不同類型微生物肥料在梨樹栽培上的應用

鐘林炳，王道澤，黃越，陸曉林，姚燕來*，王衛平

(1.桐廬縣農業技術推廣中心，浙江 杭州 311500；2.杭州市農業技術推廣中心，浙江 杭州 310001;3.浙江省農業科學院 環境資源與土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021)

梨樹屬于薔薇科，其作為重要的經濟果樹在全球溫帶范圍內被廣泛種植，我國是亞洲梨的最大生產國[1-2]。翠冠梨屬砂梨，是由浙江省農業科學院園藝研究所雜交育成的新品種，具有適應力強、易管理、早熟、果肉品質優良等特點[3]。此外，富含維生素和纖維等營養物質的翠冠梨對很多疾病都具有良好的預防和緩解的功效[1]，因而深受我國南方市場消費者的青睞，在浙江省多地均有栽培。

在常規栽培中，果樹的施肥主要依賴化肥，或者化肥與常規有機肥配施，但長期大量施用化肥會引起土壤酸化[4]、土壤總有機碳流失[5]、胡敏酸和胡敏素含量大幅退減[6]和細菌群落豐富度的降低[7]等問題，進而影響耕地土壤生態功能和作物產量。當前隨著農業綠色發展的觀念不斷深入，應用新型肥料改良土壤性能和提高作物產量成為國內外研究的熱點。微生物肥料作為綠色無污染的一類新型肥料，通過功能微生物的作用把土壤中的難溶性養分轉變為有效養分[8]，增強土壤酶的活性[9]，增加作物的抗性[10]，促進植物的生長發育，在培肥地力[11-12]、提高農作物產量[13]和品質[14]等方面具有明顯效果。鄒麗萍等[14]研究表明，高劑量微生物肥料的施用顯著提高了櫻桃果實中糖組分含量并改善了果實風味。吳貴平等[15]研究表明，施用微生物肥料能夠增強楊梅樹勢并顯著促進果實中可溶性固形物含量的提高。因此，微生物肥料在平衡土壤環境、維護土壤健康和促進植物生長等方面具有顯著作用，其對低成本高效益的可持續農業的發展具有重要意義。

目前，在田間條件下微生物肥料配施不同劑量的復合肥對番茄、西瓜及瓢葫蘆等經濟作物生長的影響已有報道[10,13,16]，而關于微生物肥料配施復合肥對果園土壤及梨樹生長影響的研究報告較少。此外，不同微生物肥料之間在載體組成、功能微生物添加上存在較大差異，導致不同微生物肥料在不同作物上的應用效果差異較大[12-13]。本研究以翠冠梨為對象，在等養分投入的前提下，研究不同類型的微生物肥料對土壤環境和梨樹生長的影響，通過對土壤理化特性、果實品質和產量的分析，評估不同微生物肥料對土壤改良和果樹生長的施用效果，以期為微生物肥料選擇及合理施用提供理論依據，同時為后續梨樹規模化種植過程中促進梨樹豐產、優質提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗地點位于浙江省桐廬縣鐘山鄉大市村梨園，桐廬縣現有蜜梨生產基地1 867 hm2，年產量2萬 t。試驗選擇相對平整的梨園作為試驗小區，并選擇長勢相對一致的梨樹。試驗時間為2019年11月至2020年9月。

試驗梨樹品種為南方砂梨翠冠(PyruspyrifoliaNakai)，試驗果樹樹齡為10 a[2]。

試驗所用普通有機肥和復合肥由園區采購，普通有機肥總養分為5.0%；復合肥(N、P2O5、K2O含量均為15%)[17]由江蘇中東化肥股份有限公司生產；沃美克土壤調理劑，總養分為4%，有效復合活菌數≥0.2億·g-1，由北京嘉博文生物科技有限公司生產；福田神菜微生物菌劑，有益活菌數≥2.0億·g-1，總養分為5%，由青島福田神菜農作物管理技術有限公司生產；土藏金復合微生物菌劑，有效活菌數≥1.0億·g-1，總養分為7.5%，由北京裕豐力多金肥業有限公司生產。

1.2 處理設計

采用小區試驗，試驗小區位于地貌相對平整和土壤肥力基本一致的梨樹種植田塊內，每個小區包含長勢相對一致的梨樹12株。試驗采用等養分設計的原則[18]，其中調理劑、微生物菌劑等微生物肥料養分按照總養分的20%作為速效養分進行試驗小區用肥總養分的核算。

