土壤改良剂对赣南果园土壤磷及微生物的影响*

管 冠，何天养，姚锋先，刘桂东，周高峰

(赣南师范大学 国家脐橙工程技术研究中心，江西 赣州 341000)



·园艺科学与生物技术·

土壤改良剂对赣南果园土壤磷及微生物的影响*

管 冠，何天养，姚锋先，刘桂东，周高峰

(赣南师范大学 国家脐橙工程技术研究中心，江西 赣州 341000)

赣南地区是我国主要的脐橙产区，土壤贫瘠且偏酸，长期不合理的化肥施用导致土壤的退化现象日渐显现.本试验以赣南果园红壤作为实验材料，结合盆栽实验，研究了一种赣州信丰脐橙果园长期应用的土壤改良剂对土壤pH、无机磷形态，土壤微生物数量的影响.研究结果表明，T3处理对土壤的改良效果最好，对土壤中可利用磷的水平有明显促进作用，并且在有效提高土壤pH的同时也有促进了土壤微生物的生长.

土壤改良剂；可利用磷；微生物；赣南脐橙果园

赣南地区作为中国脐橙主产区，脐橙果园土壤以酸性红壤为主，土质偏酸且有机质含量较低[1-3]，为维持当地脐橙产量和品质的稳定，化肥的长期施用成为常态，由此带来了一系列诸如土壤退化等问题的发生，制约了脐橙产业的可持续发展[4-5].为了解决这些问题，果农在柑橘果园中广泛运用土壤改良剂[6].土壤改良剂是指能改善土壤结构、提高土壤理化性质、促进土壤形成稳定的团粒结构及土壤胶体复合体的制剂[7].不仅能有效改善土壤的酸碱度和质地等理化性质，还可以在改善土壤养分状况的同时，促进土壤中微生物活动，有利于退化板结土壤的生态恢复[8].土壤改良剂种类繁多，对土壤改良的作用机制也有差异，但总体而言，都是通过改善土壤的理化性质，从土壤环境的改良入手，使之更适于各种土壤微生物的生长，促进土壤生物学性质的提高，以达到改善土壤目的[9].有研究表明，适宜的土壤改良剂不仅能够有效的改善土壤性状和土壤结构，能够对土壤中的微生物产生积极的影响，改善土壤的质量[10]，而且能够有效地控制土壤营养元素的流失[11].

磷是土壤营养元素中不可或缺的组成成分，在植物生长过程中的作用不可替代，主要参与合成植物生长所需的部分大分子物质，适量施用磷肥可以促进作物的生长[12-14].土壤中磷可以分为有机磷、无机磷，无机磷中又可分为可溶性磷、磷酸钙、磷酸铝、磷酸铁和闭蓄态磷酸盐(即为氧化物包裹的磷酸铝和磷酸铁).研究表明，土壤有效磷含量常随改良剂施入量的增加而增加[15].在酸性土壤中适当提高土壤pH值可以有效提高土壤的供磷能力[16].而作为脐橙果园土壤生态系统的组成成分，土壤中的微生物在果园土壤结构、土壤元素的转化中发挥着重要的作用，直接参与脐橙果园土壤的形成发育、物质循环和肥力演变过程[17].一般认为，植物根系-土壤-微生物三者共同构建了根系土壤的生态平衡，其中任一因素遭到破坏，都会影响植株生长、从而进一步影响脐橙果实的产量与品质.研究表明，不同的土壤微生物因为它的活性和代谢产物的不同，对土壤的质量和果树营养产生不同的作用[18].有报道称，果园土壤微生物中细菌对果园土壤作用强度和影响最大，放线菌和真菌类对果园土壤的影响次之[19].

根据中国赣南脐橙果园土壤退化的现状，我们认为适量土壤改良剂的施用能够在较短时间内缓解这一问题，同时也有利于土壤的可持续利用，具有重要的环境意义.本文采用来自赣南果园的纯净红壤为底物，在添加主成分为石灰的不同用量改良剂的基础上，采用盆栽实验定期测定分析被测土壤pH和各级磷的含量，研究土壤改良剂对土壤pH和土壤磷形态的影响，及土壤细菌、真菌、放线菌的动态变化.以期为赣南脐橙果园土壤改良提供数据支撑，同时为国内脐橙果园土壤改良的相关研究提供参考.

1 材料和方法

1.1 试验地点及材料的选择

选取赣南果园的纯净红壤备用，采用直径20 cm，高40 cm的塑料盆钵.每钵装8 kg土壤，装盆种植脐橙枳壳砧纽荷尔幼苗.试验按照改良剂的比例设置7个处理，每处理三个重复.盆栽试验在赣南师范大学温网室实验基地进行，磷形态及盆栽试验均在每个月检测一次.

