生物菌肥對(duì)堿蓬幼苗生長(zhǎng)及養(yǎng)分形態(tài)的影響

生物菌肥對(duì)堿蓬幼苗生長(zhǎng)及養(yǎng)分形態(tài)的影響

隨著國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)廢物回收和相關(guān)研究的快速發(fā)展，以植物為代表的農(nóng)業(yè)廢物綜合利用技術(shù)日益成熟。尤其是秸稈發(fā)電,這種生物質(zhì)能利用方式,不僅能緩解我國(guó)長(zhǎng)期能源供應(yīng)緊張局面,而且可避免秸稈直接燃燒對(duì)環(huán)境的危害。秸稈發(fā)電燃燒后會(huì)產(chǎn)生15%左右的灰分,這些秸稈灰中含有較多的K、P、Ca、Mg、Fe等植物必需營(yíng)養(yǎng)元素,是制備復(fù)合肥的優(yōu)選材料。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外研究者相繼開(kāi)展了秸稈灰制備有機(jī)肥、復(fù)合肥的研究,但產(chǎn)品普遍存在著堿性強(qiáng)、肥效慢及養(yǎng)分含量低等問(wèn)題,在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中對(duì)作物仍存在著一定的負(fù)面影響。堿蓬是在我國(guó)沿海灘涂廣泛分布的一種鹽生植物,耐鹽堿,生長(zhǎng)期間需鉀量較大,其幼嫩莖葉中富含蛋白質(zhì)、氨基酸、Vc、胡蘿卜素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),是一種優(yōu)質(zhì)蔬菜。因此,研究秸稈灰及秸稈灰配施生物菌劑對(duì)堿蓬嫩莖葉產(chǎn)量、品質(zhì)、養(yǎng)分形態(tài)及土壤養(yǎng)分的影響,以期為秸稈灰在生物肥料制備及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上進(jìn)一步利用提供依據(jù)。1材料和方法1.1試驗(yàn)原料及肥料供試土壤為輕質(zhì)沙壤,pH值8.5,有機(jī)質(zhì)含量1.8%,有效氮含量58.3mg/kg,有效磷含量35.8mg/kg,有效鉀含量110.0mg/kg。供試堿蓬品種為沿海堿蓬1號(hào)。供試肥料為尿素(N,46%),磷酸一銨(N10%;P2O540%),碳酸鉀(K2O56.5%),電廠(chǎng)秸稈灰(全磷1.05%;全鉀6.82%)和生物菌肥(解磷、解鉀細(xì)菌)。1.2化肥和生物菌肥施入量單次用藥時(shí)長(zhǎng)試驗(yàn)在江蘇省大豐市金海農(nóng)場(chǎng)鹽土農(nóng)業(yè)試驗(yàn)基地進(jìn)行。小區(qū)面積3.7m×2.7m(9.9m2),每小區(qū)13行。共6個(gè)處理(表1),每個(gè)處理4次重復(fù),隨機(jī)排列。磷肥、鉀肥、秸稈灰和生物菌肥全部作基肥一次施入,尿素在堿蓬第1次和第2次采摘后分別按50%∶50%施入。其中,所施秸稈灰中全鉀含量與碳酸鉀中的鉀含量相等。2011年10月28日播種,2012年3月2日,3月16日和3月30日分別采摘上部8cm處嫩莖葉,3月16日同時(shí)取樣測(cè)定堿蓬品質(zhì)(Vc、硝酸鹽、氨基酸)和養(yǎng)分形態(tài)。1.3氨基酸的測(cè)定土壤基本性狀用常規(guī)方法測(cè)定。堿蓬品質(zhì)分析中,硝酸鹽采用紫外分光光度法,Vc采用2,6-二氯靛酚滴定法測(cè)定;氨基酸采用茚三酮顯色-分光光度法測(cè)定。蛋白態(tài)和非蛋白態(tài)養(yǎng)分用三氯乙酸沉淀樣品中的蛋白質(zhì),過(guò)濾,分離,分別用H2SO4-H2O2消化,再用蒸餾法、釩鉬酸顯色-分光光度法及原子吸收法測(cè)定。