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施用有机肥和硫磺粉对北方日光温室南丰蜜橘生长及石灰性土壤化学性质的影响



全 文 :施用有机肥和硫磺粉对北方日光温室南丰蜜橘生长及
石灰性土壤化学性质的影响
付崇毅,张秀芳,王玉静,王水霞,崔世茂*
(内蒙古农业大学,内蒙古 呼和浩特 010019)
摘 要:以二年生盆栽南丰蜜橘为试材,研究施用有机肥、硫磺粉以及两者混合施肥对南丰蜜橘生长和石灰性土
壤化学性质的影响。结果表明,施用有机肥和硫磺粉均能明显降低土壤 pH值,与对照相比,施硫量为 150 mg /kg
时,单施硫磺粉处理的土壤 pH值下降幅度最大为 1. 29。施用有机肥能增加土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、
速效钾和有效硫含量。单施硫磺粉的土壤速效磷和有效硫含量明显升高,而有机质、全氮含量呈降低趋势。当施
硫量不超过 100 mg /kg时,有机肥和硫磺粉混合施肥的枝粗和叶绿素含量显著增加。与对照相比,混合施肥中枝
粗最大值增加了 1. 47 倍,叶绿素含量最高增加了 54. 81%。施用有机肥、硫磺粉后南丰蜜橘叶片可溶性蛋白质含
量增加、硝酸还原酶活性增强,而单施硫磺粉时叶片硝态氮含量下降。
关键词:有机肥;硫磺粉;日光温室;南丰蜜橘;石灰性土壤
中图分类号:S153;S666. 2;S628 文献标识码:A 文章编号:1673 - 6257 (2013)02 - 0017 - 05
收稿日期:2012 - 06 - 06;最后修订日期:2012 - 11 - 18
基金项目:教育部博士点基金项目 (20101515110005)。
作者简介:付崇毅 (1986 -) ,男,湖南衡阳人,博士研究生,研
究方向为设施园艺及抗逆生理。通讯作者为崔世茂。
柑橘是多年生常绿果树,在日光温室条件下,
通过提早、延迟柑橘果实成熟的栽培管理措施,可
实现柑橘鲜果的周年供应。北方温室栽培柑橘可通
过秋末冬初低温诱导,实现柑橘冬季开花,春季挂
果,夏季成熟。柑橘开花量大,挂果时间长,对养
分的需求量较大[1],但生产上对新建日光温室土壤
有机肥投入不足,加之北方地区土壤多数属于石灰
性土壤,pH 值较高,养分有效性低,定植在新建
温室中的柑橘会出现叶片失绿、树体弱、落果严重
的现象。相关研究表明,有机肥在保持、改善和提
高土壤肥力、活化土壤养分及增强微生物活性等方
面有着不可替代的作用[2,3],而硫磺粉作为一种重
要的土壤改良剂,在实践中得到了广泛应用[4,5]。
关于有机肥和硫磺粉对土壤理化性质及作物生长影
响的研究报道很多,但有关施用有机肥和硫磺粉对
日光温室柑橘生长及石灰性土壤化学性质影响的研
究鲜有报道。本试验通过土施有机肥和硫磺粉对石
灰性土壤 pH 值、养分以及南丰蜜橘生长等指标的
研究,以期为解决温室柑橘定植后出现的叶片失绿
等问题提供一定理论依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
选用二年生枳 (Poncirus trifoliate)砧南丰蜜橘
(Citrus reticulata)嫁接苗为试验材料。
1. 2 试验处理
试验于 2011 年 3 ~ 5 月在内蒙古农业大学教
学基地日光温室内进行,采用盆栽方法,盆的规
格为 30 cm × 30 cm (直径 × 高)。试验用的硫磺
粉为硫含量 98%的工业硫磺 (粉碎后过 0. 85 mm
筛) ,设置 5 个施硫量,分别为 50 mg /kg (S1)、
100 mg /kg (S2)、150 mg /kg (S3)、200 mg /kg
(S4)、250 mg /kg (S5)。供试有机肥为商品有机
肥,主要成分为牛粪,含有机质 35. 8 g /kg、全氮
5. 4 g /kg、碱解氮 381 mg /kg、速效磷 425 mg /kg、
速效钾 5 191 mg /kg、有效硫 51. 4 mg /kg,用量为
10 g /kg。供试土壤取自当地新建温室内的 0 ~ 20
