北方不同樹葉腐解的養(yǎng)分釋放特征研究

王芳芳，梁魁景，劉海鵬，劉國榮，王玉純，崔文寧

摘要：【目的】為了定性定量地研究不同秸稈綠肥的腐解與養(yǎng)分釋放元素特征。本試驗(yàn)采用塑料袋法模擬綠肥還田，研究不同樹葉綠肥還田后對(duì)梨園土壤養(yǎng)分、有機(jī)質(zhì)的影響，為綠肥的合理應(yīng)用和梨園園土的管理提供理論依據(jù)?！痉椒ā吭囼?yàn)選取8種園林樹葉為試驗(yàn)材料，加入1%的棘孢木霉菌微生物菌劑處理，于還田后150 d采取土樣進(jìn)行養(yǎng)分及有機(jī)質(zhì)分析?！窘Y(jié)果】從棘孢木霉菌劑對(duì)8種樹葉綠肥腐解養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量的比較可知，銀杏腐解銨態(tài)氮、有效磷含量最大，均與其他樹葉含量有顯著差異，與陽性對(duì)照相比，分別顯著提高了81%、90%；而懸鈴木腐解速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量最大，與其他樹葉含量有顯著性差異，與陽性對(duì)照相比，分別顯著提高了83%、89%?！窘Y(jié)論】 試驗(yàn)中棘孢木霉菌處理后，土壤養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量總體上較高，這可能與當(dāng)?shù)氐臍夂驕囟扔泻艽蟮年P(guān)系，因?yàn)闅夂驐l件是影響微生物活性和物質(zhì)腐解的重要因素，也可能與樹體自身養(yǎng)分的含量成正相關(guān)，由于研究時(shí)間不長(zhǎng)，腐熟不徹底，后期仍需進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞：綠肥；樹葉；土壤養(yǎng)分

文章編號(hào)：2096-8108（2022）06-0017-03中圖分類號(hào)：X71文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Study on Nutrient Release Characteristics of Different

Leaf Decomposition in Northern China

WANG Fangfang1， LAING Kuijing1， LIU Haipeng1， LIU Guorong1，WANG Yuchun2， CUI Wenning1

（1.Department of Life Sciences， Hengshui University， Hengshui 053000， China;

2.Shenzhou Agricultural and Rural Bureau， Shenzhou 053800，China）

Abstract：【Objective】In order to study the decomposition and characteristics of nutrient releace of different straw green fertilizer qualitatively and quantitatively，in this experiment， the method was used to simulate green manure returning to the field， and the effects of different leaf green manure returning to the field on soil nutrients and organic matter in pear orchard were studied， so as to provide theoretical basis for the rational application of green manure and the management of pear orchard soil.【Methods】Eight kinds of leaves were selected as experimental materials and treated with 1% Trichoderma asperellum microbial agent. Soil samples were taken for nutrient and organic matter analysis 150 days after returning to the field.【Results】From the comparison of the contents of nutrients and organic matter in the decomposition of 8 kinds of leaf green manure by Trichoderma asperellum， the contents of ammonium nitrogen and available phosphorus in Ginkgo biloba were the highest， which were significantly different from those of other leaves. Compared with the positive control， they were significantly increased by 81% and 90%， respectively. The content of available potassium and organic matter in Platanus acerifolia was the highest， which was significantly different from other leaves. Compared with the positive control， it was significantly increased by 83% and 89%， respectively.【Conclusion】After the treatment of Trichoderma asperellum in the experiment， the content of soil nutrients and organic matter was generally high， which may be related to the local climate temperature， because the climatic conditions were important factors affecting microbial activity and material decomposition， and may also be positively correlated with the content of nutrients in the tree itself. Due to the short research time and incomplete decomposition， further experimental verification is still needed in the later stage.

