解秀清

山西省桑干河楊樹(shù)豐產(chǎn)林實(shí)驗(yàn)局科技服務(wù)中心，山西朔州 038300

人工林土壤肥力衰退問(wèn)題是一個(gè)世界性難題，德國(guó)早在1869年進(jìn)行了初步研究，1986年Baison在澳大利亞研究認(rèn)為，林地土壤肥力降低與木材吸收養(yǎng)分量具有明顯的相關(guān)性[1]。隨著研究的不斷深入，林木育苗中施肥在部分地區(qū)已經(jīng)推廣應(yīng)用，生產(chǎn)實(shí)踐中取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益[2]。隨著人工施用化肥年限的增長(zhǎng)，部分苗圃出現(xiàn)了土壤板結(jié)、次生鹽漬化、土壤物理性質(zhì)變差等問(wèn)題，直接導(dǎo)致了土壤養(yǎng)分供應(yīng)能力降低，苗木生長(zhǎng)不良等問(wèn)題[3-4]。為此，在林木施肥過(guò)程中添加一定比例的有機(jī)肥是培肥土壤的重要的途徑之一[5]。張吉立[6]研究認(rèn)為，化肥配施一定比例的有機(jī)肥可以顯著促進(jìn)早熟禾株高生長(zhǎng)和干物質(zhì)積累量；李紅霞[7]研究認(rèn)為，新疆楊育苗中施用一定比例的有機(jī)肥顯著促進(jìn)了植株生長(zhǎng)，有機(jī)肥處理的苗木干物質(zhì)積累量顯著高于單純施用化肥處理；張然[8]研究認(rèn)為，有機(jī)肥與無(wú)機(jī)肥配施可以顯著降低土壤容重，提高土壤孔隙率和持水率，顯著改善土壤物理性狀；劉思佳[9]研究認(rèn)為，施用一定比例的有機(jī)肥可以顯著提高土壤內(nèi)堿解氮、速效鉀、速效磷含量，并且有機(jī)質(zhì)含量與對(duì)照相比極顯著提高；趙滿興[10]研究認(rèn)為，土壤施用一定比例的有機(jī)肥可以顯著提高土壤內(nèi)脲酶活性，降低過(guò)氧化氫酶活性，有利于促進(jìn)土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，促進(jìn)植物生長(zhǎng)。在前人的相關(guān)研究中，關(guān)于有機(jī)肥對(duì)樟子松幼苗生長(zhǎng)發(fā)育及苗圃土壤肥力變化的相關(guān)研究較少，本文通過(guò)分析不同比例有機(jī)肥對(duì)樟子松苗木生長(zhǎng)發(fā)育及土壤物理和化學(xué)性質(zhì)的影響規(guī)律，以期為育苗實(shí)踐中培育優(yōu)質(zhì)壯苗和提高苗圃土壤肥力提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2020年3月至10月在山西省楊樹(shù)豐產(chǎn)林實(shí)驗(yàn)局試驗(yàn)苗圃中進(jìn)行。試驗(yàn)所選樟子松苗木為1年生實(shí)生苗。試驗(yàn)苗圃內(nèi)土壤基礎(chǔ)肥力狀況為：有機(jī) 質(zhì)21.32 g·kg–1，堿 解 氮19.04 mg·kg–1，P2O5為15.08 mg·kg–1，K2O為89.67 mg·kg–1，pH=7.84。試驗(yàn)所選用有機(jī)肥為腐熟芝麻餅肥，有機(jī)質(zhì)含量為158.7 g·kg–1，氮 含 量 為58.2 g·kg–1，P2O5含量為33.5 g·kg–1，K2O含量為13.6 g·kg–1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，其中T1為空白對(duì)照，T2為單純施用化肥對(duì)照，T3為施用50%比例的有機(jī)肥（以施用純氮量計(jì)），T4為100%有機(jī)肥處理，各處理施肥量見(jiàn)表1。試驗(yàn)所使用的氮肥為尿素，含氮量46%，磷肥為重過(guò)磷酸鈣，P2O5含量為50%，鉀肥為硫酸鉀，K2O含量為50%。2020年3月2日，在苗圃內(nèi)開(kāi)挖30 cm寬，深10 cm的栽植溝，按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)，將肥料稱量好，將肥料與土按照1∶5比例混勻后均勻撒施入溝中，然后覆蓋1 cm左右厚度的表土，將樟子松苗木按照株距為40 cm距離栽植入溝中，覆土后澆透水一次。生長(zhǎng)季節(jié)內(nèi)分別于4月13日、5月21日、6月20日各澆水一次，7月10日除草一次。每處理共計(jì)50株苗木，隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。

表1 各處理施肥量Tab.1 Fertilization amount of each treatment g per plant 單位：(g·株–1)

