不同施肥處理對(duì)高叢越橘幼苗生長(zhǎng)和生理指標(biāo)及土壤理化性質(zhì)的影響

鄧家欣，韋繼光，於 虹，姜燕琴，曾其龍，劉紅軍，蔣佳峰，①

〔1.江蘇省中國科學(xué)院植物研究所(南京中山植物園)，江蘇 南京 210014；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，江蘇 南京 210095〕

越橘(Vacciniumspp.)屬于淺根系、寡營養(yǎng)的植物，適宜生長(zhǎng)在低鹽、有機(jī)質(zhì)含量高且通氣性良好的酸性沙質(zhì)土壤中[1]。適宜的施肥措施能夠促進(jìn)越橘幼苗生長(zhǎng)，并提高其果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量[2-3]。因此，研究適于越橘生長(zhǎng)的鹽分含量低的專用酸性肥料是保障越橘增產(chǎn)的重要研究目標(biāo)之一。

目前，在越橘生產(chǎn)中化肥、畜禽糞便及一些配方肥料[4]使用較多。施用化肥雖然能夠提供氮、磷、鉀等速效元素，短暫維持土壤速效養(yǎng)分的供給，但連年施用化肥會(huì)造成土壤板結(jié)、有機(jī)質(zhì)含量降低、土壤次生鹽漬化，進(jìn)而導(dǎo)致土地生產(chǎn)力下降[5]；以畜禽糞便為主要原料發(fā)酵生產(chǎn)的商品有機(jī)肥，鹽分含量較高，并呈弱堿性(pH 7.3至pH 7.9)[6]，易造成越橘植株體內(nèi)鐵含量快速下降，引起缺鐵癥狀[7]；相比于商品有機(jī)肥，植物源有機(jī)肥具有鹽分含量低、安全環(huán)保等特點(diǎn)[8]，便于生產(chǎn)針對(duì)性強(qiáng)的專用有機(jī)肥。因而，近年來對(duì)植物源有機(jī)肥的功效有較多的研究[9-10]。

生物有機(jī)肥是一種新型肥料，施用生物有機(jī)肥不僅能改善土壤理化性質(zhì)、增強(qiáng)土壤微生物活性，還可提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)[11]。木霉菌是一種能夠適應(yīng)酸性土壤環(huán)境，且具有優(yōu)良生防作用的功能真菌[12-14]。將木霉菌植入有機(jī)物中制備的木霉生物有機(jī)肥，可有效轉(zhuǎn)化底肥，釋放小分子養(yǎng)分和活性因子，改良土壤肥力，提升土壤有機(jī)質(zhì)含量，降低土壤pH值，從而促進(jìn)植物的生長(zhǎng)[15-16]。目前，木霉生物有機(jī)肥已應(yīng)用于蔬菜[17]、園林植物[18]和果樹的栽培[19]。在越橘栽培過程中木霉生物有機(jī)肥的應(yīng)用效果尚不明確，不利于越橘的科學(xué)施肥管理。

鑒于此，作者以高叢越橘品種‘藍(lán)美1號(hào)’(Vacciniumcorymbosum‘Lanmei 1’)為研究材料，采用盆栽法，通過比較化肥、植物源有機(jī)肥及木霉生物有機(jī)肥對(duì)其幼苗生長(zhǎng)和生理指標(biāo)的影響及土壤改良的作用，為越橘栽培過程中實(shí)施適宜且高效的施肥管理措施提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

供試的高叢越橘品種‘藍(lán)美1號(hào)’1年生幼苗由浙江藍(lán)美農(nóng)業(yè)有限公司提供，長(zhǎng)勢(shì)基本一致。供試幼苗種植于配比為V(紅壤)∶V(松樹皮)∶V(草炭)=2∶1∶1的盆栽土壤中，其中，紅壤取自江西鷹潭中國科學(xué)院紅壤生態(tài)試驗(yàn)站，由第四紀(jì)紅色黏土發(fā)育而成，土質(zhì)黏重緊實(shí)，pH 4.5，電導(dǎo)率0.139 mS·cm-1，含水率3.00%，有機(jī)質(zhì)含量1.40%；松樹皮(含水率2.90%)和草炭(含水率16.24%)購自南京花卉市場(chǎng)。在上口徑14 cm、下口徑10.5 cm、高13 cm的花盆中裝入干質(zhì)量1 228 g的盆栽土壤，每盆種植1株幼苗，然后置于江蘇省中國科學(xué)院植物研究所人工溫室內(nèi)培養(yǎng)，光照強(qiáng)度(70±5)μmol·m-2·s-1、光照時(shí)間14 h·d-1、溫度25 ℃，實(shí)驗(yàn)期間采取常規(guī)水管理。