產(chǎn)量采用新復(fù)極差法(SSR檢驗(yàn)法)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。2結(jié)果與分析2.1不同處理對(duì)堿蓬產(chǎn)量的影響與對(duì)照相比,其他各處理使堿蓬3次收獲的嫩莖葉總產(chǎn)量增加14.3%～41.1%,其中以+AM處理效果最為顯著,其次為+A處理,增產(chǎn)率為32.3%。從每次收獲的嫩莖葉產(chǎn)量來(lái)看,第1次采摘產(chǎn)量偏低,隨著堿蓬生長(zhǎng),分枝增加,產(chǎn)量隨收獲次數(shù)的增加而增加。從表2可見(jiàn),第1次采摘時(shí),+K及+KM處理的增產(chǎn)效果總體好于+A及+AM處理,原因可能是化學(xué)鉀肥中無(wú)機(jī)態(tài)鉀素的釋放速率較快,平衡了堿蓬前期營(yíng)養(yǎng)代謝所需的養(yǎng)分,從而促進(jìn)了其生物量的積累。第2次與第3次采摘時(shí),+A及+AM處理產(chǎn)量均高于+K及+KM處理,這與生物菌肥施入土壤后經(jīng)增殖并與其他土壤微生物協(xié)同作用,將秸稈灰中部分難溶性的磷和鉀分解釋放而供給作物吸收,促進(jìn)了堿蓬中期的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)有關(guān);而且秸稈灰吸收光照能力較好,可提高土表溫度,增強(qiáng)微生物的活動(dòng)能力。2.2不同處理對(duì)堿蓬肉營(yíng)養(yǎng)和微量元素含量的影響2.2.1Vc由表3可知,與對(duì)照相比,+A及+AM處理對(duì)提高堿蓬嫩莖葉Vc含量效果顯著,增幅分別為26.3%和28.3%。本研究中,以鉀為主要灰分元素的秸稈灰、化學(xué)鉀肥以及二者配施生物菌肥的處理都使堿蓬嫩莖葉的Vc含量顯著提高,這與前人施用鉀肥可提高蔬菜Vc含量的結(jié)論是一致的。2.2.2氨基酸由表3可知,+K、+KM、+A及+AM處理使堿蓬嫩莖葉氨基酸含量提高5.4%～27.3%,其中+A及+AM處理效果顯著高于+K、+KM處理。+M處理對(duì)提高堿蓬氨基酸含量效果并不顯著,這可能是生物菌肥并不能補(bǔ)充土壤養(yǎng)分,只是促進(jìn)了植物根系對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收,且微生物活動(dòng)本身需利用土壤中的部分養(yǎng)分元素,從而對(duì)植株體中各代謝產(chǎn)物影響不大。2.2.3硝酸鹽由表3可知,與對(duì)照相比,+K、+KM、+A及+AM處理使堿蓬嫩莖葉硝酸鹽含量降低9.5%～14.8%,效果顯著。究其原因是鉀能夠提高植株體內(nèi)硝酸還原酶的活性,促進(jìn)硝酸鹽向蛋白態(tài)氮的轉(zhuǎn)化。與+K處理相比,+KM處理對(duì)降低植株硝酸鹽含量無(wú)顯著效果,可能是高濃度的化學(xué)肥料抑制了解磷、解鉀細(xì)菌的活性和生長(zhǎng),使其作用得不到有效發(fā)揮。2.3稻草、生物菌肥和化肥的結(jié)合影響著堿性蓬松根的發(fā)育形式2.3.1+k、+km處理的植物基因型分布由表4可見(jiàn),蛋白氮與非蛋白氮占全氮的比例均在50%左右,差異不明顯,這可能是二者隨環(huán)境條件及植株生理狀況變化而處在相互轉(zhuǎn)化和動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中。+K、+KM處理堿蓬嫩莖葉全氮、蛋白氮及非蛋白氮含量均與對(duì)照無(wú)顯著差異。+A、+AM處理全氮、非蛋白氮含量比對(duì)照略有或顯著增加,蛋白氮含量降低,但總體高于+K、+KM處理。這表明秸稈灰中含有的磷、鉀、鈣、鎂等多種養(yǎng)分的緩慢釋放,促進(jìn)了植株對(duì)氮素的吸收及非蛋白氮在不同器官間的流動(dòng)和再利用。