碳氮比对苹果园土壤生物学特性和平邑甜茶幼苗生长影响研究

摘要

本研究以盆栽平邑甜茶(Malus hupehensis)幼苗和2年生红富士苹果(Malus domestica Borkh.'Red Fuji')/平邑甜茶(Malus hupehensis)嫁接苗为试材，研究了碳(葡萄糖和秸秆)氮比对苹果园田间小区土壤氮素转化菌、氮素形态和土壤酶活性的影响；对1年生盆栽平邑甜茶幼苗根际氮素转化菌、土壤氮素形态和酶活性的影响；对2年生盆栽平邑甜茶生长及氮素吸收、分配和利用以及土壤酶活性的影响。主要结果如下：
　　 1.葡萄糖和氮肥不同配比对苹果园田间小区土壤氮素转化菌、氮素形态和土壤酶活性的影响结果表明：与对照(CK)相比，单施氮肥(C0)处理对土壤氮素转化菌影响不大；添加葡萄糖可以增加土壤氮素转化菌的数量，碳氮比越高，土壤氨化细菌和自生固氮菌数量越高；低碳氮比(C1)处理对土壤亚硝化细菌增殖有较明显促进作用，对反硝化细菌增殖促进作用较小；高碳氮比(C3)处理的反硝化细菌数量明显高于低碳氮比(C1)处理。短期内单施氮肥处理土壤铵态氮含量最高达95.96mg/kg，添加葡萄糖，土壤铵态氮降幅在49.32％～62.36％之间。土壤硝态氮随时间推移逐渐升高，单施氮肥处理最高，土壤中添加葡萄糖使其降幅达到4.26％～95.90％。土壤中添加葡萄糖可显著增加土壤全氮含量。与对照(CK)相比，所有处理均能显著增加土壤微生物生物量氮，高碳氮比(C3)处理土壤微生物量氮最高。处理初期单施氮肥对土壤脲酶和磷酸酶活性均有瞬间的抑制作用，随时间推移碳氮比越高土壤酶活性越强。
　　 2.葡萄糖和氮肥不同配比对盆栽平邑甜茶根际土壤氮素转化菌、氮素形态和土壤酶活性的影响结果表明：单施氮肥(C0)对平邑甜茶根际氨化细菌和自生固氮菌活性均有抑制作用，对亚硝化和反硝化细菌有较小的促进作用。添加葡萄糖的处理，根际氨化细菌、固氮菌和反硝化细菌的数量随碳氮比增加而增加。单施氮肥(C0)短期内可以显著增加土壤铵态氮和硝态氮含量，土壤中添加碳源可以降低铵态氮和硝态氮含量。随时间推移，各处理之间土壤铵态氮含量无显著差异；除对照(CK)外，各处理土壤硝态氮的含量先升高后降低。单施氮肥(C0)和低碳氮比(C1)处理土壤碱解氮含量变动幅度较大，高碳氮比(C3)处理土壤碱解氮变动幅度较小。添加碳源可以显著提高土壤全氮的含量，但处理之间差异不显著。处理前期，单施氮肥(C0)对土壤脲酶和磷酸酶活性有瞬间的抑制作用，添加碳源对其活性有明显的促进作用，碳氮比越高其活性越强。随处理后时间推移和碳源的消耗，各处理土壤脲酶活性有所降低，但无显著差异；各处理土壤磷酸酶活性有所降低，但仍然差异显著。
　　 3.秸秆和氮肥不同配比对平邑甜茶植株生长及15-N尿素的吸收、分配和利用的影响研究结果表明：园土和秸秆比在45:1的水平，同时配施300mg·kg-1N的氮肥时，植株株高、茎粗和植株总干重的值最高，分别为85.33cm、8.05mm和74.68g；植株的全氮、15N吸收量和利用率也最大，分别为0.938g、0.029g和9.74％。不加秸秆而仅施加了200mg·kg-1氮素的CK(对照)的根冠比最大为1.54，显著高于其它各种处理。各试验处理地上部分从肥料中吸收分配到的15N量对地上部分全氮量的贡献率(Ndff)均大于地下部分，且CK各器官Ndff值最高，地上部分和地下部分分别为7.94％和4.69％。除CK外，各处理15N分配率均是地上部>地下部。秸秆的施用显著提高了土壤的有机质、全氮含量和土壤有机质C/N比。相关性分析结果表明，土壤有机质C/N比与植株地下部分Ndff值有极显著负相关性(p<0.01)，与植株整株Ndff值有显著负相关性(p<0.05)。建议果园秸秆配施氮肥时，控制秸秆施用量在45:1水平，氮肥在200～300mg·kg-1之间较好。
　　 4.秸秆和氮肥不同配比对盆栽平邑甜茶土壤酶活性的影响研究结果表明：与单施氮肥而不添加秸秆的对照(CK)相比，秸秆和氮肥不同配比处理土壤酶活性均有显著提高。氮肥200mg·kg-1水平下，土壤脲酶、转化酶和过氧化氢酶活性随着秸秆用量增加显著升高；而在园土与秸秆比为45:1水平下，土壤脲酶、转化酶和过氧化氢酶活性随着氮肥用量增加显著下降；氮肥200mg·kg-1、园土与秸秆比为15:1处理的土壤脲酶、转化酶和过氧化氢酶活性有最大值。土壤脲酶和转化酶与土壤有机质、全氮和速效钾均有极显著正相关，与速效磷有显著正相关；过氧化氢酶与土壤有机质、全氮和速效钾均有极显著相关，与速效磷无显著相关。秸秆和氮肥配合施用，不能提高土壤多酚氧化酶的活性，土壤多酚氧化酶与土壤肥力因子之间无显著相关。