化肥：使用分析純?cè)噭┑哪蛩?、過磷酸鈣和硫酸鉀模擬氮、磷和鉀。有機(jī)肥：由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院提供，為中藥渣發(fā)酵而成，pH 6.04，電導(dǎo)率4.66 mS·cm-1，有機(jī)質(zhì)含量39.5%，全氮(N)、全磷(P2O5)和全鉀(K2O)含量分別為26.70、10.40和9.20 g·kg-1，含水率27.66%。木霉生物有機(jī)肥：由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院提供，以前述有機(jī)肥為基肥加入木霉菌(木霉秸稈發(fā)酵物)制成，并將pH值調(diào)至pH 5.0，木霉菌含量為5×108cfu·g-1，其他參數(shù)同前。

1.2 方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和施肥處理 施肥處理于2019年10月開始。設(shè)置不施肥(CK)、化肥(CF)、有機(jī)肥(OF)和木霉生物有機(jī)肥(BF)4個(gè)組。OF組：在盆栽土壤中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的有機(jī)肥，即每盆添加干質(zhì)量12.28 g有機(jī)肥；BF組：在盆栽土壤中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的木霉生物有機(jī)肥，即每盆添加干質(zhì)量12.28 g木霉生物有機(jī)肥；CF組：按照尿素0.61 g、過磷酸鈣1.43 g和硫酸鉀0.45 g的施肥量在每盆的盆栽土壤中施入氮、磷和鉀肥，使土壤中氮、磷和鉀含量與OF和BF組一致。每個(gè)處理6盆，共24盆。

1.2.2 植物生長(zhǎng)和生理指標(biāo)測(cè)定 于2020年5月，選擇晴朗無云的天氣，于9：00至11：00使用LI-6400便攜式光合作用測(cè)量系統(tǒng)(美國LI-COR公司出品)測(cè)定葉片的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度和蒸騰速率，每株選取中部枝條自上而下第5至第9枚成熟葉片進(jìn)行測(cè)定。使用游標(biāo)卡尺(精度0.01 cm)測(cè)量幼苗的基徑(位于基質(zhì)表面處的植株莖干直徑)；使用米尺(精度0.1 cm)測(cè)定每株幼苗的所有枝條長(zhǎng)度，總和為單株總枝長(zhǎng)；在每株幼苗的中部枝條上采集自上而下第5至第9枚成熟葉片，采用丙酮直接浸提法[20]測(cè)定葉片的葉綠素a和葉綠素b含量，二者之和為總?cè)~綠素含量。

挖取全部樣株，每株幼苗分為根、莖和葉3個(gè)部分，洗凈后供試。使用HP LaserJet Pro M1216激光一體機(jī)(中國惠普有限公司)和Adobe Photoshop CS6軟件測(cè)定各單株所有葉片的面積，并據(jù)此計(jì)算單株總?cè)~面積。使用植物根系活力檢測(cè)試劑盒(萘胺微板法，上海源葉生物科技有限公司出品)測(cè)定根系活力。將各單株的根、莖和葉分別置于105 ℃殺青30 min，然后置于75 ℃烘干至恒質(zhì)量，分別稱量各單株根、莖和葉的干質(zhì)量，莖和葉干質(zhì)量之和為單株地上部干質(zhì)量，根干質(zhì)量為單株地下部干質(zhì)量。

萍萍聽了我的話以后，去看她真正的丈夫了，她丈夫手中的那只筆開始在紙上劃來劃去，林孟對(duì)她說：“我已經(jīng)算出來了，家里所有的存款加上現(xiàn)錢一共是一萬二千四百元，你拿六千二百，我也拿六千二百，彩電和錄相機(jī)你拿一臺(tái)，冰箱和洗衣機(jī)也讓你先挑選一臺(tái)……”