Keywords：green fertilizer; leaf; soil nutrient

綠肥是指經(jīng)過堆漚后，應(yīng)用于土壤的綠色植物。近幾年來，綠肥也指一些作物直接或間接地壓入土壤中用來制造養(yǎng)分的過程[1]。綠肥是純天然的有機(jī)肥料，能為土壤提供豐富的養(yǎng)分及微生物菌群。方珊清等研究表明土壤有機(jī)質(zhì)的多少能夠反映土壤肥力情況[2]；綠肥腐解會(huì)伴隨養(yǎng)分的釋放，因此綠肥腐熟能增加土壤的養(yǎng)分含量[3]。張阿鳳等研究結(jié)果顯示小麥生物碳用量為3%時(shí)，能夠顯著提高煙草根際土壤有機(jī)碳、全氮、全鉀、速效磷、速效鉀含量[4]；楊麗麗研究表明豆科綠肥在一定程度上能夠改善土壤的物理性質(zhì)，提高有效磷，有效鉀含量[5]；唐紅琴等研究中發(fā)現(xiàn)5種豆科綠肥能保持改善土壤有機(jī)質(zhì)作用，提高土壤肥力[6]；楊增平等研究不同綠色肥料對(duì)水稻產(chǎn)量的相關(guān)性，表明長(zhǎng)期使用綠色肥料，土壤微生物質(zhì)和土壤酶活性與水稻產(chǎn)量有良好的相關(guān)性，同時(shí)水稻畝（667 m2）產(chǎn)量增加了18%～27%[7]。目前，農(nóng)業(yè)發(fā)展以綠色發(fā)展為本，推行綠色生態(tài)循環(huán)模式，實(shí)現(xiàn)能量循環(huán)和廢棄物綜合利用，改善生態(tài)環(huán)境、推進(jìn)化肥減量增效和農(nóng)藥減量控害[8]，無論對(duì)培肥地力，還是提高產(chǎn)量以及農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，都是一個(gè)非常重要的途徑，這是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中維持和提高土壤質(zhì)量和可持續(xù)利用的農(nóng)業(yè)政策之一。

1材料及方法

1.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為8種衡水湖園林常見的樹種，分別為白蠟、國槐、刺槐、雪松、金銀忍冬、毛白楊、銀杏、懸鈴木。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1樹葉綠肥的腐解

2021年9月10日，將試驗(yàn)材料剪成約1 cm碎塊，自然晾干。再采用統(tǒng)一規(guī)格的（15 cm×15 cm）塑料桶，桶內(nèi)套上塑料袋。放置于恒溫溫室。稱取梨園土壤1 200 g，樹葉碎塊200 g，遵循土把綠肥碎塊蓋嚴(yán)的原則，底部先鋪一層土，然后鋪一層綠肥碎塊，再鋪一層土，最后倒入1%的棘孢木霉菌微生物菌劑，樹葉與土配比是16，以土壤濕潤(rùn)為止，最后將塑料袋封緊扎牢，以棘孢木霉菌微生物菌劑+園土為陽性對(duì)照，重復(fù)3次。

1.2.2HM-GP02測(cè)養(yǎng)分與有機(jī)質(zhì)

在樹葉綠肥腐解150 d后用土鉆采集0～15 cm樣品中的土壤，裝于透明封口袋中帶回試驗(yàn)室，一半樣品保存于-20 ℃冰柜中用于測(cè)定土壤速效氮，另一半攤平置于陰涼干燥處風(fēng)干用于測(cè)定土壤其他指標(biāo)。將一袋土壤聯(lián)合浸提劑粉劑放入容量瓶中，加入蒸餾水至500 mL定容。將采集的腐解土樣品進(jìn)行研磨，稱取土樣1.0 g（測(cè)量有機(jī)質(zhì)時(shí)，稱取4 g土樣），與20 mL土壤浸提劑混合，再加入0.3 g土壤脫色劑，將其混合均勻后使用全自動(dòng)震蕩儀劇烈振蕩3 min（測(cè)量有機(jī)質(zhì)時(shí)，震蕩5 min），然后過濾于三角瓶中。銨態(tài)氮、有效磷、速效鉀以及有機(jī)質(zhì)的測(cè)定，均采用HM-GP02型高智能測(cè)土配方施肥儀上機(jī)測(cè)量。

1.3數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)均采用Excel 2016和SPSS19進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，SigmaPlot12. 5軟件作圖。

2結(jié)果與分析

由表1對(duì)8個(gè)樹種的樹葉綠肥養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量分析（見圖1）顯示，棘孢木霉菌劑處理下養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量比較中，速效鉀腐解效果最好，其次為有機(jī)質(zhì)>有效磷>銨態(tài)氮。其銨態(tài)氮含量比較中，銀杏含量最大，為9.54 mg/kg，與其他樹葉綠肥有顯著性差異，其余樹葉綠肥腐解銨態(tài)氮含量大小依次為懸鈴木>毛白楊>雪松>刺槐>金銀忍冬>白蠟>國槐>陽性對(duì)照。在有效磷含量的比較中，銀杏、毛白楊、國槐含量比較大，分別為9.90 mg/kg、8.98 mg/kg、8.85 mg/kg，這3者之間無顯著性差異，而與其他樹葉綠肥有顯著性差異，其他樹葉綠肥腐解有效磷含量大小依次為金銀忍冬>刺槐>白蠟>懸鈴木>雪松>陽性對(duì)照。速效鉀含量比較中，懸鈴木最高，為189.02 mg/kg，與其他樹葉有顯著性差異；其次是刺槐、銀杏，分別為170.02 mg/kg和167.00 mg/kg，但這兩者之間沒有顯著性差異；其他樹葉綠肥腐解速效鉀含量大小依次為白蠟>國槐>雪松>金銀忍冬>毛白楊>陽性對(duì)照。有機(jī)質(zhì)含量比較中，懸鈴木、毛白楊、刺槐含量比較大，分別為25.98 mg/kg、25.86 mg/kg、25.76 mg/kg，這三者之間無顯著性差異，與其他樹葉綠肥有機(jī)質(zhì)含量有顯著性差異，其他樹葉綠肥腐解有機(jī)質(zhì)含量大小依次為白蠟>國槐>銀杏>金銀忍冬>雪松>陽性對(duì)照。

