全 文 ：第 34 卷第 18 期
2014年 9月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.34,No.18
Sep.,2014
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:公益性行业(农业)科研专项课题(201203050鄄3);科技部国际科技合作项目(2012DFA91160);国家科技支撑课题(2012BAD05B04);
国家自然科学基金重点项目(U1033004); 国家自然科学基金青年科学基金项目(31201690)
收稿日期:2014鄄05鄄09; 摇 摇 修订日期:2014鄄08鄄11
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: yqhe@ issas.ac.cn
DOI: 10.5846 / stxb201405110958
许小伟,樊剑波,陈晏, 张其海,何园球,郑学博.不同有机无机肥配施比例对红壤旱地花生产量、土壤速效养分和生物学性质的影响.生态学报,
2014,34(18):5182鄄5190.
Xu X W, Fan J B, Chen Y, Zhang Q H, He Y Q, Zheng X B.Effects of combined application of organic and chemical fertilizers on the yield of peanut,
soil available nutrient and biological properties in the upland red soil in subtropical China.Acta Ecologica Sinica,2014,34(18):5182鄄5190.
不同有机无机肥配施比例对红壤旱地花生产量、
土壤速效养分和生物学性质的影响
许小伟1,2,樊剑波1,陈摇 晏1, 张其海3,何园球1,*,郑学博1,2
(1. 中国科学院南京土壤研究所, 南京摇 210008; 2. 中国科学院大学,北京摇 100049;
3. 江西省山江湖治理委员会办公室,南昌摇 330046)
摘要:大田条件下,研究了不同有机无机配施比例对红壤花生旱地可培养微生物数量、土壤主要酶活性、土壤速效养分及花生产
量的影响。 结果表明:(1)有机肥配施花生产量显著高于其他处理,有机肥比例为 40%时,荚果产量、籽仁产量、单株结果数及
百粒重效果增加最明显,分别较常规施肥提高 20.14%、26.92%、27.87%和 7.08%;(2)有机肥配施可以显著提高土壤速效养分含
量,40%有机肥在花生生育期结束后能显著提高土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量,与常规施肥相比,分别增加了 17.89%、
22郾 96%、12.57%;(3)土壤中细菌、真菌、放线菌数量随着有机肥配施比例增高而增加; 40%有机肥配施比常规施肥处理的细菌、
真菌、放线菌数量全生育期平均值分别提高:71.62%、40.42%、43.94%。 (4)施肥可以显著提高土壤脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖转化酶
活性,其中有机无机中量配施(40%有机肥)、高量配施(60%、80%有机肥)显著高于其他处理,低量有机肥配施(20%有机肥)接近
于常规施肥水平。 综上表明,在等量 N、P、K养分条件下,配施 40%猪粪 N更有利于红壤地区土壤肥力及产量的改善。
关键词:有机无机配施;红壤旱地;土壤生物学性质;土壤速效养分;花生产量
Effects of combined application of organic and chemical fertilizers on the yield of
peanut, soil available nutrient and biological properties in the upland red soil in
subtropical China
XU Xiaowei1,2, FAN Jianbo1, CHEN Yan1, ZHANG Qihai3, HE Yuanqiu1,*, ZHENG Xuebo1,2
1 Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beingjing 100049,China
3 Mountain lakes Governance Committee Office of Jiangxi Province, Nanchang 330046,China