cm表层,其基本性质为 pH值 7. 99,有机质 13. 7
g /kg,全氮 0. 8 g /kg,碱解氮 58. 7 mg /kg,速效
磷 10. 4 mg /kg,速效钾 107. 5 mg /kg,有效硫
17. 8 mg /kg。
试验设 10 个处理 (表 1) ,按设计将有机肥
和硫磺粉与供试土壤充分混匀,每盆装土 22. 5
kg,每盆定植一株南丰蜜橘嫁接苗,每处理
5 盆。
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中国土壤与肥料 2013(2)
表 1 试验设计
处理编号 内容 处理编号 内容
CK 土 5 土 +有机肥 + S1
1 土 + S1 6 土 +有机肥 + S2
2 土 + S3 7 土 +有机肥 + S3
3 土 + S5 8 土 +有机肥 + S4
4 土 +有机肥 9 土 +有机肥 + S5
1. 3 测定指标和方法
1. 3. 1 土壤化学性质测定
处理 90 d 后,采集各处理 0 ~ 20 cm 土壤,测
定项目有土壤 pH 值、有机质、全氮、碱解氮、速
效磷、速效钾、有效硫含量。其中 pH值用 EL20 台
式 pH 计测定,有机质采用重铬酸钾容量法 -外加
热法、全氮采用半微量凯氏法、碱解氮采用碱解扩
散法、速效磷采用钼锑抗比色法、速效钾采用火焰
光度法、有效硫采用氯化钙浸提 - 硫酸钡比浊法
测定[6]。
1. 3. 2 枝条形态指标测定
在新萌发枝梢停止生长后测量枝粗和枝长,取
第 4 片叶采用称重法[7]测定单叶面积,每处理重复
测定 10 次取平均值。
1. 3. 3 生理指标测定
处理 90 d后,取各处理南丰蜜橘春梢第 4 片叶,
置于冰盒中带回实验室,用于生理指标的测定。
硝酸还原酶活性采用离体法、可溶性蛋白质含
量采用考马斯亮蓝法、测定,叶绿素含量采用研磨
比色法、氨基态氮含量采用茚三酮显色法、硝态氮
含量采用水杨酸比色法测定[8]。
1. 4 数据分析
试验数据采用 Excel2003 进行处理,SAS9. 0 进
行统计分析。
2 结果与分析
2. 1 施用有机肥和硫磺粉对土壤化学性质的影响
由表 2 可知,施用有机肥和硫磺粉均能明显降
低土壤 pH 值,且与 CK 差异显著。处理 2 的土壤
pH值最低。混合施肥处理土壤 pH值比单施有机肥
处理低。单施硫磺粉处理土壤速效磷和有效硫含量
与 CK相比明显升高,而有机质、全氮含量呈降低
趋势,碱解氮和速效钾含量差异不显著。有机肥处
理的土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾
和有效硫含量明显高于 CK,且差异显著。混合施
肥的土壤有机质、全氮和碱解氮含量低于单施有机
肥,而速效磷和有效硫含量则高于单施有机肥。施
用有机肥的速效钾含量明显高于 CK、单施硫磺粉
处理,且差异显著,说明施用有机肥能使土壤速效
钾含量增加,施用硫磺粉对速效钾影响不明显。混
合施肥处理 5、6、7、8、9 中随施硫量的增加,土
壤有机质、全氮、碱解氮含量呈先下降后升高的趋
势,有效硫含量呈升高趋势。
表 2 各处理的土壤化学性质
处理 pH值
有机质
(g·kg -1)
全氮
(g·kg -1)
碱解氮
(mg·kg -1)
速效磷
(P mg·kg -1)
速效钾
(K mg·kg -1)
有效硫
(mg·kg -1)
CK 7. 81 ± 0. 05 a 13. 2 ± 0. 26 f 0. 752 ± 0. 02 g 56. 5 ± 1. 13 f 9. 15 ± 0. 27 j 97. 2 ± 5. 83 c 17. 1 ± 1. 04 h
1 7. 18 ± 0. 07 c 13. 0 ± 0. 26 g 0. 741 ± 0. 01 h 56. 5 ± 1. 13 f 11. 1 ± 0. 33 h 96. 8 ± 5. 81 c 25. 9 ± 0. 78 f
2 6. 52 ± 0. 08e 12. 0 ± 0. 24 h 0. 716 ± 0. 01 i 56. 0 ± 1. 12 f 13. 1 ± 0. 39 g 95. 6 ± 5. 74 c 48. 8 ± 1. 46 d
