土壤調(diào)理劑與微生物有機(jī)肥配施對(duì)黃潮土區(qū)重茬大蒜土壤改良及產(chǎn)量的影響

常 虹，秦廣利，王紅軍，陳 妍

（商丘職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 商丘 476000）

“杞縣大蒜”是國(guó)家地理標(biāo)志保護(hù)產(chǎn)品，常年種植面積達(dá)4.67 萬(wàn)km2，年產(chǎn)量達(dá)90 多萬(wàn)t，規(guī)模和產(chǎn)量均居全國(guó)首位[1]。大蒜常年重茬種植，由于過(guò)量施用化學(xué)肥料，忽視有機(jī)肥施用，導(dǎo)致重茬病害加劇，土壤結(jié)構(gòu)及生態(tài)環(huán)境遭到破壞，出現(xiàn)土壤板結(jié)、肥力下降等問(wèn)題，嚴(yán)重影響大蒜產(chǎn)量[2]。因此，優(yōu)化施肥技術(shù)，減輕重茬障礙，對(duì)提高大蒜產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要意義。

隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，如何將巨大的畜禽廢棄物變廢為寶，避免其對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染已成為普遍關(guān)注的熱點(diǎn)[3]。大量畜禽糞便經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理后施入農(nóng)田，不僅可解決其對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染問(wèn)題，還可緩解作物重茬及長(zhǎng)期施用化肥造成的土壤板結(jié)等問(wèn)題。崔亞男等[4]的研究表明，豬糞有機(jī)肥能使蔬菜增產(chǎn)且品質(zhì)大幅度提高。趙軍等[5]的研究發(fā)現(xiàn)，豬糞有機(jī)肥替代部分化肥不僅能夠提高水稻和小麥的產(chǎn)量，且能提高土壤微生物生物量碳、氮，減輕長(zhǎng)期施用化肥對(duì)土壤的危害。肖慶禮等[6]的研究表明，牛糞有機(jī)肥可明顯改善植煙黃壤的理化性質(zhì)和持水性能，提高煙葉產(chǎn)量及品質(zhì)。但是未經(jīng)無(wú)害化處理的動(dòng)物糞便含有激素及抗生素等有毒物質(zhì)，施用后會(huì)造成土壤鹽漬化和板結(jié)，并易將病蟲(chóng)帶入土壤，影響作物生長(zhǎng)發(fā)育[7]。

羊糞是熱性肥料，易于發(fā)酵分解，肥質(zhì)細(xì)密而干燥，肥分含量高，肥效持久，對(duì)各種農(nóng)作物和土壤均可施用[8‐9]。有關(guān)羊糞有機(jī)肥在作物上的應(yīng)用研究較少。李亞飛等[10]的研究表明，施用羊糞有機(jī)肥可改善煙田土壤理化性質(zhì)，增加微生物數(shù)量，促進(jìn)煙株生長(zhǎng)發(fā)育，提高煙葉經(jīng)濟(jì)效益。許蘭梅等[11]的研究表明，施用羊糞有機(jī)肥有利于改善土壤物理性狀，提高玉米千粒質(zhì)量和產(chǎn)量。杜中平等[12]的研究表明，施用羊糞有機(jī)肥可以促進(jìn)番茄生長(zhǎng)，提高蛋白質(zhì)、可溶性糖含量，降低硝酸鹽含量，增加經(jīng)濟(jì)效益。土壤調(diào)理劑可改善土壤結(jié)構(gòu)、降低土壤容重、增加土壤孔隙度，提高作物產(chǎn)量及品質(zhì)[13‐18]。但是，經(jīng)無(wú)害化處理的微生物發(fā)酵羊糞與土壤調(diào)理劑配施在大蒜上應(yīng)用的研究未見(jiàn)報(bào)道。為此，以純羊板糞經(jīng)過(guò)180 d 以上高溫殺菌腐熟后添加EM 菌加工成的微生物發(fā)酵羊糞和土壤調(diào)理劑為材料，研究二者在常規(guī)施用化肥基礎(chǔ)上單獨(dú)施用及配施對(duì)黃潮土區(qū)重茬大蒜土壤改良及產(chǎn)量的影響，為杞縣農(nóng)業(yè)資源化有效利用、緩解大蒜重茬障礙提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019 年在河南省開(kāi)封市杞縣大蒜種植基地進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤類型為黃潮土，土壤質(zhì)地為砂土，地勢(shì)平坦，排灌條件較好，重茬種植8 a 以上。土壤肥力均勻，試驗(yàn)前耕層主要養(yǎng)分及理化性質(zhì)：有機(jī)質(zhì)14.5 g/kg、堿解氮90.1 mg/kg、有效磷24.9 mg/kg、速效鉀135.6 mg/kg、pH值8.21。

