōu)化土壤中交換性鈣和交換性鎂的比例[20]，以有利于樹木對(duì)其的吸收利用。Z5-2、TM10-2和TM5-2分別顯著提高了土壤有效銅、有效鐵和有效錳含量。整體上，TM肥和Z肥較CK均能顯著改善土壤肥力，而TM處理在提高土壤大量元素、優(yōu)化交換性鈣、鎂比例及提高有效鐵和有效錳的作用均優(yōu)于Z處理。

與其他有機(jī)肥一樣[18-19]，TM和Z肥處理均能夠顯著提高土壤中微生物數(shù)量，其中，TM10-2能夠顯著提高土壤中細(xì)菌和放線菌的數(shù)量，Z3-2、Z3-1能夠顯著提高土壤中真菌的數(shù)量。施用有機(jī)肥不同，對(duì)土壤微生物種類影響不同，可能因有機(jī)肥中養(yǎng)分成分或含量不同造成。TM肥富含微量元素和微生物，且能殺死土壤中的有害細(xì)菌和真菌，而Z肥富含腐殖酸，能夠顯著增加土壤中的真菌量。有報(bào)道認(rèn)為，土壤真菌的數(shù)量可以不作為衡量土壤肥力的指標(biāo)，原因可能在于某些真菌會(huì)合成植物毒素，不利于植物生長，甚至有些真菌具有致病性，是植物病害的病原菌[21]。從該角度看，TM系列處理優(yōu)于Z系列。TM肥在提高土壤中微生物數(shù)量的同時(shí)還能夠優(yōu)化微生物種類，而Z肥在抑制真菌數(shù)量方面的作用不如TM肥。

相關(guān)分析表明，有效磷、速效鉀含量與微生物總數(shù)、細(xì)菌數(shù)量呈極顯著正相關(guān)；有效銅和有效錳含量與放線菌數(shù)量分別呈顯著、極顯著正相關(guān)。微生物是一個(gè)活體，其活躍程度或者說是數(shù)量，與土壤pH、溫度、物理性狀以及樹木本身的特性都有一定的相關(guān)性[5-7]，后期試驗(yàn)中應(yīng)考慮以上因素。

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(責(zé)任編輯 趙粉俠)

Effect of 2 Organic Fertilizers in Middle Size Sycamore as Street Trees on Soil Fertility

Xu Xiaobo

(Shanghai Administrative and Directive Station for Afforestation，Shanghai 200020, China)

In order to investigate the effect of organic fertilizer on soil fertility of sycamore trees, this article studied the change of the content of mineral elements of middle size sycamore and microbial quantity of the soil with different treatments of two kinds of organic fertilizers which offered by complete randomized block design, and analyzed the correlation between them. The results showed that: the number of bacteria, fungi, actinomycetes in the soil with the different treatments increased significantly compared to that of CK. And the treatment of TM10-2(Organic fertilizer of Tianmeile, application of 10 mL per plant, and 2 times of application in total) was the best one among its series. And the TM (Organic fertilizer of Tianmeile) treatments could significantly control the number of fungi; These treatments could significantly increase the content of soil mineral elements, and the treatments of TM10-1(Organic fertilizer of Tianmeile, application of 10 mL per plant, and 1 time of application in total) and TM10-2improved the content of macro-element in the soil obviously, while, each of the treatments had no significant effect on calcium and magnesium content in soil. However, the TM treatment series could optimize the ratio of Ca:Mg; As a whole, the TM series in improving available Cu, Fe, Mn content in soil displayed better than that of Z (Organic fertilizer of Zhengen) series; Correlation analysis showed that the relationship between macro-element and the amount of bacteria was extremely significant; and there existed significant correlation between the trace elements and the number of actinomycetes; However, the relationship between either of the two and the amount of fungi were all not significant. According to the results, offering organic fertilizer to urban street trees could significantly improve the soil fertility, and TM fertilizer should be the better one for urban street trees with. And the effect of fertilization was better at its 10 mL per plant level plus 2 times application.

Platanusacerifolia;soil microorganisms;soil mineral elements;correlation

2015-06-18

上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)項(xiàng)目(15DZ12003605、11231201000)資助。

許曉波(1976—)，男，碩士。研究方向：行道樹、綠地、花卉的技術(shù)指導(dǎo)與養(yǎng)護(hù)管理。Email: zdzyrq@163.com。

10.11929/j.issn.2095-1914.2015.05.007

S723.7

A

2095-1914(2015)05-0037-05