植物酵素营养液对桃园土壤肥力和微生物多样性的影响.pdf

果树资源学报 2 0 2 3,4(4):1 6-1 8,2 8 植物酵素营养液对桃园土壤肥力和微生物多样性的影响梁魁景1,侯晓杰1,于占晶1,刘海鹏1,孙 华2,王芳芳1(1.衡水学院生命科学学院,河北 衡水 0 5 3 0 0 0;2.衡水电视台,河北 衡水 0 5 3 0 0 0)收稿日期:2 0 2 3-0 6-0 5基金项目:2 0 2 2年度河北省果蔬发酵技术创新专项课题(2 0 2 2 X J Z X 4 9;2 0 2 2 X J Z X 5 6);河北省现代农业产业技术体系梨产业创新团队建设衡水综合试验推广站(H B C T 2 0 2 1 2 1 0 4 0 2)。第一作者简介:梁魁景(1 9 8 3-),男,讲师,农学硕士,主要从事园林植物及果树栽培技术研究工作。摘 要:【目的】研究植物酵素营养液对土壤养分和微生物变化的影响,以期为提升果园土壤肥力和植物酵素的应用提供理论依据。【方法】对桃园土壤分别施用植物酵素营养液和常规水肥的进行对比试验,分别采集两处理0 2 0 c m和2 0 4 0 c m的混合土样,研究土壤铵态氮、速效钾、速效磷、有机质含量及土壤微生物的变化情况,探讨植物酵素营养液对桃园土壤肥力以及土壤微生物的影响。【结果】在0 2 0 c m和2 0 4 0 c m土壤深度,植物酵素营养液处理的桃园土壤有机质含量较常规土壤对照的含量分别增加了1.4 0 m g/k g和0.4 0 m g/k g;在0 4 0 c m土层中,两处理土壤养分含量均随土层深度增加而减少,且植物酵素营养液处理的土壤养分含量高于常规处理的含量;植物酵素营养液处理增加了土壤中微生物的数量。【结论】土壤中施入植物酵素液可以提高桃树土壤肥力和土壤中微生物的数量。关键词:桃园;植物酵素;土壤肥力;土壤微生物文章编号:2 0 9 6-8 1 0 8(2 0 2 3)0 4-0 0 1 6-0 4 中图分类号:S 6 0 6+.1,S 6 6 2.1 文献标识码:AE f f e c t s o f P l a n t E n z y m e N u t r i e n t S o l u t i o n o n S o i l F e r t i l i t y a n d M i c r o b i a l D i v e r s i t y i n P e a c h O r c h a r dL I A N G K u i j i n g1,HOU X i a o j i e1,Y U Z h a n j i n g1,L I U H a i p e n g1,S UN H u a2,WA N G F a n g f a n g1(1.C o l l e g e o f L i f e S c i e n c e s,H e n g s h u i U n i v e r s i t y,H e n g s h u i H e b e i 0 5 3 0 0 0,C h i n a;2.H e n g s h u i T V S t a t i o n,H e n g s h u i H e b e i 0 5 3 0 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:【O b j e c t i v e】T o e x p l o r e t h e e f f e c t s o f p l a n t e n z y m e n u t r i e n t s o l u t i o n o n s o i l f e r t i l i t y a n d s o i l m i c r o o r g a n i s m s i n p e a c h o r c h a r d,a n d t h e m e t h o d s a n d t h e o r e t i c a l b a s i s w e r e p r o v i d e d f o r t h e i n c r e a s e o f s o i l f e r t i l i t y a n d t h e a p p l i c a t i o n o f p l a n t e n z y m e i n p e a c h o r c h a r d.