將干葉片磨碎、過篩(60目)；稱取適量樣品，用H2SO4-H2O2消煮后，分別用SKD-800自動(dòng)凱氏定氮儀(上海沛歐分析儀器有限公司)、鉬銻抗比色法[21]314和FP-640火焰光度計(jì)(上海儀電分析儀器有限公司)測(cè)定葉片的氮、磷和鉀含量。

1.2.3 土壤理化指標(biāo)測(cè)定 于2020年5月，用取土鏟挖出幼苗，抖去根系的浮土，取緊密附著在根系上的土壤作為根際土，密封后置于-80 ℃保存、備用。另外，分別取約100 g盆栽土壤置于通風(fēng)處自然風(fēng)干，約100 g盆栽土壤置于4 ℃冰箱保存、備用。

將自然風(fēng)干的土樣研磨、過篩(100目)，使用Orion Star A211臺(tái)式pH計(jì)(美國Thermo Scientific公司)測(cè)定土壤pH值；使用DDS-11A電導(dǎo)率儀(上海理達(dá)儀器廠)測(cè)定土壤電導(dǎo)率；采用水合熱重鉻酸鉀比色法[21]109-110測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量；使用土壤酸性磷酸酶(S-ACP)活性檢測(cè)試劑盒(北京索萊寶科技有限公司)測(cè)定土壤酸性磷酸酶；使用土壤脲酶活性檢測(cè)試劑盒(南京建成生物工程研究所)測(cè)定土壤脲酶活性；采用開氏消煮法[21]147-148對(duì)土樣進(jìn)行消煮，并使用SKD-800自動(dòng)凱氏定氮儀測(cè)定土壤全氮含量；采用鉬銻抗比色法[21]168-169測(cè)定土壤全磷含量；使用FP-640火焰光度計(jì)測(cè)定土壤全鉀含量。使用新鮮土樣，采用靛酚藍(lán)比色法[21]159-160測(cè)定土壤銨態(tài)氮含量；采用紫外分光光度法[22]測(cè)定土壤硝態(tài)氮含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析

采用EXCEL 2019軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；采用SPSS Statistics 26.0軟件對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(one-away ANOVA)和Duncan’s新復(fù)極差分析。

2 結(jié)果和分析

2.1 不同施肥處理對(duì)高叢越橘品種‘藍(lán)美1號(hào)’幼苗生長(zhǎng)和生理指標(biāo)的影響

經(jīng)不同施肥處理后高叢越橘品種‘藍(lán)美1號(hào)’幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)的差異見表1；葉片的葉綠素含量、光合和氣體交換參數(shù)以及氮、磷和鉀含量的差異見表2。

2.1.1 對(duì)幼苗生長(zhǎng)的影響 由表1可見：各施肥組幼苗的6個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)均大幅度高于對(duì)照(未施肥)，差異均達(dá)顯著(P<0.05)水平，其中，木霉生物有機(jī)肥(BF)組的增幅最大。

表1 不同施肥處理后高叢越橘品種‘藍(lán)美1號(hào)’幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)的差異

2.1.2 對(duì)葉片葉綠素含量的影響 由表2可見：各施肥組幼苗葉片的葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量均高于對(duì)照，差異均達(dá)顯著水平，其中，BF組葉片的葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量最高。

各施肥組間幼苗葉片的葉綠素a含量均存在顯著差異，其中，BF組的葉綠素a含量最高，較OF和CF組分別升高了40.32%和26.09%。OF和CF組幼苗葉片的葉綠素b含量和總?cè)~綠素含量無顯著差異，但均顯著低于BF組；其中，BF組幼苗葉片的葉綠素b含量較OF和CF組分別升高了52.00%和40.74%，總?cè)~綠素含量較OF和CF組分別升高了43.68%和30.21%。

2.1.3 對(duì)葉片光合和氣體交換參數(shù)的影響 由表2還可見：各施肥組幼苗葉片的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率均高于對(duì)照，而胞間CO2濃度則均低于對(duì)照，差異均達(dá)顯著水平；其中，BF組幼苗葉片的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率最大，其胞間CO2濃度也較低。