本研究中,+K、+KM、+A及+AM處理蛋白氮含量均低于對(duì)照,與前人鉀充足可促進(jìn)蛋白態(tài)氮的合成這一結(jié)論相悖,這可能與所研究的植物及其部位不同有關(guān)。2.3.2不同處理秸稈灰中磷的變化磷是植物體內(nèi)構(gòu)成蛋白質(zhì)、核酸、磷脂等重要化合物的元素之一。+A、+AM處理堿蓬嫩莖葉中全磷、蛋白磷、非蛋白磷含量分別比對(duì)照增加16.1%～33.2%,12.0%～38.8%和41.3%～44.6%,且+AM處理含量明顯高于+A處理。這可能是生物菌肥和土壤中的解磷細(xì)菌的作用使秸稈灰中難溶性的磷酸鹽從秸稈灰中釋放出來(lái),促進(jìn)了植株對(duì)秸稈灰中磷的吸收?？傮w來(lái)看,+K、+KM處理對(duì)提高堿蓬嫩莖葉中全磷、蛋白磷、非蛋白磷含量無(wú)明顯效果,但其非蛋白磷與全磷的比例則高于其他處理。2.3.3堿蓬嫩莖葉蛋白鉀含量正常生長(zhǎng)環(huán)境下,植株葉片中的鉀絕大部分是以離子態(tài)存在,難以形成結(jié)合態(tài)的有機(jī)物。表6中,堿蓬嫩莖葉中非蛋白鉀占全鉀的93.4%～95.9%,蛋白鉀占全鉀的4.1%～6.6%。與對(duì)照相比,+K、+KM、+A及+AM處理均明顯提高了堿蓬嫩莖葉的全鉀、蛋白鉀及非蛋白鉀含量,增幅為6.1%～66.3%,且+A、+AM處理對(duì)提高堿蓬嫩莖葉蛋白鉀含量效果較明顯。秸稈灰施用量相等的情況下,+AM處理的堿蓬嫩莖葉全鉀、非蛋白鉀的含量均高于+A處理,可見(jiàn),生物菌肥在促進(jìn)秸稈灰中鉀素的釋放及植物根系對(duì)其吸收方面具有較好的正效應(yīng)。2.4對(duì)土壤有效養(yǎng)分含量的影響表7表明,+KM、+A、+AM及+M處理均可顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)含量,增加率為12.7%～37.3%,其中以+AM處理效果最好,+A處理其次。除CK與+M處理外,土壤有效養(yǎng)分含量均較試驗(yàn)前有不同程度增加。與對(duì)照相比,其他施肥處理土壤有效氮含量均顯著降低,原因是施用鉀肥、秸稈灰及其與生物菌肥配施可有效促進(jìn)植株對(duì)養(yǎng)分的平衡吸收,減少氮的殘留。+A與+AM處理使土壤中有效磷與有效鉀含量分別比對(duì)照增加21.3%～25.0%和123.0%～128.0%?？梢?jiàn),秸稈灰的施用可提高土壤中的有效磷與有效鉀含量,特別是對(duì)有效鉀的作用效果尤為明顯,這與勞秀榮等的研究結(jié)論是一致的。3不同秸稈灰處理對(duì)堿蓬生長(zhǎng)指標(biāo)的影響秸稈灰中速效鉀含量較高,占全鉀含量的30%以上,絕大部分以易被作物吸收利用的碳酸鉀存在,同時(shí)還含有不易被作物吸收利用的磷、鈣、鎂、硼等元素。生物菌劑的施用可促進(jìn)秸稈灰中養(yǎng)分的釋放和作物對(duì)多養(yǎng)分的平衡吸收。前人在煙草等作物上的試驗(yàn)結(jié)果表明,用秸稈灰部分代替化學(xué)鉀肥可提高煙葉品質(zhì),降低成本,培肥地力。但也有研究表明,秸稈灰基質(zhì)中殘余可溶性鹽分水平高于1.76mS/cm時(shí),對(duì)番茄、辣椒、黃瓜等基質(zhì)幼苗的生長(zhǎng)影響較大。而堿蓬是一種耐鹽性較強(qiáng)的鹽生植物,在土壤電導(dǎo)率為2.25mS/cm時(shí),生長(zhǎng)良好?？梢?jiàn),在堿蓬種植中施用秸稈灰能在促進(jìn)植株生長(zhǎng)的同時(shí),減小對(duì)作物生長(zhǎng)的不良效應(yīng),大大提高秸稈灰的利用率。本試驗(yàn)中,設(shè)施栽培條件下+K、+KM、+A、+AM及+M處理使堿蓬3次收獲的嫩莖葉總產(chǎn)量顯著增加14