3 6. 63 ± 0. 09 e 13. 2 ± 0. 26 f 0. 749 ± 0. 01 g 56. 3 ± 1. 13 f 10. 2 ± 0. 31 i 97. 3 ± 5. 84 c 71. 7 ± 2. 15 ab
4 7. 32 ± 0. 07 b 21. 1 ± 0. 42 a 1. 41 ± 0. 03 a 111 ± 2. 22 a 18. 9 ± 0. 57 f 147 ± 8. 81 b 24. 7 ± 0. 74 g
5 7. 13 ± 0. 04 c 18. 8 ± 0. 38 b 1. 19 ± 0. 02 b 103 ± 2. 07 b 21. 0 ± 0. 63 e 148 ± 8. 90 ab 36. 4 ± 1. 09 e
6 6. 88 ± 0. 09 d 18. 1 ± 0. 36 d 1. 07 ± 0. 02 d 96. 8 ± 1. 94 c 22. 5 ± 0. 68 c 147 ± 8. 85 ab 48. 5 ± 1. 46 d
7 6. 85 ± 0. 07 d 17. 2 ± 0. 34 e 0. 98 ± 0. 02 f 90. 4 ± 1. 81 e 24. 5 ± 0. 73 a 150 ± 8. 99 a 59. 9 ± 1. 80 c
8 6. 94 ± 0. 06 d 18. 2 ± 0. 37 c 1. 09 ± 0. 02 c 93. 9 ± 1. 88 d 22. 2 ± 0. 67 d 150 ± 8. 98 ab 71. 3 ± 2. 14 b
9 6. 90 ± 0. 08 d 18. 2 ± 0. 36 cd 1. 05 ± 0. 02 e 93. 3 ± 1. 87 d 23. 1 ± 0. 69 b 149 ± 8. 96 ab 82. 9 ± 2. 49 a
注:处理间不同的小写字母代表差异显著 (p < 0. 05) ,下同。
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2. 2 施用有机肥和硫磺粉对南丰蜜橘枝梢生长的
影响
如表 3 所示,施用有机肥、硫磺粉处理的南丰
蜜橘新萌发枝梢生长势表现增强,对枝粗的影响最
明显。施用有机肥和硫磺粉处理的枝粗与 CK 间差
异显著。处理 5 的枝粗值最大,比 CK 增加了 1. 47
倍。混合施肥处理 5、6、7、8、9 中随施硫量的增
加,单叶面积呈先升高后降低趋势。
表 3 不同处理下南丰蜜橘新萌发枝梢的生长状况
处理 枝长 (cm) 枝粗 (mm) 单叶面积 (cm2)
CK 10. 84 ± 1. 59 b 1. 52 ± 0. 11 d 6. 45 ± 0. 82 b
1 11. 70 ± 1. 29 b 1. 84 ± 0. 24 c 7. 19 ± 0. 74 ab
2 13. 76 ± 1. 24 a 2. 08 ± 0. 15 ab 7. 74 ± 0. 78 a
3 12. 00 ± 1. 03 b 1. 59 ± 0. 18 d 6. 82 ± 0. 58 ab
4 11. 03 ± 0. 24 b 1. 92 ± 0. 08 bc 6. 72 ± 0. 67 ab
5 12. 20 ± 1. 14 ab 2. 24 ± 0. 15 a 7. 18 ± 0. 54 ab
6 11. 80 ± 1. 44 b 2. 12 ± 0. 17 ab 7. 22 ± 0. 51 ab
7 11. 74 ± 1. 26 b 1. 95 ± 0. 09 bc 7. 62 ± 0. 46 a
8 11. 95 ± 1. 16 b 1. 93 ± 0. 07 bc 7. 15 ± 0. 97 ab
9 11. 75 ± 1. 52 b 1. 92 ± 0. 19 bc 7. 05 ± 0. 91 ab
2. 3 施用有机肥和硫磺粉对南丰蜜橘叶片生理特
性的影响
如表 4 所示,施有机肥和硫磺粉处理的叶绿
素含量明显高于 CK,且叶绿素 a、叶绿素 b 和叶
绿素总含量与 CK间差异显著。处理 6 的叶绿素总
含量最高,比 CK高出了 54. 81%。混合施肥处理
