延安不同種植年限棗園土壤微生物、養分及pH的相關性

趙瑞華　昌蕊蕊　賀曉龍

摘要

[目的]為陜北延安地區棗樹土壤科學施肥提供理論依據。[方法]以不同樹齡的棗樹土壤為研究對象，測定土壤的微生物菌群、養分及pH狀況，并且分析三者間相互關系。[結果]在不同樹齡的棗園土壤微生物中，微生物類群的分布規律為細菌數量>放線菌數量>真菌數量，數量差異表現為盛果期棗園>老齡期棗園>幼齡期棗園，且隨著土層的加深而遞減；土壤微生物數量與有機質及有效氮、磷、鉀、鐵、鉬均呈正相關，其中細菌數量與有機質、有效氮極顯著相關，放線菌數量與有效鉀顯著相關，真菌數量與有機質、有效鉀顯著相關；3種微生物類群均與土壤pH呈負相關。[結論]適當降低土壤pH，提高養分可以增加土壤微生物數量，改善棗園土壤微生態環境。

關鍵詞棗園土壤；相關性分析；土壤微生物；土壤養分；土壤pH

中圖分類號S153.6文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）28-09749-03

Correlation of Soil Microbes， Nutrients and pH of Different Jujube Planting Life Orchards in Yanan Area

ZHAO Ruihua， CHANG Ruirui， HE Xiaolong

（College of Life Science， Yanan University， Yanan， Shaanxi 716000）

Abstract[Objective] The research aimed to provide the theoretical basis for scientific fertilization of Jujube soil in Yanan area of north Shaanxi Province. [Method] Soil microbes， soil nutrient and soil pH in different Jujube planting life orchards were measured and the correlation of the soil microbes， soil nutrient and soil pH was analyzed. [Result] The numbers of microbes in microbial groups differed on some level， which was shown as bacteria > actinomycetes > fungi， and the numbers of microbes in different Jujube planting life orchards differed on some level， which could be shown as mediumage orchard > oldage orchard > young orchard. The correlation analysis among the soil microbes， the soil nutrient and the soil pH made a conclusion that the soil microbes correlated with organic matter， available N， available P， available K， available Fe and available Mo positively. The correlation between the soil bacteria number and the soil organic matter and available N was significant at 0.01 level， so the number of actinomycetes and the soil available K， and the correlation between the number of fungi and the soil organic matter and available K was significant at 0.05 level. These three microorganism groups showed a negative correlation with pH. [Conclusion] Reducing the soil pH and increasing the soil nutrients could increase the number of soil microorganisms of Jujube orchards in Yanan area and improve the ecological environment of soil microbes.

Key wordsJujube soil； Correlation analysis； Soil microorganism； Soil nutrien； Soil pH

陜北紅棗主要產于黃河沿岸的宜川、延川、清澗、吳堡、佳縣、神木、府谷、綏德等縣。它以果大、核小、皮薄、肉厚、味醇、油性大、色紅、酸甜可口以及含豐富的蛋白質、維生素、礦物質聞名于世。經過多年的發展，延安紅棗不僅成為當地最具市場競爭力的農產品，而且在陜西乃至西北部地區紅棗產業發展中占據重要地位。但是，在紅棗多年種植中，化肥使用量持續上升，有機肥使用量不足，使得延安地區大多數老齡期棗園土壤品質下降，嚴重影響棗園持續生產能力，制約紅棗品質和產量的再提高[1-3]。近年來，隨著人們對環境污染、農產品安全、農業可持續發展等認識和理解的加深，開始從新的角度審視和研究果園土壤。

棗樹的正常生長和發育需要從土壤中吸收大量營養，而土壤微生物在植物所需營養成分的循環中起著關鍵作用，是土壤中重要的有生命成分。果園土壤微生物與其周圍環境關系的研究開始受到人們的重視[4]。但是，土壤微生物的種類和數量變化受很多因素的影響，如耕作與栽培方式（施肥、澆水、間作等）都會對其產生影響[5]。目前，對這方面的研究還不多。研究栽培環境與棗園土壤微生物類群及數量的關系，構建良好的棗樹栽培環境和棗園生態是紅棗產業可持續發展的重要一環[6]。因此，筆者選擇了延安地區延川縣3個不同樹齡的棗園，調查棗園土壤菌群數量與分布、土壤養分含量及土壤pH，并且對三者的相關性進行分析，為進一步了解栽培土壤理化性質、科學施肥提供技術指導，為以后的研究提供參考，為棗園水肥管理提供一定的理論支持。