【M e t h o d s】T a k i n g p e a c h t r e e a s t h e t e s t m a t e r i a l,t h e m i x e d s o i l s a m p l e s o f 0 2 0 c m a n d 2 0 4 0 c m w e r e c o l l e c t e d t h r o u g h t h e c o m p a r i s o n t e s t o f p l a n t e n z y m e n u t r i e n t s o l u t i o n a n d c o n v e n t i o n a l s o i l.T h e c o n t e n t s o f s o i l a v a i l a-b l e N,a v a i l a b l e P,a v a i l a b l e K,s o i l o r g a n i c m a t t e r a n d s o i l m i c r o b i a l c h a n g e s w e r e s t u d i e d.T h e e f f e c t s o f p l a n t e n z y m e n u t r i-e n t s o l u t i o n o n s o i l f e r t i l i t y a n d s o i l m i c r o o r g a n i s m s i n p e a c h o r c h a r d w e r e d i s c u s s e d.【R e s u l t s】A t 02 0 c m a n d 2 04 0 c m s o i l d e p t h s,t h e o r g a n i c m a t t e r c o n t e n t o f p e a c h o r c h a r d s o i l t r e a t e d w i t h p l a n t e n z y m e n u t r i e n t s o l u t i o n i n c r e a s e d b y 1.4 0 m g/k g a n d 0.4 0 m g/k g r e s p e c t i v e l y c o m p a r e d w i t h t h a t o f c o n v e n t i o n a l s o i l c o n t r o l.I n t h e 0 4 0 c m s o i l l a y e r,t h e s o i l n u t r i e n t c o n t e n t o f t h e t w o t r e a t m e n t s d e c r e a s e d w i t h t h e i n c r e a s e o f s o i l d e p t h,a n d t h e s o i l n u t r i e n t c o n t e n t o f t h e p l a n t e n z y m e n u t r i-e n t s o l u t i o n t r e a t m e n t w a s h i g h e r t h a n t h a t o f t h e c o n v e n t i o n a l t r e a t m e n t.P l a n t e n z y m e n u t r i e n t s o l u t i o n t r e a t m e n t i n c r e a s e d t h e n u m b e r o f m i c r o o r g a n i s m s i n t h e s o i l.