不同有機肥對藍莓園土壤理化性質及藍莓光合特性的影響

陳 冰，張廣娜*，王 蕓，林祥杰，鄭亞琴，于軍香

（1.臨沂大學農林科學學院，山東臨沂 276005；2.山東省水土保持與環(huán)境保育重點實驗室，臨沂大學資源環(huán)境學院，山東臨沂 276005；3.臨沂大學藥學院，山東臨沂 276005）

藍莓（Vaccinium corymbosumL.）又稱越橘或藍漿果，是杜鵑花科越橘屬植物，藍莓果實風味獨特，且富含花青素，能加速視紅素的生成，緩解眼部疲勞，預防白內障，改善老年癡呆癥，加強記憶。藍莓因其較好的營養(yǎng)保健作用，近年來在國際市場引起了廣泛關注，聯合國糧農組織也將藍莓列為人類五大健康食品之一，藍莓的種植規(guī)模逐年擴大[1]。

盡管在我國，藍莓已經開始擴大種植和推廣，但許多地區(qū)的藍莓栽培仍受到土壤pH 的限制，藍莓的最適土壤pH 值范圍在4.0～4.8 之間，但因施用化肥不當而引起的pH 值過高或過低、破壞土壤團粒結構，造成土壤板結等都會嚴重影響藍莓的生長[2-3]。為改善藍莓果實的口感，近年來果農普遍采用有機肥改善果實糖酸比以適應消費者口味。研究發(fā)現，施用有機肥不僅可以改善土壤物理性質，增加土壤速效N、P、K 含量[4-5]，改善土壤微生物群落結構，優(yōu)化根際環(huán)境，進而提高藍莓產量[6]；同時，還能提高藍莓的光合作用和抗氧化能力，改善藍莓品質[7-8]。此外，長期施用有機肥還可以提高土壤基本肥力，減少土壤對肥料的依賴，減少肥料投入[9]。隨著近幾年羊、兔養(yǎng)殖規(guī)模的擴大，廢棄物產量較高，環(huán)境保護壓力較大，而作為理想的有機肥原料，羊糞、兔糞經過堆腐后用于種植業(yè)，既可以實現糞污的有效利用，也可以減少環(huán)境污染。

臨沂市臨沭縣大興鎮(zhèn)現栽培藍莓約660 hm2，藍莓已成為該區(qū)脫貧致富的主要經濟作物。藍莓屬于寡營養(yǎng)植物，對化肥施用敏感，因此常用有機肥進行土壤培肥，品種有豆餅、兔糞和羊糞，為對比不同有機肥對藍莓園土壤理化性質及藍莓生理特性的影響，本研究以北高叢藍莓‘藍豐’品種為研究對象，在均質化改土后的藍莓園，施用發(fā)酵后的豆餅肥、兔糞和羊糞，試驗處理3 年后通過地下土壤理化指標和藍莓生理特性指標的變化，探究不同有機肥對藍莓園土壤的改良效果及對地上藍莓生理特性的影響，為后期有機肥在藍莓種植園的施用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗地位于山東省臨沭縣大興鎮(zhèn)超藍藍莓合作社基地（34°46′32″N，118°42′33″E）。供試藍莓品種為‘藍豐’。

氯化鉀、酒石酸鉀鈉，無錫市亞太聯合化工有限公司；苯酚、甲醛，天津市大茂化學試劑廠；氫氧化鈉，天津市恒發(fā)化學試劑有限公司；磷酸氫二鈉、磷酸氫鈉、硼砂，天津市致遠化學試劑有限公司；硝酸鈉，煙臺三和化學試劑有限公司；EDTA 二鈉鹽（分析純），天津市科密歐化學試劑有限公司；四苯硼鈉（分析純），上海展云化工有限公司；重鉻酸鉀，天津市鼎盛鑫化工有限公司；硫酸銨，天津化學試劑有限公司；所有試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

阿貝折光儀，WAY-2WAJ 單目型，力辰科技；紫外光分光光度計，UV-8000H，上海元析儀器有限公司；烘箱，DHG-9000，上海一恒儀器。

1.3 試驗設計與采樣

本試驗設置豆餅、兔糞、羊糞3 種處理，每個處理設置3 個重復，完全隨機區(qū)組設計，每個小區(qū)面積20 m×20 m。

藍莓園建園時用硫酸亞鐵改土后均質土壤，初始pH值為5.5 左右，采用3 年生‘藍豐’苗春季定植，于2016—2019 年每年秋季分別施用3 種有機肥，所用有機肥均堆腐發(fā)酵后曬干，有機肥施用量為干質量3.0 kg/m2。

