有机肥与微生物菌剂配施对椰园土壤微生态的影响

陈思婷 刘子凡 董志国 朱昌飞 符厚隆

[1中国热带农业科学院椰子研究所 海南文昌571339;2海南大学热带作物学院 海南海口570228;3国家重热带作物工程技术研究中心(椰子分中心) 海南文昌571339]

椰子是海南的省树，是热带农业中最具代表性的热带果树和热带经济作物［1］。然而，目前大部分椰农粗放管理的思想严重，缺乏科学的施肥管理意识，严重制约着椰子产业的发展。有机肥在改善土壤中氮、磷、钾等营养方面与化肥等同，甚至优于化肥。微生物菌剂作为微生物肥料的一种［2-3］，可促使植物得到特定肥料效应，对某些病原微生物产生拮抗作用［4］。虽然微生物菌剂和有机肥均具有显著的优势，但二者的主要功能和侧重点不同，若将二者配施可产生叠加效应，如能有效缓解高浓度氮肥引起的抑制作用［5-6］。然而，微生物菌剂与有机肥混施对椰子树生长、土壤生态等的研究却鲜有报道。因此，开展微生物菌剂与有机肥配施对椰园土壤微生态影响的研究，为椰子科学施肥提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验设在海南儋州市新州林场的椰子基地，椰子树均为18龄的本地椰；有机肥为安徽龙晨肥业有限公司生产，氮磷钾≥6%，有机质≥45%；微生物菌剂为艾菲特微生物菌剂（中化化肥有限公司），含枯草芽孢杆菌、胶冻样类芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌等功能菌，有效活菌数≥50亿/g。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

试验设有机肥（用O表示）、有机肥加淋施微生物菌剂（用O＋M表示）的空白对照（用CK表示），每个处理10株树，每株树均施N、P、K、Ca化肥，施肥量参考文献［7］，各处理施肥量及其肥料成本见表1。施肥时间为2020年5月10日。

表1 不同处理椰子树施肥情况

1.2.2 指标测定

1.2.2.1 椰子树农艺性状

2020年12月2日，测定各处理中所有椰子树的株高、茎干围径、叶片长度、小叶长度和宽度，取平均值。株高为地面至最老一片叶的基部的距离；茎干围径为离地150 cm处的围径；叶片长度是测量第7片叶的第一片小叶的着生点至最后一片小叶的着生点的长度；小叶长度是测量第7片叶的叶轴中部4片小叶（每侧2片）长度；小叶宽度是测量最顶部完全抽出叶片的叶轴中部4片小叶最宽处的长度。

1.2.2.2 根重密度

2020年11月22日，每个处理随机选取3株，用直径10 cm、高10 cm的植物根系取土钻于距离树干60 cm、互成120°取3个样点，分别取距地面10～30 cm土样。土柱取出后带回实验室，将所有根系挑拣出来，充分洗净，83℃烘干，得根系干重，根系干重密度为根系干重除以土钻体积，方法参考文献［8］。

1.2.2.3 土壤基本理化性质

用100 cm3的环刀取土器于距离树干60 cm、互成120°取3个样点，取20～30 cm处土样，每处理随机选3株。土样取出后，削平，称重，测土壤含水量，折算出土壤容重。

取1.2.2.2中10～30 cm挑拣掉根系的土壤，参考文献［9］测定土壤pH、碱解氮、速效磷、速效钾和有机质含量。

1.2.2.4 土壤酶活性

土壤脲酶活性的测定采用苯酚-次氯酸钠比色法［10］，酸性磷酸酶活性的测定采用磷酸苯二钠法［10］，过氧化氢酶的测定采用高锰酸钾滴定法［10］，蔗糖酶活性的测定采用3，5-二硝基水杨酸比色法［10］。

1.2.2.5 土壤可培养微生物的测定

采用稀释平板涂抹培养计数法测定土壤中真菌、放线菌和细菌的数量。细菌采用牛肉膏蛋白胨琼脂培养基，放线菌采用改良的高氏一号培养基，真菌采用马丁氏培养基。将菌落计数转换为每克干土形成的菌落数（CFU/g）。

