不同類型肥料對(duì)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(duì)象，探討施用復(fù)合肥、油茶無機(jī)專用肥、生物有機(jī)肥對(duì)幼林土壤微生物學(xué)特性及土壤酶活性的影響。結(jié)果表明，施用復(fù)合肥、油茶專用肥、生物有機(jī)肥及生物有機(jī)肥與油茶專用肥混施時(shí)，油茶幼林土壤細(xì)菌、放線菌、真菌、氨化細(xì)菌、亞硝化細(xì)菌數(shù)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(jī)肥、生物有機(jī)肥與油茶專用肥混施;不同類型肥料對(duì)油茶幼林土壤微生物碳源代謝活性由高到低順序?yàn)樯镉袡C(jī)肥與油茶專用肥混施>油茶專用肥>生物有機(jī)肥>復(fù)合肥>不施肥。

關(guān)鍵詞：油茶;施肥;土壤微生物;復(fù)合肥;專用肥;有機(jī)肥

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

近幾年來，隨著集體林權(quán)制度改革的不斷推進(jìn)和全社會(huì)對(duì)油茶生態(tài)、經(jīng)濟(jì)及保健價(jià)值認(rèn)識(shí)的逐步提高，各級(jí)政府和廣大林農(nóng)發(fā)展油茶的積極性高漲。全國(guó)油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃提出目標(biāo)，力爭(zhēng)2020年全國(guó)油茶種植總規(guī)模達(dá)到466.7萬hm2，油茶產(chǎn)量達(dá)到250萬t。目前，江西等地是我國(guó)油茶主產(chǎn)區(qū)，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(tài)系統(tǒng)中的重要成員，是土壤中最活躍的部分，對(duì)土壤養(yǎng)分及林木營(yíng)養(yǎng)供給有著重要的意義[2]。微生物群落結(jié)構(gòu)變化將直接影響土壤質(zhì)量，而對(duì)土壤微生物群落多樣性和數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)可有效判斷土壤的營(yíng)養(yǎng)狀況[3-4]。土壤酶是土壤生物化學(xué)過程的積極參與者，其活性強(qiáng)弱可反映土壤中生物化學(xué)過程的強(qiáng)度。土壤微生物量與土壤肥力、土壤健康關(guān)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(duì)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(hù)油茶幼林林地土壤的微生態(tài)環(huán)境，改善土壤狀況，促進(jìn)油茶幼林生長(zhǎng)發(fā)育，提高油茶品質(zhì)和產(chǎn)量，本試驗(yàn)以油茶幼林為研究對(duì)象，探討油茶專用肥、有機(jī)肥、復(fù)合肥對(duì)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(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

油茶幼林，位于江西省奉新縣宋埠鎮(zhèn)鎖石村正邦集團(tuán)油茶基地，2011年進(jìn)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(zhǎng)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(yàn)材料

贛無油茶無性系，由江西林業(yè)科學(xué)研究院提供;供試肥料選用目前油茶生產(chǎn)最常用、最典型的復(fù)合肥、油茶專用肥、生物有機(jī)肥，其中，生物有機(jī)肥含有機(jī)質(zhì)30%、腐殖酸20%、氮磷鉀養(yǎng)分含量為6%，N ∶ P2O5 ∶ K2O=1 ∶ 1 ∶ 1;油茶專用肥含氮磷鉀養(yǎng)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(fù)合肥含氮磷鉀養(yǎng)分為45%，N ∶ P2O5 ∶ K2O=1 ∶ 1 ∶ 1。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

對(duì)2年生油茶幼林進(jìn)行5種處理，分別為生物有機(jī)肥，每年施2.0 kg/株，編號(hào)為YJF;油茶無機(jī)專用肥，每年施 0.5 kg/株，編號(hào)為ZYF;復(fù)合肥，每年施0.3 kg/株，編號(hào)為FHF;生物有機(jī)肥與油茶無機(jī)專用肥混施，施用量分別為每年1.0、0.25 kg/株，編號(hào)為YZF;不施肥為對(duì)照（CK）。采用溝施法，于每年5月、11月初分2次施入，連續(xù)施肥2年。每處理20株，重復(fù)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(diǎn)但不重疊處，采取5點(diǎn)取樣法，采集0～20 cm的表層土;將5個(gè)點(diǎn)的土壤混勻，過2 mm篩，冰箱0～4 ℃保存，待測(cè)。

