豆粕發酵液對蘆柑果園土壤酶活性和果實品質的影響

2024-01-01 00:00:00黃曉冰周宏蕙張龍張宇平王平

東南園藝 2024年3期

摘要要：【目的】研究蘆柑果園土壤施用豆粕發酵液的應用效果，為蘆柑提質增效生產提供參考。【方法】于蘆柑果實膨大期，用稀釋40倍的豆粕發酵液和等量清水分別進行澆施，分析豆粕發酵液對蘆柑果園土壤酶活性和果實品質的影響。【結果】施用豆粕發酵液對蘆柑果園土壤pH值無顯著影響；土壤脲酶和酸性磷酸酶活性分別提高44.15%和20.86%，土壤蔗糖酶與過氧化氫酶活性無顯著差異；蘆柑葉片全磷和全鉀含量分別增加5.71%和23.42%，全氮含量差異不顯著；蘆柑果實可溶性固形物含量無顯著差異，可滴定酸含量降低7.99%，固酸比提高28.58%；單果質量和果皮厚度分別增加14.42%和16.00%，縱徑提高5.56%；果實橫徑和果實硬度略有增加，但差異不顯著。【結論】施用豆粕發酵液可以提高福建泉州永春蘆柑果園酸性土壤的脲酶和酸性磷酸酶活性，促進土壤氮磷養分的釋放，以及蘆柑植株葉片磷鉀礦質養分的吸收，并且對蘆柑果實外觀和內在品質均有改善效果。

關鍵詞：豆粕發酵液；蘆柑；土壤酶活性；果實品質

中圖分類號：S666" " " " " " " " " " " " "文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " "文章編號：2095-5774（2024）03-0188-06

Effects of Soybean Meal Fermentation Liquor on Soil Enzyme Activities

and Fruit Quality in Ponkan Orchard

Abstract：【Objective】 The purpose of this study is to investigate the application effect of soybean meal fermentation liquor on the soil of ponkan orchard in order to provide reference for improving the quality and efficiency of the ponkan production.【Method】The effect of soybean meal fermentation liquor on soil enzyme activities and fruit quality in ponkan orchard were analyzed after applying soybean meal fermentation liquor diluted by 40 times and the equal amount of water （control） on ponkan roots during fruit swelling period. 【Result】The application of soybean meal fermentation liquor had no significant effect on soil pH；soil urease and acid phosphatase activities were increased by 44.15% and 20.86%，respectively，while soil sucrase and catalase activities were not obviously changed；and total phosphorus and potassium contents were enhanced by 5.71% and 23.42% in ponkan leaves，respectively，but total nitrogen content in ponkan leaves showed no significant change；the soluble solid content of the fruit was not significantly changed，while titratable acid content decreased by 7.99%，and an 28.58% increase displayed in solid acid ratio；single fruit mass and fruit peel thickness were improved by 14.42% and 16.00%，respectively，and there was an increase in longitudinal diameter of ponkan fruit to 5.56%；the fruit transverse diameter and hardness were not significantly enhanced. 【Conclusion】 The application of soybean meal fermentation liquor could improve the activities of soil urease and acid phosphatase in ponkan orchard of Yongchun County，Quanzhou City，promote the release of nitrogen and phosphorus in soil，as well as the absorption of phosphorus and potassium mineral nutrients in leaves and improve the appearance and internal quality of ponkan fruit.

Key words：Soybean meal fermentation liquor；Ponkan；Soil enzyme activity；Fruit quality

蘆柑（Citrus reticulata Blanco cv. Ponkan），屬于蕓香科柑橘屬常綠果樹，是源自亞洲的代表性柑橘品種，在中國、巴西、印度等地區廣泛種植［1］。福建泉州永春蘆柑作為閩南地區名優產品，不僅食用價值高，營養保健功效良好，而且具有較高的經濟效益，是農民增收的主要來源［2］。但近年來蘆柑果園由于土壤管理粗放，肥料投入比例失衡，致使土壤結構劣化，肥力水平下降，養分吸收和利用率降低，進而對樹體生長和果實品質產生不良影響。因此，提高蘆柑果實品質，優化果園栽培管理模式，實現蘆柑提質增效已成為迫切需求。