【C o n c l u s i o n】T h e a p p l i c a t i o n o f p l a n t e n z y m e l i q u i d i n s o i l c a n i m p r o v e t h e s o i l f e r t i l-i t y o f p e a c h t r e e s a n d t h e n u m b e r o f m i c r o o r g a n i s m s i n s o i l.K e y w o r d s:p e a c h o r c h a r d;p l a n t e n z y m e n u t r i e n t s o l u t i o n;s o i l f e r t i l i t y;s o i l m i c r o o r g a n i s m 植物酵素营养液是将叶、花、果实等植物组织或其残体与红糖、水按一定比例混合后,在事宜的条件下进行发酵制备而成1-2,在此过程中如想缩短发酵周期也可通过添加益生菌(如乳酸菌、酵母菌等)达到提高发酵速率和腐殖化进程的目的。植物酵素营养液发酵技术为有氧发酵技术,该发酵过程会产生葡萄糖和氨基酸等大量有机物及有益活性菌,与常规农肥的厌氧发酵不同,该发酵技术产物更有利于作物吸收3。为制备出高品质的植物营养酵素,需要选择透气性、持水性较好且有机物和营养元素丰富的植物材料,为此需要对发酵植物种类、性状、各物料之间的配比、发酵时的温度和时间等进行大61量的实验研究4。经研究发现,土壤结构及三化问题可通过植物营养酵素的施用而得到改善,并能同时提高土壤综合肥力与土壤微生物多样性5;植物酵素营养液可以调节果园小气候环境和果园生态安全问题,同时改善菜园、果园土壤质量及果实品质等。目前,桃果发酵液对桃园处理的报告鲜见,为此,本研究以桃树果园土壤为研究对象,研究植物酵素营养液对其土壤养分及土壤微生物变化的影响,为桃园土壤肥力的增加和植物酵素的应用提供方法和理论依据。1 材料与方法1.1 试验材料与仪器设备材料:植物酵素营养液、牛肉膏蛋白胨培养基(细菌培养基)、P D A培养基(真菌培养基)、高氏l号培养基(放线菌培养基)。仪器:山东恒美HMG P 0 2型土壤化肥速测仪。酵素配方:红糖、植物材料、水的比例=1 3 1 0。酵素制备过程:首先将桃叶、桃坏果及桃果皮材料切碎后装入1 0 0 L塑料桶,然后依次按比例加入红糖、水(自来水即可),此时一般要预留3 0 L的空间用于发酵,最后拧紧盖子并将发酵桶置于室内通风阴凉处,温度保持在2 5 2 8,每5 d翻动一次,发酵4 0 d后备用。1.2 试验方法及测定指标1.2.1 试验设计试验于深州市穆村乡现代桃基地进行,试验土壤定植桃树为3年生,栽植密度为1.5 m4.0 m,栽培品种有红蜜和白蜜两个品种。试验共设两处理(植物酵素营养液浇灌土壤,常规水肥浇灌土壤),每处理3次重复,每重复3行桃树,每行5 0株,共计3 0 0株树。常规水肥处理采用滴灌施肥(水肥一体化技术),分别于萌芽前、硬核期、果实膨大期、成熟期施用N-P2O3-K2O-复合肥(复合肥为N+P2O3+K2O),4个时期的施肥量分别为1 0-5-1-2 0、4-4-8-1 6、0-0-8-8、0-0-0-0 施肥量单位为k g/亩(6 6 7m2)。植物酵素处理为酵素稀释2 0 0倍后施入,分别于2 0 2 2 年 3月 2 0 日开始浇灌,每隔1个月浇1次,共浇灌4次,与常规水肥浇灌时间、灌水量相同。2 0 2 2年6月底采集试验地土壤样品(对各处理采取对角线5点取样法,分别采集02 0 c m和2 0 4 0 c m的混合土样)带回室内进行测定。土样于室内进行自然风干后经5 0 目筛过筛,分别用于速效氮、速效磷、速效钾及土壤有机质(土壤化肥速测仪)以及土壤微生物种类及数量(采用平板培养法)的测定。1.2.2 测定方法应用山东恒美HMG P 0 2型土壤化肥速测仪(包括土壤养分测定用药)进行p H值、有机质、铵态氮、速效钾、速效磷的测定。1.3 数据统计和分析采用M S E x c e l 2 0 1 0软件对试验数据进行统计和分析。2 结果与分析 2.1 植物酵素营养液对土壤有机质的影响土壤有机质含量是衡量土壤肥力高低的重要指标之一,能促使土壤结构的形成,改善土壤物理、化学性质,通过矿化作用,也可以释放一部分的养分。因此,要了解土壤的肥力状况,必须了解土壤有机质含量情况。