不同施肥处理对高丛越橘幼苗生长和生理指标及土壤理化性质的影响

邓家欣，韦继光，於 虹，姜燕琴，曾其龙，刘红军，蒋佳峰，①

〔1.江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园)，江苏 南京 210014；2.南京农业大学资源与环境科学学院，江苏 南京 210095〕

越橘(Vacciniumspp.)属于浅根系、寡营养的植物，适宜生长在低盐、有机质含量高且通气性良好的酸性沙质土壤中[1]。适宜的施肥措施能够促进越橘幼苗生长，并提高其果实品质和产量[2-3]。因此，研究适于越橘生长的盐分含量低的专用酸性肥料是保障越橘增产的重要研究目标之一。

目前，在越橘生产中化肥、畜禽粪便及一些配方肥料[4]使用较多。施用化肥虽然能够提供氮、磷、钾等速效元素，短暂维持土壤速效养分的供给，但连年施用化肥会造成土壤板结、有机质含量降低、土壤次生盐渍化，进而导致土地生产力下降[5]；以畜禽粪便为主要原料发酵生产的商品有机肥，盐分含量较高，并呈弱碱性(pH 7.3至pH 7.9)[6]，易造成越橘植株体内铁含量快速下降，引起缺铁症状[7]；相比于商品有机肥，植物源有机肥具有盐分含量低、安全环保等特点[8]，便于生产针对性强的专用有机肥。因而，近年来对植物源有机肥的功效有较多的研究[9-10]。

生物有机肥是一种新型肥料，施用生物有机肥不仅能改善土壤理化性质、增强土壤微生物活性，还可提高作物产量和品质[11]。木霉菌是一种能够适应酸性土壤环境，且具有优良生防作用的功能真菌[12-14]。将木霉菌植入有机物中制备的木霉生物有机肥，可有效转化底肥，释放小分子养分和活性因子，改良土壤肥力，提升土壤有机质含量，降低土壤pH值，从而促进植物的生长[15-16]。目前，木霉生物有机肥已应用于蔬菜[17]、园林植物[18]和果树的栽培[19]。在越橘栽培过程中木霉生物有机肥的应用效果尚不明确，不利于越橘的科学施肥管理。

鉴于此，作者以高丛越橘品种‘蓝美1号’(Vacciniumcorymbosum‘Lanmei 1’)为研究材料，采用盆栽法，通过比较化肥、植物源有机肥及木霉生物有机肥对其幼苗生长和生理指标的影响及土壤改良的作用，为越橘栽培过程中实施适宜且高效的施肥管理措施提供基础数据。

1 材料和方法

1.1 材料

供试的高丛越橘品种‘蓝美1号’1年生幼苗由浙江蓝美农业有限公司提供，长势基本一致。供试幼苗种植于配比为V(红壤)∶V(松树皮)∶V(草炭)=2∶1∶1的盆栽土壤中，其中，红壤取自江西鹰潭中国科学院红壤生态试验站，由第四纪红色黏土发育而成，土质黏重紧实，pH 4.5，电导率0.139 mS·cm-1，含水率3.00%，有机质含量1.40%；松树皮(含水率2.90%)和草炭(含水率16.24%)购自南京花卉市场。在上口径14 cm、下口径10.5 cm、高13 cm的花盆中装入干质量1 228 g的盆栽土壤，每盆种植1株幼苗，然后置于江苏省中国科学院植物研究所人工温室内培养，光照强度(70±5)μmol·m-2·s-1、光照时间14 h·d-1、温度25 ℃，实验期间采取常规水管理。

化肥：使用分析纯试剂的尿素、过磷酸钙和硫酸钾模拟氮、磷和钾。有机肥：由南京农业大学资源与环境科学学院提供，为中药渣发酵而成，pH 6.04，电导率4.66 mS·cm-1，有机质含量39.5%，全氮(N)、全磷(P2O5)和全钾(K2O)含量分别为26.70、10.40和9.20 g·kg-1，含水率27.66%。木霉生物有机肥：由南京农业大学资源与环境科学学院提供，以前述有机肥为基肥加入木霉菌(木霉秸秆发酵物)制成，并将pH值调至pH 5.0，木霉菌含量为5×108cfu·g-1，其他参数同前。