1.2 試驗(yàn)材料

供試大蒜品種為杞縣紅皮蒜。微生物發(fā)酵羊糞由慶科生物肥料有限公司提供，養(yǎng)分及理化性質(zhì)：有機(jī)質(zhì)36.15%、氮（N）2.31%、磷（P2O5）2.14%、鉀（K2O）1.51%、水分26.15%、pH 值8.41、有效活菌數(shù)2.3×108cfu/g。土壤調(diào)理劑主要成分為硫酸銨、氨基酸酚、硫酸鋅、硫酸亞鐵、硫酸錳、磷酸氫銨、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉等，由河南省火車頭農(nóng)業(yè)有限公司提供（專利號(hào)：ZL201310067402.9）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)5 個(gè)處理，CK：常規(guī)施用化肥+旋耕；T1：常規(guī)施用化肥+旋耕+土壤調(diào)理劑；T2：常規(guī)施用化肥+旋耕+微生物有機(jī)肥；T3：常規(guī)施用化肥+旋耕+微生物有機(jī)肥+土壤調(diào)理劑；T4：常規(guī)施用化肥+深耕+微生物有機(jī)肥。每個(gè)處理重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列。小區(qū)種植面積30 m2（5 m×6 m），小區(qū)間隔0.5 m。整地旋耕深度12 cm，深耕深度30 cm。

常規(guī)施用化肥：于整地前施入復(fù)合肥（15-15-15）1 200 kg/hm2；微生物有機(jī)肥為純羊板糞經(jīng)過(guò)180 d 以上高溫殺菌腐熟后添加EM 菌加工而成的微生物發(fā)酵羊糞，將微生物有機(jī)肥（2.7萬(wàn)kg/hm2）與土壤調(diào)理劑（22.5 kg/hm2）作基肥施入。各處理返青期均追施化肥（N 46%）150 kg/hm2。2019 年9 月25日播種大蒜，行距0.2 m、株距0.15 m，種植密度為39萬(wàn)株/hm2，2020年5月20日收獲。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1 土壤理化性質(zhì)及養(yǎng)分指標(biāo) 于2020 年5 月10 日，用環(huán)刀采用S 形五點(diǎn)取樣法在每個(gè)小區(qū)采集土樣。采用飽和浸提法測(cè)定土壤容重、孔隙度等理化指標(biāo)。土壤養(yǎng)分指標(biāo)參照《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》[19]進(jìn)行測(cè)定：采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定有機(jī)質(zhì)含量，采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定堿解氮含量，采用火焰光度計(jì)法測(cè)定速效鉀含量，采用鉬銻抗比色法測(cè)定有效磷含量，采用酸度計(jì)測(cè)定pH值。

1.4.2 酶活性 土壤蔗糖酶活性采用3，5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定；脲酶活性采用苯酚鈉-次氯酸鈉比色法測(cè)定，磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法測(cè)定，過(guò)氧化氫酶活性采用高錳酸鉀滴定法測(cè)定[20]。

