施用有機肥對棕壤養分及氨基氮含量的影響

楊亞麗，苑舉民，李彥東，俞杏珍，石 屹，吳元華，田 雷，

(1.農業部煙草類作物質量控制重點開放實驗室，中國農業科學院煙草研究所，青島 266101；2.中國農業科學院研究生院，北京 100081；3.江西省煙葉科學研究所，南昌 330025；4.山東臨沂煙草有限公司，山東 臨沂 276000；5.浙江紹興市煙草有限公司，浙江 紹興 312500）

有機肥中不僅含有植物必需的大量元素和微量元素，還含有豐富的有機養分，肥效不但持久，并且能改善土壤理化性狀，提高土壤肥力[1]，烤煙生產中增施有機肥可明顯改善煙葉香氣質，增加煙葉香氣量，提高上中等煙比例，增加煙葉產值[2]。應用于烤煙生產中的有機肥主要有堆肥、糞肥、綠肥、秸稈、餅肥等，目前尤以餅肥使用最為廣泛，但近年來餅肥肥源缺少，價格上漲，使烤煙種植成本提高，因而，很多研究著眼于其他類型有機肥的研究[3-8]，且多集中于有機肥與化肥配施對烤煙生長發育及煙葉產量和品質的影響，而有關施入不同類型有機肥對土壤中營養物質影響的研究報道較少。另外，王文穎[9]等研究表明，許多沒有菌根的維管植物都可以直接吸收可溶性有機氮，特別是小分子的氨基酸。在植物-土壤-微生物循環系統中，氨基酸的變化是動態平衡的。土壤中的游離氨基酸既能被植物直接吸收，也能被土壤微生物所利用。因此研究增施有機肥對植煙土壤中有機質、全氮、總糖、粗脂肪和氨基酸含量的影響對于揭示有機肥培肥土壤，提高煙葉質量的機理具有一定意義。

1 材料與方法

1.1 供試材料與設計

試驗于2009年在沂水縣道托鄉吳家官莊進行。土壤類型為砂質棕壤，基本農化性狀為有機質0.98%，全氮0.066%，C/N 8.66，銨態氮13.67 μg/g，硝態氮 23.27 μg/g，速效磷 40.24 mg/kg，速效鉀136.97 mg/kg；有機肥從苑舉民[10]試驗材料中選取養殖場雞糞、養殖場豬糞、麥稈、冬牧 70以及豆餅等5種代表性樣品，有機肥培養前營養成分含量見表1。

表1 供試有機肥養分含量Table 1 Nutrient contents of organic fertilizer

試驗采用田間原位培養與室內淹水培養相結合的方式進行，原位培養于烤煙移栽時（5月22日）開始培養。試驗設空白、麥稈、冬牧70、雞糞、豬糞、豆餅與棕壤混合培養6個處理，3次重復，隨機區組設計。有機肥風干后過1 mm篩，秸稈類有機肥按照還田量，糞肥根據生產實踐確定使用量，按表2與100 g過2 mm篩的風干土混勻，裝入300目的尼龍網袋中，封口；按不同處理，將裝好的尼龍網袋埋入兩棵煙中間的煙壟，深度10 cm，培養14周后取樣，測定有機質、全氮、總糖、粗脂肪及氨基酸含量。

淹水培養試驗設空白、麥稈、冬牧70、雞糞、豬糞、豆餅按表3的用量與棕壤混合培養6個處理。稱取40 g土樣于60 mL廣口瓶中，按純氮量為200 μg/g加入一定量的有機肥料，加入40 mL蒸餾水，然后蓋上瓶蓋。3次重復，恒溫40 ℃培養14周后取樣，用定量濾紙過濾，50 ℃烘干濾紙中的土壤，過60目篩，保存備用。

表2 不同處理每網袋土壤與有機肥用量Table 2 Amount of soil and organic fertilizer of each mesh bag

表3 不同處理廣口瓶中土壤與有機肥用量 gTable 3 Amount of organic fertilizer of different treatment in wide-mouth jar

1.2 測定方法

有機質測定：稱取通過 60目篩孔的風干有機肥樣品0.1～0.2 g，放入干燥的直徑約5 cm的硬質試管中；加入0.800 mol/L（1/6 K2Cr2O7）的重鉻酸鉀標準溶液和濃H2SO4各25 mL。其他操作同土壤有機質的測定方法；全氮含量采用凱氏定氮法測定；總糖采用鐵氰化鉀比色法，粗脂肪采用福斯自動索式提取系統測定[11-12]；風干樣用6N鹽酸水解，用日立83550型氨基酸分析儀測定（GB/T 14965—94）氨基酸。

2 結 果

2.1 施用有機肥對棕壤有機質、全氮含量的影響

2.1.1 原位培養對棕壤有機質、全氮含量的影響表4可以看出，與對照相比，加入有機肥后各處理的土壤有機質含量均增加，其中施用豬糞的處理土壤有機質含量增加最多，增施雞糞、麥稈、冬牧70的處理次之，施用豆餅對土壤有機質影響不大。經過原位培養后，施入豬糞的處理消耗有機質最多；與對照相比，加入豬糞和雞糞的處理土壤有機質含量高于對照，其他處理略低于對照。

由表5看出，施入有機肥能夠增加土壤全氮含量；經過14周原位培養后，各處理全氮含量均有所降低，其中施入豬糞的處理降低最多；其全氮含量順序為豬糞＞雞糞＞冬牧70＞對照=麥稈＞豆餅。

