不同土壤耕作方式對五味子園土壤特性及植株生長的影響※

●榮 涵 艾 軍※※, 王 月 石廣麗 李昌禹

（1.中國農(nóng)業(yè)科學院特產(chǎn)研究所 吉林 長春 130112；2.吉林農(nóng)業(yè)大學 吉林 長春 130118）

五味子[Schisandra chinensis(Turcz.)Baill]為木蘭科植物，主產(chǎn)于我國東北和河北部分地區(qū)的五味子果實干品，商品習稱“北五味子”,具有收斂固澀、益氣生津、補腎寧心之效[1]。長期以來，五味子園的土壤管理多以清耕為主，易形成裸露的地表，使土壤水分大量蒸發(fā)而板結(jié)，成為限制五味子生產(chǎn)力的主要因素之一。覆蓋作為果樹節(jié)水豐產(chǎn)栽培的有效措施，已在干旱地區(qū)的果園中得到廣泛應用，果園覆蓋不僅能影響土壤化學性狀和微生物量[2]，而且具有減少果園地表徑流、保持土壤水分、調(diào)節(jié)土壤溫度等生態(tài)效應[3]。許多研究表明，果園生草可以提高土壤肥力，改善土壤結(jié)構(gòu)[4-6]。不同的土壤類型、植物種類、土壤耕作方式及根區(qū)位置等會直接影響土壤微生物群落及其數(shù)量[7-8]。果園土壤中的微生物主要是細菌、真菌和放線菌，其中細菌最多[9-10]。周麗霞等認為微生物群落結(jié)構(gòu)與生物量可作為評價土壤質(zhì)量的重要指標[11]。本試驗是對五味子園施行不同土壤耕作方式，即自然生草、地布覆蓋和清耕。對3種土壤耕作方式下的五味子園土壤微生物區(qū)系特征及其主要養(yǎng)分含量進行研究，以期為五味子園土壤的合理管理方式提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

實驗地設在中國農(nóng)業(yè)科學院特產(chǎn)研究所左家鎮(zhèn)五味子基地，土質(zhì)為栗鈣土，品種為“早紅”五味子，樹齡6年，株、行距為100cm 200cm。試驗于2018年5月進行，設自然生草、地布覆蓋、清耕3個處理，選樹勢一致、無病害的20棵五味子樹為1個處理小區(qū)，重復3次，各處理的田間管理措施一致。

1.2 實驗方法

1.2.1 土壤含水量監(jiān)測 2019年3月24日到2019年9月30日，每10d對各處理于果樹樹冠滴水線處15～20cm土層重復取土3次，烘干法測定[12]。

1.2.2 土壤微生物數(shù)量測定 土壤微生物的數(shù)量分析采用稀釋平板法[13]。2019年9月27日分別采集各處理樹盤下的土壤，每個采樣點按對角線在樹冠外緣垂直投影向內(nèi)20cm處采取0～20cm的土壤，將各點土樣分層混合均勻，用四分法留取1kg左右土壤樣品裝入封口袋中，放入4℃冰箱中保存。細菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基培養(yǎng)，真菌采用鏈霉素-馬丁氏孟加拉紅培養(yǎng)基培養(yǎng)，放線菌采用高氏一號培養(yǎng)基培養(yǎng)[14]。將接種后的培養(yǎng)基倒置放入培養(yǎng)箱中，細菌置于30℃左右的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)23d，真菌放入25℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3～5d，放線菌放入28℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3～4d。測定時設3個重復。3種微生物均采用稀釋平板涂布法計算微生物的數(shù)量。每克土壤中的細菌數(shù)＝同一稀釋度幾個重復的菌落平均數(shù) 10稀釋倍數(shù)（真菌、放線菌也可按此公式計算）[15]。

1.2.3 土壤養(yǎng)分含量測定 在2019年9月下旬，對各處理采取對角線5點取樣法，采集0～20cm的混合土樣，采用半微量凱氏法測定土壤全氮（TN）、氧化鎂浸提-擴散法測定銨態(tài)氮（NH4-N）、酚二磺酸比色法測定硝態(tài)氮（NH3-N）、碳酸氫鈉浸提法測定速效磷（AP）、火焰光度法測定速效鉀（AK）、重鉻酸鉀-油浴加熱法測定土壤有機質(zhì)含量[16]，測得的試驗地土壤養(yǎng)分情況，見表1。