1.4.3 農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量 于大蒜抽薹期，每小區(qū)隨機(jī)抽取15 株，分別采用游標(biāo)卡尺測(cè)量莖粗，采用卷尺測(cè)量株高。于大蒜成熟期，按小區(qū)實(shí)收計(jì)算大蒜產(chǎn)量。

1.4.4 病情指數(shù) 于大蒜鱗莖膨大期進(jìn)行病害調(diào)查，依據(jù)參考文獻(xiàn)[2]中葉枯病、根腐病、菌核病分類，確定病害發(fā)生類別和級(jí)別，計(jì)算病情指數(shù)及防效。

1.5 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2016 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，采用SPSS 17.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤調(diào)理劑與微生物有機(jī)肥配施對(duì)重茬大蒜土壤的改良效果

2.1.1 土壤調(diào)理劑與微生物有機(jī)肥配施對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響 從表1 可以看出，T1—T4 處理有機(jī)質(zhì)含量比常規(guī)施用化肥（CK）處理顯著提高4.13%～22.06%，各處理間差異達(dá)顯著水平。各處理堿解氮、有效磷含量表現(xiàn)趨勢(shì)一致，T1—T4 處理比常規(guī)施用化肥（CK）處理分別提高2.71%～13.47%、1.36%～18.80%，T1 處理較常規(guī)施用化肥（CK）提高不顯著，T2 處理與T4 處理差異不顯著，其他處理間差異均達(dá)到顯著水平。速效鉀含量方面，T1—T4處理比常規(guī)施用化肥（CK）處理顯著提高4.01%～14.89%，T2、T3、T4處理間差異不顯著，其與T1處理差異均達(dá)到顯著水平。綜上可見(jiàn)，施用土壤調(diào)理劑和微生物有機(jī)肥都可以提高土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀含量，上述指標(biāo)在不同處理間具體表現(xiàn)為T(mén)3>T4>T2>T1>CK。

表1 土壤調(diào)理劑與微生物有機(jī)肥配施對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響Tab.1 Effect of soil conditioner and microbial organic fertilizer on nutrient content of soil

2.1.2 土壤調(diào)理劑與微生物有機(jī)肥配施對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響 由表2可知，施用土壤調(diào)理劑、微生物有機(jī)肥可以有效提高土壤孔隙度，降低土壤容重，以二者配施的T3 處理效果為最佳，且不同處理間差異均達(dá)到顯著水平。配施土壤調(diào)理劑、微生物有機(jī)肥后，與常規(guī)施用化肥（CK）相比，土壤黏粒顯著降低，土壤粉粒顯著增加，且各處理間差異整體上均達(dá)到顯著水平；土壤砂粒方面，T2 處理與常規(guī)施用化肥（CK）處理、T4 處理差異不顯著，其他處理間差異均達(dá)到顯著水平。說(shuō)明在常規(guī)施用化肥的基礎(chǔ)上增施土壤調(diào)理劑、微生物有機(jī)肥均可以疏松土壤，改良重茬危害，且以二者配合施用效果為最好。

表2 土壤調(diào)理劑與微生物有機(jī)肥配施對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響Tab.2 Effect of soil conditioner and microbial organic fertilizer on physical and chemical properties of soil

2.1.3 土壤調(diào)理劑與微生物有機(jī)肥配施對(duì)土壤酶活性的影響 由表3 可知，不同處理土壤過(guò)氧化氫酶、蔗糖酶、磷酸酶、脲酶活性趨勢(shì)表現(xiàn)一致的是T2—T4 處理顯著高于T1 處理、常規(guī)施用化肥（CK）處理，T1 處理與常規(guī)施用化肥（CK）處理差異不顯著。不同處理各種酶活性表現(xiàn)趨勢(shì)不一致的是過(guò)氧化氫酶與磷酸酶活性在T2—T4 處理間差異不顯著；蔗糖酶與脲酶活性在T2 處理與T4 處理間差異不顯著，但二者與T3處理差異均達(dá)到顯著水平。綜上，施肥時(shí)增施微生物有機(jī)肥可以顯著提高土壤過(guò)氧化氫酶、蔗糖酶、磷酸酶、脲酶活性，且均以T3 處理效果為最好，旋耕與深耕差異不明顯，單獨(dú)施用土壤調(diào)理劑對(duì)4種酶活性提高效果不顯著。