1.3 試驗(yàn)測(cè)定項(xiàng)目

于2020年10月10日到田間取樣。干物質(zhì)積累量測(cè)定時(shí)整株挖取樟子松幼苗后帶回實(shí)驗(yàn)室沖洗干凈，按照根、莖、葉分開(kāi)，放于105℃烘箱中殺青30 min后，在75℃下烘干至恒重，用精度為0.01 g電子天平稱重，每個(gè)處理取樣5株，取平均值作為最終結(jié)果。土壤容重取樣時(shí)，直接用環(huán)刀在早春苗木移栽時(shí)開(kāi)挖的栽植溝內(nèi)取樣，帶回實(shí)驗(yàn)室，分別進(jìn)行總孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、飽和含水量，容重，土壤取樣深度為5～15 cm深土層，每處理取樣5次，取平均值作為最終結(jié)果[11]。土壤養(yǎng)分和酶活性測(cè)定時(shí)土壤取樣方法采用抖根法，取樣時(shí)將苗木表土5 cm刮除，將苗木挖起后，清除周?chē)s土，將根系上攜帶的土壤抖落至報(bào)紙上，收集起來(lái)測(cè)定土壤速效養(yǎng)分及酶活性。其中有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法，全氮測(cè)定采用凱氏定氮法，堿解氮采用堿解擴(kuò)散法，速效磷采用鉬銻抗比色法，速效鉀采用火焰光度計(jì)法測(cè)定；脲酶苯酚-次氯酸鈉比色法，多酚氧化酶采用鄰苯三酚比色法，蛋白酶采用茚三酮比色法，蔗糖酶采用3,5-二硝基水楊酸比色法，過(guò)氧化氫酶高錳酸鉀滴定法測(cè)定。試驗(yàn)方法均參照鮑士旦主編《土壤農(nóng)化分析》教材進(jìn)行[11]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

圖表制作使用excel 2010版軟件，方差分析使用DPS 7.05版軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)-無(wú)機(jī)肥配施對(duì)樟子松各器官干物質(zhì)積累的影響

由表2可知，不同處理對(duì)各器官干物質(zhì)積累的影響存在差異。T3處理根、莖、葉干物質(zhì)積累量均處于最高值，與空白對(duì)照相比分別提高了1.82 g·株–1、1.20 g·株–1、2.06 g·株–1，差異顯著，表明該處理與空白對(duì)照相比可以顯著提高3個(gè)器官的干物質(zhì)積累量。T3分別比T2處理提高了1.27 g·株–1、0.64 g·株–1、1.08 g·株–1，差異顯著，表明施用50%比例的有機(jī)肥與單純施用化肥處理相比對(duì)提高樟子松各器官干物質(zhì)積累量效果顯著；T4根系干物質(zhì)積累高于空白對(duì)照0.81 g/株，差異顯著，T4顯著高于T2，表明單純施用有機(jī)肥與不施肥和施用化肥處理相比有利于顯著促進(jìn)樟子松根系生長(zhǎng)。T4莖、葉干物質(zhì)積累量分別高于空白對(duì)照0.20 g·株–1、0.30 g·株–1，無(wú)顯著差異，表明單純施用有機(jī)肥在當(dāng)年不會(huì)顯著促進(jìn)樟子松莖、葉生長(zhǎng)；T4葉片干物質(zhì)積累量與T2之間無(wú)顯著差異，表明單純施用化肥和單純施用有機(jī)肥對(duì)樟子松葉片干物質(zhì)積累的影響處于同一水平。T3總重分別高于T1、T2、T4處理5.09 g·株–1、2.99 g·株–1、3.79 g·株–1，差異顯著，表明該處理與其他3個(gè)處理相比可以顯著促進(jìn)樟子松生長(zhǎng)，提高干物質(zhì)積累量。從根冠比變化來(lái)看，T4處于最高值，其次為T(mén)3，兩個(gè)處理之間差異顯著，T2處于最低值，顯著低于T2、T4、T5處理，表明施用有機(jī)肥處理與化肥處理相比有利于提高樟子松根冠比，對(duì)促進(jìn)根系生長(zhǎng)效果顯著優(yōu)于單純施用化肥處理。

表2 有機(jī)-無(wú)機(jī)肥配施對(duì)樟子松各器官干物質(zhì)積累的影響Tab.2 Effectsof combined application of organic and inorganic fertilizers on dry matter accumulation in different organsof Pinus sylvestris var.mongolica g per plant 單位：(g·株–1)

