有機肥配施微生物菌劑對貢柑品質、產量和土壤肥力的影響

李國良，何兆桓，楊苞梅

（廣東省農業科學院農業資源與環境研究所/農業農村部南方植物營養與肥料重點實驗室/廣東省養分循環利用與耕地保育重點實驗室，廣東 廣州 510640）

【研究意義】貢柑（Citrus reticulata Blanco var.Gonggan）是一種多年生木本果樹，需肥量較大，為了得到較高的產量，大部分貢柑園化肥過量施用的現象普遍存在，而且長期施用單一品種肥料，忽視有機肥的施用，導致貢柑園有機質降低、礦質養分供應不平衡，貢柑產量和品質下降等問題的出現。不僅增加了生產成本、浪費了生產資源，還造成設施內土壤板結、酸化、次生鹽漬化等土壤理化性狀惡化問題［1-3］，使經濟遭到較大損失并造成嚴重的生態環境污染。復合微生物菌劑是由一種或多種從自然界分離純化的目標微生物（有效菌）菌種經工業化生產擴繁后加工制成的活菌制劑，可以實現綠色生態農業，以確保食品的優質性與安全性［4］。【前人研究進展】在現代可持續農業發展形勢下，開展增施微生物菌劑改良土壤、恢復地力、預防土傳病害、維持根際微生物區系平衡等研究日益受到關注［5-7］。【本研究切入點】柑橘生產中有施用有機肥和生物有機肥的習慣，農業研究和生產上均推薦有機肥和無機肥合理配施。但是，有機肥及生物有機肥用量比較隨意，缺乏合理的施用規范，對柑橘增產提質及柑橘園土壤肥力提升的施肥技術較為缺乏。【擬解決的關鍵問題】本研究通過對貢柑進行復合微生物菌劑和有機肥配施田間試驗，分析增施復合微生物菌劑對貢柑品質、產量和土壤肥力水平的影響，旨在研究探索貢柑提質增效施肥技術，為實現貢柑園土壤肥力提升和可持續發展提供參考。

1 材料與方法

試驗于2016年7月至2017年12月在廣東省仁化縣石塘鎮下中岔村農戶果園進行。

1.1 試驗材料

供試貢柑樹齡為3年，種植密度為950株/hm2，樹冠較為整齊完整，果園管理水平較高。貢柑均為嫁接苗，砧木為枳殼Poncirus trifoliata（L.）Raf.

供試果園土壤為花崗巖發育的赤紅壤，試驗前在貢柑樹滴水線外約20 cm處用土鉆采集8個50 cm深的土柱，充分混勻后作為該貢柑園土壤樣本。經測定，該貢柑園土壤pH為4.55，有機質15.5 g/kg，堿解氮93.2 mg/kg，有效磷22.6 mg/kg，速效鉀74.5 mg/kg，有效鈣804.0 mg/kg，有效鎂112.8 mg/kg，有效硫23.2 mg/kg，有效鋅2.81 mg/kg，有效銅1.49 mg/kg，有效鐵108.8 mg/kg，有效錳27.6 mg/kg，有效硼0.12 mg/kg。根據全國第二次土壤普查土壤養分分級標準評價［8］，表明土壤為酸性，有效磷、有效銅、有效鋅、有效鐵、有效錳含量豐富，堿解氮和有效鈣含量中上，有效鎂和有效硫含量中等，有機質和速效鉀含量中下，有效硼缺乏。整體上果園土壤養分肥力中等。

供試化肥為尿素（含N46%）、過磷酸鈣（含P2O512%）和氯化鉀（含K2O 60%），精制有機肥含N 1.56%、P2O50.84%、K2O 1.33%，復合芽孢桿菌（廣東海富藥業有限公司生產）主要為枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）和納豆芽孢桿菌（Bacillus natto），活菌數≥2.5×109/g，經發酵培養配制成菌液（16.7 g/L）備用。

1.2 試驗方法

試驗設施NPK化肥（CK）、施NPK化肥和精制有機肥（M）、施NPK化肥和精制有機肥再淋施復合芽孢桿菌（M+B）3個處理，每個處理10株樹，每株樹為1次重復。各處理2016年和2017年施肥養分用量見表1。菌液pH 5.3，全N、P2O5和K2O含量分別為1.0、0.5、0.5 g/kg，鹽分含量為0.867%，分別在開花前、謝花后和果實膨大時淋施。

在貢柑收獲期各處理取果實鮮樣分析品質，可溶性糖采用蒽酮法測定，維生素C采用2，6-二氯靛酚滴定法測定，可溶性固形物采用WYT（0～80%）手持糖量計測定，有機酸采用中和滴定法測定，可溶性蛋白采用考馬斯亮藍G-250法測定，通過稱重法計算果實可食率［9］。

表1 不同施肥處理貢柑全年化肥養分用量及有機肥用量Table 1 Annual consumption of chemical fertilizer nutrients and organic fertilizer in various treatments of Citrus reticulata Blanco var.Gonggan （kg/hm2）

收獲后各小區在貢柑樹滴水線外約20 cm處用土鉆采集8個50 cm深的土柱，充分混勻后作為該貢柑園土壤樣本，進行土壤養分和微生物數量分析。土壤可培養微生物分析采用稀釋平板法［10］。

試驗數據采用Excel 2013和SAS 9.0軟件進行LSD統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對貢柑品質的影響