表1 試驗地土壤養(yǎng)分情況

1.2.4 植株生長量和產(chǎn)量的測定 2019年5月20日（花期）對五味子植株的雌花比例進行測定；2019年9月25日（成熟期）對五味子的產(chǎn)量進行測定，2019年10月20日，在五味子停止生長后，對五味子1年生枝條測量長度，并對不同枝類進行計數(shù)，同時對根頸粗度進行測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土壤耕作方式對土壤含水量的影響

2019年3～9月期間，地布覆蓋園地15～20cm的土壤含水量在20.59%～15.73%之間變化，自然生草園地的土壤含水量在20.64%～15.84%之間變化，清耕園地的土壤含水量在19.85%～14.56%之間變化，見圖1。清耕園地的土壤含水量波動幅度最大，其次是地布覆蓋園地，說明自然生草和地布覆蓋方式較清耕方式保水效果好。

2.2 不同土壤耕作方式對土壤養(yǎng)分含量的影響

全量養(yǎng)分通常用于衡量土壤養(yǎng)分的基礎肥力，不同土壤耕作方式對土壤養(yǎng)分含量的影響，見表2。由表2可知，自然生草園地的土壤全氮含量最大，為1260.87mg/kg，較清耕園地的土壤全氮含量增加8.6%，地布覆蓋園地的土壤全氮含量最少，為1052.13mg/kg，較清耕園地的土壤全氮含量減少8.7%，3種耕作方式之間土壤的全氮含量差異顯著。硝態(tài)氮和銨態(tài)氮都是土壤中可以被植物利用的有效氮，地布覆蓋園地土壤的硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量最少，分別為2.525mg/kg和 5.605mg/kg。

圖1 不同土壤耕作方式土壤含水量變化

表2 不同土壤耕作方式對土壤養(yǎng)分含量的影響

結(jié)合表1和表2可知，經(jīng)地布覆蓋處理后土壤中的硝態(tài)氮和銨態(tài)氮分別減少了62.19%和49.02%；經(jīng)自然生草處理后，土壤中的硝態(tài)氮和銨態(tài)氮分別減少了10.24%和39.79%，土壤有機質(zhì)增加了1.48g/kg。土壤中的速效磷含量表現(xiàn)為自然生草園地＞地布覆蓋園地＞清耕園地，其中自然生草園地的速效磷含量最大，為56.70mg/kg，清耕園地的速效磷含量最低，為41.08mg/kg，自然生草園地的速效磷含量顯著大于地布覆蓋園地和清耕園地。清耕園地土壤中的速效鉀含量為89.40mg/kg，地布覆蓋園地和自然生草園地較清耕園地的速效鉀含量分別增加了6.91mg/kg和50.05mg/kg，自然生草園地的速效鉀含量顯著大于地布覆蓋園地和自然生草園地。土壤有機質(zhì)是土壤肥力的物質(zhì)基礎，由表2可知，3種耕作方式的土壤有機質(zhì)含量表現(xiàn)為自然生草園地＞地布覆蓋園地＞清耕園地，三者之間差異不顯著。

2.3 不同土壤耕作方式對土壤微生物數(shù)量的影響

土壤微生物是土壤中活的有機體，是最活躍的土壤肥力因子之一。細菌、真菌和放線菌是土壤微生物的3大類群，構(gòu)成了土壤微生物的主要生物量，它們的數(shù)量變化常能反映出土壤生物活性水平。由圖2（A）三大類群微生物總數(shù)來看，自然生草園地和地布覆蓋園地土壤微生物的數(shù)量顯著提高，表現(xiàn)為自然生草園地＞地布覆蓋園地＞清耕園地，自然生草園地的微生物數(shù)量較清耕園地的微生物數(shù)量提高了60.27%，地布覆蓋園地的微生物數(shù)量較清耕園地的微生物數(shù)量提高了44.25%。其中，自然生草園地和地布覆蓋園地的微生物數(shù)量高于清耕園地的微生物數(shù)量，其主要原因與自然生草和地布覆蓋處理增加土壤中有機殘體量有關(guān)。