表1 土壤中有机质的测定土层深度/c m处理平均有机质/(m gk g-1)标准误差0 2 0植物酵素营养液1 1.0 0 0.3 2 a常规水肥对照9.6 0 0.5 1 b2 0 4 0植物酵素营养液9.0 0 0.4 5 a常规水肥对照8.6 0 0.5 1 b 注:不同小写字母表示处理间差异显著(P 0.0 5)。由表1可以看出,在0 2 0 c m和2 0 4 0 c m土壤深度,植物酵素营养液处理的桃园有机质含量大于对 照 的 含 量,且 分 别 增 加 了1.4 0 m g/k g和0.4 0 m g/k g。植物酵素营养液处理土壤可为桃园提供较多有机质,有利于桃树的生长。2.2 植物酵素营养液对土壤速效养分的影响土壤中速效养分的含量影响着植物生长发育情况,速效养分是土壤肥力水平或质量水平的重要指标,也是评价生产力的指标,所以研究不同模式下速效养分的含量对于植物的生长有重要意义。表2 土壤中铵态氮、速效钾和有效磷的测定土层深度/c m处理铵态氮/(m gk g-1)速效钾/(m gk g-1)有效磷/(m gk g-1)0 2 0植物酵素营养液2 1.6 41 4 7.5 86.8 7常规水肥对照1 0.9 71 1 5.6 82.9 32 0 4 0植物酵素营养液9.9 91 0 6.2 02.6 4常规水肥对照8.0 18 0.7 00.9 071 梁魁景,等:植物酵素营养液对桃园土壤肥力和微生物多样性的影响 由表2可以看出,1)经过植物酵素营养液处理土壤铵态氮的变化,在0 2 0 c m和2 0 4 0 c m土壤深度,植物酵素营养液处理的桃园土壤铵态氮比对照的含量分别增加了1 0.6 7 m g/k g和1.9 8 m g/k g。随着土层的加深,铵态氮含量呈现减少的趋势。在0 4 0 c m的土壤中,植物酵素营养液处理的桃园铵态氮含量大于常规对照组的含量。试验表明,通过植物酵素营养液处理可以提高桃园土壤的铵态氮的含量。2)经过植物酵素营养液处理土壤速效钾的变化,在0 2 0 c m和2 0 4 0 c m土壤深度,植物酵素营养液处理的桃园土壤速效钾含量比对照的含量分别增加了3 1.9 0 m g/k g和2 5.5 0 m g/k g。随着土层的深入,速效钾含量呈现减少状态。在0 4 0 c m的土壤中,植物酵素营养液处理的桃园速效钾含量大于常规对照组的。试验表明,植物酵素营养液处理可以提高桃园土壤速效钾的含量。3)经过植物酵素营养液处理土壤有效磷的变化,在02 0 c m和2 0 4 0 c m土壤深度,植物酵素营养液处理的桃园土壤有效磷含量比对照分别增加了3.9 4 m g/k g和1.7 4 m g/k g。随着土层的深入,有效磷含量呈现下降趋势。在0 4 0 c m的土壤中,植物酵素营养液处理的桃园大于常规对照组的有效磷含量。通过试验表明植物酵素营养液处理可以提高桃园土壤有效磷的含量。2.3 植物酵素营养液对土壤微生物的影响微生物会影响土壤肥力及其理化性质,能够对土壤的生态系统产生一定的影响,通过植物酵素营养液对土壤微生物种类和数量的影响试验,测定土壤微生物种类和数量来研究土壤肥力及理化性质,从而了解植物酵素营养液处理的土壤是否适合桃树的生长。表3 桃园土壤微生物的影响结果土层深度/c m处理真菌细菌放线菌数量/(1 03C F Ug-1)处理1比处理2微生物数量增加比率/%数量/(1 03C F Ug-1)处理1比处理2微生物数量增加比率/%数量/(1 03C F Ug-1)处理1比处理2微生物数量增加比率/%0 2 0处理1:植物酵素营养液5.4 71 3.4 92 4 3 6.5 81 1.8 56 5 0.2 8-1.7 9处理2:常规水肥对照4.8 22 1 7 8.4 26 6 2.1 52 0 4 0处理1:植物酵素营养液1.2 51 9.0 51 8 0 2.2 91 6.5 47 7 4.5 62 8.5 9处理2:常规水肥对照1.0 51 5 4 6.4 96 0 2.3 6 由表3可知,两处理土壤中都含有丰富的真菌、细菌和放线菌。从数量上分析,02 0 c m、2 04 0 c m深度土层中,植物酵素营养液处理的土壤微生物其真菌、细菌数量均高于对照处理,只有放线菌数量在0 2 0 c m土层中酵素营养液处理低于常规水肥处理,且随着土层的加深,各种微生物数量增加比值有所升高,说明浇灌后植物酵素营养液深入了下层土壤并增加了土壤中各微生物的数量。