Abstract: Low yield of peanut production due to low soil fertility, and environmental pollution as a result of disorderly
discharge of animal excretion from large鄄scale animal farms. Some researchers have proposed application of animal excretions
as organic manure into farmlands and hold that it a win鄄win solution to the problems. However, some scientists have proved
that long鄄term excessive application of pig manure will bring about heavy metal accumulations in the soil and pollution of
groundwater with nitrate; and some others have found that application of pig manure,if low in rate, not only increases labor
cost but also has little effect on yield. Hence, how to make use of organic manure properly to optimize crops in yield and soil
in quality without any risk of environmental pollution has become a pressing issue. For that a filed experiment was carried
out at the Yingtan National Agroecosystem Field Experiment Station located in Yujiang County, Jiangxi Province, a
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subtropical area of China, to tackle this problem. The experiment was designed to have six treatments, i. e. no fertilizer
(CK), conventional chemical fertilization (T0), 80% chemical fertilizer N plus 20% manure N (T20), 60% chemical
fertilizer N plus 40% manure N ( T40), 40% chemical fertilizer N plus 60% manure N ( T60), and 20% chemical
fertilizer N plus 80% manure N (T80), with a view to exploring effects of application of organic manure, relative to its
rate, on yield of peanut, soil available nutrient and biological properties and further鄄on an optimal combination of chemical
fertilizer with organic manure for peanut production in this area. So this study not only has its important theoretical
significance in enriching the physiological study on nutrition and quality of peanut, but also possesses some practical
meaning in reducing the waste of organic manure resources and alleviating the potential risk of application of organic manure
