近些年,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)追求快速高效的經(jīng)濟(jì)效益,過(guò)量使用化肥,土壤重金屬含量增加,造成大量的土壤環(huán)境污染與資源流失的狀況。有機(jī)肥中含有大量的有機(jī)質(zhì),且富含礦質(zhì)元素全面,可以滿足植物正常生長(zhǎng)發(fā)育所需(Kwon et al., 2011)。施用有機(jī)肥后土壤有機(jī)質(zhì)含量增加,土壤容重下降,孔隙度增加,提高土壤酸堿度,可以促進(jìn)脫鹽,降低土壤鹽漬,土壤保水保濕能力加強(qiáng)(宿慶瑞等,2006;趙昌杰等,2013;陳青英等,2021)。研究結(jié)果表明有機(jī)氮不同比例替代無(wú)機(jī)氮均能有效增加土壤有機(jī)質(zhì)含量、速效鉀含量和全氮含量,農(nóng)田表層水保持養(yǎng)分能力也有明顯提升(李奇等,2022)。用菌渣有機(jī)肥替代復(fù)合肥施用研究土壤養(yǎng)分變化時(shí)發(fā)現(xiàn)土壤酸化現(xiàn)象減輕、緩解磷的富集,改善土壤性狀,有效促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育和增產(chǎn)(符明明等,2012;徐聰?shù)龋?021)。同時(shí)提高了土壤有機(jī)磷含量、土壤有效磷含量和堿性磷酸酶活性(Weithmann et al., 2018;姜佰文等,2020)。
本研究通過(guò)對(duì)威海地區(qū)陽(yáng)光玫瑰葡萄的肥料管理,采用不同比例有機(jī)肥與無(wú)機(jī)肥的配施處理,探究其對(duì)陽(yáng)光玫瑰葡萄果實(shí)品質(zhì)、樹體長(zhǎng)勢(shì)、果園的土壤性狀的影響,為得到陽(yáng)光玫瑰優(yōu)質(zhì)栽培的最適宜肥料配施比例提供理論依據(jù)。
一、材料與方法
1.1 試驗(yàn)區(qū)概括及供試材料
試驗(yàn)地點(diǎn)在山東省威海市南海新區(qū)七彩萬(wàn)和農(nóng)業(yè)公司的葡萄種植園區(qū)進(jìn)行,園區(qū)建有300畝葡萄生產(chǎn)園,試驗(yàn)區(qū)屬北溫帶季風(fēng)型大陸性氣候,四季變化和季風(fēng)進(jìn)退較為明顯,產(chǎn)區(qū)年平均氣溫11.9℃,年平均降水量730.2mm,年平均日照時(shí)數(shù)2538.2h。
試材為3年生陽(yáng)光玫瑰葡萄,砧木為5BB,株行距為9.0m×9.0m,樹形為H型,栽培模式為避雨栽培,土壤管理方式為:行間自然生草。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)不同施肥處理,分別為:T1:?jiǎn)问┗省2:25%N由有機(jī)肥替代、T3:50%N由有機(jī)肥替代、T4:75%N由有機(jī)肥替代;每個(gè)處理三次重復(fù)小區(qū),每小區(qū)面積80m2,小區(qū)田間完全隨機(jī)分布;利用無(wú)機(jī)化肥調(diào)節(jié)各處理氮、磷、鉀養(yǎng)分用量相同,分別為:N:35.6kg、P2O5:21.6kg、K2O:48.0kg;其中有機(jī)肥在春季一次性施入,無(wú)機(jī)肥料根據(jù)葡萄生長(zhǎng)的萌芽期、幼果期、硬核期、轉(zhuǎn)色期四個(gè)周期的需肥量分批施入,施用肥料的養(yǎng)分含量如下:有機(jī)肥(N:1.78%、P2O5:0.156%、K2O:2.92%;有機(jī)質(zhì):45%,購(gòu)自煙臺(tái)鴻牧農(nóng)業(yè)科技有限公司)、復(fù)合肥(N:15%,P2O5:15%,K2O:15%)、磷酸二氫鉀(P2O5:52%、K2O:34%)、尿素(N:46.4%、)、四水合硝酸鈣(含N:11.86%、CaO:23.73%)、磷酸二氫鈉(P2O5:59.17%)、硫酸鉀(K2O:54.02%);具體施肥方法為:在以植株為圓心半徑1米挖寬度和深度均為40cm的環(huán)狀溝;不同處理養(yǎng)分用量如表1。
1.3 土壤樣品采集
土樣采取及初步處理:選擇在葡萄完成一個(gè)生長(zhǎng)周期后進(jìn)行采集土壤,在葡萄落鉆取樣,取樣時(shí),將土鉆垂直于地面入土,收集土樣。篩除鮮樣中可見(jiàn)的石塊、葡萄植株殘根和塑料玻璃等雜物。土樣分成三部分進(jìn)行不同處理,一部分鮮樣土壤置于4℃冰箱保存,用于土壤酶活性和其他的一些土壤指標(biāo)的測(cè)定;另一部分在陰涼干燥通風(fēng)條件下風(fēng)干后進(jìn)行研磨,研磨后土壤進(jìn)行密封干燥保存,用于土壤pH值、土壤有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷等指標(biāo)的測(cè)定。
1.4 測(cè)定方法
1.4.1 礦質(zhì)元素測(cè)定方法