1材料與方法

1.1試驗時間、地點

2013年9月在延安市延川縣延水關鎮采集土樣。室內檢測在延安大學生命科學學院微生物、生態學實驗室進行。

1.2試驗材料

供試土壤采自3個棗園，種植年限分別為7、15和20年。延川縣地處陜西省北部，位于延安市東北部，屬陜北黃土高原丘陵溝壑地區，較適合棗樹的生長。境內土層深厚，常年光照充足，溫差大，年日照時數可達2 558 h，平均氣溫10.5 ℃，平均海拔850 m，年降水量在500 mm左右，無霜期183 d，給棗樹提供非常適宜的栽培環境，尤其盛產聞名的狗頭棗。

1.3取樣方法

在不同種植年限的棗樹地，采集0～60 cm土層土壤樣品。采樣方法為S型5點取樣混合法[7]，1個層次為20 cm，每個點共3個層次。采集時，在每塊采樣地采集3個點，組成混合樣品，并且除去可見莖稈、根茬等雜質，充分混勻后制成1個分析樣。然后，將每個分析樣分為2份，其中一份樣品風干，用來測定土壤養分和pH；另一份樣品裝入無菌聚乙烯封口袋內，置4 ℃冰箱，3 d內完成微生物菌群數量的測定。

1.4試驗方法

土壤微生物測定均采用稀釋平板法。其中，牛肉膏蛋白胨培養基用來測定細菌數量；改良高氏I號培養基用來測定放線菌數量；馬丁氏孟加拉紅培養基用來測定真菌數量[8]。

土壤養分的測定詳細方法見參考文獻[9-10]。采用重鉻酸鉀容量法測定有機質，采用堿解擴散法測定有效氮，采用鉬藍比色法測定有效磷，采用火焰光度計法測定有效鉀，采用鉀亞胺比色法測定有效硼，采用原子吸收分光光度法測定有效鋅和有效鐵，采用硫氰酸鉀光度法測定有效鉬。

土壤pH用酸度計進行測定。具體做法為：稱取風干土樣20.00 g于100 ml燒杯中，加入20 ml煮沸冷卻的蒸餾水，每隔15 min用玻璃棒充分攪拌后測定。

1.5數據處理

所有試驗數據用Exce12003和SPSS13.0專業版軟件進行數據統計分析。

2結果與分析

2.1 棗園土壤微生物在不同種植年限棗園的分布

將3個棗園按照樹齡不同分為3個組：幼齡期棗園（7年）、盛果期棗園（15年）、老齡期棗園（20年）。對這3個棗園的細菌、放線菌及真菌分布情況進行調查。由圖1可知，不同樹齡棗園微生物總量的變化為盛果期棗園（15年）>老齡期棗園（20年）>幼齡期棗園（7年）。其中，盛果期棗園細菌數量是老齡期棗園和幼齡期棗園的3倍多。造成這種結果的原因可能是因為老齡期棗園栽培時間過長，造成有機質等營養物質的缺乏，并且由于長期不合理施用化肥，土壤酸堿度偏大，在一定程度上抑制微生物的生長；幼齡期棗園則因為栽培時間較短，根部還沒形成穩定的利于微生物生長的環境，所以微生物數量也較少；而盛果期棗園根部土壤有機質和礦物質較豐富，植物生長過程中將光合產物以根系分泌物和植物殘體形式釋放到土壤中，為微生物生長提供豐富的有效性碳源，促進微生物的生長。由此可知，土壤養分和有機質含量與土壤微生物數量（特別是細菌數量）有很大的相關性。不同種植年限棗園土壤微生物類群的分布規律為細菌數量>放線菌數量>真菌數量，其中細菌和真菌的數量相差很大。

2.2不同種植年限棗園土壤微生物在不同土層的垂直分布

由圖2、3可知，隨著土層的加深，在所有的棗園中土壤細菌、放線菌和真菌在數量上均呈現出減少的趨勢。菌群分布比較集中的區域是表土層0～20 cm的范圍。這是因為這一土層接近地表，而表層土相對來說耕作活動比較頻繁，土壤孔隙度較大，含氧量較高，有機質、礦物質質量分數較高，土壤養分較高，有利于微生物的生長繁殖。而隨著土層的加深，土壤中氧氣減少，不利于耗氧微生物的生長繁殖。同時，隨著土層的加深，尤其在40～60 cm這一范圍，棗樹幼小根系減少，根部活動降低，土壤中營養物質相應減少，降低了微生物的數量。