1.4 測定指標與方法

1.4.1 土壤測定指標

用環(huán)刀采集小區(qū)耕層土壤原狀土樣。同時，用土鉆采集0～20 cm 土層土樣，每小區(qū)采集6 個代表性土樣，混勻后四分法采集適量土樣裝袋，一部分鮮土冷藏于4℃冰箱用于測定土壤pH 值及有效養(yǎng)分含量；另一部分土樣風干磨細后過100 目篩，用于測定土壤有機碳含量。土壤基本理化性質均參照文獻[10]的方法，其中土壤pH 值采用土水比1∶2.5（g/mL），用pH 計測定；土壤含水量采用重量法測定（105 ℃烘干）；土壤容重、毛管孔隙度及總孔隙度采用環(huán)刀法測定；土壤銨態(tài)氮含量采用氯化鉀溶液浸提靛酚藍比色法測定、硝態(tài)氮含量采用氯化鉀溶液浸提雙光束紫外分光光度法測定；土壤有效磷含量采用陰離子交換樹脂條結合鉬藍比色法測定；土壤速效鉀含量采用四苯硼鈉比濁法測定；土壤有機碳含量采用水合熱重鉻酸鉀氧化-比色法測定。

1.4.2 藍莓測定指標

2019 年6 月藍莓收獲期采集藍莓葉片測定相關試驗指標。在每個小區(qū)的采土位置上采集地上藍莓葉片，多點采集后裝袋。

（1）藍莓葉綠體色素的含量

藍莓葉片葉綠素含量采用95%的乙醇避光浸提，每組處理重復3 次，用Agilent Cary 100 紫外-可見分光光度計在波長665、649 nm 處測定吸光度，通過計算得出葉綠素a、葉綠素b 和總葉綠素含量[11]。葉綠素含量計算公式見式（1）（2）（3），類胡蘿卜素含量的計算公式見式（4）。葉綠體色素的含量計算公式見式（5）。

式中，A665、A649和A470分別為葉綠體色素提取液在波長665、649 nm 和470 nm 處的吸光度；Chla、Chlb 分別為葉綠素a、b 的含量，Chl 為總葉綠素的含量，Cx.c 為類胡蘿卜素含量，單位均為mg/g。

（2）藍莓果實可溶性固形物含量

藍莓果實可溶性固形物含量使用手持阿貝折光儀直接進行測定。將藍莓果實勻漿，取漿液滴于折光儀鏡面，讀取數值，以質量分數（%）表示，重復3 次，結果取平均值。

1.5 數據分析與作圖

采用軟件SPSS 16.0 對所得數據進行統(tǒng)計分析，處理間各指標差異采用t 檢驗方法進行分析，顯著水平為0.05。

2 結果與分析

2.1 不同有機肥處理對土壤理化性質的影響

不同有機肥處理對土壤理化性質的影響見表1。由表可知，在三種施肥處理中，兔糞處理后的土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度和總孔隙度均為最高，顯著高于羊糞處理。尤其對于非毛管孔隙度，兔糞處理后的土壤非毛管孔隙度可達到5.24%，顯著高于羊糞和豆餅處理的。

表1 還顯示，兔糞處理后的土壤容重為2.32%，顯著高于羊糞與豆餅處理；兔糞處理與豆餅處理后的土壤pH值分別為4.97 和5.14；羊糞處理的土壤pH 值為4.44，顯著低于兔糞和豆餅處理。在三種施肥處理中，兔糞處理后的土壤有機碳含量最高，顯著高于羊糞和豆餅處理。

表1 不同有機肥處理對土壤理化性質的影響Table 1 Effects of different organic fertilizers on soil physical and chemical properties

2.2 不同有機肥處理對土壤養(yǎng)分的影響

圖1（見下頁）顯示了不同有機肥處理對土壤養(yǎng)分的影響。由圖可知，三種有機肥處理對藍莓園土壤銨態(tài)氮含量的影響均無顯著差異；但兔糞和豆餅處理下土壤硝態(tài)氮含量顯著高于羊糞處理的。在三種施肥處理中，兔糞處理后的土壤速效K 含量為213 mg/kg，顯著高于羊糞和豆餅肥處理；三種施肥處理間土壤有效磷含量差異顯著，具體表現為豆餅>兔糞>羊糞。

圖1 不同有機肥處理對土壤有效養(yǎng)分含量的影響Fig.1 Effects of different organic fertilizers on soil available nutrient content

2.3 不同施肥處理對藍莓葉片光合特性的影響

圖2 顯示了三種有機肥處理對藍莓葉片生理指標的影響。由圖可知，在三種施肥處理中，兔糞處理后的藍莓葉片葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素及總葉綠素含量均最高，該處理的葉片總葉綠素含量為35 mg/g，顯著高于豆餅肥處理的葉片總葉綠素含量。而羊糞處理后的葉綠素含量與兔糞和豆餅處理均無顯著差異。

