有機氮替代部分無機氮對香蕉生產和土壤性狀的影響①

王一鳴，賴朝圓，張漢卿，阮云澤，趙 艷，王蓓蓓*

有機氮替代部分無機氮對香蕉生產和土壤性狀的影響①

王一鳴1，賴朝圓1，張漢卿1，阮云澤1，趙 艷1，王蓓蓓1*

(海南大學熱帶農林學院，?？?570228)

改善施肥方式，利用有機肥替代部分化肥是指導農業(yè)合理施肥、維持土壤可持續(xù)利用、保證我國農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢。本文研究了有機氮替代部分無機氮對香蕉產量、品質、枯萎病發(fā)病率及土壤微生物群落的影響，為香蕉生產中減少化肥使用提供理論依據(jù)。試驗共設置4個施肥處理：常規(guī)氮、磷、鉀化肥(T1)，商品有機肥替代20% 無機氮肥(T2)，商品有機肥替代30% 無機氮肥(T3)；商品有機肥替代40% 無機氮肥(T4)。測定香蕉長勢、枯萎病的發(fā)病率、產量、品質以及土壤理化性質、土壤可培養(yǎng)微生物。結果表明，有機氮肥替代無機氮用量的20% ~ 40% 均能滿足香蕉正常生長的需要，并且相比于單施化肥，替代處理香蕉枯萎病發(fā)病率顯著降低，香蕉產量顯著增加，有機氮替代無機氮顯著提高土壤有機質，減緩土壤酸化以及提高土壤速效氮、磷、鉀含量，同時降低土壤可培養(yǎng)尖孢鐮刀菌數(shù)量和真菌數(shù)量，增加土壤可培養(yǎng)細菌數(shù)量，提高B/F，使土壤向細菌型土壤轉化。并且香蕉枯萎病發(fā)病率與土壤有機質、速效氮磷鉀和可培養(yǎng)細菌呈顯著負相關，與可培養(yǎng)真菌和尖孢鐮刀菌數(shù)量呈顯著正相關，主成分分析顯示T4、T3處理的土壤質量水平最高，T2處理的土壤質量水平次之，T1處理最低。綜上，連續(xù)有機氮替代40% 無機氮處理提高土壤質量和土壤微生物群落結構、提高土壤抑病性作用、滿足香蕉生長、提高香蕉產量最為顯著。

有機氮；無機氮；香蕉枯萎病；土壤微生物

香蕉(spp.)是亞熱帶銷量最大的水果，也是熱帶產區(qū)的重要糧食作物和經(jīng)濟作物[1]。我國不僅是香蕉消費大國，更是重要的香蕉主產國，主要種植區(qū)域包括廣東省、海南省、云南省等，其生產總產量居世界第三[2-4]。但香蕉枯萎病危害區(qū)域廣、程度深，已經(jīng)嚴重影響香蕉種植生產。由于香蕉經(jīng)濟價值高，在香蕉枯萎病嚴重的情況下，農民反而加大施肥量，致使香蕉的施肥量逐年增加，且長期大量使用酸性或生理酸性化肥導致土壤酸化加劇[5]，引發(fā)一系列土壤問題。在海南，由于土壤肥力下降、土壤微生物群落失衡等引發(fā)的香蕉枯萎病導致香蕉種植面積銳減，從高峰期的87萬畝，降到2016年收獲面積僅26萬畝，嚴重威脅香蕉產業(yè)發(fā)展[6-7]。

長期過量使用化肥導致土壤結構退化、土壤有機質含量下降、土壤肥力下降、土壤微生物活性和生物多樣性降低，是引發(fā)香蕉土傳枯萎病，造成減產甚至絕產的主要原因[8-9]。大量研究表明，有機肥和化學肥料配施，有利于提高土壤有機質進而增加土壤肥力、改善土壤微生態(tài)環(huán)境和土壤微生物群落結構，提高土壤養(yǎng)分容量的供應強度，進而提高作物產量、改善品質[10-13]。因此，調整施肥方式，增加有機肥的投入，是維持土壤可持續(xù)利用、保證農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢[14]。大量研究結果表明，施用有機肥或功能型生物有機肥不僅可明顯提高土壤生物活性[15-17]，而且在調控健康土壤微生物區(qū)系和防治土傳病害方面有著突出作用[18-21]。