1.2.3 数据处理

数据处理应用Excel 2016和DPS 9.05统计软件。多重比重采用邓肯氏新复极差法。

2 结果与分析

2.1 不同处理对椰子树农艺性状的影响

从表2可知，3个处理之间的株高、茎干围径、叶片长度没有明显差异，但是，小叶的长度、宽度和根重密度均存在显著差异，呈现O处理显著大于CK处理，O＋M处理显著大于O处理和CK处理的规律。

表2 不同处理对椰子树农艺性状的影响

2.2 不同处理对土壤基本理化性质的影响

从表3可知，O处理和O＋M处理的土壤容重均显著低于CK处理，O＋M处理的土壤容重显著低于O处理；O处理及O＋M处理有机质含量和碱解氮含量均显著高于CK处理，O＋M处理显著高于O处理；O＋M处理的速效磷含量和速效钾含量显著大于O处理和CK处理，O处理与CK处理之间无显著差异。

表3 不同处理对土壤基本理化性质的影响

2.3 不同处理对土壤酶活性的影响

土壤酶活性代表了土壤微生物的新陈代谢能力，是土壤质量的重要指标之一［11］。从表4可知，O＋M处理的土壤脲酶活性、过氧化氢酶活性和蔗糖酶活性均显著高于O处理和CK处理，O处理与CK处理之间差异不显著；O＋M处理的土壤酸性磷酸酶活性显著高于CK处理，O处理与O＋M处理及对照处理之间均无显著差异。

2.4 不同处理对土壤可培养微生物的影响

土壤微生物群落主要包括细菌、真菌和放线菌等，其数量多少可以反映出其在土壤生态系统中的稳定性［12］。各处理土壤可培养微生物数量的差异见表5。

从表5可知，O处理及O＋M处理的土壤可培养真菌数量、细菌数量与微生物总量均显著高于CK处理；O＋M处理的真菌数量、细菌数量和微生物总量显著高于O处理；O处理的土壤可培养放线菌数量显著高于O＋M处理及CK处理，O＋M处理显著低于CK处理。

表4 不同处理对土壤酶活性的影响

表5 不同处理对土壤可培养微生物的影响

3 讨论

本研究发现，在无机肥的基础上增施有机肥可明显降低土壤容重，提高土壤有机质含量和碱解氮的含量，促进植物对氮的吸收利用，但土壤速效磷的含量与对照无明显差异，这一点与张健男［13］的研究结果不一致。增施有机肥后椰园土壤可培养真菌数量、细菌数量和可培养微生物总量均显著增加，这是由于增施有机肥改善了土壤养分，可为土壤微生物繁殖提供充足的碳源、氮源和营养物质［14］。从椰子树的生长上也可以发现小叶的长度和宽度、根重密度明显增大，说明增施有机肥能促进椰子树的生长。

微生物菌剂因其含有的有效菌能促进土壤中难溶性养分溶解和释放，提高土壤养分的供应能力，促进土壤中的营养元素转化为植物可直接吸收利用的形态，有助于作物对养分的吸收［15］。本研究还发现，无机肥和有机肥与微生物菌剂配施可使土壤容重降低，有机质、pH、碱解氮、速效磷和速效钾含量、土壤真菌数量、细菌数量和微生物总量增加，这与配施微生物菌剂后酸度改善使其更适于微生物的繁殖生长，同时有机质含量增加又为土壤微生物提供充足的能源有一定关系［16-17］；无机肥增施有机肥处理相对无机肥处理在一定程度上改善了土壤微生物群落结构和营养成分，使引入的微生物在植物根际定殖［18］，对土壤其他微生物的生长繁殖产生协同作用［19］，使椰园土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶等大量合成，活性显著增强，促进尿素形态的转化［20］和土壤有机物质的代谢［21］，将无机氮肥转化为大量的聚氨基酸、蛋白质等含氮有机质，减少了氮肥的挥发，提高了土壤中氮肥的有效性［22］；另外，微生物菌剂中含有的芽孢杆菌等功能菌大量繁殖，显著提高土壤磷酸酶活性，促进土壤中不溶性磷肥、钾肥转化为有效磷和速效钾［23-24］，提高土壤中磷钾肥的有效性。所以，椰园中选择微生物菌剂与有机肥和无机肥配施效果最佳，且有机肥与微生物菌剂配施肥料成本每株仅增加4.2元，按当前椰子的价格，椰农是可接受的。