2.2 有機(jī)-無(wú)機(jī)肥配施對(duì)樟子松苗圃地土壤物理性質(zhì)的影響

由表3可知，不同處理對(duì)土壤物理性質(zhì)的各項(xiàng)指標(biāo)影響存在差異。T2容重高于空白對(duì)照0.14 g/cm3，無(wú)顯著差異，T3、T4分別低于T2處理0.21 g/cm3、0.32 g/cm3，差異顯著，表明施用有機(jī)肥與單純施用化肥處理相比顯著降低了土壤容重。T2處理總孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度分別低于空白對(duì)照3.10%、2.53%、0.57%，其中總孔隙度和非毛管孔隙度兩個(gè)處理之間存在顯著差異，表明單純施用化肥對(duì)總孔隙度和非毛管孔隙度產(chǎn)生顯著影響，但是對(duì)毛管孔隙度的影響不顯著。T3處理3種孔隙度分別高于空白對(duì)照4.05%、3.33%、0.72%，差異顯著，T3顯著高于T2，表明施用50%比例的有機(jī)肥與空白對(duì)照和單純施用化肥處理相比顯著提高了土壤的孔隙度。T4與T3之間無(wú)顯著差異，表明單純施用有機(jī)肥與施用50%比例的有機(jī)肥對(duì)土壤孔隙度的影響處于同一水平。T3、T4飽和含水量分別高于空白對(duì)照2.98%、4.38%，差異顯著，T2低于空白對(duì)照2.91%，差異顯著，T2顯著低于T3處理，表明施用有機(jī)肥顯著提高了樟子松苗圃地土壤的飽和含水量。

表3 有機(jī)-無(wú)機(jī)肥配施對(duì)樟子松苗圃地土壤物理性質(zhì)的影響Tab.3 Effects of combined application of organic and inorganic fertilizerson soil physical and chemical propertiesof Pinus sylvestris var.mongolica

2.3 有機(jī)-無(wú)機(jī)肥配施對(duì)樟子松苗圃地土壤養(yǎng)分含量的影響

由表4可知，T3、T4有機(jī)質(zhì)含量分別比空白對(duì)照提高了0.16%、0.31%，差異顯著，表明施用有機(jī)肥顯著提高了苗圃地土壤內(nèi)的有機(jī)質(zhì)含量；T3顯著高于T2，表明施用有機(jī)肥與單純施用化肥相比也可以顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)含量。全氮含量T3、T4之間無(wú)顯著差異，兩個(gè)處理分別高于空白對(duì)照0.75 g/kg、0.88 g/kg，差異顯著，T2顯著高于空白對(duì)照，T3與T4均顯著高于空白對(duì)照，表明施用有機(jī)肥與單純施用化肥相比顯著提高了土壤內(nèi)的全氮含量。T3處理堿解氮含量最高，分別高于T1、T2、T4處理7.32 mg/kg、3.90 mg/kg、3.30 mg/kg，差異顯著，T4、T2均顯著高于空白對(duì)照，表明施用50%比例的有機(jī)肥對(duì)提高苗圃地土壤內(nèi)速效氮含量效果顯著優(yōu)于單純施用化肥和100%有機(jī)肥處理。施用有機(jī)肥提高了土壤內(nèi)的速效磷含量，其中T3處于最高值，分別高于T1、T2處理8.01 mg/kg、3.59 mg/kg，差異顯著，T3與T4之間無(wú)顯著差異，T4與T2之間無(wú)顯著差異，表明施用50%比例的有機(jī)肥與單純施用化肥相比顯著提高了土壤內(nèi)的速效磷含量。T2、T3速效鉀含量分別高于空白對(duì)照12.24 mg/kg、18.20 mg/kg，差異顯著，T3顯著高于T2，表明施用50%比例的有機(jī)肥與單純施用化肥相比顯著提高了樟子松苗圃內(nèi)的速效鉀含量；T4僅高于空白對(duì)照0.98 mg/kg，無(wú)顯著差異，表明施用100%比例的有機(jī)肥仍然可以顯著提高速效鉀含量，但是效果并未達(dá)到顯著水平。

表4 有機(jī)-無(wú)機(jī)肥配施對(duì)樟子松苗圃地土壤養(yǎng)分含量的影響Tab.4 Effectsof combined application of organic and inorganic fertilizerson soil nutrientscontent of Pinus sylvestris var.mongolica