經(jīng)前期調研發(fā)現(xiàn)，目前海南的香蕉種植者，尤其是農戶，為了追求產量，大量施用化肥，較少或不用有機肥，造成土壤退化進而引發(fā)香蕉連作障礙，造成減產甚至絕產。鑒于此，本研究采用以雞糞為原料的商品有機肥，研究有機氮肥部分替代無機氮對香蕉產量、品質、枯萎病發(fā)病率以及對土壤微生物群落的影響，以期為海南蕉園合理施肥、降低枯萎病發(fā)病率提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

田間試驗位于海南省臨高縣新盈農場(19°48′N，109°0′E)，屬熱帶季風氣候，年平均氣溫23 ~ 24 ℃，降雨量為1 417.8 mm。供試土壤屬玄武巖風化發(fā)育而成的紅壤，試驗前為高發(fā)病香蕉園，巴西蕉發(fā)病率大于80%，試驗前0 ~ 40 cm土層土壤基本理化性質為：pH 5.02，有機質含量15.10 g/kg，堿解氮189.83 mg/kg，有效磷13.45 mg/kg，速效鉀191.91 mg/kg。

1.2 供試材料

1.2.1 供試香蕉苗 香蕉品種為“寶島190”，供試種苗為海南萬鐘實業(yè)有限公司提供。

1.2.2 供試肥料 本試驗施用的肥料種類：氮肥為尿素(N 46%)、磷肥為過磷酸鈣(P2O512%)、鉀肥為氯化鉀(K2O 60%)、雞糞有機肥(N 1.2%，P2O52.4%，K2O 1.4%，有機質45%)。雞糞有機肥由南通惠農生物有機肥有限公司提供。

1.2.3 培養(yǎng)基配方 尖孢鐮刀菌選擇性培養(yǎng)基(1 L)：D-半乳糖20.0 g、L-天門冬酰胺2.0 g、瓊脂 20.0 g、K2HPO41.0 g、KCl 0.5 g、MgSO40.5 g、Fe-Na-EDTA 0.01 g，121 ℃高壓滅菌20 min。倒平板前每升培養(yǎng)基加入五氯硝基苯1.0 g、牛膽汁0.5 g、硫酸鏈霉素0.3 g、Na2B4O7·10H2O 1.0 g，最后用10% (/) 磷酸將pH調至3.8 ~ 4.0。

LB培養(yǎng)基(1 L)：酵母粉10 g、蛋白胨20 g、瓊脂20 g、NaCl 20 g，并用NaOH將pH調至7.0，121 ℃高壓滅菌20 min。

馬丁氏培養(yǎng)基(1 L)：蛋白胨5 g、葡萄糖10 g、瓊脂20 g、KH2PO41.0 g、MgSO40.5 g、孟加拉紅0.033 g、氯霉素0.1 g，121 ℃高壓滅菌20 min。

1.3 試驗設計

1.3.1 田間試驗 試驗開始于2015年9月，到2017年10月結束，共進行兩季試驗，其中第二季植株為第一季收獲后留芽。試驗共設置4個施肥處理：常規(guī)氮、磷、鉀化肥(T1)，商品有機肥替代20% 無機氮肥(T2)，商品有機肥替代30% 無機氮肥(T3)，商品有機肥替代40% 無機氮肥(T4)。種植密度為2 m×2 m，每小區(qū)種植50株，小區(qū)面積200 m2(4 m×50 m)，各小區(qū)之間用深30 cm、寬40 cm的排水溝隔開。各處理重復3次，按隨機排列分布，試驗區(qū)外設置保護行。各處理的肥料用量見表1。有機肥和過磷酸鈣全部作為底肥，香蕉種植前一次性施入，其余化學肥料是在香蕉生育期按照其生育特性，分為11次施入。第一季與第二季施肥情況相同。

表1 各處理有機肥和化肥用量

1.3.2 土壤樣品采集 在香蕉苗期、快速生長期和收獲期分別采集土樣。各小區(qū)隨機選取3株健康香蕉，用土鉆于植株滴水線附近隨機選取5點鉆取距地表0 ~ 20 cm耕作層土壤并混勻為1個土樣。每處理3次重復，剔除石礫等雜物后過2 mm篩，部分樣品4 ℃下保存?zhèn)溆?，部分樣品風干后用于土壤化學特性的測定。