表1 不同处理的改良剂比例设置

图1 不同比例的土壤改良剂对土壤pH的影响

1.2 土壤改良剂试验方案

土壤改良剂试验方案处理具体设置方式如表1所示： 设置7个处理，每个处理3个重复，另外三个不做处理内对照做磷形态分级.共21盆，所用改良剂取自赣州信丰果园基地.

1.3 土壤pH的测定

土壤pH值采用pH计法(水土比1∶1)[20].

1.4 磷形态的分级测定

磷形态的分级采用STM磷及分级测定的方法[21].

1.5 土壤微生物数量测定

细菌采用牛肉膏蛋白胨培养基平板培养测定；真菌采用孟加拉红培养基平板培养测定；放线菌采用高氏l号培养基平板培养测定[22].

1.6 数据统计分析

试验测定数据采用MS Excel 2010进行处理，SigmaPlot 10.0作图，采用SAS 8.0统计分析软件进行方差分析、显著性分析.

2 结果分析与讨论

2.1 土壤改良剂对土壤pH的影响

从图1中可看出，T4、T5、T6的pH与对照相比有了显著增加，改良后偏碱性.T2、T4、T5、T6的土壤pH在改良剂的添加之后随时间呈先升后降趋势变化.值得注意的是，T3对酸性土壤pH的改良效果明显，改良后其pH水平显著大于CK，其改良效果在1月到4月呈先降后升的趋势，T4、T5、T6的pH在改良剂添加初期上升最为显著，此时改良作用效果取决于改良剂的初始添加量，T1、T2、T4、T5、T6的土壤pH在2月-4月逐渐下降，而T3的土壤pH在2-4月稳定在6.5附近，表明T3的改良剂较为适量，有利于土壤改良后pH环境的维持.

2.2 土壤改良剂对土壤无机磷形态的影响

表2 土壤改良剂对土壤无机磷形态的影响

注：采样时间在处理四个月之后，其中P<0.05.

从表2中可以看出，T3在增加pH的基础上，土壤铁铝磷含量也没有显著降低.Al-P、Fe-P随着土壤改良剂添加量的增多而逐渐减少，如T4与CK相比，其Al-P含量降低了44.25%-45.93%，Fe-P含量降低了48.81%-51.78%，而T5，T6的Al-P、Fe-P含量与CK相比其降低幅度更大(52.66%-53.35%，42.63%-52.36%，44.78%-48.30%，47.18%-56.88%)，相反，Ca-P、O-P随着土壤改良剂的添加而增加.

铁铝磷属于土壤可利用磷，研究结果表明，T1、T2的可利用含量相比CK均能基本保持稳定，而T4、T5、T6的可利用磷含量显著降低.T3的土壤铁铝磷含量相比CK没有显著降低，其添加的改良剂剂量较为合理.随着土壤改良剂逐渐增加，土壤碱性越强，铁铝离子就越少，Ca-P增加原因在于改良剂本身钙含量较多，随改良剂的施用量增加而增加.O-P是蓄闭态磷，随改良剂中磷酸盐带入而增加.

2.3 土壤改良剂对土壤微生物数量的影响

2.3.1 土壤改良剂对土壤细菌数量的影响

图2 土壤改良剂对土壤细菌数量的影响

图3 土壤改良剂对土壤放线菌数量的影响

图4 土壤改良剂对土壤真菌数量的影响

从图2可以看出，与对照处理(CK)相比，适量添加土壤改良剂有助于土壤细菌数量的增多(T2, T3)，且在处理前期表现更为突出.其中，一月份T3的土壤细菌数量多于CK53.5%-75.3%，多于T214.7%-31.1%.但随着时间推移，T2、T3的细菌数量逐步接近.

在整个试验期间，T1和CK相比土壤细菌数量没有显著差异，变化趋势也类似.而其他几组处理(T4、T5、T6)与T3相比，其土壤中细菌的数量较低，表明过量添加土壤改良剂不利于土壤细菌数量的增加.

果园土壤中常见的细菌一般更适于在pH6.5-7.0条件下生存[23]，温暖湿润且有机质丰富的土壤中也细菌数量更多[24].T4、T5、T6的土壤偏碱性，不适于土壤细菌的生长.而T2、T3在后期土壤细菌数量没有差别的原因可能在于随着时间的推移，土壤环境温度上升，细菌大规模繁殖，从而使得试验初期的数量差异消失[25].