貢柑品質分析結果（表2）表明，2016年不同施肥處理貢柑維生素C、可溶性糖、可溶性固形物、有機酸和糖酸比均無顯著差異，有機肥處理和有機肥配施復合芽孢桿菌處理單果重顯著高于化肥處理10.5、8.9 g。與化肥處理相比，2017年有機肥配施復合芽孢桿菌處理貢柑維生素C含量提高1.1 mg/100g，可溶性糖和可溶性固形物分別提高0.1、0.5個百分點，有機酸下降0.049個百分點，糖酸比顯著增加3.6個單位，單果重提高6.2 g，皮肉比增加1.6個百分點。與有機肥處理相比，2016年有機肥配施復合芽孢桿菌處理貢柑品質無顯著差異，2017年貢柑維生素C、可溶性固形物、單果重和皮肉比均有提高趨勢，有機酸有下降趨勢，糖酸比增加。表明有機肥和有機肥配施復合芽孢桿菌均有提高貢柑果實內在品質和單果重的作用，隨著試驗年限的延長有機肥配施復合芽孢桿菌提高貢柑品質的作用更為明顯。

表2 不同施肥處理貢柑品質Table 2 Quality of Citrus reticulata Blanco var.Gonggan of various treatments

2.2 不同施肥處理對貢柑產量的影響

從貢柑產量結果（圖1）可以看出，與化肥處理相比，有機肥處理和有機肥配施復合芽孢桿菌處理貢柑產量逐年上升，2016年株產分別提高0.7、4.0 kg，增產2.0%和11.2%。2017年株產分別提高6.5、8.9 kg，增產17.7%和24.2%。與有機肥處理相比，有機肥配施復合芽孢桿菌處理貢柑株產2016年和2017年分別提高3.3、2.4 kg，增產9.0%和5.5%。

圖1 不同施肥處理貢柑產量Fig.1 Yields of Citrus reticulata Blanco var.Gonggan of various treatments

2.3 不同施肥處理對土壤質量的影響

2.3.1 土壤理化性狀 貢柑收獲后不同處理土壤理化性狀分析結果見表3。與試驗前土壤理化性狀相比，化肥處理提高了土壤堿解氮、速效鉀含量，降低了土壤pH、有效鈣和有效鎂含量，有機肥處理和有機肥配施芽孢桿菌處理均提高了土壤有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀、有效鈣和有效鎂含量。與化肥處理相比，有機肥處理和有機肥配施復合芽孢桿菌處理均提高了土壤pH，顯著提高了土壤有機質和堿解氮含量，提高了土壤有效磷、速效鉀、有效鈣、有效鎂和有效鐵含量。表明配施有機肥能提高土壤養分肥力水平，提高土壤保水保肥能力。與有機肥處理相比，配施芽孢桿菌處理土壤有效養分含量略有增加，但不顯著。

表3 不同施肥處理貢柑收獲后土壤理化性狀Table 3 Physicochemical properties of the soil after harvest of various treatments (mg/kg)

2.3.2 土壤微生物數量 土壤微生物是土壤生態系統的重要組成部分，是土壤有機質和土壤養分轉化、循環的動力，是構成土壤肥力的重要因素，對土壤肥力貢獻極為重要［11-13］。土壤微生物數量檢測結果（表4）顯示，試驗區土壤主要以細菌為主，占微生物群落的87.0%以上，其次為放線菌，占1%～10%，真菌所占比例很小，均低于4%。

試驗結果（表4）表明，不同施肥處理對貢柑根際微生物數量具有一定的影響。有機肥處理土壤細菌數量高于化肥處理，有機肥配施復合芽孢桿菌處理土壤細菌數量顯著高于化肥處理和有機肥處理，這主要是由于復合芽孢桿菌為細菌而造成的。說明施用有機肥有利于增加土壤細菌的數量，配施復合芽孢桿菌土壤細菌數量顯著增加，而僅施化肥則對細菌數量不利。有研究［14］認為真菌在低肥力土壤中數量較多，而高肥力土壤中較少，這間接說明了施用有機肥有利于提高土壤生物肥力。

表4 不同施肥處理收獲后土壤微生物數量結果Table 4 Soil microbial quantity after harvest of various treatments

3 討論

有機肥添加復合微生物菌劑由于含有有益微生物菌群、活性酶、有機質及多種微量元素，因此，能改良土壤、增加產量、提高品質，目前已在煙草、小麥、馬鈴薯、油菜等作物［15-19］上應用。本試驗貢柑通過有機肥配施復合芽孢桿菌，貢柑果實品質和產量均得到改善和提高。其原因可能是由于微生物菌劑中含有大量功能菌，功能菌的迅速繁殖優化了土壤微生物種群結構，土壤酶活性加快了土壤有機物質的分解，促進土壤中固定養分向有效養分的轉化，進而促進植株根系及地上部的生長，提高貢柑產量且改善果實品質。本試驗還發現，與試驗前土壤相比，化肥處理提高了土壤堿解氮、速效鉀含量，然而，土壤pH、土壤有效鈣和有效鎂含量仍未提高，這意味著化肥處理土壤開始酸化且土壤鈣、鎂的流失較為明顯；相反，有機肥及有機肥配施復合芽孢桿菌處理土壤堿解氮、有效磷、速效鉀、有效鈣和有效鎂均有所提高。這可能由以下原因造成：（1）施用化肥降低土壤pH，土壤中累積的大量H+可將土壤吸附的Ca2+解吸而加劇其淋失［20-21］；（2）土壤K含量增加，K+與Mg2+競爭吸附點位而加速Mg2+的流失［22］；（3）該試驗點地處坡地，有利于Ca2+、Mg2+等鹽基離子的淋失。

4 結論

在化肥基礎上配施有機肥，貢柑單果重顯著提高10.5 g、糖酸比提高3.6個單位、皮肉比提高1.8個百分點、土壤有機質提高1.7 g/kg，土壤堿解氮含量提高28.0 mg/kg，有機肥配施復合芽孢桿菌有提高貢柑果實品質、產量和土壤養分趨勢，顯著提高土壤細菌數量。