1.3.3 植株樣品測定 在香蕉苗期和快速生長期用尺子測量香蕉株高和莖粗，其中株高為地面到香蕉倒三葉葉柄處高度、莖粗為株高1/2處莖圍，并且使用手持葉綠素儀(TYS-A)采集倒三葉葉綠素數(shù)據(jù)。

1.3.4 香蕉果實樣品采集及處理 在香蕉收獲期采集倒數(shù)第三把香蕉，使用1:500乙烯利溶液，清洗香蕉表面，放在16 ℃保存至香蕉表皮金黃時，進行香蕉品質測定。

1.4 測定方法

1.4.1 土壤可培養(yǎng)微生物數(shù)量的測定 土壤可培養(yǎng)尖孢鐮刀菌、細菌及真菌的數(shù)量均通過稀釋涂布法測定?？膳囵B(yǎng)尖孢鐮刀菌計數(shù)使用尖孢鐮刀菌選擇性培養(yǎng)基，28 ℃培養(yǎng)96 h；細菌采用LB培養(yǎng)基，30 ℃培養(yǎng)24 h；真菌采用馬丁氏培養(yǎng)基，28 ℃培養(yǎng)72 h。將培養(yǎng)后計數(shù)平板上形成的菌落數(shù)轉換成每克干土形成的菌落數(shù)(cfu)。各樣品中每克干土細菌菌落數(shù)與真菌菌落數(shù)之比即為可培養(yǎng)細菌與真菌的B/F值，B/F值越小，表示土壤中真菌數(shù)量越多、所占比例越大，土壤微生物區(qū)系異常，植株易發(fā)病。

1.4.2 土壤理化性質和香蕉品質的測定 土壤理化性質和香蕉總酸的測定方法參照《土壤農化分析》[22]。香蕉糖度測定，將香蕉和去離子水1:1混合，攪勻后使用糖度計(TD-45)測量。

1.4.3 枯萎病發(fā)病率的測定 在兩季種植中自出現(xiàn)枯萎病發(fā)病癥狀開始，每隔7 d調查1次，計算發(fā)病率，直至發(fā)病率相對穩(wěn)定。

香蕉枯萎病的發(fā)病率按下式計算：

發(fā)病率=發(fā)病植株數(shù)/調查植株總數(shù)×100% (1)

1.4.4 香蕉產量的測定 在兩季種植后每個小區(qū)隨機統(tǒng)計6株健康香蕉的產量。

香蕉產量按下式計算：

香蕉產量=平均單株產量××(100%–發(fā)病率)/100%(2)

式中：：每公頃種植香蕉植株數(shù)量(本試驗中按照每公頃種植2 490株計算)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)使用IBM Statistics SPSS 22.0軟件進行分析。其中顯著性分析使用單因素方差分析，多重比較使用LSD(<0.05)；聚類分析使用系統(tǒng)聚類分析；PCA分析，先對數(shù)據(jù)進行Z標準化，然后使用因子分析，經(jīng)過計算得到相關坐標。試驗數(shù)據(jù)處理和圖表使用Excel 2007軟件。

2 結果與分析

2.1 不同有機肥替代比例對香蕉植株長勢影響

各處理香蕉植株長勢見表2，結果顯示，在香蕉苗期，T4處理的株高顯著高于T1處理，較T1處理增加了22.17%， T2、T3、T4處理的莖圍顯著高于T1處理，分別增加了14.43%、24.06%、23.49%。到快速生長期，所有處理的株高、莖圍和葉綠素均無顯著性差異。這說明，有機肥替代處理，可以顯著促進香蕉苗期植株生長，特別是香蕉莖的發(fā)育。

表2 不同有機肥替代比例對香蕉植株長勢影響

注：同列數(shù)據(jù)小寫字母不同表示不同處理間差異顯著 (< 0.05)，下表同。

2.2 不同有機肥替代比例對香蕉枯萎病發(fā)病率、產量和品質的影響

各處理香蕉枯萎病發(fā)病率如圖1所示。在第一季和第二季，與純化肥對照(T1)相比，不同有機肥替代比例均能顯著降低香蕉枯萎病的發(fā)病率，第一季時，相比于T1處理，T2、T3、T4處理發(fā)病率分別降低32.91%、37.68% 和27.13%，其中，T3處理的發(fā)病率最低，為31.39%，顯著低于其他幾個處理。第二季中，與第一季結果類似，相比于T1處理，T2、T3、T4處理發(fā)病率顯著降低，但這3個處理間差異不顯著。