2.3.2 土壤改良剂对土壤放线菌数量的影响

与土壤细菌不同，在一月的试验初期，土壤改良剂的添加使土壤放线菌数量发生了显著下降.除添加土壤改良剂较少的T1与对照处理(CK)相比没有显著差异外，其他几组处理(T2、T3、T4、T5、T6)的土壤放线菌数量均显著低于对照(CK)，其幅度分别为46.7%-51.1%, 34.9%-41.2%, 64.1%-70.8%, 54.8%-64.7%, 59.8%-69.0%(图3).

在本试验条件下，T1、T2、T3相比T4、T5、T6的土壤放线菌数量较多，这一规律在试验处理后期的四月表现的尤为明显.其中，T3相比T4其土壤放线菌数量增加了30.6%-41.1%.

土壤放线菌适宜在通气良好的中性或者稍微偏碱性的土壤中生存，其生长速度较慢，对有机物的含量没有特别的要求[26].脐橙果园土壤以红壤为主，黏性较大，通气性较差，放线菌生存环境相对脆弱[27].在实验开展初期，土壤改良剂的添加对土著土壤环境的冲击较大，造成了土壤放线菌数量的显著降低.而T1处理中土壤改良剂添加量较少，其放线菌数量也没有显著下降.随着改良剂添加时间的推移，土壤结构有所改善，放线菌数量才逐步增加[28].

2.3.3 土壤改良剂对土壤真菌数量的影响

土壤真菌能够促进植物养分吸收，与前两种微生物的生存条件不同，除了依赖土壤pH外，土壤中真菌的生存还依赖于有机物的含量[21].在本试验中，适量土壤改良剂的添加增加了土壤真菌的数量.在土壤改良剂添加初期(一月)，与对照处理(CK)相比，T2、T3、T4的土壤真菌数量分别增加128%-181%，108%-135%，48.1%-78.8%.而过量土壤改良剂的添加使土壤真菌数量下降，偏高的pH环境不利于土壤真菌的生存，研究结果表明，T6添加土壤改良剂最多，其土壤真菌数量也最低，与对照处理(CK)相比，其土壤真菌数量下降了64.4%-68.2%.

由图4可见，从一月到三月，土壤真菌数量在T1、T2、T3中较多，而在T4、T5、T6中较少.研究结果表明，在土壤结构稳定的情况下，添加适量土壤改良剂有助于土壤真菌数量的增加.而过于偏碱性的土壤与土壤中较高的水分含量会抑制土壤真菌的生长.本试验中4月正值赣南地区的雨季，各处理的土壤真菌数量均较低.

3 结论

本次实验中，每千克土壤添加4g改良剂对土壤各级磷含量和pH的改良效果最好，且比较稳定，有效地改良了土壤pH，并稳定了土壤中可利用无机磷的含量.同时也能够促进土壤微生物数量的增加和酶活性的提高，适量的土壤改良剂能够有效合理地调节土壤的酸碱度，同时稳定土壤中可利用磷的水平，促进微生物的生长，有利于植物的生长发育，所以合理使用改良是保持土壤营养元素的情况下改良土壤酸碱度的有效措施.

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Effects of Soils Conditioner on Soil Phosphorus Forms and Microbes in Gannan Navel Orange Orchard

GUAN Guan, HE Tianyang, YAO Xianfeng, LIU Guidong, ZHOU Gaofeng

(NationalNavelOrangeEngineeringTechnologyResearchCenter,GannanNormalUniversity,Ganzhou341000,China)

The southern area of Jiangxi Province is one of the main navel orange producing areas in China. Long-term application of chemical fertilizers had resulted in obvious degradation of the poor and acid soil. In this study, pot experiments were carried out to investigate the effects of soil amendment on the soil pH, inorganic phosphorus forms and soil microbial quantity. The results showed that, compared with CK, soilavailable phosphorus and the number of microbesin T3 group was significantly improved while increase the soil pH.

soil amendments; the available phosphorus; soil microbes; Gannannavel orange orchard

2016-10-27

10.13698/j.cnki.cn36-1346/c.2016.06.022

江西省教育厅科技项目(GJJ150990)；江西省自然科学基金(20133BAB21001)；江西省2011协同创新项目

管冠(1985-)，男，湖北黄石人，赣南师范大学国家脐橙工程技术研究中心讲师，博士，研究方向：土壤生物学.

http://www.cnki.net/kcms/detail/36.1037.C.20161209.1521.046.html

S666.4

A

1004-8332(2016)06-0088-04