1.2 方法

1.2.1 实验设计和施肥处理 施肥处理于2019年10月开始。设置不施肥(CK)、化肥(CF)、有机肥(OF)和木霉生物有机肥(BF)4个组。OF组：在盆栽土壤中添加质量分数1%的有机肥，即每盆添加干质量12.28 g有机肥；BF组：在盆栽土壤中添加质量分数1%的木霉生物有机肥，即每盆添加干质量12.28 g木霉生物有机肥；CF组：按照尿素0.61 g、过磷酸钙1.43 g和硫酸钾0.45 g的施肥量在每盆的盆栽土壤中施入氮、磷和钾肥，使土壤中氮、磷和钾含量与OF和BF组一致。每个处理6盆，共24盆。

1.2.2 植物生长和生理指标测定 于2020年5月，选择晴朗无云的天气，于9：00至11：00使用LI-6400便携式光合作用测量系统(美国LI-COR公司出品)测定叶片的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率，每株选取中部枝条自上而下第5至第9枚成熟叶片进行测定。使用游标卡尺(精度0.01 cm)测量幼苗的基径(位于基质表面处的植株茎干直径)；使用米尺(精度0.1 cm)测定每株幼苗的所有枝条长度，总和为单株总枝长；在每株幼苗的中部枝条上采集自上而下第5至第9枚成熟叶片，采用丙酮直接浸提法[20]测定叶片的叶绿素a和叶绿素b含量，二者之和为总叶绿素含量。

挖取全部样株，每株幼苗分为根、茎和叶3个部分，洗净后供试。使用HP LaserJet Pro M1216激光一体机(中国惠普有限公司)和Adobe Photoshop CS6软件测定各单株所有叶片的面积，并据此计算单株总叶面积。使用植物根系活力检测试剂盒(萘胺微板法，上海源叶生物科技有限公司出品)测定根系活力。将各单株的根、茎和叶分别置于105 ℃杀青30 min，然后置于75 ℃烘干至恒质量，分别称量各单株根、茎和叶的干质量，茎和叶干质量之和为单株地上部干质量，根干质量为单株地下部干质量。

萍萍听了我的话以后，去看她真正的丈夫了，她丈夫手中的那只笔开始在纸上划来划去，林孟对她说：“我已经算出来了，家里所有的存款加上现钱一共是一万二千四百元，你拿六千二百，我也拿六千二百，彩电和录相机你拿一台，冰箱和洗衣机也让你先挑选一台……”

将干叶片磨碎、过筛(60目)；称取适量样品，用H2SO4-H2O2消煮后，分别用SKD-800自动凯氏定氮仪(上海沛欧分析仪器有限公司)、钼锑抗比色法[21]314和FP-640火焰光度计(上海仪电分析仪器有限公司)测定叶片的氮、磷和钾含量。

1.2.3 土壤理化指标测定 于2020年5月，用取土铲挖出幼苗，抖去根系的浮土，取紧密附着在根系上的土壤作为根际土，密封后置于-80 ℃保存、备用。另外，分别取约100 g盆栽土壤置于通风处自然风干，约100 g盆栽土壤置于4 ℃冰箱保存、备用。

将自然风干的土样研磨、过筛(100目)，使用Orion Star A211台式pH计(美国Thermo Scientific公司)测定土壤pH值；使用DDS-11A电导率仪(上海理达仪器厂)测定土壤电导率；采用水合热重铬酸钾比色法[21]109-110测定土壤有机质含量；使用土壤酸性磷酸酶(S-ACP)活性检测试剂盒(北京索莱宝科技有限公司)测定土壤酸性磷酸酶；使用土壤脲酶活性检测试剂盒(南京建成生物工程研究所)测定土壤脲酶活性；采用开氏消煮法[21]147-148对土样进行消煮，并使用SKD-800自动凯氏定氮仪测定土壤全氮含量；采用钼锑抗比色法[21]168-169测定土壤全磷含量；使用FP-640火焰光度计测定土壤全钾含量。使用新鲜土样，采用靛酚蓝比色法[21]159-160测定土壤铵态氮含量；采用紫外分光光度法[22]测定土壤硝态氮含量。

1.3 数据处理和统计分析

采用EXCEL 2019软件进行数据处理；采用SPSS Statistics 26.0软件对相关数据进行单因素方差分析(one-away ANOVA)和Duncan’s新复极差分析。