試驗區土壤pH為5.20，EC為104.50 μs·cm-1，有機質含量為5.99 g·kg-1，全氮含量為0.39 g·kg-1，堿解氮含量為82.79 mg·kg-1，有效磷含量為270.13 mg·kg-1，速效鉀含量為281.05 mg·kg-1。

試驗設置5個處理，具體如下：1個常規施肥作為對照(CK)，根據常規施肥量施用基肥，基肥采用復合肥和普通有機肥，用量分別為每株1 kg和15 kg；2個施用不同用量沃美克土壤調理劑的處理T1和T2，其基肥用量分別設置為每株施用沃美克土壤調理劑7.5 kg并配施復合肥1.2 kg和施用沃美克土壤調理劑15 kg并配施復合肥1.1 kg；2個施用不同微生物菌劑的處理T3和T4，分別為每株施用福田神菜微生物菌劑10 kg并配施復合肥1.1 kg和施用土藏金復合微生物菌劑10 kg并配施復合肥1.0 kg。基肥于11月份施用，施肥時在果樹滴水線處挖2條放射狀的溝，將基肥施于溝中，與一定量的土壤混勻后覆土。各處理小區施肥方案如表1所示。不同處理除基肥的施肥品種及用量不同外，追肥種類及用量均相同。其他田間管理措施均一致。

1.3 試驗樣品采集與記錄

試驗前采集試驗小區所在地塊土壤樣品，采樣按照多點采樣法[19]，采樣點不少于10個，作為基礎土壤樣品。梨成熟采收后，再次采集試驗小區土壤樣品，5個試驗處理，每個處理采集3份作為重復。每份土壤樣品量不少于2 kg，樣品采集后應及時送至實驗室，并根據檢測指標及時進行相應的處理。

翠冠梨成熟后，采收期間每個處理小區采摘的梨均單獨稱重，并記錄產量，采用自動分選機按照≤250 g、250～350 g、>350 g 3個等級進行品質分選。隨機選擇每個處理不同樹上的成熟梨6個，及時送至綠城農科檢測技術有限公司，用于品質的測定。

1.4 土壤理化性質測定方法

風干土樣按照土水比(1∶2.5)測定pH[7]和電導率(electrical conductivity，EC)[5]。土壤有機質含量采用重鉻酸鉀滴定法測定[20]。土壤全氮含量采用濃硫酸消解和半自動凱氏定氮法測定[21]。土壤堿解氮含量采用堿解擴散法測定[4,19]。土壤有效磷和速效鉀含量分別采用鉬銻抗比色法和醋酸銨浸提-火焰光度計法測定[22]。

1.5 果實品質指標的測定

總糖含量測定參照GB 5009.8—2016，可溶性固形物測定參照NY/T 2637—2014，酸度測定參照GB/T 12456—2008，VC含量測定參照GB 5009.86—2016第二法，水分測定參照GB 5009.3—2016，果實品質委托綠城農科檢測技術有限公司進行檢測。

1.6 數據處理與統計分析

使用Excel 2010、SPSS 17.0和Origin pro 2017c軟件進行數據處理、方差分析并作圖。不同數據組間差異顯著性采用Tukey法進行多重比較(P<0.05)，所有數據均用平均值±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 不同處理對土壤pH的影響

不同處理土壤pH如圖1所示，與處理前相比，CK、T1和T2土壤pH均顯著升高，分別為5.34、5.46和5.82；而施用微生物菌劑處理T3和T4降低了土壤pH，2個處理土壤pH均顯著低于初始土壤和CK。

柱間無相同字母表示處理間差異顯著(P≤0.05)。圖2～4同。

2.2 不同處理對土壤EC的影響

不同處理土壤EC值如圖2所示，CK和T1、T2的EC值低于處理前初始土壤，其中T1的土壤EC值最低，T3和T4土壤EC值高于初始土壤、CK和其他處理。方差分析顯示各處理之間土壤EC值呈顯著差異，T3最高，T4次之，T3和T4均要顯著高于初始土壤、CK、T1和T2。而初始土壤、CK、T1和T2之間無顯著差異。

圖2 不同肥料處理對土壤EC值的影響

2.3 不同處理對土壤有機質含量的影響

不同處理的土壤有機質含量如圖3所示，桐廬鐘山鄉梨園主要是沙壤，土壤有機質含量較低，初始時土壤有機質含量僅為5.99 g·kg-1。梨成熟后采集土壤樣品測定表明，施用各類有機類肥料均可提高土壤的有機質含量，其中施用土藏金復合微生物菌劑的T4處理土壤有機質含量最高，T3次之，其次為CK、T2和T1。方差分析顯示各處理之間土壤有機質含量呈顯著差異，T4要顯著高于初始土壤、CK和其他處理，CK、T1和T2之間無顯著差異。