各處理香蕉產量如表3所示。第一季中，所有處理的單株產量間無顯著性差異，但由于有機肥部分替代的3個處理T2、T3、T4枯萎病發(fā)病率較T1顯著降低，因此T2、T3、T4處理的產量均顯著高于T1處理，分別增產28.83%、31.47% 和26.68%；第二季中，T4處理的單株產量與T1處理相比顯著增加，單株增產達26.17%。結合發(fā)病率計算的產量結果顯示，T2、T3、T4處理的產量也均顯著高于T1處理，與第一季結果一致。同時，第二季中，有機肥替代處理中，T4處理產量最高，顯著高于其他兩個處理，這說明有機肥替代不僅不降低香蕉單株產量，而且在連續(xù)兩季有機肥替代40% 處理后香蕉單株產量還有所提高。同時，有機氮替代無機氮還可以有效降低枯萎病發(fā)病率，由此顯著增加香蕉產量。

(圖中小寫字母不同表示處理間差異達到P<0.05顯著水平)

表3 不同有機肥替代比例對香蕉產量影響

如表4所示，相比于純化肥處理T1，30% ~ 40% 有機肥替代比例(T3、T4處理)顯著降低了香蕉的總酸度，并且T4處理中香蕉總酸度最低。除T3處理顯著低于T1處理，各處理的香蕉糖度沒有顯著差異，但純化肥處理糖度最高。綜合糖度和酸度，T4處理的糖酸比顯著高于T1處理，相比于T1處理，提高了8.94%。這說明有機氮替代40% 無機氮能夠顯著降低香蕉酸度，提高香蕉品質。

表4 不同有機肥替代比例對香蕉品質的影響

2.3 不同有機肥替代比例對土壤養(yǎng)分的影響

各處理土壤養(yǎng)分含量如表5所示，其中T3和T4處理土壤pH顯著高于T1和T2，表明30% 和40% 有機氮替代無機氮緩解了土壤酸化。T3和T4處理土壤有機質顯著高于T1和T2，與對照(T1)相比，T2、T3、T4處理土壤有機質含量分別提高了5.63%、14.50% 和19.55%，說明有機替代30% 和40% 無機氮肥可以顯著提高土壤有機質含量。同時，T2、T3、T4處理的土壤中堿解氮含量顯著高于純化肥處理，比T1處理分別提高了3.67%、10.10% 和10.05%；有效磷含量分別提高了53.18%、67.59% 和105.26%；速效鉀含量分別提高了5.74%、11.62% 和14.98%；其中，T4處理土壤中的有效磷和速效鉀含量最高，分別達到7.41和147.02 mg/kg，并且堿解氮含量與T3處理沒有顯著差異。這說明，有機氮替代30% ~ 40% 無機氮能夠顯著緩解蕉園土壤酸化，提高有機質和速效養(yǎng)分含量。

表5 不同有機肥替代比例對香蕉園土壤化學性質的影響

2.4 不同有機肥替代比例對蕉園土壤可培養(yǎng)微生物的影響

2.4.1 對連作土壤尖孢鐮刀菌數(shù)量的影響? 各處理土壤可培養(yǎng)尖孢鐮刀菌數(shù)量如圖2A所示，在整個生育期內，T1處理尖孢鐮刀菌數(shù)量都呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢。在苗期和收獲期時，T1處理尖孢鐮刀菌數(shù)量顯著高于其他3個處理。特別是收獲期時，T2、T3、T4處理的尖孢鐮刀菌數(shù)量比T1處理分別降低了41.38%、43.37% 和34.68%。結果表明，施用有機肥，可以有效降低土壤中可培養(yǎng)尖孢鐮刀菌的數(shù)量。