polluting the environment. Results of the field experiment are encouraging. (1) Combined application had significant effects
of improving yield of peanut, the plants in Treatment T40 were the highest in pod yield, kernel yield, pods per plant, per
hundred kernel weight, being 20.14%, 26.92%, 27.87% and 7.08%, respectively, higher than their respective ones in
Treatment T0 (2) combination application of organic and inorganic fertilizer have great influence on the soil available
nutrient. After harvesting the peanut, the T40 treatment of the available N, available P and available K increased by
17郾 89%、22.96%、12.57%,respectively as compared with Treatment T0. (3) Numbers of bacteria,actinomycetes and fungi
were raised with the increase of amount combined application of organic and inorganic fertilizer. Compared to the T0,
number of the three kind of microorganism were in creased by 71.62%、40.42%、43.94%, respectively.(4) Fertilization can
significantly enhance the enzyme activity of urease,invertase,acid phosphatase. The enzyme activity of medium (T40) and
high (T60,T80) level of combined application were much higher than that of the other treatments. The effect of low level of
combined application (T20) was near to the pure inorganic fertilizer. Based on the above鄄described findings, it can be
concluded that on the condition that equivalent N, P, K nutrients are supplied, the application of fertilizer containing 35%
of N in the form of organic manure can not only turn large volumes of animal excretions into organic manure,, but also
reduce the use of chemical fertilizer and improve the yield, quality and physiological properties of peanut in red soil areas,
which means a great augmentation of economic value and social benefit.
Key Words: organic manure combined application of chemical fertilizer; red soil; peanut yield; soil available nutrient;
biological properties
摇 摇 花生是我国亚热带红壤区重要的油料作物和经
济作物。 在江西省每年平均种植面积达 1. 3 伊 106
hm2,产量为 4. 6 伊 108 kg, 占全省油料总产的
37郾 5%[1],产值达 27亿人民币[2]。 虽然该地区光温
水热等自然资源丰富,但红壤具有酸、粘、板、瘦的特
点[3],导致花生产量不及我国其他地区。 同时,随着