圖3 不同肥料處理對土壤有機質含量的影響

2.4 不同處理對土壤養分含量的影響

不同處理對土壤養分含量的影響如圖4所示。初始土壤全氮含量較低，CK和各個處理均要顯著高于初始土壤，其中T4最高，較初始土壤提高333.08%，T1最低，T2、T3和T4又均要高于對照。方差分析顯示各處理之間土壤全氮含量呈顯著差異(P<0.05)，CK和各處理均要顯著高于初始土壤，T4要顯著高于CK和其他處理，CK要顯著高于T1(圖4)。

CK和各個處理的堿解氮含量均要顯著高于初始土壤，T3和T4均要高于CK、T1和T2，而T2要高于對照和T1。方差分析顯示各處理之間土壤堿解氮含量呈顯著差異，T3和T4要顯著高于初始土壤、CK和其他處理，T2要顯著高于初始土壤、CK和T1(圖4)。

CK有效磷含量達到477.34 mg·kg-1，高于初始土壤和其他各個處理，梨采收后，各個微生物肥料處理的土壤有效磷含量均要低于初始土壤，其中T1最低。方差分析顯示各處理之間土壤有效磷含量呈顯著差異，CK要顯著高于初始土壤和其他處理，初始土壤中有效磷含量要顯著高于T1、T2和T4(圖4)。

圖4 不同肥料處理對土壤全氮、堿解氮、有效磷和速效鉀的影響

CK土壤速效鉀含量最高，達到558.34 mg·kg-1，高于初始土壤和其他各個處理，其次為施用微生物菌劑的T4和T3，施用土壤調理劑的T1和T2最低。方差分析顯示各處理之間土壤速效鉀含量呈顯著差異，CK要顯著高于初始土壤和其他處理，初始土壤中速效鉀含量要顯著高于T1和T2(圖4)。

2.5 不同施肥處理對梨產量的影響

梨成熟采摘期間統計不同處理的梨總產量、有效總果數及等級等指標如表1所示。T1總產量最高，達到604.60 kg；其次為T2，達到568.80 kg；CK和T3總產量相接近，分別為496.25 kg和492.11 kg；T1和T2較CK增產分別為21.83%和14.62%；T3和T4較CK減產分別為0.83%和23.92%。T1單株梨樹平均產量也是最高，達到50.38 kg，T2其次，T4最少。T1有效果數最高，為1 694個；其次為T2，達到1 542個；T4最少為1 031個。T3平均單果重最高，達到374.38 g；CK其次，為372.52 g；T1處理平均單果重相對較低，僅為356.84 g，比對照減少4.21%。

表1 不同肥料處理對翠冠梨果實產量的影響

一般認為大于250 g的梨屬于優質果，采用分選機對每個處理采摘后的梨進行分選，不同處理的優質果率如圖5所示。對照和各個處理的優質果率均達到97%以上，其中T2最高為98.0%，T3次之為97.8%，T1和T4相一致為97.4%，對照最低為97.2%。

圖5 不同肥料處理各級果的比例

2.6 不同施肥處理對梨品質的影響

T1和T3總糖含量最高均為8.0%；CK最低，為5.4%；各處理的總糖含量均要高于CK。T1可溶性固形物最高，達到10.0%；其次為CK；T2和T4相對較低，均為9.0%。CK的酸度較高，達到0.76%，其次為T4，T1的酸度較低，為0.47%。計算各個處理的糖酸比，T1最高達到17.02，T3其次為16.00，對照最低僅為7.11。CK和各個處理梨的pH基本一致，均在4.9左右(表2)。