2 结果和分析

2.1 不同施肥处理对高丛越橘品种‘蓝美1号’幼苗生长和生理指标的影响

经不同施肥处理后高丛越橘品种‘蓝美1号’幼苗生长指标的差异见表1；叶片的叶绿素含量、光合和气体交换参数以及氮、磷和钾含量的差异见表2。

2.1.1 对幼苗生长的影响 由表1可见：各施肥组幼苗的6个生长指标均大幅度高于对照(未施肥)，差异均达显著(P<0.05)水平，其中，木霉生物有机肥(BF)组的增幅最大。

表1 不同施肥处理后高丛越橘品种‘蓝美1号’幼苗生长指标的差异

2.1.2 对叶片叶绿素含量的影响 由表2可见：各施肥组幼苗叶片的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均高于对照，差异均达显著水平，其中，BF组叶片的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量最高。

各施肥组间幼苗叶片的叶绿素a含量均存在显著差异，其中，BF组的叶绿素a含量最高，较OF和CF组分别升高了40.32%和26.09%。OF和CF组幼苗叶片的叶绿素b含量和总叶绿素含量无显著差异，但均显著低于BF组；其中，BF组幼苗叶片的叶绿素b含量较OF和CF组分别升高了52.00%和40.74%，总叶绿素含量较OF和CF组分别升高了43.68%和30.21%。

2.1.3 对叶片光合和气体交换参数的影响 由表2还可见：各施肥组幼苗叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均高于对照，而胞间CO2浓度则均低于对照，差异均达显著水平；其中，BF组幼苗叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率最大，其胞间CO2浓度也较低。

表2 不同施肥处理后高丛越橘品种‘蓝美1号’幼苗叶片的叶绿素含量、光合和气体交换参数以及氮、磷和钾含量的差异

各施肥组间幼苗叶片的胞间CO2浓度无显著差异。OF和CF组幼苗叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率无显著差异，但均显著低于BF组；其中，BF组幼苗叶片的净光合速率较OF和CF组分别升高了9.00%和8.89%，气孔导度较OF和CF组均升高了11.11%，蒸腾速率则较OF和CF组分别升高了8.43%和12.03%。

2.1.4 对叶片氮、磷和钾含量的影响 由表2还可见：各施肥组幼苗叶片的氮、磷和钾含量均高于对照，差异均达显著水平，其中，BF组叶片的氮、磷和钾含量最高。

BF组幼苗叶片的氮、磷和钾含量仅显著高于CF组，但与OF组无显著差异；其中，BF组幼苗叶片的氮、磷和钾含量分别较OF组升高了13.26%、32.14%和9.10%。

2.2 不同施肥处理对高丛越橘品种‘蓝美1号’幼苗盆栽土壤理化指标的影响

经不同施肥处理后高丛越橘品种‘蓝美1号’幼苗盆栽土壤理化指标的差异见表3。

2.2.1 对土壤pH值和电导率的影响 由表3可见：各施肥组盆栽土壤的电导率均高于对照(未施肥)，差异均达显著(P<0.05)水平；木霉生物有机肥(BF)和化肥(CF)组盆栽土壤的pH值与对照无显著差异，仅有机肥(OF)组盆栽土壤的pH值与对照存在显著差异。在3个施肥组中，BF组盆栽土壤的电导率最高，但各组间无显著差异。BF和CF组盆栽土壤的pH值无显著差异，但均显著低于OF组。总体上，BF组盆栽土壤的电导率最高，pH值也较高。

2.2.2 对土壤酶活性的影响 由表3还可见：各施肥组盆栽土壤的酸性磷酸酶和脲酶活性均高于对照，差异均达显著水平，其中，BF组盆栽土壤的酸性磷酸酶和脲酶活性最高。各施肥组间盆栽土壤的酸性磷酸酶和脲酶活性均存在显著差异，其中，BF组盆栽土壤的酸性磷酸酶活性较OF和CF组分别升高了28.09%和10.02%，其脲酶活性较OF和CF组分别升高了27.15%和20.92%。

2.2.3 对土壤养分含量的影响 由表3还可见：各施肥组盆栽土壤的有机质、全氮、全磷、全钾、铵态氮和硝态氮含量均高于对照，差异均达显著水平，其中，BF组盆栽土壤的各项指标最大。