畜禽养殖业集约化、规模化发展,全国每年的畜禽粪
便排放量接近 31.9 亿 t,而 70%直接排放进入环境
中[4],粪污无序排放不仅对环境有害,而且对人类和
动物也能产生不利的影响[5],大量研究表明,施用粪
肥不仅能减少环境污染[6],还能培肥土壤[7]、改变土
壤养分循环[8]。
近年来,土壤速效氮、磷、钾养分含量、土壤养分
代谢酶活性、土壤微生物群落结构等土壤养分含量
及生物性质作为反应土壤肥力的指标来指导土壤生
态系统管理已逐渐成为热点[9鄄12],通过土壤生物学
性质和化学性质的变化反来映土壤质量的变化对土
壤肥力预警体系具有重要意义。 关于有机肥能提高
旱地土壤养分含量和改善土壤生物学性质的报道有
许多。 大量研究表明:合理施肥可明显增强旱地土
壤脲酶、蛋白酶、转化酶及磷酸酶等关键酶活
性[13鄄16];乔洁等研究表明,配施有利于提高土壤微生
物生物量及土壤微生物活性[17],Mandal 等报告了农
家肥与无机化肥配合施用能显著提高土壤微生物量
碳、氮以及酶活性[18]; Bloom 等认为,有机肥施入土
提高土壤微生物生物量及活性,改善土壤微生物群
落结构及多样性[19];Ndayeyamiya A在玉米田试验表
明,有机肥或无机肥可提高酸性粉壤土土壤细菌、真
菌和放线菌数量,同时显著增加氨化细菌、硝化细
菌、自生固氮菌数量[20];同时,许多研究表明,施用
3815摇 18期 摇 摇 摇 许小伟摇 等:不同有机无机肥配施比例对红壤旱地花生产量、土壤速效养分和生物学性质的影响 摇
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有机肥对维持土壤氮、磷、钾养分也具有明显的
效果[21]。
然而,过量的施用有机肥不仅带来土壤重金属
污染的风险[22鄄23],而且会导致环境中氮、磷污染风
险[24鄄25]以及增加劳动力成本。 所以,在没有环境污
染风险的前提下如何精确配施有机肥使红壤旱地土
壤肥力和生产力同时提升成为当前迫在眉睫的问
题。 因此,本研究通过设置有机无机肥配施田间实
验,重点探讨不同配比对红壤旱地花生产量、土壤酶
活性、可培养微生物数量、土壤速效养分的影响,得
出能使红壤肥力和产量最优化的配施比例,以期为
江西红壤旱薄地地区作物丰产和土壤培肥提供科学
依据。
1摇 材料与方法
1.1摇 供试材料
供试土壤为第四纪红色黏土发育的红壤,有机
质含量 12. 15 g / kg、全氮含量 0. 83 g / kg、 碱解氮含
量 35.54 mg / kg、速效磷含量 15. 41 mg / kg、速效钾含
量 169. 21 mg / kg、pH4.94、有机质 12.15 g / kg、土壤
容重 1.21 g / cm3、总孔隙度 54.90%。 供试花生品种
为赣花 1 号,花生于 4 月 13 日播种,行距 40 cm,株
距 20 cm,每穴播 2粒,密度为 25万株 / hm2。 供试化
肥为尿素(含 N46%)、钙镁磷肥(含 P 2O512%)、氯化
钾(含 K2O 60%)、有机肥用堆沤发酵的猪粪,鲜基猪
粪养分含量为:N 8.87 g / kg、P 2O57.41 g / kg、K2O 3.45
g / kg、有机质含量 524.1 g / kg、含水量 70%。
1.2摇 试验设计
实验于 2013 年在中国科学院江西红壤生态试
验站进行,采用田间小区试验,小区面积 30m2,各小
区间用宽 50cm,高 25cm 的田埂封隔。 该小区进行
试验前是花生萝卜轮作,按照当地常规施肥种植。
花生常规 N、 P 2 O5、 K2 O 施用量分别为: 121、 90、
135kg / hm2,有机粪肥与化肥配施处理以氮素施用量
为计算标准,补足磷、钾含量,确保各处理氮、磷、钾
施用量相等。 试验共设 6 个处理:CK (不施肥处
理)、T0(常规施肥:纯化肥 N)、T20(20%有机猪粪 N
+80%化肥 N)、T40(40%有机猪粪 N+60%化肥 N)、
T60(60%有机猪粪 N+40%化肥 N)、T80(80%有机
猪粪 N+20%化肥 N),每个处理设置 3 个重复,随机
区组排列。 有机肥和化肥全部一次性基施,采用常
规田间管理。
1.3摇 采样时间
分别于花生播种期、始花期、花针期、结荚期和
成熟期采集土样
1.4摇 样品采集与处理
每区采用五点法混合法取 0—30cm 土层土样,
一部分新鲜土壤带回实验室,4毅保存,经过预处理后
测定土壤酶活性;另一部分自然风干,过 2mm 筛,用
于测定土壤有效养分;收获测定植株主要农艺性状,
按实际面积计产。 此外,每区采集 5 株植株根际土
壤带回实验室-20毅保存,经过预处理后测定土壤微
生物量。
1.5摇 测定项目及方法