表4 原位培養棕壤有機質含量 %Table 4 Contents of organic matters in situ cultivation soil

表5 原位培養棕壤全氮含量 %Table 5 Contents of total nitrogen in situ cultivation soil

2.1.2 淹水培養對棕壤有機質、全氮含量的影響表6看出，按純氮量為200 μg/g向土壤中加入一定量的有機肥料，淹水培養 14周后，除增施豆餅的處理外，施用麥稈、冬牧70、雞糞和豬糞的處理均極顯著的增加了土壤中的有機質含量。與對照相比，各處理土壤全氮含量都顯著的增加，施麥稈的處理土壤全氮含量顯著高于其他處理；施雞糞的處理土壤全氮含量最低，其余處理間差異不顯著。

表6 淹水培養棕壤有機質、全氮含量 %Table 6 Contents of organic matters and total nitrogen in waterlogged incubation soil

2.2 施用有機肥對棕壤有機營養成分總量的影響

2.2.1 原位培養對棕壤有機營養成分總量的影響表7看出，與對照相比，原位培養各處理總糖含量均高于對照，其順序為豬糞＞冬牧 70＞雞糞＞豆餅＞麥稈，分別為對照的 3.625、3.375、3.25、2.25、1.625倍；各處理粗脂肪含量略高于對照，其中加入麥稈的處理最高，為0.67%；加入豬糞和豆餅的處理最低，均為0.50%；經過原位培養后，加入不同有機肥的處理中土壤酸解氨基酸的含量均有所增加，增加最多的是豬糞，氨基酸含量為1.351 mg/g，增幅達31.8%，其次為麥稈、雞糞、冬牧70，增加最少的是加入豆餅的處理，含量為1.081 mg/g，比空白高5.48%。

2.2.2 淹水培養對棕壤有機營養成分總量的影響表8看出，經淹水培養后，各處理總糖含量均低于對照，其中加入麥稈的處理總糖含量最高，為0.097%，加入豆餅的處理最低，為0.046%；加入雞糞與麥稈的處理粗脂肪含量低于對照，其他處理均高于對照，其中豆餅最高，含量為0.113%。經淹水培養后，不同處理的土壤中酸解氨基酸總含量均有所增加，增加比例為18.8%～68.4%，增加最多的為加入麥稈的處理，其次是冬牧70、豬糞、豆餅，最少的是雞糞。

表7 原位培養后棕壤有機營養成分的含量Table 7 Contents of organic matters in situ cultivation soil

表8 淹水培養后棕壤有機營養成分的含量Table 8 Contents of organic matters in waterlogged cultivation soil

2.3 施用有機肥對土壤氨基酸含量的影響

2.3.1 原位培養對土壤氨基酸含量的影響 表9看出，原位培養后，各處理的胱氨酸和蛋氨酸含量低于對照，加入雞糞的處理酪氨酸含量高于對照，其他處理酪氨酸含量均低于對照；加入有機肥后，土壤中酸性氨基酸和堿性氨基酸均有所增加，且加入豬糞的處理增加最多；土壤中含硫氨基酸均降低，加入麥稈的處理降低最多。各處理含量最高的是天冬氨酸和谷氨酸，中性氨基酸種類多，所以總量較酸性氨基酸要多。

2.3.2 淹水培養對土壤氨基酸的影響 表10看出，經過淹水培養后，各處理酪氨酸含量低于對照，其他氨基酸含量均高于對照；與對照相比，各處理的4類氨基酸含量均有所增加，增幅最大的是加入麥稈的處理，最小的是加入雞糞的處理；施入麥稈酸性氨基酸增加率高達73.84%。

2.3.3 施用有機肥對土壤氨基酸各類組分比例的影響 表11、12列出了2種培養方式下各組分氨基酸含量占土壤氨基酸總量的百分數，從表可以看出，經過原位培養和淹水培養，各處理中性氨基酸含量最高，其次是酸性、堿性氨基酸，含硫氨基酸含量最低。與對照相比，培養后各類氨基酸含量變化與氨基酸總量的變化趨勢一致，即各類氨基酸組分在氨基酸總量中占有的比例變化不大。

表9 原位培養后土壤氨基酸含量變化 mg/gTable 9 Contents of amino acids in situ cultivation soil

表10 淹水培養后土壤氨基酸含量變化 mg/gTable 10 Contents of amino acids in waterlogged incubation soil

表11 原位培養后各類氨基酸所占比例 %Table 11 Content of each amino acids in situ cultivation soil

表12 淹水培養后各類氨基酸所占比例 %Table 12 Content of each amino acids in waterlogged incubation soil

3 小 結

本研究表明，增施有機肥能夠明顯增加土壤中的有機質、全氮和氨基酸含量，其中糞肥類有機肥培肥土壤效果最好；原位培養后施入豬糞效果最為明顯，與對照相比有機質、全氮和氨基酸含量分別增加6.45%、28.6%和31.8%；加入麥稈的處理經淹水培養后土壤中有機質、全氮和氨基酸總量增加最多，較對照高161%、37.3%和68.4%。培養后，加入有機肥的處理全氮含量高于對照，表明有機肥向土壤中帶入了氮素，豐富了土壤中的氮庫。各處理含量最高的是天冬氨酸和谷氨酸。培養后，4類氨基酸組分在氨基酸總量中占有的比例變化不大。

原位培養后各處理總糖和粗脂肪含量均高于對照，淹水培養的各處理變化情況不一致，總糖含量低于對照，加入雞糞與麥稈的處理粗脂肪含量低于對照，其他處理均高于對照。

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