摘要:为了解木美土里生物菌肥防控寒地苹果树重茬病的效果,连续2年(2016年和2017年)研究了不同生物菌肥用量对重茬土壤上定植龙丰/山定子苹果树生长发育的影响。结果表明,与对照相比,施用生物菌肥显著提高了苹果的生长量、分枝数和叶片叶绿素含量,其中以0.50kg/株木美土里处理效果最好。2016年和2017年,0.50kg/株木美土里处理的株高分别为不施用生物菌肥对照的1.52、1.53倍,茎粗分别为对照的1.27、1.35倍,茎粗增长量分别为对照的1.22、1.66倍,分枝数分别为对照的2.42、2.32倍。除2016年0.25kg/株处理外,其他处理均明显提高了叶片叶绿素含量。因此,0.50kg/株木美土里生物菌肥处理对寒地苹果重茬障碍的防治效果最佳,可应用于苹果树寒地重茬栽培。
黑龙江省处于年平均气温7.8℃的北方地区,属寒地果树栽培区域,以抗寒性强的‘龙丰’和‘金红’等小苹果资源为主,目前,全省苹果栽培面积3.3万hm2左右。苹果为多年生乔本果树,结果后树体营养随果实流失[1],真菌病害腐烂病的大发生,常造成苹果树体死亡,严重时毁园[2]。在原址重建苹果园,再植后的苹果树生长不良[3,4]。因此,重茬障碍已经成为制约老果园更新的瓶颈。传统的化学药剂处理重茬土壤,往往造成有毒有害物质的残留及对环境的破坏,如氯化苦等剧毒药物[5];有机肥(粪肥)对改善土壤有益,但近年来价格持续上涨,平均50元/m3,还存在运输困难、人工成本高、不易保存等缺点;另外,长期施用化肥易导致土壤板结。因此,果树生产需要新型的肥料解决目前这些问题。近年来生物菌肥在山东、河北等省大苹果产区已经进行了部分试验研究[6,7],其具有提高土壤肥力[8]、促进植物生长[9]、减少病虫害发生[7,10]、提高果实品质[11]等诸多优点。因此,生物菌肥将成为未来农业的主要肥料。生物菌肥抗重茬研究在寒地果树栽培区域未见报道,笔者以木美土里生物菌肥为试剂,采用不同施入量处理,明确了生物菌肥在低温区域对苹果树生长的影响,以期为寒地苹果树重茬栽培提供指导。
1、材料与方法
1.1试验材料
试验地点为黑龙江省农业科学院牡丹江分院果园(东经129°31′,北纬44°24′)。2015年清理园中多年生苹果杂交实生苗,全园深翻,将老果园残根、病根捡出。2016年4月21日建园,定植1年生龙丰/山定子苹果苗,行株距为4m×1m,定植穴长、宽、高均为60cm。试验果园常规管理,土壤中有机质含量为2.21%,速效氮、速效磷、速效钾含量分别为63.1、18.2、163.4mg/kg。
试验所用木美土里生物菌肥由北京百德翠峰公司生产。
1.2试验设计
定植1年生山定子苹果苗前,穴底施木美土里生物菌肥,与土壤混匀。试验设5个处理:株施0.25、0.50、0.75、1.00kg木美土里生物菌肥,以未施生物菌肥为对照。2016年4月16日定植1年生山定子苗,30日高接苹果品种‘龙丰’,嫁接高度80cm。每处理24株,共120株。2016—2018年每年生长季,每株根施根宝贝100倍液2L,新梢长10~15cm时,沿树冠边缘投影开沟,深20cm,每株追施木美土里生物菌肥2kg。
1.3测定指标与方法
每处理选取10株树测定。2016—2018年,每年芽萌动期调查株高、茎粗(距地面10cm处),计算株高年增长量、增长率,茎粗年增长量。2017年和2018年芽萌动期分别调查分枝数、分枝长。2016年和2017年7月于晴天10:00—11:00利用SPAD-502便携式叶绿素仪测定叶绿素含量。
2016年株高增长量=2017年4月株高-2016年4月株高
2017年株高增长量=2017年11月株高-2017年4月株高
2016年株高增长率=(2017年4月株高-2016年4月株高)/2016年4月株高
2017年株高增长率=(2017年11月株高-2017年4月株高)/2017年4月株高
2016年茎粗年增长量=2017年4月茎粗-2016年4月茎粗
2017年茎粗年增长量=2017年11月茎粗-2017年4月茎粗
采用SPSS20软件对调查数据进行方差分析。
2、结果与分析