土壤有机质:浓硫酸钾重铬酸钾外加热法;有效
磷:双酸浸提钼蓝比色法;有效钾:CH3 COONH4提
取,火焰光度计法;碱解氮:间接扩散滴定法[26]。
土壤脲酶活性用靛酚蓝比色法测定;酸性磷酸
酶活性用磷酸苯二钠比色法测定;蔗糖酶活性用
3,5鄄二硝基水杨酸比色法测定[27]。
根际土壤微生物区系的测定:放线菌培养采用
高氏 1 号培养基,细菌培养采用牛肉膏蛋白胨培养
基,真菌培养采用马丁氏培养基。 放线菌、细菌、真
菌计数采用稀释涂抹平板法[28]。 微生物数量以每
克土壤样品所含菌数表示。 每克土壤样品所含菌
数=同一个稀释度几次重复的菌落平均数伊10伊稀释
倍数。
1.6摇 数据分析
采用 Word2007、Excel2007 及 DPS、SPSS16.0 软
件数据处理、统计分析、绘图与作表。
2摇 结果分析
2.1摇 对花生产量的影响
花生产量及产量构成因素结果表明(表 1):CK
的各指标显著低于施肥处理,产量指标随着配施比
例呈现倒 U 型的变化,T40 处理最好。 与 CK 和 T0
处理相比,T40处理的荚果增产率分别为 50.96%和
20.14%,籽仁增产率分别为 60.61%和 26.92%,单株
结果数分别了提高 93.93%和 29.08%,百粒重分别提
高了 16.18%和 7.09%;但是荚果产量、籽仁产量、单
株结果数及百粒重在 T20、T40、T60、T80 等 4 个处理
之间没有明显的差异。
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表 1摇 不同有机无机肥配施比例对花生产量的影响
Table 1摇 Effects of combined application of chemical fertilizer plus organic manure on on peanut yield
处理
Treat ments
荚果产量
Pod Yield /
(kg / hm2)
籽仁产量
Kemel yield /
(kg / hm2)
单株结果数
Pods per plant
百果重
Weight of 100鄄pod / g
出仁率
Kernel rate /
%
CK 2883.56d 2015.03d 11.71c 179.43c 69.88b
T0 3623.19c 2550.00c 17.87b 194.67b 70.38ab
T20 3858.07b 2736.48b 19.18ab 198.55b 70.93ab
T40 4352.97a 3236.54a 22.71a 208.47a 71.40a
T60 3918.04ab 2801.37ab 22.56a 192.13b 71.56a
T80 3768.12bc 2649.74bc 18.27ab 191.46b 70.32ab
摇 摇 不同小写字母代表同一采样期处理间差异显著,P<0.05
2.2摇 对土壤速效养分的影响
2.2.1摇 对土壤碱解氮的影响
不同有机无机配施比例下,土壤碱解氮变化总
体上以花生花针期为分界呈先上升后下降的趋势
(图 1)。
图 1摇 不同有机无机肥配施比例对土壤碱解氮含量动态变化的
影响
Fig.1摇 Effects of combined application on available N
在花生花针期,各施肥处理的土壤碱解氮均达
生育期内的最大值,而且随着无机肥比例增高而增
高。 T0处理在数值上分别高出 CK、T20、T40、T60、
T80处理 48.05%、8.39%、15.89%、19.25%、29.93%。
在花生结荚期,各施肥处理土壤碱解氮急剧下降,尤
其是 T0处理,下降了 21.51%,而有机肥配施的各处
理下降相对较平缓。 在整个生育季后期(花生成熟
期)各处理下降幅度较大,整个生育期结束后,除 CK
处理土壤碱解氮相对于播种期有所下降外,其余各
施肥处理均有不同程度的提高,以 T40 提升效果最
明显,相对于播种期提升了 19.66%,相对于 T0 提升
了 12.01%。
2.2.2摇 对土壤有效磷的影响
图 2为有机无机配施条件下土壤有效磷在整个
生育季的动态变化情况,从图可以看出:土壤有效磷
含量在花生花针期急剧上升,达到全生育期的峰值,
然后不同程度下降。
花针期各施肥处理土壤有效磷含量的大小顺序
为:T0>T20>T40>T60>T80>CK,T0 分别高出 CK 和
T20处理 75. 67%和 5. 36%。 从花生花针期到成熟
期,各施肥处理有不同程度的下降趋势,以 T0 下降
幅度最大,下降了 55.67%;而配施有机肥处理下降
的最大幅度为:40.70%,最小下降幅度为:32.37%。
在花生收获后,各施肥处理的土壤有效磷含量顺序