由表1、圖1可知，銀杏腐解銨態(tài)氮、有效磷含量最大，均與其他樹葉含量有顯著差異，與陽性對(duì)照相比，分別提高了81%、90%，懸鈴木腐解速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量最大，與其他樹葉含量有顯著性差異，與陽性對(duì)照相比，分別提高了83%、89%。在實(shí)際生產(chǎn)中，可根據(jù)衡水市土壤養(yǎng)分含量選擇最適宜的綠肥品種進(jìn)行土埋翻壓，具體還田量需要結(jié)合衡水市土壤背景、農(nóng)作物對(duì)土壤養(yǎng)分的需求以及施用的化肥量進(jìn)行綜合分析。

3討論與結(jié)論

本試驗(yàn)中，棘孢木霉菌處理后，土壤養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量總體上較高，這可能與當(dāng)?shù)氐臍夂驕囟扔泻艽蟮年P(guān)系，因?yàn)闅夂驐l件是影響微生物活性和物質(zhì)腐解的重要因素。[9]在試驗(yàn)期間，衡水溫度基本處于20 ℃，棘孢木霉菌適宜在20～25 ℃生長(zhǎng)繁殖，此時(shí)正好處于適宜溫度，適合棘孢木霉菌菌群的生長(zhǎng)。所以，試驗(yàn)中棘孢木霉菌發(fā)揮作用甚大。與王依純[10]研究的棘孢木霉菌劑對(duì)黃瓜作用機(jī)制時(shí)，增加黃瓜幼苗的硝態(tài)氮含量一致；也與王偉[11]研究棘孢木霉菌劑的活性能夠有效改善土壤肥力，促進(jìn)田間農(nóng)作物的分解的觀點(diǎn)相一致。但是由于研究時(shí)間不長(zhǎng)，腐熟不徹底，后期仍需進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。

參考文獻(xiàn)

[1]Dayegamiye， T S Tran. Effects of green manures on soil organic matter and wheat yields and Nnutrition[J].Soil Seience，2001（81）：371-382.

[2]方珊清.發(fā)展綠肥生產(chǎn)是生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)的有效措施[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2004，22（2）：68.

[3]梁軍.不同綠肥還田腐解動(dòng)態(tài)及其對(duì)土壤養(yǎng)分的影響[D].長(zhǎng)沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2018.

[4]張阿鳳，邵慧云，成功，等.小麥生物質(zhì)炭對(duì)烤煙生長(zhǎng)及根際土壤理化性質(zhì)的影響[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018，46（6）：85-93+102.

[5]楊麗麗.玉米秸稈與綠肥腐解動(dòng)態(tài)及其還田效應(yīng)研究[D].長(zhǎng)沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2015.

[6]唐紅琴，何鐵光，董文斌，等.5種綠肥在柑橘地的腐解及養(yǎng)分釋放特征[J].福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2021，36（6）：719-727.

[7]楊增平，徐明崗，聶軍，等.長(zhǎng)期冬種綠肥對(duì)雙季稻種植下紅壤性水稻土質(zhì)量的影響及其評(píng)價(jià)[J].水土保持學(xué)報(bào)，2011，25（3）：92-102.

[8]M. Diacono， F. Montemurro.Long term efforts of organic amendments on soil fertility [M].Springer Netherlands，2011，10（4）：43-45.

[9]張宏祥.棘孢木霉菌及與水鐵礦聯(lián)合施用調(diào)控作物生長(zhǎng)及砷吸收的應(yīng)用研究[D].北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2018.

[10]王依純.棘孢木霉分生孢子和厚垣孢子對(duì)黃瓜幼苗促生作用及生理機(jī)制的研究[D].大慶：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，2020.

[11]王偉.棘孢木霉菌劑的研究及田間應(yīng)用效應(yīng)[J].中國生物防治學(xué)報(bào)：2020，7（2）：51-52.