2.4.2 對土壤真菌數(shù)量的影響 各處理土壤可培養(yǎng)真菌數(shù)量如圖2B所示，與T1處理相比，不同有機氮肥替代比例處理土壤中可培養(yǎng)真菌數(shù)量呈現(xiàn)緩慢下降趨勢。其中，苗期，T2、T3、T4處理的可培養(yǎng)真菌數(shù)量比T1處理降低了13.45%、32.76% 和29.31%；收獲期，T2、T3、T4處理的可培養(yǎng)真菌數(shù)量比T1處理減少了45.50%、59.50% 和64.50%。結果表明，施用有機肥，可以有效降低土壤中可培養(yǎng)真菌的數(shù)量，并且有機肥替代比例越高，土壤可培養(yǎng)真菌數(shù)量越低。

2.4.3 對土壤細菌數(shù)量的影響 各處理土壤可培養(yǎng)細菌數(shù)量如圖2C所示，在整個生育期內，4個處理的細菌數(shù)量呈現(xiàn)緩慢下降趨勢。其中，苗期，T2、T3、T4處理的可培養(yǎng)細菌數(shù)量比T1處理增加了17.07%、39.02% 和85.37%；收獲期，T3、T4處理比T1處理可培養(yǎng)細菌數(shù)量增加了27.84% 和28.91%；同時，縱觀整個生育期，T4處理中可培養(yǎng)細菌數(shù)量都顯著高于其他3個處理。結果表明，有機肥替代比例越高，土壤可培養(yǎng)細菌數(shù)量越高。

2.4.4 不同有機肥替代比例對細菌真菌比值(B/F)的影響 不同有機肥替代比例對細菌真菌比值影響如圖2所示，在香蕉苗期和收獲期時，純化肥處理T1的土壤中B/F基本相似，不同比例有機替代處理的土壤中B/F從香蕉苗期到收獲期緩慢上升，在收獲期時，相比于T1處理，T2、T3、T4處理的土壤B/F值分別增加了96.87%、215.72% 和263.12%，其中T4處理土壤中B/F在苗期和收獲期均最高，分別為32.11和50.52。B/F值越小，表示土壤中真菌數(shù)量越多、所占比例越大，土壤微生物區(qū)系異常，植株易發(fā)病。因此表明，添加有機肥可以提高土壤B/F值，有機肥替代比例越高，B/F越大。

2.5 相關性分析、聚類分析和主成分分析

香蕉枯萎病的發(fā)病率與土壤理化性質及微生物數(shù)量相關性如表6所示，其中，香蕉枯萎病發(fā)病率與土壤速效養(yǎng)分(堿解氮、有效磷和速效鉀)呈極顯著負相關，并與土壤有機質呈顯著負相關，同時與收獲期時土壤可培養(yǎng)細菌數(shù)量有著顯著負相關，而與可培養(yǎng)真菌數(shù)量和尖孢鐮刀菌數(shù)量有著極顯著正相關關系。這些因子是影響香蕉枯萎病發(fā)病率并且造成處理間土壤生態(tài)環(huán)境變化的主要因子。

圖2 不同有機肥替代比例對香蕉園土壤尖孢鐮刀菌(A)、真菌(B)、細菌(C)數(shù)量的影響

表6 香蕉枯萎病發(fā)病率與土壤理化性狀和土壤微生物的相關性分析

注：*、** 分別表示相關性達到< 0.05和< 0.01 顯著水平。

對不同處理的可培養(yǎng)土壤微生物進行聚類分析(圖3A)表明，T1處理和有機肥替代無機氮肥處理在聚類中最先分為兩簇，有機肥替代無機氮肥處理改變了土壤可培養(yǎng)微生物結構，與T1差異很大，說明有機肥替代無機氮肥處理對土壤可培養(yǎng)微生物具有明顯的影響。在有機肥替代無機氮肥處理中，T2和T3、T4處理的各重復在聚類中聚在一起，并分為兩簇，T3、T4處理的聚在一起，這可能與T3處理和T4處理差異較小有關。

通過5個土壤化學性質指標和3種土壤可培養(yǎng)微生物組成的土壤生物肥力指標的主成分分析(圖3B)，矢量線段代表因子負荷，點代表處理，兩個主要成分PC1和PC2的貢獻率分別為84.93% 和7.49%。同時，各施肥土壤質量水平在PC1上的分異程度明顯大于在PC2上的分異程度，這與PC1對土壤質量水平的方差貢獻率較大有關[23]。