为:T60抑T40>T20>T80>T0>CK,CK 和 T0 处理相对
播种期分别下降了 26.45%和 16.00%;而各配施处理
的均有小幅度的提升,最高 3.87%。
图 2摇 不同有机无机肥配施比例对土壤有效磷含量动态变化的
影响
Fig.2摇 Effects of combined application on available P
5815摇 18期 摇 摇 摇 许小伟摇 等:不同有机无机肥配施比例对红壤旱地花生产量、土壤速效养分和生物学性质的影响 摇
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2.2.3摇 对土壤速效钾的影响
图 3为有机无机配施条件下土壤速效钾的动态
变化,从图中可以看出,土壤速效钾的变化趋势与碱
解氮、有效钾动态变化趋势一致,均为在花针期达到
峰值,然后呈下降趋势。 试验结果表明,T0 处理的
土壤速效钾在花针期的含量最高,为 303.47mg / kg,
数值比同期有机肥配施高。 花针期各处理土壤速效
钾含量高低顺序为:T0>T20>T40>T60>T80>CK。 随
着生育期推进,速效钾含量逐渐下降,其中 T0 处理
下降的幅度最大。 从全年对土壤速效钾提升比例来
看,最高的为配施 40%处理,提升比例为 9.94%;其
次为配施 20%处理,提升 5.85%;再次为配施 60%,
提升比例为 4.67%;配施 80%处理则升高了 2.92%;
CK和 T0处理在全生育期结束后,速效钾含量降低
了 8.77%和 2.34%。
2.3摇 对土壤微生物数量的影响
从表 2可以看出,土壤 0—30cm 耕层土壤微生
物组成以细菌为主, 放线菌次之, 真菌最少。 从花
生生长全生育期来看,土壤可培养微生物数量呈先
增加后减少的单峰曲线变化趋势,真菌数量最大值
出现在花针期,而细菌和放线菌数量最大值则出现
在结荚期。从全生育期平均值来看,施肥对细菌的
影响明显大于放线菌和真菌。
图 3摇 不同有机无机肥配施比例对土壤速效钾含量动态变化的
影响
Fig.3摇 Effects of combined application on available K
同一生长期内,各施肥处理间的真菌、细菌、放
线菌的数量级大小顺序一致:T80>T60>T40>20>T0>
CK。 其中,配施高量和中高量有机肥(T80、T60)显
著高于常规施肥(T0)和对照(CK),尤其是在始花
期,高量配施处理的三类微生物分别是常规施肥处
理的 2.14、2.6以及 1.79倍。
表 2摇 不同有机无机肥配施比例对土壤可培养微生物数量动态变化的影响
Table 2摇 Amounts of soil microorganism of different combination application ratio at different growing stage of peanut
指标
Indices
处理
Treatment
始花期
Flowering stage
花针期
Pegging stage
结荚期
Pod setting stage
饱果期
Pod filling stage
全生育期平均
Average
真菌数量 T80 15a 28a 26a 16a 21.25
Number of fungi / T60 11b 23b 22b 14b 17.5
(伊104cfu / g) T40 10bc 22bc 21bc 13bc 16.5
T20 9bc 21c 19c 11c 12.5
T0 7cd 16d 14d 10c 11.75
CK 4d 16e 13e 7d 10
细菌数量 T80 39a 40a 48a 44a 42.75
Number of bacteria / T60 26b 33b 46a 37b 35.5
(伊106cfu / g) T40 25b 31c 38b 33c 31.75
T20 23c 31c 35b 30c 29.75
T0 15d 28d 15c 16d 18.5
CK 8e 23e 13c 12d 14
放线菌数量 T80 25a 33a 38a 34a 32.5
Number of actinnomycetes / T60 20b 30b 30b 27b 26.75
(伊105cfu / g) T40 18c 27c 27c 23c 23.75
T20 17c 23d 26c 21c 21.75
T0 14d 22d 18d 12d 16.5
CK 11e 17e 14e 10d 13
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摇 摇 同一施肥处理在不同时期对微生物数量影响的
程度和作用效果不同,真菌数量在花生始花期和花