3 结论在桃园不同深度土壤垂直剖面,桃园株间植物酵素营养液处理与常规土壤对照相比,在0 2 0 c m和2 0 4 0 c m土壤深度,植物酵素营养液处理的桃园有机质的含量大于常规土壤对照的含量,分别增加了1.4 0 m g/k g和0.4 0 m g/k g,植物酵素营养液处理的桃园可以给桃树提供更多的有机质。在0 4 0 c m的土壤中,随着土层深度的增加,植物酵素营养液处理和常规土壤对照的土壤养分均呈递减趋势,且植物酵素营养液处理的土壤速效养分均高于常规对照处理的含量。在0 4 0 c m土层中,植物酵素营养液处理土壤较常规对照处理土壤中真菌、细菌和放线菌数量呈递增的趋势,植物酵素营养液处理会增加土壤中微生物的数量。通过对桃园株间植物酵素营养液处理与常规土壤对照相比,桃树土壤有机质和氮、磷、钾含量以及土壤微生物的研究,发现土壤中施入植物酵素液可以提高桃树土壤肥力和土壤微生物数量。由于时间原因,本试验尚未能了解植物营养酵素处理后全年土壤肥力和土壤微生物的变化情况,土壤肥力和微生物量测定时间和次数有待进一步研究。有待对桃园土壤植物酵素营养液大面积工作进行下一步不同 (下转第2 8页)81 果树资源学报 2 0 2 3,4(4)含量,均高于果肉,其余矿质元素均是果肉的含量高于果皮5。3 讨论目前鄄城地区苹果品种以富士系列为主,金冠等其余苹果品种的种植面积较少。苹果品种结构单一,富士系列占据比例较高,成熟期基本相同,在1 0月1 1月期间上市,导致苹果存在供过于求的问题。此时,苹果的收购价格较低,严重影响果农的收入。经济效益低下,果农便会失去苹果种植的积极性。金冠苹果和富士苹果具有不同成熟期,可分不同批次上市,且其不同风味口感和外观性状可具有不同的受众人群,果农可选择不同品种进行种植,以丰富市场的需求,并可以确保各品种苹果具有较高的市场价。苹果产业想要长久健康的发展,需要实时根据市场需求进行苹果种植策略的调整。不断优化苹果品种,减少鲜食品种种植面积,提升可加工品种种植面积,使鲜食品种与加工品种合理搭配。为果汁加工厂提供稳定的高品质苹果供给源,通过提升加工苹果的质量,形成产业链,提升果汁的加工质量,使食用性苹果向营养性苹果的方向发展,对于鄄城地区的经济发展具有积极的促进作用。4 结论鄄城地区红富士和金冠苹果具有不同的外观、内在品质,其中红富士甜度、耐储性都高于金冠,二者都在发育时期果糖最高,其中红富士最高果糖含量在1 5 5m gg-1左右,金冠最高果糖含量在1 2 8m gg-1左右;二者都发育时期苹果酸与可滴定酸的含量在较少,但金冠的酸含量高于红富士,因此,红富士口感偏甜,而金冠口感酸甜适中。二者偏好人群不同,各有市场。鄄城地区目前苹果品种结构单一,成熟期集中,易出现供过于求导致价格偏低的情况,因此可同时种植不同品种的苹果,以保障果农利益,促进鄄城地区苹果产业的发展。参考文献1 朱亮.烟台苹果品种间品质差异分析及贮藏品质变化研究D.烟台大学,2 0 1 6.2 丛佩华,张彩霞,韩晓蕾,等.我国苹果育种研究现状及展望J.中国果树,2 0 1 8(6):5.3 胡颖慧,于文全,刘畅,等.寒地苹果品种龙丰的品质与应用研究现状J.黑龙江农业科学,2 0 2 2(5):1 2 5-1 2 8.4 白沙沙,毕金峰,方芳,等.苹果品质评价技术研究现状及展望J.食品科学,2 0 1 1,3 2(3):2 8 6-2 9 0.5 史星雲.陕西省苹果品种结构,区域布局与品质比较分析D.西北农林科技大学,2 0 1 3.(上接第1 8页)浓度、不同时间土壤处理、桃园土壤营养状况以及微生物数量的相关研究。参考文献1 方晟,毛建卫,单之初,等.植物源作物酵素营养液研究进展及发展建议J.农业工程,2 0 1 7,7(4):1 8 1-1 8 6.2 庞敏晖,左强,宋大平,等.植物酵素营养液在农业上的应用研究进展J.北方农业学报,2 0 1 9,4 7(5):6 0-6 4.3 陈天.不同发酵方式对水果酵素发酵特性、贮藏稳定性及其干物质的影响研究D.西安:陕西科技大学,2 0 2 0.4 赵秋多.富硒农用酵素的制备及其对障碍性土壤的修复机制D.吉林:东北农业大学,2 0 2 1.5 张越,王小芬.农用植物酵素在有机农业生产中的生态作用J.鄱阳湖学刊,2 0 1 9(1):7 0-7 4,1 2 5-1 2 6.82 果树资源学报 2 0 2 3,4(4)