圖2 不同有機肥處理對藍莓葉片生理指標的影響Fig.2 Effects of different organic fertilizers on physiological indexes of blueberry leave

2.4 不同施肥處理對藍莓果實可溶性固形物含量的影響

圖3 顯示了不同施肥處理對藍莓果實可溶性固形物含量的影響。由圖可知，三種有機肥處理間藍莓果實可溶性固形物含量差異顯著，其中豆餅處理后的藍莓果實可溶性固形物含量為14.37%，顯著高于兔糞處理和羊糞處理；羊糞處理后的藍莓可溶性固形物含量最低。

圖3 不同有機肥處理對藍莓果實可溶固形物含量的影響Fig.3 Effect of different organic fertilizers treatment on content of soluble solids in blueberry fruit

3 討論

研究表明羊糞是一種有機質和氮、磷、鉀含量均較高的一種有機肥料，能促進植物根際生長，改善果實品質，延長果實貯藏期，同時還能增加土壤的孔隙度，增加土壤通氣度，降低土壤容重，對改良理化性質較差的土壤有很好的效果[12]。兔糞中N、P、K 的含量略低于其他常見動物糞便，但C/N 比水平較高，且其堆肥發(fā)酵時間較短。在隨后的發(fā)酵過程中，氮、磷、鉀的含量顯著增加，C/N 比下降[13]。豆餅作為一種植物源有機肥原料，不僅富含N、P、K以及其他微量元素，且施肥后對土壤pH 改變不大，還可以改善理化性質，有利于植物生長[14]。

藍莓屬于淺根系植物，根系不發(fā)達，且對土壤pH 要求較嚴，藍莓的最適土壤pH 值范圍在4.0～4.8。羊糞處理與豆餅、兔糞處理后的土壤pH 差異顯著，且該處理后的土壤pH 為藍莓生長的最適pH。其原因一方面在于動物糞便中兔糞pH 高于羊糞[13]；另一方面，有機肥在礦化過程中因硝化作用釋放質子，可以降低土壤pH 值[15]，而植物源有機肥豆餅施用后對土壤pH 值影響比動物源有機肥小，但也低于初始土壤pH 值。

三種處理中，兔糞處理后的土壤有機碳含量最高；兔糞的硝態(tài)氮、速效鉀、有效磷含量均高于羊糞，這是由于兔糞中氮、磷、鉀和有機質含量高于羊糞所致[16]。同時，長期施用有機肥可通過提高土壤有機碳含量來最終提高土壤孔隙度[17-18]，因此兔糞處理后的土壤孔隙度顯著高于羊糞處理后的土壤孔隙度[19]。三種處理間土壤容重差異不顯著說明土壤容重對有機肥來源的響應不明顯。

葉綠素是果樹進行光合作用的基礎，藍莓葉片葉綠素含量受土壤pH 影響較大，適宜的土壤pH 值能促使藍莓更好地吸收土壤中的營養(yǎng)元素，促進葉綠素的生成[20]，故豆餅處理土壤pH 值為三個處理中最高，其葉片葉綠素總含量較低。兔糞與羊糞處理后都為藍莓生長的適宜土壤pH，且兔糞處理后的土壤硝態(tài)氮含量較高，硝態(tài)氮含量與植物葉綠素含量有正相關關系[21-22]，因此兔糞處理后的藍莓葉片葉綠素含量最高。

豆餅含有豐富的有機物質和微量元素，可促進作物生長和生理活性[23-25]，因此豆餅處理后的藍莓果實可溶性固形物含量最高。而兔糞處理藍莓果實可溶性固形物含量高于羊糞處理的原因可能是藍莓葉片葉綠素含量高于羊糞處理，其光合作用較強所致[26]。

4 結論

三種施肥處理中，羊糞處理后的土壤pH 為藍莓的最適生長pH，且相較于另兩種施肥方式，其對土壤有效磷含量的提高作用顯著；豆餅處理相較于另兩種施肥方式，其對土壤硝態(tài)氮含量的提高作用顯著，且其還可以顯著提高藍莓果實可溶性固形物的含量。

兔糞處理后的土壤pH 值在藍莓生長的適宜pH 范圍內，且相較于另兩種施肥方式，其對土壤孔隙度、有機碳含量、土壤含氮量、土壤速效鉀、土壤有效磷含量的提高作用顯著，并可以有效改善藍莓葉片葉綠素和藍莓果實可溶性固形物的含量。可見，三種施肥處理中，兔糞處理對藍莓園土壤理化性質及地上藍莓光合特性優(yōu)勢較高，是藍莓園有機肥施用的首選。