表3 不同施肥处理后高丛越橘品种‘蓝美1号’盆栽土壤理化指标的差异

BF组盆栽土壤的有机质和全氮含量均显著高于OF和CF组，其中，有机质含量较OF和CF组分别升高了12.23%和13.10%，全氮含量较OF和CF组分别升高了13.0%和18.18%；而OF和CF组间盆栽土壤的有机质和全氮含量无显著差异。各施肥组间盆栽土壤的铵态氮含量均存在显著差异，其中，BF组盆栽土壤的铵态氮含量较OF和CF组分别升高了47.99%和31.71%。盆栽土壤的全钾含量以BF组最高，但仅与OF组差异显著，较OF组升高了22.94%。各施肥组间盆栽土壤的全磷和硝态氮含量无显著差异。

3 讨论和结论

合理施肥能够促进植株生长，增加光合作用效率，但不同类型肥料对植物的促生效应存在差异。冯程龙等[23]发现施用木霉生物有机肥能显著促进黄瓜(CucumissativusLinn.)的株高增长和叶面积增大；陆宁海等[24]的研究结果表明：施用木霉菌制剂能够显著提升小麦(TriticumaestivumLinn.)和玉米(ZeamaysLinn.)的地上部鲜质量，提高叶片叶绿素含量；刘秋梅等[25]认为，相比于有机肥，施用木霉生物有机肥能显著提升番茄(LycopersiconesculentumMill.)叶片的叶长、叶宽和叶绿素含量。本研究中，施用化肥、有机肥和木霉生物有机肥均能够促进高丛越橘品种‘蓝美1号’幼苗地上部的生长，使叶片叶绿素含量提高，并改善气孔交换状况，增强净光合速率；与化肥和有机肥相比，施用木霉生物有机肥能更大幅度地促进‘蓝美1号’幼苗地上部分和根系的生长，通过增加叶面积和叶绿素含量提升叶片的光合作用效率，通过提升根系活力增强根系对水分和矿物质养分的吸收作用，促进叶片中养分的累积，进而达到促进‘蓝美1号’幼苗生长的目的。

研究结果[26-27]表明：木霉生物有机肥能够有效活化土壤养分，提高植物对土壤养分的利用率，并促进植株生长。本研中，施用化肥、有机肥和木霉生物有机肥均可显著增加‘蓝美1号’幼苗盆栽土壤中有机质、全氮、全磷和全钾以及铵态氮和硝态氮含量，提高土壤的电导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这些指标增幅存在一定差异，其中施用木霉生物有机肥后盆栽土壤的这些指标增幅最大，说明相较于化肥和有机肥，施用木霉生物有机肥能够显著提升土壤养分水平，加速土壤养分活化，从而增强土壤的供肥能力。此外，施用木霉生物有机肥后，盆栽土壤中的铵态氮含量显著高于其他施肥组，而硝态氮含量则与其他施肥组无显著差异，这一现象有利于越橘对土壤氮素的吸收，由于越橘是一种喜铵植物，对土壤中铵态氮的吸收能力强于硝态氮[28]。总之，施用木霉生物有机肥可显著提高土壤酶活性，丰富土壤微生物多样性，加速土壤氮素转化，进而促进越橘植株对土壤养分的吸收利用。

越橘的生长与养分吸收是一个复杂的生理过程，本实验仅研究了3种肥料对‘蓝美1号’幼苗生长的影响，肥料类型少且使用量单一，缺乏对花期和果期的指标测定以及对土壤微生物菌群的研究。在后续的研究中应对生物有机肥的最佳施用量进行探究，并揭示微生物对植株及土壤的作用机制。

综上所述，适量施用化肥、有机肥和木霉生物有机肥均能够促进‘蓝美1号’幼苗生长，增大其叶面积，提高叶片叶绿素含量和净光合速率，增加根系活力，同时能够提高土壤养分含量，增强土壤酶活性，改善土壤微生物环境，其中，木霉生物有机肥对‘蓝美1号’的促生效果及土壤的改良作用更优。因而，建议在越橘栽培生产中，应针对不同的品种和生长期，依据土壤肥力水平，制定适宜的木霉生物有机肥施肥措施。