3種耕作方式的土壤微生物中細菌數(shù)量最多，放線菌其次，真菌最少。由圖2（B）可以看出，在3種土壤耕作方式下，自然生草園地的細菌數(shù)量最多，為4.0 107cfu/g，自然生草園地和地布覆蓋園地較清耕園地分別提高了65%和50%，自然生草園地的細菌數(shù)量顯著大于地布覆蓋園地和清耕園地的細菌數(shù)。細菌個體小、數(shù)量大，與土壤接觸的表面積相對大，成為土壤中最大的生命活動面，也是最活躍的生物因素，時刻與周圍環(huán)境進行著物質(zhì)和能量交換，土壤細菌數(shù)量的多少在一定程度上表現(xiàn)了土壤的肥力狀況[13]。由圖2（C）可見，土壤中真菌數(shù)量表現(xiàn)為自然生草園地＞地布覆蓋園地＞清耕園地，自然生草園地的真菌數(shù)量最多，為2.2 105cfu/g，清耕園地的真菌數(shù)量最少，為1.6 105cfu/g，與清耕園地的真菌數(shù)量相比，自然生草園地的真菌數(shù)和地布覆蓋園地的真菌數(shù)分別提高了27.28%和11.11%，三者之間沒有顯著差異。由圖2（D）可以看出，自然生草園地的放線菌數(shù)量為6.0 106cfu/g，顯著大于地布覆蓋園地的放線菌數(shù)量（4.75 106cfu/g）和清耕園地的放線菌數(shù)量（4.2 106cfu/g），與清耕園地相比，自然生草園地放線菌數(shù)量和地布覆蓋園地的放線菌數(shù)量分別提高了30%和11.58%。結(jié)果表明，自然生草和地布覆蓋這兩種土壤耕作方式更能增加土壤的微生物數(shù)量。

圖2 不同土壤耕作方式對土壤微生物數(shù)量的影響

2.4 不同土壤耕作方式對五味子植株生長量和產(chǎn)量的影響

五味子以中、長枝結(jié)果為主，枝蔓長度與雌花比例呈正比[1]。3種不同耕作方式對五味子不同枝類比例、根頸粗、雌花比例及單株產(chǎn)量，見表3。由表3可知，自然生草園地的五味子中長枝數(shù)大于地布覆蓋園地和清耕園地的五味子中長枝數(shù)，地布覆蓋園地和自然生草園地的五味子中長枝數(shù)較清耕園地的五味子中長枝數(shù)分別增加了56%和60%；五味子雌花比例表現(xiàn)為自然生草園地＞地布覆蓋園地＞清耕園地，自然生草園地和地布覆蓋園地的五味子雌花比例沒有顯著差異；五味子短枝和葉叢枝表現(xiàn)為地布覆蓋園地＞自然生草園地＞清耕園地。自然生草園地的五味子根頸粗為20.52mm，較清耕園地的五味子根莖粗提高了29%，地布覆蓋園地的五味子根頸粗為18.23mm，較清耕園地的五味子根莖粗提高了20%。自然生草園地和地布覆蓋園地五味子的單株產(chǎn)量分別為1.31kg/株和1.30kg/株，顯著大于清耕園地的五味子產(chǎn)量0.88kg/株，自然生草園地和地布覆蓋園地五味子的單株產(chǎn)量之間沒有顯著差異。

表3 不同土壤耕作方式對五味子不同枝類比例、根頸粗、雌花比例以及產(chǎn)量的影響

3 結(jié)論

通過不同土壤耕作方式對土壤含水量、養(yǎng)分以及微生物數(shù)量的實驗對比，考查不同土壤耕作方式對五味子不同枝類比例、根頸粗、雌花比例以及產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，不同土壤耕作方式對五味子園的土壤含水量、養(yǎng)分、微生物含量及植株生長量和產(chǎn)量影響不同。本試驗中，土壤養(yǎng)分含量最高的是自然生草園地，清耕園地的土壤養(yǎng)分含量最少，地布覆蓋園地的土壤速效磷含量減少，有可能是因為地布覆蓋條件下有利于速效磷的活化，故而減少，在生產(chǎn)實踐中，地布覆蓋條件下應加強速效磷的供應。自然生草園地的土壤微生物數(shù)量顯著高于地布覆蓋園地的土壤微生物數(shù)量和清耕園地的土壤微生物數(shù)量。自然生草園地和地布覆蓋園地的土壤養(yǎng)分和微生物數(shù)量較多，因此植株的中長枝數(shù)量也顯著大于清耕園地植株的中長枝數(shù)量，五味子結(jié)果以中長枝為主，因而自然生草園地和地布覆蓋園地的五味子雌花比例和五味子產(chǎn)量亦大于清耕園地的五味子雌花比例和五味子的產(chǎn)量。從五味子園土壤優(yōu)化管理考慮，地布覆蓋和自然生草的土壤耕作方式優(yōu)于清耕。