表2 不同施肥處理后高叢越橘品種‘藍(lán)美1號(hào)’幼苗葉片的葉綠素含量、光合和氣體交換參數(shù)以及氮、磷和鉀含量的差異

各施肥組間幼苗葉片的胞間CO2濃度無顯著差異。OF和CF組幼苗葉片的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率無顯著差異，但均顯著低于BF組；其中，BF組幼苗葉片的凈光合速率較OF和CF組分別升高了9.00%和8.89%，氣孔導(dǎo)度較OF和CF組均升高了11.11%，蒸騰速率則較OF和CF組分別升高了8.43%和12.03%。

2.1.4 對(duì)葉片氮、磷和鉀含量的影響 由表2還可見：各施肥組幼苗葉片的氮、磷和鉀含量均高于對(duì)照，差異均達(dá)顯著水平，其中，BF組葉片的氮、磷和鉀含量最高。

BF組幼苗葉片的氮、磷和鉀含量?jī)H顯著高于CF組，但與OF組無顯著差異；其中，BF組幼苗葉片的氮、磷和鉀含量分別較OF組升高了13.26%、32.14%和9.10%。

2.2 不同施肥處理對(duì)高叢越橘品種‘藍(lán)美1號(hào)’幼苗盆栽土壤理化指標(biāo)的影響

經(jīng)不同施肥處理后高叢越橘品種‘藍(lán)美1號(hào)’幼苗盆栽土壤理化指標(biāo)的差異見表3。

2.2.1 對(duì)土壤pH值和電導(dǎo)率的影響 由表3可見：各施肥組盆栽土壤的電導(dǎo)率均高于對(duì)照(未施肥)，差異均達(dá)顯著(P<0.05)水平；木霉生物有機(jī)肥(BF)和化肥(CF)組盆栽土壤的pH值與對(duì)照無顯著差異，僅有機(jī)肥(OF)組盆栽土壤的pH值與對(duì)照存在顯著差異。在3個(gè)施肥組中，BF組盆栽土壤的電導(dǎo)率最高，但各組間無顯著差異。BF和CF組盆栽土壤的pH值無顯著差異，但均顯著低于OF組?？傮w上，BF組盆栽土壤的電導(dǎo)率最高，pH值也較高。

2.2.2 對(duì)土壤酶活性的影響 由表3還可見：各施肥組盆栽土壤的酸性磷酸酶和脲酶活性均高于對(duì)照，差異均達(dá)顯著水平，其中，BF組盆栽土壤的酸性磷酸酶和脲酶活性最高。各施肥組間盆栽土壤的酸性磷酸酶和脲酶活性均存在顯著差異，其中，BF組盆栽土壤的酸性磷酸酶活性較OF和CF組分別升高了28.09%和10.02%，其脲酶活性較OF和CF組分別升高了27.15%和20.92%。

2.2.3 對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響 由表3還可見：各施肥組盆栽土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量均高于對(duì)照，差異均達(dá)顯著水平，其中，BF組盆栽土壤的各項(xiàng)指標(biāo)最大。

表3 不同施肥處理后高叢越橘品種‘藍(lán)美1號(hào)’盆栽土壤理化指標(biāo)的差異

BF組盆栽土壤的有機(jī)質(zhì)和全氮含量均顯著高于OF和CF組，其中，有機(jī)質(zhì)含量較OF和CF組分別升高了12.23%和13.10%，全氮含量較OF和CF組分別升高了13.0%和18.18%；而OF和CF組間盆栽土壤的有機(jī)質(zhì)和全氮含量無顯著差異。各施肥組間盆栽土壤的銨態(tài)氮含量均存在顯著差異，其中，BF組盆栽土壤的銨態(tài)氮含量較OF和CF組分別升高了47.99%和31.71%。盆栽土壤的全鉀含量以BF組最高，但僅與OF組差異顯著，較OF組升高了22.94%。各施肥組間盆栽土壤的全磷和硝態(tài)氮含量無顯著差異。