表3 土壤調(diào)理劑與微生物有機(jī)肥配施對(duì)土壤酶活性的影響Tab.3 Effect of soil conditioner and microbial organic fertilizr on enzyme activity of soil

2.2 土壤調(diào)理劑與微生物有機(jī)肥配施對(duì)大蒜生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

2.2.1 土壤調(diào)理劑與微生物有機(jī)肥配施對(duì)大蒜病情指數(shù)的影響 由表4可知，施用土壤調(diào)理劑、微生物有機(jī)肥能有效提高菌核病、葉枯病、根腐病的防效，以T3 處理防效為最好，分別達(dá)到了63.36%、66.47%、60.15%。菌核病與葉枯病病情指數(shù)方面趨勢(shì)相同的是，T2 處理與T4 處理間差異不顯著，其與T1處理差異均達(dá)到顯著水平，T3處理則顯著低于其他處理；表現(xiàn)趨勢(shì)不同的是，T1 處理與常規(guī)施用化肥（CK）處理的菌核病病情指數(shù)差異不顯著，但T1處理與常規(guī)施用化肥（CK）處理的葉枯病病情指數(shù)差異顯著。根腐病病情指數(shù)方面，T1—T4處理均顯著低于常規(guī)施用化肥（CK）處理，且各處理間差異均達(dá)到顯著水平（P<0.05）。

表4 土壤調(diào)理劑與微生物有機(jī)肥配施對(duì)大蒜病情指數(shù)的影響Tab.4 Effect of soil conditioner and microbial organic fertilizr on garlic disease index

2.2.2 土壤調(diào)理劑與微生物有機(jī)肥配施對(duì)大蒜生物學(xué)性狀及產(chǎn)量的影響 由表5 可知，在常規(guī)配施化肥基礎(chǔ)上施用土壤調(diào)理劑、微生物有機(jī)肥均能提高大蒜株高、莖粗及蒜頭直徑，均以二者配合施用的T3處理效果為最好。株高、蒜頭直徑在不同處理間表現(xiàn)趨勢(shì)一致，T2、T3、T4 處理間差異不顯著，其與T1、常規(guī)施用化肥（CK）處理差異均達(dá)到顯著水平；T1 處理與常規(guī)施用化肥（CK）處理差異不顯著。莖粗表現(xiàn)為T(mén)2 處理與T4 處理間、T1 處理與常規(guī)施用化肥（CK）處理間差異不顯著，其他處理間差異均達(dá)到顯著水平。

表5 土壤調(diào)理劑與微生物有機(jī)肥配施對(duì)大蒜生物學(xué)性狀及產(chǎn)量的影響Tab.5 Effect of soil conditioner and microbial organic fertilizer on biological characters and yield of garlic

T1—T4 處理大蒜產(chǎn)量均顯著高于常規(guī)施用化肥（CK）處理，以T3 處理為最高，比常規(guī)施用化肥（CK）處理增產(chǎn)25.64%，且各處理間差異均達(dá)到顯著水平，具體表現(xiàn)為T(mén)3>T4>T2>T1>CK。綜上，施用微生物有機(jī)肥提高大蒜產(chǎn)量效果優(yōu)于施用土壤調(diào)理劑，且以二者配合施用效果為最佳。