5、6、7、8、9 中随施硫量的增加,叶绿素 a和叶
绿素总含量呈先升高后降低的趋势。施用有机肥
和硫磺粉后,南丰蜜橘叶片内可溶性蛋白质含量
均明显升高,且混合施肥比单施有机肥和硫磺粉
效果更好,除处理 1 与 CK间差异不显著外,其他
处理与 CK间差异显著。处理 7 的可溶性蛋白质含
量最高,比 CK、单施有机肥处理分别增加了
43. 65%、23. 60%。混合施肥处理 5、6、7、8、
9 中随施硫量的增加,可溶性蛋白质含量呈先升
高后降低的趋势,硝酸还原酶活性变化与可溶性
蛋白质含量变化趋势相似。施用有机肥和硫磺粉
后南丰蜜橘叶片的硝酸还原酶活性,与 CK 相比
明显增强且差异显著。处理 6 的硝酸还原酶活性
最强,比 CK、单施有机肥处理分别提高了 1. 56
倍、1. 30 倍。
表 4 不同处理下南丰蜜橘叶片的生理特性
处理
叶绿素 a
(mg·g - 1 FW)
叶绿素 b
(mg·g - 1 FW)
叶绿素总含量
(mg·g - 1 FW)
可溶性蛋白质
(mg·g - 1 FW)
硝酸还原酶
(μg· g - 1· h -1 FW)
CK 0. 72 ± 0. 05 d 0. 32 ± 0. 02 e 1. 04 ± 0. 03 f 26. 14 ± 0. 92 f 2. 82 ± 0. 11 e
1 1. 01 ± 0. 07 bc 0. 41 ± 0. 02 cd 1. 42 ± 0. 05 c 27. 30 ± 1. 24 f 3. 69 ± 0. 17 cd
2 1. 11 ± 0. 16 ab 0. 39 ± 0. 01 d 1. 50 ± 0. 04 b 36. 25 ± 1. 12 ab 4. 15 ± 0. 24 ab
3 0. 92 ± 0. 05 c 0. 40 ± 0. 01 d 1. 32 ± 0. 05 e 32. 17 ± 0. 67 d 3. 79 ± 0. 18 c
4 0. 95 ± 0. 04 c 0. 45 ± 0. 02 bc 1. 41 ± 0. 02 cd 30. 38 ± 0. 75 e 3. 39 ± 0. 08 d
5 0. 98 ± 0. 06 bc 0. 54 ± 0. 05 a 1. 52 ± 0. 03 b 34. 34 ± 1. 19 c 3. 97 ± 0. 11 bc
6 1. 16 ± 0. 08 a 0. 46 ± 0. 04 bc 1. 61 ± 0. 05 a 35. 68 ± 0. 76 bc 4. 39 ± 0. 01 a
7 1. 02 ± 0. 06 bc 0. 42 ± 0. 02 cd 1. 43 ± 0. 03 c 37. 55 ± 1. 33 a 3. 83 ± 0. 10 bc
8 0. 97 ± 0. 02 c 0. 49 ± 0. 02 b 1. 46 ± 0. 03 bc 34. 17 ± 0. 67 c 3. 86 ± 0. 36 bc
9 0. 95 ± 0. 04 c 0. 40 ± 0. 02 d 1. 36 ± 0. 04 de 34. 37 ± 0. 64 c 3. 89 ± 0. 01 bc
2. 4 施用有机肥和硫磺粉对南丰蜜橘叶片硝态氮
和氨基态氮含量的影响
由表 5 可知,与 CK 相比,单施硫磺粉及混合
施肥的硝态氮含量均明显下降且差异显著,而单施
有机肥的硝态氮含量下降不明显,说明施硫对南丰
蜜橘叶片硝态氮含量影响最大。处理 2 的硝态氮含
量最低,与 CK 相比降低了 29. 77%。施用有机
肥和硫磺粉的南丰蜜橘叶片氨基态氮含量,与 CK
相比均明显下降且差异显著。处理 6 的氨基态氮
含量最低,与 CK、单施有机肥相比分别降低了
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21. 71%、15. 93%。混合施肥处理 5、6、7、8、9
的硝态氮和氨基态氮含量随施硫量的增加而先降低
后升高。
表 5 不同处理下南丰蜜橘叶片的硝态氮和氨基态氮含量
处理
硝态氮
(mg·g - 1 FW)
氨基态氮
(μg·g - 1 FW)
CK 4. 78 ± 0. 25 a 201 ± 6. 78 a