3 討論和結(jié)論

合理施肥能夠促進(jìn)植株生長(zhǎng)，增加光合作用效率，但不同類型肥料對(duì)植物的促生效應(yīng)存在差異。馮程龍等[23]發(fā)現(xiàn)施用木霉生物有機(jī)肥能顯著促進(jìn)黃瓜(CucumissativusLinn.)的株高增長(zhǎng)和葉面積增大；陸寧海等[24]的研究結(jié)果表明：施用木霉菌制劑能夠顯著提升小麥(TriticumaestivumLinn.)和玉米(ZeamaysLinn.)的地上部鮮質(zhì)量，提高葉片葉綠素含量；劉秋梅等[25]認(rèn)為，相比于有機(jī)肥，施用木霉生物有機(jī)肥能顯著提升番茄(LycopersiconesculentumMill.)葉片的葉長(zhǎng)、葉寬和葉綠素含量。本研究中，施用化肥、有機(jī)肥和木霉生物有機(jī)肥均能夠促進(jìn)高叢越橘品種‘藍(lán)美1號(hào)’幼苗地上部的生長(zhǎng)，使葉片葉綠素含量提高，并改善氣孔交換狀況，增強(qiáng)凈光合速率；與化肥和有機(jī)肥相比，施用木霉生物有機(jī)肥能更大幅度地促進(jìn)‘藍(lán)美1號(hào)’幼苗地上部分和根系的生長(zhǎng)，通過增加葉面積和葉綠素含量提升葉片的光合作用效率，通過提升根系活力增強(qiáng)根系對(duì)水分和礦物質(zhì)養(yǎng)分的吸收作用，促進(jìn)葉片中養(yǎng)分的累積，進(jìn)而達(dá)到促進(jìn)‘藍(lán)美1號(hào)’幼苗生長(zhǎng)的目的。

研究結(jié)果[26-27]表明：木霉生物有機(jī)肥能夠有效活化土壤養(yǎng)分，提高植物對(duì)土壤養(yǎng)分的利用率，并促進(jìn)植株生長(zhǎng)。本研中，施用化肥、有機(jī)肥和木霉生物有機(jī)肥均可顯著增加‘藍(lán)美1號(hào)’幼苗盆栽土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷和全鉀以及銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量，提高土壤的電導(dǎo)率以及酸性磷酸酶和脲酶活性，但施用不同肥料后盆栽土壤的這些指標(biāo)增幅存在一定差異，其中施用木霉生物有機(jī)肥后盆栽土壤的這些指標(biāo)增幅最大，說明相較于化肥和有機(jī)肥，施用木霉生物有機(jī)肥能夠顯著提升土壤養(yǎng)分水平，加速土壤養(yǎng)分活化，從而增強(qiáng)土壤的供肥能力。此外，施用木霉生物有機(jī)肥后，盆栽土壤中的銨態(tài)氮含量顯著高于其他施肥組，而硝態(tài)氮含量則與其他施肥組無顯著差異，這一現(xiàn)象有利于越橘對(duì)土壤氮素的吸收，由于越橘是一種喜銨植物，對(duì)土壤中銨態(tài)氮的吸收能力強(qiáng)于硝態(tài)氮[28]?？傊┯媚久股镉袡C(jī)肥可顯著提高土壤酶活性，豐富土壤微生物多樣性，加速土壤氮素轉(zhuǎn)化，進(jìn)而促進(jìn)越橘植株對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收利用。

越橘的生長(zhǎng)與養(yǎng)分吸收是一個(gè)復(fù)雜的生理過程，本實(shí)驗(yàn)僅研究了3種肥料對(duì)‘藍(lán)美1號(hào)’幼苗生長(zhǎng)的影響，肥料類型少且使用量單一，缺乏對(duì)花期和果期的指標(biāo)測(cè)定以及對(duì)土壤微生物菌群的研究。在后續(xù)的研究中應(yīng)對(duì)生物有機(jī)肥的最佳施用量進(jìn)行探究，并揭示微生物對(duì)植株及土壤的作用機(jī)制。

綜上所述，適量施用化肥、有機(jī)肥和木霉生物有機(jī)肥均能夠促進(jìn)‘藍(lán)美1號(hào)’幼苗生長(zhǎng)，增大其葉面積，提高葉片葉綠素含量和凈光合速率，增加根系活力，同時(shí)能夠提高土壤養(yǎng)分含量，增強(qiáng)土壤酶活性，改善土壤微生物環(huán)境，其中，木霉生物有機(jī)肥對(duì)‘藍(lán)美1號(hào)’的促生效果及土壤的改良作用更優(yōu)。因而，建議在越橘栽培生產(chǎn)中，應(yīng)針對(duì)不同的品種和生長(zhǎng)期，依據(jù)土壤肥力水平，制定適宜的木霉生物有機(jī)肥施肥措施。