2.4 有機(jī)-無(wú)機(jī)肥配施對(duì)樟子松苗圃地土壤酶活性的影響

由表5可知，T4處理脲酶活性處于最高值，分別高于其他3個(gè)處理0.74 mg/g、0.35 mg/g、0.15 mg/g，其中T3與T4之間無(wú)顯著差異，T4顯著高于T2，T3顯著高于空白對(duì)照，表明施用有機(jī)肥與空白對(duì)照相比有利于顯著提高土壤脲酶活性。T4處理多酚氧化酶、蛋白酶、蔗糖酶分別高于T3處理0.09 mg/g、0.06μg/g、0.37 mg/g，無(wú)顯著差異，表明施用不同比例的有機(jī)肥對(duì)樟子松苗圃地土壤3種酶活性的影響處于同一水平；T3處理多酚氧化酶、蛋白酶、蔗糖酶活性分別高于T2處理0.51 mg/g、0.17μg/g、2.52 mg/g，差異顯著，表明施用50%比例的有機(jī)肥與單純施用化肥處理相比顯著提高了土壤內(nèi)3種酶活性；T2蛋白酶、蔗糖酶活性與空白對(duì)照之間無(wú)顯著差異，表明單純施用化肥雖然提高了兩種酶活性，但是效果并不明顯。T1處理過(guò)氧化氫酶活性處于最高值，分別高于其他3個(gè)處理1.54 mg/g、3.97 mg/g、3.55 mg/g，差異顯著，T3顯著低于T2，T4與T3之間無(wú)顯著差異，表明施用有機(jī)肥與單純施用化肥處理相比顯著降低了苗圃內(nèi)過(guò)氧化氫酶活性。

表5 有機(jī)-無(wú)機(jī)肥配施對(duì)樟子松苗圃地土壤酶活性的影響Tab.5 Effectsof combined application of organic and inorganic fertilizers on soil enzyme activitiesof Pinus sylvestris var.mongolica

3 討論

土壤施肥是提高土壤肥力促進(jìn)苗木生長(zhǎng)的有效措施，目前很多苗圃都采取人工施肥的方式來(lái)改善苗木營(yíng)養(yǎng)狀況，以培養(yǎng)適應(yīng)市場(chǎng)需要的優(yōu)質(zhì)壯苗[12]。人工施肥是促進(jìn)植物生長(zhǎng)和提高干物質(zhì)積累量的有效手段[13-15]，本試驗(yàn)中，單純施用化肥與空白對(duì)照相比顯著提高了各器官干物質(zhì)積累量，這與朱明霞[16]的研究結(jié)果相似；施用有機(jī)肥處理與單純施用化肥相比促進(jìn)了根系生長(zhǎng)，提高了根冠比，鐘澤林[17]研究認(rèn)為這與有機(jī)肥改善了土壤通氣狀況，提高持水保水能力有關(guān)；從不同有機(jī)肥施用比例對(duì)樟子松各器官干物質(zhì)積累的影響來(lái)看，50%比例的有機(jī)肥與100%比例有機(jī)肥相比更有利于樟子松生長(zhǎng)發(fā)育和干物質(zhì)積累量增加。從土壤物理性質(zhì)變化上來(lái)看，施用有機(jī)肥顯著降低了土壤容重，提高了孔隙度和飽和含水量，呂曉菡[18]研究認(rèn)為這與有機(jī)肥提高了土壤有機(jī)質(zhì)含量有關(guān)。從土壤養(yǎng)分含量變化上來(lái)看，施用有機(jī)肥提高了土壤有機(jī)質(zhì)含量，同時(shí)，50%比例的有機(jī)肥處理顯著提高了土壤內(nèi)堿解氮、速效磷、速效鉀含量，這與張龍輝[19]的研究結(jié)果一致，而100%有機(jī)肥處理速效養(yǎng)分含量低于50%有機(jī)肥處理，這可能與有機(jī)肥養(yǎng)分釋放相對(duì)較慢有關(guān)。樟子松苗木施用有機(jī)肥提高了土壤內(nèi)脲酶、多酚氧化酶、蛋白酶、蔗糖酶活性，這與趙旭[20]的研究結(jié)果一致，分析原因認(rèn)為這可能與有機(jī)肥有利于土壤微生物繁殖和活動(dòng)有關(guān)。不同比例的有機(jī)肥處理來(lái)看，50%有機(jī)肥處理與空白對(duì)照、單純施用化肥和100%比例有機(jī)肥相比對(duì)促進(jìn)樟子松生長(zhǎng)和提高苗圃地土壤肥力效果最顯著。

4 結(jié)論

（1）施用50%比例的有機(jī)肥與空白對(duì)照和單純施用化肥處理相比顯著提高了各器官干物質(zhì)積累量，提高了根冠比。100%有機(jī)肥處理與單純施用化肥處理相比差異不顯著。

（2）施用有機(jī)肥處理顯著降低了土壤容重，提高了土壤總孔隙度和毛管孔隙度，有利于增加土壤飽和含水量。

（3）施用50%比例的有機(jī)肥有利于提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，增加土壤堿解氮、速效磷、速效鉀等養(yǎng)分含量，與單純施用化肥處理相比顯著提高了土壤酶活性。

（4）50%比例的有機(jī)肥處理對(duì)促進(jìn)樟子松生長(zhǎng)和改善土壤理化性質(zhì)效果優(yōu)于其他3個(gè)處理。