豆粕是大豆榨取豆油后的副產品，其主要成分為蛋白質、氨基酸、脂肪和碳水化合物等營養物質，同時含有異黃酮等生物活性物質［3-4］。豆粕經微生物發酵處理后，不僅是動物優質蛋白質飼料的來源，還可作為一種有機液體肥料，提供植物生長所需的營養元素，并且能夠改良土壤理化性質，培肥土壤，促進養分供應均衡［5］。潘鳳兵等［6］研究表明，在蘋果連作土壤中施加豆粕發酵物，土壤微生物環境得到改善，土壤酶活性提高，促進了果樹生長，提高抗逆性。聶松青等［7］利用豆粕發酵液對設施葡萄進行土壤澆灌，發現葉片葉綠素含量增加，果實內在品質提升。此外，徐小菊等［8］也報道，施用豆粕肥對果實品質具有積極作用。唐易等［9］在蘆柑果園施用豆粕發酵液后發現，蘆柑果實品質提升，土壤養分水平改善。目前，豆粕發酵肥作為有機肥料在果樹、蔬菜等經濟作物的應用較多，且施用效果明顯。然而，關于豆粕發酵液對于蘆柑果園土壤酶活性及地上部養分吸收利用的影響尚不清楚。本文旨在研究蘆柑園土壤澆施豆粕發酵液對蘆柑果園土壤酶活性、葉片氮磷鉀礦質元素含量、果實外觀及內在品質的影響，以及豆粕發酵液在果園的應用效果，以期為豆粕發酵液在蘆柑生產上的推廣應用提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2023年7月至11月，在福建省泉州市永春縣天馬柑桔場果園進行田間試驗。供試品種為10" a生蘆柑（Citrus reticulata Blanco cv. Ponkan）。試驗用糖蜜、豆粕、水質量比為127，放入塑料罐中充分混勻，30～37 ℃下厭氧發酵50 d獲得豆粕發酵液肥料。

1.2 試驗處理

試驗分別選擇50株生長健壯、株高約2 m、樹勢基本一致的蘆柑樹，設置2個處理：SF處理，每株用豆粕發酵液2 L稀釋40倍進行澆施；CK處理，等量清水澆施作為對照處理。各處理分別于果實膨大期（7月15日）開始在樹冠滴水線附近進行澆施；隔20 d澆施1次，共3次。其它管理水平為常規管理。

1.3 樣品采集

于蘆柑成熟期（11月18日）采集樣品。兩個處理各挑選10株樹體大小一致、結果量一致的采樣樹，在樹冠外圍的中上部隨機采集20個大小均勻、著色一致的成熟果實以測定果實品質。每個處理選取3株采樣樹，在每株樹冠滴水線附近選點，采集0～30 cm的土壤樣品，多點取樣，混合各采樣點土壤，迅速帶回實驗室自然風干后進行土壤酶活性測定。分別在各處理采樣樹的樹冠中上部新梢隨機剪取功能葉片 6枚，測定植株葉片氮磷鉀含量。試驗設3個生物學重復。

1.4 發酵液成分測定

豆粕發酵液成分由福建省農業科學院土壤肥料研究所進行測定。

1.5果實品質測定

成熟蘆柑果實的外觀品質測定：單果質量使用電子天平稱取獲得，果實硬度使用果實硬度計沿果實赤道面穿刺進行測定。果皮厚度和果實縱橫徑使用游標卡尺進行測量，計算縱徑與橫徑的比值獲得果形指數。

果實內在品質測定：可溶性固形物含量使用手持折光儀進行測定，可滴定酸含量采用酸堿滴定法測定。根據可溶性固形物含量和可滴定酸含量比值獲得固酸比。

1.6土壤和葉片相關指標測定

蘆柑果園土壤的蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶和過氧化氫酶活性采用分光光度計法測定，土壤酶活性高低可以用于衡量土壤生化反應強度和養分循環狀況。土壤pH值采用pH計測定。

葉片全氮、全磷和全鉀含量由福建省農業科學院土壤肥料研究所進行測定。

1.7 數據分析

采用Excel 2019進行數據處理和圖表繪制；使用SPSS 26.0軟件對數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 豆粕發酵液成分分析

經測定，供試豆粕發酵液的原液成分為：總碳含量37.36 ng/g，總氮含量3.50 ng/g，碳氮比10.68，總氨基酸含量154.66 mg/g，pH值 4.97。

2.2 施用豆粕發酵液對蘆柑果園土壤pH和土壤酶活性的影響

土壤pH值是影響果樹生長發育和土壤養分有效性的關鍵因素。由圖1可知，SF處理下蘆柑園的土壤pH值為4.73，較CK處理無顯著差異。

土壤酶是一種生物催化劑，能將土壤中難以吸收的養分轉化為微生物和植物可利用的可溶性物質，土壤酶活性與土壤肥力關系密切。其中，土壤蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶是驅動土壤有機碳、氮、磷等養分轉化過程的關鍵酶，過氧化氫酶能催化過氧化氫分解為氧和水供土壤生命體利用。由圖1可知，SF處理下土壤脲酶活性和酸性磷酸酶活性均顯著高于CK處理，增幅分別為44.15%和20.86%。SF處理與CK處理的土壤蔗糖酶和土壤過氧化氫酶活性無顯著變化。