针期存在极显著差异,最高提高了 220%;放线菌数
量和细菌数量在花生花针期和结荚期差异水平达极
显著,最高分别提高了 100%和 45%。
2.4摇 对土壤酶活性的影响
2.4.1摇 对土壤脲酶活性的影响
由图 4 可以看出:脲酶活性在花生整个生育期
成单峰曲线,在花生花针期达到峰值,而且土壤脲酶
活性随着配施有机肥比例增大而提高。
除 T20处理外,其余各配施处理在四个时期的
脲酶活性显著高于常规施肥及不施肥处理。 有机无
机中量配施(T40)、高量配施(T60、T80)显著高于其
他试验处理,但不同时期内,中、高量配施处理之间
差异不显著。 低量配施(T20)在生育后期与常规施
肥(T0)和 CK 差异显著,生育前期差异不显著。 表
明,中量以上有机无机肥配施有利于提高花生整个
生育期内土壤脲酶活性,纯化肥施用在生育前期对
土壤脲酶作用不明显,而低量有机肥配施效果介于
中高量配施和纯化肥之间。
图 4摇 不同有机无机肥配施比例对土壤脲酶活性动态变化的
影响
Fig.4摇 Effects of combined application on Urease activities
图中不同小写字母表示同一采样期处理间差异显著,P<0.05
2.4.2摇 对土壤蔗糖转化酶的影响
与脲酶变化规律近似,土壤蔗糖转化酶活性随
着生育期的延长,先增加后降低,在花生结荚期达到
最大值。 而不同施肥处理对土壤蔗糖酶活性的影响
表现为:随着配施比例的增高,土壤蔗糖转化酶活性
随之增高,酶活性大小顺序为:T80>T60>T40>T20>
T0>CK(图 5),但高量有机无机配施的两个处理
(T80、T60)在 4个生长时期内并无显著性异。 此外,
除花针期和结荚期低量有机无机配施(T20)与常规
施肥(T0)差异不显著外,其余各处理之间均达显著
水平。 表明增施肥量可以提高土壤蔗糖酶活性,有
机肥效果更好,且随着用量的增加效果更明显。
图 5摇 不同有机无机肥配施比例对土壤蔗糖酶活性动态变化的
影响
Fig.5摇 Effects of combined application on Invertase activities
图 6摇 不同有机无机肥配施比例对土壤酸性磷酸酶活性动态变
化的影响
Fig.6摇 Effects of combined application on soil Acid Phosphatase
activities
2.2.3摇 对酸性磷酸酶的影响
由图 6 可以看出,(1)随着配施比例增加,土壤
酸性磷酸酶活性逐渐增大,大小顺序为:T80>T60>
T40>T20>T0>CK,在花生结荚期达到峰值。 (2)花
生始花期,土壤酸性磷酸酶活性较低,施肥能显著提
高土壤酸性磷酸酶活性,但不同的施肥处理间差异
较小;随着生育期的推进,土壤酸性磷酸酶活性逐渐
拉大。 (3)生育中期(花针期和结荚期),低量配施
7815摇 18期 摇 摇 摇 许小伟摇 等:不同有机无机肥配施比例对红壤旱地花生产量、土壤速效养分和生物学性质的影响 摇
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(T20)和纯化肥处理(T0)差异不显著,但在生育始
花期和成熟期 T20处理显著高于 T0处理。 (4)四个
生育期内, T40 -T80 显著高于其他处理,但 T40、
T60、T80三个处理之间没有显著性差异。 表明,配
施有机肥能在花生生育后期能显著提高土壤酸性磷
酸酶含量。
3摇 讨论
3.1摇 有机无机配施对花生产量的影响
花生产量的高低取决于单位面积内株数和单株
生产力,而单株生产力取决于单株结荚数和荚果重。
因此,单位面积株数,单株果数和果重是花生产量构
成的三要素。 本试验研究结果表明,施肥能显著提
高花生产量,而有机无机肥配施处理的花生产量产
量则明显高于纯常规施肥处理(纯化肥 N)处理,配
施 40%有机猪粪 N处理的产量达到最大值。 其主要
原因可能是,花生产量形成最重要的时期花针期和
结荚期,一方面 40%有机肥配施土壤速效养分、土壤
可培养微生物数量以及酶活性均较高,多种无机营
养和有机营养能被花生植株直接吸收利用,特别是
有机肥在微生物作用下产生的氨基酸、糖、核酸降解
物等成分是果仁中蛋白质和碳水化合物的合成材
料,促进了花生的新陈代谢和生殖生长;另一方面,
在单位面积株数相同的情况下,40%有机猪粪 N 处
理单株结荚数和百粒重值均最大,因此产量也最大。
单株结果数增加可能是因为有机肥含有的微量元素
硼减少了花生的花而不实,增加了结实率[29],而百
粒重增加的原因可能与花生籽仁的品质因素有关,
总脂肪含量和蛋白质含量越大,花生越饱满,百粒重
越大。 因此,合适的配施比例有利于提高花生产量,
增加农民收益。
3.2摇 有机无机配施对土壤速效养分含量的影响