根據(jù)因子負荷，可以看出有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀和土壤可培養(yǎng)細菌在PC1有較高負荷，土壤可培養(yǎng)真菌、可培養(yǎng)病原菌和pH在PC2有較高負荷。由以上分析可知對于PC1上的因子與香蕉枯萎病發(fā)病率呈顯著相關性，同時香蕉枯萎病發(fā)病率與PC1得分呈極顯著負相關(-0.784**)。

圖3 不同有機肥替代比例處理香蕉園土壤基于可培養(yǎng)微生物的聚類(A)和主成分(B)分析

根據(jù)處理得分，4個處理可以明顯分為3個部分，第一部分為T1處理，第二部分為T2處理，第三部分為T3、T4處理，這也與聚類情況較為相似。在以PC1所代表的土壤質量水平上，各施肥土壤質量水平大小依次為T4＞T3＞T2＞T1。結果表明，有機替代比例越高，抵御香蕉枯萎病的能力越高。

3 討論

施肥是農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中提高作物產量的重要措施，為了單純地追求效率和產量而過量施用化肥是導致我國土壤肥力下降并誘發(fā)土傳病害的主要原因之一[24]。施用有機肥是緩解土壤退化等問題的重要手段之一，有機肥分解緩慢，具有長效性，但單純的有機肥并不能滿足作物生長前期的養(yǎng)分需求。一定比例的有機無機肥料配施，不僅能滿足當季作物生長獲得較高的產量，而且能在一定程度上提高土壤肥力[25-26]。陶磊等[27]研究發(fā)現(xiàn)有機肥或生物有機質替代化肥20% ~ 40% 能夠滿足棉花的生長，并未降低棉花的產量。而目前在海南省大規(guī)模香蕉生產中，需要施入的氮量約為600 kg/hm2左右[28]。因此本試驗以540 kg/hm2施氮量為基準，設置不同梯度的有機氮替代化學氮肥的田間試驗，并參考他人研究結果及生產實踐經(jīng)驗，設置最高替代比例為40%。研究結果表明，減少20% ~ 40% 的無機氮肥用量情況下，分別配施9 000 ~ 18 000 kg/hm2有機肥，可以使香蕉單產達到與化學肥料施用相同的效果，并在第二季有機替代達到40% 時，香蕉單產顯著提高，同時香蕉品質無明顯差異。由于有機氮部分替代無機氮處理能夠顯著降低香蕉枯萎病的發(fā)病率，減少香蕉植株的損失，因此，有機氮部分替代無機氮既可以維持香蕉持續(xù)高產，又可以顯著提高香蕉單位面積產量。

研究表明，有機肥可以增加土壤中有機質含量，使土壤形成良好的團聚體結構，提高土壤養(yǎng)分，從而增強土壤保肥供肥能力[29]。本研究結果顯示，施用有機肥可以有效提高土壤有機質含量，有機肥施用比例越高，土壤中有機質含量越高，這與Guo等[30]研究相一致。同時，研究表明，在香蕉園中，單純的施用無機肥會導致土壤pH不同程度降低[31-32]，本研究中，有機肥部分替代無機氮肥處理與對照相比，能夠顯著減弱土壤的酸化，可以提高土壤全氮量、速效鉀和有效磷含量，同時有機質對速效養(yǎng)分的吸附可減少速效養(yǎng)分的流失，因此有機肥既可保證足量的速效養(yǎng)分，又減少了養(yǎng)分流失，并且隨著有機肥替代比例的增加，土壤速效養(yǎng)分含量也呈增加趨勢。

目前主成分分析法在土壤質量評價中正得到大量的應用[33-36]。通過5個土壤化學性質和3種土壤可培養(yǎng)微生物組成的土壤生物肥力指標的主成分分析結果得出，各施肥土壤質量水平在PC1上的分異程度大于PC2，同時香蕉枯萎病發(fā)病率與PC1得分呈極顯著負相關。因此，有機肥替代無機氮有利于土壤質量水平的提高、降低香蕉枯萎病的發(fā)病率，這種提高是由土壤有機質、有效磷、速效鉀的含量差異引起的，同時這與鄧曉等[37]的調研結果相一致。并且隨著有機替代比例提高，在PC1上的得分越高，土壤抑病性程度也呈現(xiàn)增加趨勢。