表2 不同肥料處理對翠冠梨果實品質的影響

3 小結與結論

土壤理化性狀是影響植物生長及產量的關鍵因素，長期施用化肥容易導致土壤質量退化，從而影響農作物產量和品質。近些年來，為了減少化肥施用，改良土壤理化性狀，我國在大力鼓勵施用有機肥料的同時，不斷加強綠色高效新型肥料的研究與開發，其中微生物肥料作為一種綠色新型肥料成為研究的熱點[13]，研制和開發了大量不同類型的微生物肥料。研究表明，與常規有機肥相比較，施用微生物肥料能顯著促進土壤速效養分的釋放[8]，提高土壤中養分的利用率；增加土壤中微生物的多樣性[12]，降低土壤中的病原菌相對豐度[10]，富集大量的有益微生物，從而維護宿主植物的健康[12]。但不同微生物肥料之間由于載體差異、功能微生物不同，不同微生物肥料應用效果存在較大差異[10,12-13]。本研究結果表明，不同微生物肥料對梨園土壤理化性狀影響存在較大差異。施用沃美克土壤調理劑能提高土壤pH，且土壤pH隨著用量的增加而增加，對土壤EC值無顯著影響，而施用微生物菌劑T3和T4降低了土壤pH，同時使得土壤EC值顯著增加，從而增加土壤酸化和鹽漬化的風險，可能是由于這2種微生物菌劑的載體基質中存在著較高的胡敏酸和鹽所引起[23-25]。施用不同有機類肥料均可以增加土壤有機質含量，但施用土藏金復合微生物菌劑對于土壤有機質含量增加最顯著，相同用量下施用沃美克土壤調理劑對于土壤有機質含量增加作用要低于常規有機肥，可能是由于沃美克土壤調理劑中易氧化有機質含量較高[26]。施用不同類型有機類肥料均可提高土壤中的全氮和堿解氮含量，其中福田神菜微生物菌劑和土藏金復合微生物菌劑對于土壤全氮和堿解氮的提升作用要高于普通有機肥，而沃美克土壤調理劑對于土壤全氮和堿解氮的影響隨著用量的增加而增加，在相同用量情況下優于普通有機肥。施用普通有機肥會造成土壤中有效磷和速效鉀含量的顯著增加，而施用微生物肥料對于土壤中有效磷的含量無顯著影響，且要低于初始有效磷，不同微生物肥料對速效鉀含量的影響不同，施用福田神菜微生物菌劑和土藏金復合微生物菌劑增加了土壤中的速效鉀，而施用沃美克土壤調理劑的處理速效鉀含量要低于初始土壤，這個可能與不同有機類肥料的原料組成有關，園區購買的普通有機肥主要以畜禽糞為原料，而當前畜禽糞中磷、鉀含量較高[8]，另外也與梨樹對土壤中養分的吸收有關，在相同養分施用量情況下，產量高的梨樹對于養分的吸收也相對較多[12]。

農作物產量是影響農業生產效益的重要因素。許多研究表明，施用微生物肥料可顯著提高果樹的產量[27]。試驗中，施用沃美克土壤調理劑的2個處理T1和T2產量均要高于CK，施用福田神菜微生物菌劑處理T3產量與CK差異較小，而土藏金復合微生物菌劑處理T4產量要低于CK。施用沃美克土壤調理劑的2個處理對于小區產量的增加主要表現在提高了梨樹的結果率，但結果數量增加后，使得梨單果重較CK有所下降。因此，施用沃美克土壤調理劑提高梨樹結果率，從而促進梨樹增產，而施用福田神菜微生物菌劑和土藏金復合微生物菌劑對于梨樹產量增加無顯著作用。

農產品品質是影響農業生產效益的重要內在因素，其中水果類農產品的重要品質指標包括總糖、可溶性固形物、總酸等，其中糖含量及糖酸比在果實風味中起到了主要作用[14]。本研究表明，施用不同微生物肥料對于梨品質的提高均有作用，各處理的總糖和糖酸比均要高于CK。其中施用沃美克土壤調理劑的T1和福田神菜微生物菌劑的T3顯著促進了果實中糖的積累及酸度降低，2種處理的糖酸比分別達到了17.02和16.00，高于對照和其他處理，從而提高了果實的風味。T1處理的可溶性固形物也要高于CK和其他處理。說明施用合適用量的沃美克土壤調理劑不僅有助于增加梨的產量，而且可以提高梨的品質。

綜上所述，本研究在等養分施用條件下，比較了不同微生物肥料對梨園土壤理化性質及梨產量和品質的影響，結果表明，不同微生物肥料對于梨園土壤理化性狀和養分以及梨產量和品質的影響差異較大，本試驗中每株施用7.5 kg沃美克土壤調理劑并配施復合肥作為基肥有助于提高土壤pH，增加土壤有機質含量，不會造成土壤EC值的增加，且能提高梨的產量和品質，更適于梨樹栽培施用，但其長期施用對于梨樹栽培的影響還有待進一步考察。