2.1生物菌肥对‘龙丰’株高的影响
从表1可以看出,与对照相比,施用不同木美土里生物菌肥处理均促进了‘龙丰’的株高及其增长量和增长率。其中,0.50kg/株处理,2016年和2017年株高分别是对照的1.52、1.53倍,显著高于其他处理,2016年株高增长量和增长率显著高于其他处理;0.25kg/株处理,2017年株高增长量和增长率显著高于其他处理。综合2年的结果及对株高的影响,0.50kg/株处理对株高的效果最佳。
表1不同生物菌肥处理‘龙丰’株高及其增长量、增长率
2.2生物菌肥对‘龙丰’茎粗的影响
从表2可以看出,2016年和2017年各木美土里生物菌肥处理,‘龙丰’茎粗均显著高于对照,其中0.50kg/株处理茎粗2016年是对照的1.27倍,2017年是对照的1.35倍,茎粗增长量分别为6.67、5.46mm,分别是对照的1.22、1.66倍。
表2不同生物菌肥处理‘龙丰’茎粗及其增长量
2.3生物菌肥对‘龙丰’分枝数量的影响
从表3可以看出,木美土里生物菌肥处理均显著提高了‘龙丰’的分枝数,0.50kg/株处理2016年和2017年分枝数均最多,显著多于0.75kg/株处理、1.00kg/株处理和对照,分别为28.30、31.50条,分别是对照的2.42、2.32倍。
表3不同生物菌肥处理‘龙丰’的分枝数
2.4生物菌肥对‘龙丰’叶片叶绿素含量的影响
从表4可以看出,1.00kg/株处理叶片叶绿素含量2年均显著高于对照,0.50kg/株处理叶片叶绿素含量2年与对照的差异均不显著,0.25kg/株和0.75kg/株处理与对照的差异显著性2016年结果与2017年不一致。
表4不同生物菌肥处理‘龙丰’叶片叶绿素含量
3、讨论与结论
木美土里生物菌肥由60多种微生物组成,是一种复合的生物肥料[12]。通过连续3年的调查,分析2年内木美土里生物菌肥不同施肥量处理的效果,发现与对照相比,不同施肥量处理均促进了植株株高和茎粗的生长,促进了分枝数的增加。可能由于木美土里中有37种(60%)厌氧菌[13],可达土层深处,产生菌根共生的效果,改善土壤微环境,提高土壤中有机质含量,消除毒素,刺激根系生长,提高根系功能,从而促进苹果树体生长[12]。生物菌肥含有大量的有益微生物,部分微生物在代谢过程中产生植物激素类物质[14],不同木美土里施肥量处理,分枝数显著高于对照,2016年和2017年0.50kg/株木美土里处理分枝数分别为28.30、31.50条,效果最佳,说明激素的积累促进了植株的分枝数。
前人研究认为,随着木美土里生物菌肥施用量的增加,促进植株生长效果明显[13]。本研究2016年和2017年0.50kg/株木美土里生物菌肥处理对于促进植株株高、茎粗、茎粗增长量、分枝数的效果比较理想,在此基础上增加施肥量,对于这些指标的促进效果并不明显,可能由于施肥量达到生长量的阈值,导致肥料过量吸收效率降低所致[15]。
前人研究生物菌肥对于葡萄重茬的影响发现,生物菌肥促进叶片营养成分的增加,但是由于土壤条件呈碱性,导致叶片叶绿素含量较低[16]。本研究的黑龙江省苹果产区为中性土壤,土壤中有机质含量为2.21%,速效氮、速效磷、速效钾含量分别为63.1、18.2、163.4mg/kg,土壤条件较好,除2016年0.25kg/株处理外,2016年和2017年木美土里生物菌肥处理均提高了叶片叶绿素的含量。虽然木美土里生物菌肥肥效较化肥缓慢,但是大量施用化肥不但提高生产成本,而且对环境造成不利影响,加速土壤条件的恶化[17]。施用生物菌肥后,随着有益菌的大量繁殖,可发现第2年(2017年)不同木美土里处理均提高了叶片中叶绿素的含量,说明生物菌肥对于重茬苹果栽培的长效作用明显[18]。木美土里生物菌肥中40%的好氧菌对于重茬苹果树具有保护作用,利于排除毒素,抵御病毒和真菌性病害,另外,生物菌肥中60%的厌氧菌在促进根系生长的同时[13],也增强了养分向地上部分的运输,促进叶片生长,提高植物光合作用,促进了养分的积累。
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