1.5 測(cè)定內(nèi)容與方法

真菌、細(xì)菌、放線菌菌落數(shù)量采用平板稀釋法測(cè)定，細(xì)菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，放線菌采用高氏1號(hào)培養(yǎng)基，真菌采用馬丁孟加拉紅培養(yǎng)基;氨化細(xì)菌、亞硝化細(xì)菌數(shù)量采用稀釋培養(yǎng)-最大或然數(shù)法[6]測(cè)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(cè)定，土壤微生物量氮含量采用茚三酮比色法[7]測(cè)定;以群落水平碳源利用類型為基礎(chǔ)，用BIOLOG技術(shù)測(cè)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(cè)定，以1 g土壤 1 h 內(nèi)消耗 0.1 mol/L KMnO4的體積數(shù)（mL）表示;土壤蔗糖酶活性采用二硝基水楊酸比色法測(cè)定，以1 g土壤37 ℃溫度下 24 h 所釋放的葡萄糖質(zhì)量（mg）表示;磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法測(cè)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(cè)定，以24 h后 100 g 土壤中NH3-N含量（mg）表示[8]。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入、整理與統(tǒng)計(jì)，采用SPSS 17.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差和相關(guān)性分析，并采用最小顯著性差異法（LSD法）進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同類型肥料對(duì)油茶幼林土壤微生物數(shù)量的影響

由表1可知，YJF、ZYF、FHF、YZF處理的油茶幼林土壤細(xì)菌、放線菌、真菌、氨化細(xì)菌、亞硝化細(xì)菌數(shù)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(xì)菌數(shù)量分別比CK增加74.38%、71.49%、64.05%、23.97%，YJF、ZYF、YZF處理的土壤細(xì)菌數(shù)量相對(duì)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(shù)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(shù)量相對(duì)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(shù)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(shù)量相對(duì)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(xì)菌和亞硝化細(xì)菌數(shù)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(xì)菌、亞硝化細(xì)菌數(shù)量相對(duì)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(jìn)土壤微生物數(shù)量的增加，其中，YJF、YZF、ZYF處理可大大促進(jìn)細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)量的增加，而YZF處理可大大促進(jìn)氨化細(xì)菌、亞硝化細(xì)菌數(shù)量的增加。

2.2 不同類型肥料對(duì)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?yàn)閅JF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?yàn)閅ZF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(jī)磷最為活躍的部分，是植物磷素營(yíng)養(yǎng)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?yàn)閅ZF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(duì)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(duì)土壤微生物的碳源利用表現(xiàn)出明顯的規(guī)律，隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，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(duì)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(yǎng)48 h內(nèi)呈緩慢增長(zhǎng)，48～96 h呈快速增長(zhǎng)，96～196 h增速又趨于放緩，216 h 后幾乎不增長(zhǎng)。培養(yǎng)96 h內(nèi)，不同處理對(duì)土壤微生物的碳源利用差異不明顯，隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，各處理逐漸表現(xiàn)出差異，其碳源代謝活性大小順序?yàn)閅ZF處理>ZYF處理>YJF處理>FHF處理>CK。平均顏色變化率隨時(shí)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(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，不同肥料種類處理的土壤微生物代謝活性增長(zhǎng)速率變化規(guī)律基本一致，呈0～24 h先慢速增長(zhǎng)、24～96 h 快速增長(zhǎng)、96～192 h快速下降、192～240 h下降緩慢，并逐漸平穩(wěn)的趨勢(shì)，這可能與微生物生長(zhǎng)的規(guī)律有關(guān)，微生物生長(zhǎng)須經(jīng)歷適應(yīng)期、指數(shù)生長(zhǎng)期、平穩(wěn)期、衰退期再到平穩(wěn)期的過程。

2.4 不同類型肥料對(duì)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，F(xiàn)HF處理的土壤脲酶活性相對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)提高土壤蔗糖酶活性相對(duì)較好，F(xiàn)HF處理對(duì)提高土壤脲酶活性相對(duì)最好，ZYF、FHF處理對(duì)提高土壤過氧化氫酶活性相對(duì)較好，YJF處理對(duì)提高土壤磷酸酶活性效果相對(duì)最佳。