3 結(jié)論與討論

生物有機(jī)肥不僅養(yǎng)分全面，肥效持久，而且含有一定的有效活菌數(shù)，能夠提高土壤肥力，改善土壤微生物環(huán)境，增強(qiáng)植株抗病能力。而土壤調(diào)理劑通過(guò)高活性物質(zhì)與水的媒介作用，可以修復(fù)土壤，增強(qiáng)土壤通透性，提高酶活性，改善作物重茬障礙。生物有機(jī)肥、土壤調(diào)理劑對(duì)土壤改良方面的研究已有相關(guān)報(bào)道。吳文利等[21]的研究表明，生物有機(jī)肥配合施用硅鉀鈣改良劑能夠增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，提高梨園土壤微生物活性，降低土傳病害發(fā)生率。丁闊等[22]的研究表明，施用黑炭和羊糞能有效改變果園土壤顆粒組成，改善土壤物理性質(zhì)，提高土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、有效鉀含量。馮煥德等[23]的研究表明，羊糞有機(jī)肥能有效降低杧果園土壤容重，增加土壤總孔隙度。高添等[24]的研究表明，地黃種植中施用生物有機(jī)肥能夠顯著降低土壤pH 值，提高有效養(yǎng)分含量，改善土壤肥力狀況。本研究結(jié)果表明，黃潮土種植大蒜在常規(guī)旋耕施用化肥基礎(chǔ)上，配施土壤調(diào)理劑、微生物有機(jī)肥可以改善黃潮土種植大蒜土壤的理化性質(zhì)，提高酶活性，顯著降低土壤容重，增加土壤孔隙度，這與前人研究結(jié)果[21‐24]相似。其中，以土壤調(diào)理劑和微生物有機(jī)肥配施的T3 處理效果為最好，該處理土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀含量分別提高22.06%、13.47%、18.80%、14.89%，土壤粉粒顯著提高，土壤過(guò)氧化氫酶、蔗糖酶、磷酸酶、脲酶的活性顯著增強(qiáng)。

良好的土壤條件能夠促進(jìn)植株生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量及品質(zhì)。相關(guān)研究表明，施用土壤調(diào)理劑、微生物有機(jī)肥能夠促進(jìn)作物生長(zhǎng)，防止病害發(fā)生。曾強(qiáng)等[25]的研究表明，腐熟農(nóng)家肥添加功能菌劑配施土壤調(diào)理劑能夠有效促進(jìn)煙株的生長(zhǎng)發(fā)育，提高煙株的抗病性和煙葉產(chǎn)量。李停鋒等[26]的研究表明，施用生物有機(jī)肥可改善壓砂西瓜連作土壤的肥力水平，有效提高可溶性固形物、維生素C 含量，降低有機(jī)酸含量，獲得較高產(chǎn)量。趙佳[27]的研究結(jié)果表明，施用微生物有機(jī)肥可有效抑制連作西瓜發(fā)病率，降低病情指數(shù)，提高產(chǎn)量，促生作用顯著。楊正濤等[28]的研究表明，菌渣與土壤改良劑配合施用能明顯增加馬鈴薯株高、莖粗、主莖數(shù)，提高產(chǎn)量，提升淀粉、還原糖、維生素C及粗蛋白含量。本研究結(jié)果表明，施用土壤調(diào)理劑、微生物有機(jī)肥可促進(jìn)大蒜生長(zhǎng)發(fā)育，降低病情指數(shù)，提高產(chǎn)量，這與前人研究結(jié)果[25‐28]相似。所有處理中，以土壤調(diào)理劑與微生物有機(jī)肥配施的T3處理效果為最好，其與常規(guī)施用化肥（CK）相比，大蒜菌核病、葉枯病、根腐病的防效分別達(dá)到63.36%、66.47%、60.15%，提高了株高、莖粗及蒜頭直徑，較常規(guī)施用化肥（CK）顯著增產(chǎn)25.64%。

綜上，在本研究的試驗(yàn)條件下，綜合考慮土壤調(diào)理劑、微生物有機(jī)肥施用對(duì)重茬大蒜土壤改良效果及生長(zhǎng)、產(chǎn)量的影響，以T3 處理（常規(guī)施用化肥+旋耕+微生物有機(jī)肥+土壤調(diào)理劑）效果為最佳，可改良大蒜根際土壤，緩解重茬障礙，建議推廣。