2.3 施用豆粕發酵液對蘆柑葉片氮磷鉀含量的影響

葉片氮磷鉀含量高低在一定程度上可以反映樹體營養水平和土壤養分的可利用效率。由圖2可知，SF處理的蘆柑果樹葉片中全磷和全鉀含量較CK處理分別增加了5.71%和23.42%，但葉片全氮含量相近，差異不顯著。

2.4 施用豆粕發酵液對蘆柑果實外觀性狀的影響

良好的外觀性狀是提高果實商品價值的重要因素。由表1可知，不同處理對果實外觀性狀有一定影響。與CK處理相比，SF處理的單果質量和果皮厚度分別提高14.42%和16.00%，達到顯著水平。SF處理提高了蘆柑果實的橫縱徑，但從果形指數來看無顯著差異。對于果實硬度，SF處理較CK處理增加，但未達到顯著差異。總體上，豆粕發酵液施肥處理可以在一定程度上提高單果質量和果個大小，增加果皮厚度。

2.5 施用豆粕發酵液對蘆柑果實內在品質的影響

果實內在品質是評價果實營養品質和風味品質的重要指標。由圖3可知，不同處理對于果實內在品質也有一定影響。SF處理蘆柑果實中可溶性固形物含量較高，但與CK處理相比未達到顯著差異。SF處理的可滴定酸含量較CK處理降低了7.99%，達到顯著差異，同時SF處理的固酸比較CK處理提高了28.58%，達到顯著差異水平。

3 討論與結論

豆粕發酵液作為一種常見的有機液體肥，富含營養成分和生理活性物質，能夠滿足微生物代謝活動所需的碳源和氮源，影響土壤微生物活性和土壤酶活性，對土壤養分轉移、土壤理化環境以及植物生長發育具有重要調控作用［10］。土壤pH值對多種營養元素形態和植物根系養分吸收均有重要影響，pH值以5.5～6.5比較適宜蘆柑果樹生長，本研究中，豆粕發酵液對土壤pH影響不顯著，本試驗地土壤pH值偏酸，這可能與蘆柑果園長期施用化肥有關。土壤酶參與土壤中各種重要生化過程和物質循環，其中土壤脲酶和酸性磷酸酶分別是土壤中氮和磷的關鍵水解酶，二者活性是評價土壤有機態氮和磷養分周轉及供應狀況的重要指標［11］。本試驗結果顯示，土壤脲酶和酸性磷酸酶活性在SF處理下顯著增強，說明施用豆粕發酵液能夠促進土壤氮和磷養分循環，增加土壤有效態氮磷養分供給。潘鳳兵等［6］的研究也表明，豆粕發酵物的施入顯著提高土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和過氧化氫酶的活性，促進了土壤釋放養分，對提高土壤微生物活性和土壤肥力水平起重要作用，利于促進果樹對養分的吸收利用。

有研究表明，施用豆粕有機肥能夠增加土壤磷養分的釋放，與不施肥處理相比不同程度提高黃瓜植株對氮磷鉀養分吸收量［12］；豆餅發酵液可促進香蕉地上部對氮磷鉀等營養元素的吸收利用［13］。這與本研究結果相似。本試驗施用豆粕發酵液顯著增加了蘆柑葉片中全磷和全鉀元素含量，改善植株葉片吸收磷鉀礦質營養狀況。磷和鉀對于碳水化合物合成和轉運、葉片光合作用以及果實品質形成等生理過程具有重要作用，葉片磷鉀元素含量的增加有利于果實礦質養分積累以及果實品質改善［14-15］。王鵬等［16］研究發現，發酵餅肥具有提高馬鈴薯植株氮和鉀吸收的作用，促進了植株生長和品質提升。然而，本試驗中 SF處理對于葉片全氮含量沒有顯著性影響，可能是較差的土壤理化性質等因素阻礙根系吸收養分所致［17］。

本研究表明，在蘆柑果實膨大期施用豆粕發酵液，不僅顯著降低蘆柑果實可滴定酸含量，提高固酸比，改善了內在品質，而且通過提高果實質量和果皮厚度，提升了外觀品質，這與唐易等［9］的研究結果相一致。因此本研究認為，施用豆粕發酵液可通過提高土壤有效態養分供應水平和葉片礦質養分吸收利用率，從而促進蘆柑樹體生長和果實發育，有效改善果實品質。發酵液中富含的氨基酸等生理活性物質可能是果實品質提升的重要因素［18］，本試驗中施用的豆粕發酵液所含氨基酸豐富，可能有效促進了果實品質改善。

綜上所述，在福建泉州永春蘆柑果園酸性土壤施用豆粕發酵液后，能夠增強土壤中脲酶及酸性磷酸酶活性，促進土壤氮磷養分釋放，以及蘆柑植株葉片對土壤磷鉀養分吸收和利用，改善了蘆柑果實的內外在品質。

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