1 4. 04 ± 0. 35 b 182 ± 3. 43 bc
2 3. 35 ± 0. 19 d 162 ± 1. 91 fg
3 3. 60 ± 0. 18 cd 168 ± 2. 48 ef
4 4. 52 ± 0. 17 a 187 ± 4. 23 b
5 3. 80 ± 0. 11 bc 178 ± 3. 04 cd
6 3. 68 ± 0. 15 cd 158 ± 5. 14 g
7 3. 57 ± 0. 13 cd 158 ± 5. 45 g
8 3. 93 ± 0. 07 bc 170 ± 4. 15 de
9 4. 11 ± 0. 16 b 176 ± 2. 92 cd
3 讨论
研究证明,有机肥在提供作物养分、改善土壤
有机质状况、促进微生物繁殖等方面具有十分重要
的作用[9,10],而硫磺粉施入土壤之后,通过化学和
生物过程被氧化,成为植物可吸收的 SO2 -4 形态,
在氧化过程中释放出氢离子,使土壤酸化[11 - 13],
还能提高土壤有效磷含量[12,14]。本试验结果表明,
混合施肥对土壤的酸化效果比单施有机肥好,但当
施硫量达到 100 mg /kg 时,土壤 pH 值不再降低,
趋于平稳,这可能与有机肥中的腐殖质分解后,通
过酸基解离和胺基质子化提高土壤的酸碱缓冲性有
关[15,16]。施用有机肥的土壤有机质、全氮、碱解
氮、速效磷和速效钾含量明显高于对照和单施硫磺
粉处理,这与张潘丹等[17]人的研究结果相似。随
施硫量的增加,施硫磺粉和混合施肥土壤有效硫的
含量呈升高趋势,且相同施硫量条件下混合施肥比
单施硫磺粉的土壤有效硫含量高,表明有机肥和硫
磺粉一起混施能进一步增加土壤有效硫含量。单施
硫磺粉和混合施肥后,土壤有机质、全氮含量随施
硫量的增加呈先降低后增加的趋势,恰与枝粗的变
化趋势相反,说明施用硫磺粉能促进南丰蜜橘对有
机质和氮素的吸收,从而促进枝梢生长。
本研究结果表明,单施有机肥对叶片硝态氮含
量影响不大,而单施硫磺粉能引起叶片硝态氮含量
明显下降。施用有机肥、硫磺粉南丰蜜橘叶片氨基
态氮含量明显低于对照,可溶性蛋白质含量变化趋
势与之相反,说明氨基态氮含量的减少,主要是用
于合成蛋白质。有机肥和硫磺粉混合施肥中,当施
硫量达到 150 mg /kg 时,南丰蜜橘叶片的硝态氮含
量不再降低,硝酸还原酶活性和可溶性蛋白质含量
开始下降,说明混合施肥处理硫磺粉施用量过大
时,南丰蜜橘叶片生理代谢活动会减弱。施硫量在
0 ~ 100 mg /kg范围内时,混合施肥的叶片叶绿素含
量要高于两者单独施用的叶绿素含量。
综上所述,新建温室土壤在施用有机肥时,添
加适量的硫磺粉不仅能增加土壤有效养分含量,还
能促进南丰蜜橘对养分的吸收,使枝梢生长势增
强,这对改善新建温室土壤理化性质和增强南丰蜜
橘树势具有重要的作用。新建温室中柑橘定植后叶
片失绿,最直接的表现为叶片叶绿素含量低于正常
植株叶片。施用有机肥和硫磺粉,尤其是混合施肥
可促进南丰蜜橘叶片的氮素代谢,为叶绿素的合成
提供了大量的氮源,叶绿素含量明显增加。因此,
建议在新建温室中土壤施用有机肥时应添加适量硫
磺粉,这对解决柑橘叶片失绿具有很好的效果。
4 结论
施用有机肥和硫磺粉均能明显降低土壤 pH值,
与对照相比,施硫量为 150 mg /kg 时,单施硫磺粉
的土壤 pH值下降幅度最大为 1. 29。施用有机肥能
增加土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾
和有效硫含量。单施硫磺粉处理土壤速效磷和有效
硫含量与对照相比明显升高,而有机质、全氮含量
呈降低趋势。混合施肥中随施硫量的增加,土壤有
机质、全氮、碱解氮含量呈先下降后升高的趋势,
有效硫含量呈升高趋势。施用有机肥、硫磺粉对南
丰蜜橘新萌发枝梢枝粗的影响最明显。当施硫量不
超过 100 mg /kg时,有机肥和硫磺粉混合施肥的枝
粗和叶绿素含量显著增加。施用有机肥、硫磺粉后
南丰蜜橘叶片内可溶性蛋白质含量增加、硝酸还原
酶活性增强,单施硫磺粉的叶片硝态氮含量下降。
关于施用有机肥和硫磺粉对南丰蜜橘产量和品质的
影响还有待于进一步研究。