土壤微生物對土壤養(yǎng)分循環(huán)和土壤有機質的分解有著重要的作用，土壤微生物數(shù)量是反映土壤肥力和土壤質量的重要指標[38]。程萬莉等[39]認為，有機肥替代部分化肥能明顯增加土壤細菌等數(shù)量，抑制了真菌的生長，改變了土壤微生物群落的結構組成。本研究中有機無機肥配施處理均能顯著降低土壤真菌數(shù)量。在替代比例為30% ~ 40% 的處理中，與化肥處理相比，土壤中可培養(yǎng)細菌的數(shù)量顯著提高，真菌數(shù)量顯著降低。同時細菌真菌比是評價土壤生態(tài)的一個重要指標，土壤細菌真菌比(B/F)越大，土壤肥力越高，抑病能力越強[40-42]。本研究結果顯示，隨著有機肥替代比例的增高，B/F也逐漸增大，B/F越大表示土壤中真菌數(shù)量越少、所占比例越小，土壤微生物區(qū)系正常，植株難發(fā)病。隨著有機肥替代比例增加，土壤向細菌型轉化的趨勢越明顯。

本試驗在有機氮肥替代30% ~ 40% 無機氮肥的情況下，顯著提高土壤有機質含量，顯著提高土壤pH，改良土壤，提高土壤養(yǎng)分供應水平，顯著提高速效養(yǎng)分例如堿解氮、有效磷和速效鉀的含量；并且顯著減少土壤可培養(yǎng)尖孢鐮刀菌和真菌數(shù)量，顯著增加土壤可培養(yǎng)細菌的數(shù)量，提高土壤細菌B/F，增強土壤的抑病性。在提高土壤肥力的同時對土壤的微生物群落結構也產生了影響, 從而顯著降低香蕉枯萎病的發(fā)生，提高香蕉產量。本研究結果可為海南香蕉生產上持續(xù)利用有機肥替代部分無機氮肥施用提供理論參考。

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Effects of Partial Substitution of Chemical Nitrogen with Organic Fertilizer on Banana Production and Soil Properties with Serious Disease Incidence

WANG Yiming1, LAI Chaoyuan1, ZHANG Hanqin1, RUAN Yunze1, ZHAO Yan1, WANG Beibei1*

(Institute of Tropical Agriculture and Forestry, Hainan University, Haikou 570228, China)

Partially replacing chemical fertilizer with organic fertilizer is the inevitable trend in guiding the rational fertilization, maintaining soil sustainable utilization and ensuring agriculture sustainable development in China. This study investigated the effects of partially replacing chemical nitrogen fertilizer (CNF) with organic fertilizer on the yield, quality and wild disease incidence of banana as well as soil microflora in order to provide theoretical basis for reducing the usage amount of CNF in the banana production. Fourtreatments were designed: T1, conventional CNF; T2, 20% of CNF replaced by organic nitrogen fertilizer (ONF); T3, 30% of CNF replaced by ONF; T4, 40% of CNF replaced by ONF. The growing conditions, disease incidence, yield and quality of banana, the nutrients and the amount of culturable microbial in soils were measured. The results showed that 20% to 40% of CNF replaced by ONF could meet the normal growth need of banana. Moreover, compared with T1, the substitution treatments (T2, T3 and T4) significantly increased the banana yield, meanwhile significantly reduced the disease incidence of banana fusarium wilt. In addition, the substitution treatments enhanced the contents of soil organic matter, available nitrogen, phosphor and potassium and mitigated soil acidification, which were all significantly negatively correlated with disease incidence. Furthermore, the quantities of culturable soil fungi and culturable fusarium were reduced, which were significantly positively correlated with disease incidence, and the quantity of culturable soil bacteria and B/F ratio were increased in the substitution treatments, principle components analysis showed that T4 and T3 treatments had the highest soil qualities, followed by T2, and T1 was the lowest. In conclusion, 30%-40% substitution treatment is optimal in promoting soil quality and improving soil microbial community structure for banana production.

Organic N; Inorganic N;wild disease; Soil microbial

國家重點研發(fā)計劃項目(2017YFD0202101)、海南省自然科學基金項目(317040)和國家自然科學基金項目(31672239)資助。

345814069@qq.com)

王一鳴(1993—)，男，山東煙臺人，碩士研究生，主要研究方向為土壤微生物。E-mail: 2572277461@qq.com

S963.91

A

10.13758/j.cnki.tr.2019.05.006