氮、磷、钾 3种元素是作物生长发育的 3 种必需
营养元素,但红壤地区的 3 种元素的有效营养元素
含量都比较低。 本研究试验结果表明,不同施肥处
理的土壤碱解氮、有效磷、速效钾 3 种速效养分在花
生 4个生育期中含量变化有着巨大的差异。 花生生
长最旺盛的花针期,常规施肥处理的 3 种速效养分
显著高于其他处理,而在花生生育后期,常规施肥处
理的速效养分含量仅高于不施肥处理,出现这种情
况的原因可能是:由于在播种的时候大量的化肥施
入土壤,导致在花针期土壤碱解氮、有效磷、速效钾
随着无机肥配施比例增高含量增大;在作物生长后
期,大量的无机氮被地表径流和淋溶等作用带走,而
此时配施处理有机肥矿化速率加快,产生大量的有
机养分,因此在生育后期配施处理的土壤速效养分
显著高于常规施肥和不施肥处理。 此外,在成熟期,
随着配施比例增加,土壤速效养分的含量均呈现出
先增加后降低,配施 40%有机肥明显高于其他比例
配施处理。 出现这种的原因可能是这个配施比例能
有效的均衡有机养分和无机养分,配施比例较低的
在该时期的由于无极养分有余而有机养分不足,而
配施比例较高的则可能是有机养分有余而无机养分
不足,只有恰当的配施比例使其在每个时期都的速
效养分均比较高,所以配施 40%有机肥有利于提高
土壤速效养分。
3.3摇 有机无机配施对土壤可培养微生物数量和土
壤酶活性的影响
土壤中微生物种群及数量是反映土壤肥力的主
要指标之一[30]。 细菌、真菌、放线菌直接参与了土
壤碳、氮、硫等营养元素的循环和能量流动,其数量
和活性反映了微生物对土壤肥力、植物生长的作用
和影响[31]。 本研究结果表明,3 种可培养为数量随
着生育期的延长先增加后降低,在花针期和结荚期
两个时期达到峰值;而不同配施比例之间则表现为
随着配施比例增大可培养微生物数量随即增多,与
王才斌等[32]研究结果一致;这是因为有机肥中含有
大量的碳水化合物和矿质元素,为细菌的生长提供
了丰富的碳氮源,比化肥更能激发可培养细菌的生
长和繁育,从而极大地提高土壤中可培养细菌的数
量[33],与此同时,无机肥提供的无机养分促进了花
生的生长发育,增加了花生根系分泌物的释放,而这
些根系分泌物不仅能供给微生物能源,还与其繁殖
密切相关[34];此外,可培养微生物数量随着生长期
的延长先增加后降低,在花针期达最大值,出现在这
样的情况可能是花针期是花生生长最旺盛的时期,
根际活性较强,进而对土壤微生物产生强烈的影响。
因此有机肥配施有利于增加土壤可培养微生物
数量。
土壤酶与土壤微生物密切相关,土壤酶来自于
动物、植物和微生物,其中微生物是脱离活体酶的唯
一来源,因此土壤酶活性常被作为微生物活性的指
8815 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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示物[35],此外,土壤酶在生态系统的有机质分解和
养分循环所必须的催化反应中起重要作用[36]。 试
验研究表明,即使在花生当季施肥,对土壤脲酶、酸
性磷酸酶以及蔗糖转化酶活性的影响也很大。 总体
趋势是:有机无机肥配施效果好于单施无机肥,随着
有机肥的用量增加,对土壤酶活性的促进作用随之
增强;单纯的无机肥施用虽然对土壤酶活性有一定
的促进作用,但是明显低于低量有机肥配施。 出现
这种趋势的原因是因为土壤酶与土壤微生物密切相
关,脱离活体酶的唯一来源是微生物,所以不同配施
比例条件下,土壤酶活性的变化趋势和土壤可培养
微生物一致。
4摇 结论
综合以上结果得出,配施有机肥不仅能提高花
生旱地的土壤酶活性、土壤可培养微生物数量、土壤
速效养分含量还能提高花生产量。 尤其是配施 40%
猪粪 N和 60%猪粪 N两个处理,本研究中的大部分
指标较其他处理均有显著提高。 综合中国科学院鹰
潭红壤生态试验站的长期试验地 10a 监测结果显
示,不施肥处理 Hg、As、Cu、Cr、Zn、Pb 的 10a 平均累
积含量分别为:52. 94、13. 89、34. 11、75. 34、86. 28、
33郾 10 mg / kg;配施中量有机肥 Hg、As、Cu、Cr、Zn、Pb
的 10a平均累积含量分别为:54郾 63、13郾 83、41郾 12、
76郾 82、84郾 55、31郾 45 mg / kg。 中量有机肥处理的 6种
重金属含量与不施肥处理均没有显著增加。 所以,
在应用中应选择配施 40%猪粪 N+60%猪粪 N,不仅
有利于缓解畜禽粪便无序排放所带来的环境污染还
能减少化肥施用量以及增加经济社会效益。
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