土壤有機(jī)質(zhì)、酸堿度、速效鉀測(cè)定參照鮑士旦《土壤農(nóng)化分析》測(cè)定,土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法—稀釋熱法測(cè)定;pH用1:1水土比,pH計(jì)測(cè)定;土壤速效鉀:醋酸銨浸提,火焰光度法測(cè)定;土壤的堿解氮采用堿解擴(kuò)散法,土壤有效磷采用NaHCO3浸提,硫酸鉬銻抗比色法;交換性鈣鎂采用1mol/L NH4OAc溶液浸提,浸提液鈣鎂含量用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定。
1.4.2 土壤酶活性測(cè)定
土壤蔗糖酶、土壤脲酶、土壤脫氫酶、土壤磷酸酶測(cè)定均采用Solarbio的土壤相關(guān)酶活性試劑盒測(cè)定。
1.5 數(shù)據(jù)處理與分析
使用IBM SPSS 20.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,Excel 2010和Graphpad 8.0繪制圖表。
二、結(jié)果與分析
2.1 有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施對(duì)葡萄園土壤養(yǎng)分的影響
由表2可知,陽(yáng)光玫瑰葡萄采收后,T4處理的土壤pH、有機(jī)質(zhì)含量分別為6.85和56.26g/kg,均顯著高于T1和T3處理。在不同肥料配施處理中,T4處理的有機(jī)質(zhì)含量最高,說(shuō)明有機(jī)肥施用量達(dá)到75%時(shí),對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量增加的效果最顯著。不同有機(jī)肥配施處理的土壤堿解氮含量和速效鉀含量中T2處理最高,且與其他比例配施有機(jī)肥處理均有顯著性差異,T4處理的土壤有效磷含量最高,且T3處理和T4處理之間無(wú)顯著性差異,但均顯著高于T1處理,分別提高了5.5%和5.1%,有機(jī)肥的施用減緩了土壤磷和氮元素的損失,土壤營(yíng)養(yǎng)元素的含量也有所提高,穩(wěn)固了土壤肥力。其中以25%有機(jī)肥配施的速效鉀和堿解氮含量最高,且pH較全化肥處理的土壤也有所提升。
2.2 有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施對(duì)葡萄園土壤交換性鈣、鎂的影響
由表3可知,增施不同量的有機(jī)肥處理,土壤交換性鈣含量和土壤交換性鎂含量均得到不同程度的提高,且T4處理的交換性鈣含量比T1處理提高了53.4%,T2處理的交換性鎂含量較T1處理提高了102.5%,均有顯著性提高。土壤交換性鈣、鎂含量中只有T3處理與T1處理間沒(méi)有顯著性差異,其他處理間均有顯著性差異。表示增施有機(jī)肥能夠加大鈣、鎂離子在土壤中的含量,從而使土壤中交換性鈣、鎂不斷積累增加,豐富土壤肥力。
2.3 有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施對(duì)葡萄園土壤酶活性的影響
蔗糖酶作為衡量土壤生物學(xué)活性的關(guān)鍵指標(biāo)之一,在土壤中遍布,且是土壤微生物碳循環(huán)依賴的重要的酶(陳懷滿,2002)。表中蔗糖酶活性的大幅提升主要是T4處理提供了大量有機(jī)肥,富含豐富的碳。T4處理的蔗糖酶比T1、T2、T3處理分別提高了5.85倍、11.92倍和10.2倍。其中施用量為25%和50%有機(jī)肥的處理與全化肥處理的土壤蔗糖酶活性相比并不存在顯著性差異。
土壤脲酶活性在一定有機(jī)肥量施入下,隨著有機(jī)肥配施比例增加而增大。有機(jī)肥施入量增加下的土壤脲酶活性展現(xiàn)為:T4>T3>T1>T2。T1處理與T2處理無(wú)顯著性差異,土壤脲酶活性水平相近。在T3和T4處理中土壤脲酶活性顯著高于T1處理(p<0.05)。
土壤堿性磷酸酶的活性能反映微生物對(duì)土壤磷素的利用率,能減短脫磷時(shí)間,是判斷土壤磷轉(zhuǎn)化時(shí)效和強(qiáng)度的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)(張建林等,2001)。土壤堿性磷酸酶活性也是T3處理和T4處理顯著高于T1處理,而T1處理卻顯著高于T2處理,施用少量有機(jī)肥替代化肥可能導(dǎo)致土壤堿性磷酸酶活性水平下降。T4處理的土壤磷酸酶活性是最高的,比T1處理增加了54.48%,四個(gè)處理間均存在顯著性差異。
由圖1可知,土壤脫氫酶活性隨著有機(jī)肥的施入增加而增強(qiáng),土壤脫氫酶可以作為土壤環(huán)境中有機(jī)物氧化還原循環(huán)的評(píng)判指標(biāo)(陳強(qiáng)龍等,2009),不同施肥處理土壤脫氫酶從小到大排序?yàn)椋篢1<T2<T3<T4。T4處理和T3處理活性顯著高于T1和T2處理,且T2處理與T1處理無(wú)顯著性差異。25%有機(jī)肥替代化肥施入雖然能增加土壤脫氫酶活性,但增幅不大。75%有機(jī)肥配施的土壤脫氫酶增幅最大。
三、小結(jié)
不同比例有機(jī)肥的施用都能提高土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤礦質(zhì)元素的含量和土壤酶活性,以75%有機(jī)肥與無(wú)機(jī)肥配施處理效果最好。
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