3 結(jié)論與討論

細(xì)菌、放線菌、真菌是構(gòu)成土壤微生物群體的主要種類，在土壤有機(jī)物質(zhì)分解、礦化和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)中起到重要作用，其數(shù)量在一定程度上可表征土壤的肥力狀況[9]，而氨化細(xì)菌和亞硝化細(xì)菌數(shù)量的變化會(huì)對(duì)土壤氮素的遷移轉(zhuǎn)化過程和植物生產(chǎn)力產(chǎn)生影響[10]。本試驗(yàn)以油茶幼林為研究對(duì)象，探討施用復(fù)合肥（FHF）、油茶無機(jī)專用肥（ZYF）、生物有機(jī)肥（YJF）、生物有機(jī)肥與油茶專用肥混施（YZF）對(duì)幼林土壤微生物數(shù)量的影響，結(jié)果表明，YJF、ZYF、FHF、YZF處理的油茶幼林土壤細(xì)菌、放線菌、真菌、氨化細(xì)菌、亞硝化細(xì)菌數(shù)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(xì)菌數(shù)量比CK分別增加74.38%、71.49%、64.05%、23.97%，放線菌數(shù)量比CK分別增加42.91%、40.71%、38.68%、34.12%，真菌數(shù)量比CK分別增加 39.78%、36.89%、24.44%、19.11%，氨化細(xì)菌數(shù)量比CK分別增加122.56%、175.00%、107.32%、59.76%，亞硝化細(xì)菌數(shù)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(shù)量，作用效果較好的是YJF、YZF處理，這可能與有機(jī)肥中含有腐殖質(zhì)、有益菌等有利于菌落生長(zhǎng)繁殖的物質(zhì)有關(guān)。

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(huán)過程中發(fā)揮著重要作用。本研究結(jié)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(duì)提高油茶林土壤微生物量含量相對(duì)較好的是YZF、YJF處理，這可能一方面是由于有機(jī)肥中有機(jī)質(zhì)、腐殖酸含量相對(duì)較高，為土壤生物創(chuàng)造了良好的微生態(tài)環(huán)境，進(jìn)而可有效增加微生物群落，同時(shí)，有機(jī)質(zhì)可被土壤微生物吸收并成為其機(jī)體的一部分，提高了土壤有機(jī)碳的積累;另一方面，有機(jī)肥單一使用、有機(jī)肥與油茶專用肥混施不但增加了土壤養(yǎng)分，同時(shí)也為微生物提供了充足的碳源。

不同類型肥料對(duì)土壤微生物的碳源利用表現(xiàn)出明顯的規(guī)律，隨培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，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(duì)土壤微生物的碳源利用提高，代謝活性增長(zhǎng)速率變化表現(xiàn)出先慢速增長(zhǎng)、再快速增長(zhǎng)、快速下降、后增長(zhǎng)緩慢，并逐漸平穩(wěn)的趨勢(shì)，對(duì)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?yàn)閅ZF處理>ZYF處理>YJF處理>FHF處理>CK，而代謝活性增長(zhǎng)速率的變化可能與微生物的生長(zhǎng)規(guī)律有關(guān)。

土壤中營(yíng)養(yǎng)元素循環(huán)、物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化等與土壤酶有密切關(guān)系，而施肥會(huì)對(duì)土壤酶活性產(chǎn)生影響[11-12]。本試驗(yàn)結(jié)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(xiàn)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(shù)量，提高土壤重要酶的活性，而換個(gè)角度而言，土壤微生物、酶活性對(duì)施肥做出了敏感反應(yīng)，可較早反映或預(yù)示土壤的變化，因此，可通過跟蹤土壤質(zhì)量相關(guān)生物指標(biāo)作為科學(xué)評(píng)價(jià)土壤健康質(zhì)量依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李志剛，于衛(wèi)平，李 健. 我國(guó)油茶研究與產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀綜述[J]. 農(nóng)業(yè)科技通訊，2011（6）：8-11.

[2]Moscatelli M C，F(xiàn)onck 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(jīng)濟(jì)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(shù)量與土壤肥力的關(guān)系[J]. 土壤與環(huán)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(jìn)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(cè)定方法及其應(yīng)用[M]. 北京：氣象出版社，2006：54-74.

[8]關(guān)松蔭. 土壤酶及其研究方法[M]. 北京：農(nóng)業(yè)出版社，1986：260-332.

[9]付修勇，井大煒，段曉塵，等. 不同施肥措施對(duì)德州市農(nóng)田土壤生物學(xué)性狀的影響[J]. 水土保持通報(bào)，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(duì)土壤氮素細(xì)菌類群和氮素代謝的影響[J]. 林業(yè)科學(xué)，2016，52（5）：45-54.

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

[12]張 兵，蘇淑釵，陳 鳳，等. 菌渣覆蓋對(duì)榛子園土壤酶活性及理化性質(zhì)的影響[J]. 經(jīng)濟(jì)林研究，2015，33（1）：33-38.韓雪梅，張蓉蓉，俞映倞，等. 蘇州市吳中區(qū)土壤地力評(píng)估及適宜氮肥投入量估算[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019，47（7）：256-261.