2.3棗園土壤養分和pH

對延川縣所選3個棗園土壤的有機質、有效氮、有效磷、有效鉀、有效鐵、有效鋅、有效硼、有效鉬和pH進行測定。由表1可知， 3個棗園有機質質量分數平均為9.09 g/kg，有效氮質量平均為8.895 mg/kg，有效磷質量分數平均為19.547 mg/kg，有效鉀質量分數平均為166.352 mg/kg，有效鐵質量分數平均為5.806 mg/kg，有效鋅質量分數平均為0.902 mg/kg，有效硼質量分數平均為0.435 mg/kg，有效鉬質量分數平均為0.454 mg/kg。對照全國土壤微量元素有效態質量分級標準[11-14]，延川縣土壤微量元素中質量分數比較適中的是鐵和鋅，而硼和鉬屬于較缺級別。延川縣3個棗園土壤pH普遍呈現弱堿性，平均pH為8.11。隨著種植年限的延長，土壤pH增加，而較高的pH由于將土壤中的磷固定，土壤中可供植物吸收利用的有效磷減少，對植物生長不利。

2.4棗園土壤微生物與土壤養分、pH的相關性分析

土壤養分是土壤微生物生存的物質基礎。土壤pH對土壤微生物也會有很大的影響。而土壤微生物量對土壤養分的轉化和供應起重要作用。土壤中的微生物種群數量和分布表明土壤中物質代謝的旺盛程度，是衡量土壤肥力和養分的一個重要指標[15]。因此，對土壤微生物群（細菌、放線菌和真菌數量）與土壤有機質及有效氮、磷、鉀、鐵、鋅、硼、鉬的質量分數和土壤pH進行相關性分析。由表2可知，土壤微生物與土壤有機質及有效氮、磷、鉀、鐵、鉬均呈正相關。其中，土壤細菌數量與土壤有機質相關系數為0.910，達到極顯著水平（P<0.01），與土壤有效鉀相關系數為0.859，達到顯著水平（P<0.05）；放線菌數量與土壤有效磷相關系數為0.876，達到顯著水平（P<0.05）；真菌與土壤有機質相關系數為0.918，達到極顯著水平（P<0.01），與土壤有效鉀相關系數為0.869，達到顯著水平（P<0.05）。相關性結果說明，棗園土壤微生物數量在一定程度上可以反映土壤養分的高低。這與相關研究結果[16-17]基本一致。3種微生物類群與土壤pH均呈負相關。因此，適當降低土壤pH，提高養分含量，可以增加延安地區棗園土壤微生物的數量，改善棗園土壤微生態環境。

3結論與討論

研究表明，棗園土壤微生物群中細菌的數量最高，其次是放線菌，真菌數量最少，細菌和真菌的數量相差很大。在0～20和20～40 cm土層中，隨著種植年限的增加，土壤微生物數量呈增加趨勢。隨著土層的繼續加深，根部活動降低，營養物質相應減少，土壤細菌、放線菌和真菌在數量上均呈現出減少的趨勢。但是，土壤環境是一個動態平衡的有機整體，在不同土層中不同種植年限棗園土壤微生物三大類群的相對數量并沒有很大的變化。

延川縣棗園土壤有機質質量分數普遍較低，有效氮和有效磷質量分數屬于中等水平，而有效鉀處于高值水平。土壤微量元素中鐵的質量分數比較適中，而硼和鉬的質量分數則屬于較缺級別。延川縣棗園土壤pH普遍呈現弱堿性，并且隨著種植年限的延長，土壤pH增加。棗園土壤微生物與土壤養分存在一定的相關性。研究中，土壤微生物與有機質、有效氮、有效磷、有效鉀、有效鐵和有效鉬均呈一定的正相關，表明它們與土壤肥力關系密切，是土壤有機質、礦質養分積累的重要因子。土壤微生物與土壤pH呈負相關。土壤pH是影響土壤微生物生存與發育的重要因素，在偏堿土壤中細菌易占據優勢地位。

土壤營養狀況和物理性狀直接影響土壤微生物的種類、數量和分布，同時土壤微生物的生命活動又反過來影響土壤營養物質的分解、轉化以及植物根系的吸收利用[16]。但是，不同地區、不同土壤類型微生物的種類和數量是不完全相同的。筆者初步分析了土壤養分、微生物及pH之間的關系，研究結果與田稼等[17]的蘋果果園研究結果一致。這可能是因為地區相近、土壤類型相同。土壤微生物的活動可以增加土壤有機質含量，提高土壤肥力，改善作物的生長條件，并且增強對病蟲害的抵抗力。因此，在實踐中要積極發揮土壤微生物的作用，使之為有機農業服務。但是，就棗樹種植來說，要了解紅棗科學種植的關鍵影響因素，還應綜合分析其他因素。在后續工作中，將開展上述因素與土壤酶活性、土壤理化指標、果實產量和果實品質等關系的研究，擬建立延安地區紅棗科學種植的優化模型，為紅棗主栽區的水肥管理提供理論指導，從而推動當地紅棗產業的健康和持續發展。

42卷28期

趙瑞華等延安不同種植年限棗園土壤微生物、養分及pH的相關性

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