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Effects of organic fertilizer and sulfur application on the growth of‘Nanfeng’ tangerine and chemical properties of
calcareous soil under greenhouse
FU Chong-yi,ZHANG Xiu-fang,WANG Yu-jing,WANG Shui-xia,CUI Shi-mao* (Inner Mongolia Agricultural Univer-
sity,Huhhot 010019)
Abstract:With 2-year-old seedlings of‘Nanfeng’tangerine as materials,pot experiment was conducted to determine the
effects of organic fertilizer,sulfur and both mixed application on the growth of‘Nanfeng’ tangerine and the chemical prop-
erties of calcareous soil. Results showed that soil pH value decreased obviously after organic fertilizer and sulfur application.
Compared with CK,soil pH value with 150 mg /kg sulfur application was declined the most obviously by 1. 29. The content
of soil organic matter,total nitrogen,available nitrogen,available phosphorus,available potassium and available sulfur in-
creased under organic fertilizer application treatment. After sulfur was applied,soil available phosphorus and available sul-
fur increased significantly,while soil organic matter,total nitrogen content showed decreasing trend. When sulfur applica-
tion was less than 100 mg /kg,the branch diameter and the chlorophyll content both increased under mixed application. The
maximum branch diameter were 1. 47 more than CK,the maximum chlorophyll content increased by 54. 81% compared with
CK. Under organic fertilizer and sulfur application treatment,soluble protein content increased and nitrate reductase activity
was promoted. While NO -3 -N content reduced after sulfur was applied.
Key words:organic fertilizer;sulfur;greenhouse;‘Nanfeng’ tangerine;calcareous soil
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中国土壤与肥料 2013(2)