CN112279710A - 一种溶磷菌肥及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种溶磷菌肥,包括溶磷菌和有机基质。本发明通过将溶磷菌加入有机肥,除了可以促进土壤磷素释放,还可以提高土壤品质,改善土壤肥力,促进植株生长。施用溶磷菌肥可以更好的提高毛竹春笋内粗灰分、粗蛋白、粗脂肪、蔗糖含量,提升毛竹春笋营养成分及口感。

Description

一种溶磷菌肥及其应用
技术领域
本发明属于肥料领域,涉及溶磷菌肥,以及该溶磷菌肥的应用。
背景技术
毛竹(Phyllostachys edulis(Carr.)H.de Lehaie)隶属禾本科竹亚科刚竹属,为多年生乔木状单轴散生竹种,主产区位于长江以南地域,具有高产、速生、高收益、多年利用优点,同时毛竹林对缓解水土流失、减少二氧化碳排放、保护生物多样性、提升空气质量、调节气候环境方面有重要作用。毛竹笋作为毛竹资源的重要产品之一,含有大量蛋白质、氨基酸、粗脂肪、粗纤维及微量元素等营养物质,鲜嫩可口,被视为绿色健康食品,更被称为“天下第一笋”,还可被加工为各种竹笋制品及罐头,深受消费者青睐。江西省第九次森林资源清查结果显示,截至2016年底江西省森林面积1021.02万hm2,森林覆盖率为61.16%。竹林占地面积 105.65万hm2,占森林面积的9.78%,居世界前列,其中毛竹林占地面积103.73万hm2,占全省竹林总面积的98.18%。竹产业在我省经济发展中占有重要的地位,并已发展成为我省民生林业的优势产业和产竹区的富民产业,是我国南方重要的森林经济树种。毛竹及其衍生物具有重要的经济价值和生态价值,对我国森林资源发展、生态建设和南方集体林区经济有重要意义,因此如何提髙毛竹林的经济产量、提高竹笋品质以及更好的发挥其生态价值一直是毛竹研究的重要内容。
上世纪70年代开始,通过施肥、调整林分结构等方法提高竹林生产和竹笋效益的研究已有大量报道。随着竹产业的快速发展及消费者对竹类衍生品、竹笋产品数量和质量要求的提高,由于江西地区土壤普遍缺磷,故竹农为获取更多效益多施用磷肥。江西省毛竹林调查中发现,毛竹林施用磷肥可以显著提高毛竹林新竹重量、出笋量,明显提高毛竹林经济产值。但在土壤磷素研究中发现,磷素易被土壤固定而并不能直接被植物吸收利用,并与土壤中的 Ca2+、Fe3+、Al3+结合形成难溶性磷酸盐,变为作物无法直接吸收的磷素,从而出现肥效下降、团粒结构破坏、有机质下降等现象。
江西地区是毛竹的主要产区之一,毛竹林普遍存在固磷能力强、土壤磷残留量高、磷肥利用率低等问题,因此,如何能够在减少外来磷素添加的情况下,提高江西毛竹林土壤中有效磷含量,使得土壤中磷素得到更大释放,从而促进毛竹及毛竹春笋的生长,提高春笋品质,成为解决当前江西毛竹笋用林经营中兼顾经济和生态双重效益、促进生态可持续发展的重大课题。
随着毛竹及衍生品产业的发展,社会和消费者对毛竹、毛竹笋的需求与日俱增,导致毛竹林人工林面积的增加、毛竹林经营措施的完善以及毛竹林培育集约程度的提高。以经营水平为标准把竹林分为3个类型,即高、一般、粗放。按竹林竹产品用途分为5个类型,笋材两用林、笋用林、材用林、造纸专用林、毛竹水土保持林。至20世纪末,我国大部分毛竹林已实现集约化经营,使得毛竹林生物量和毛竹林质量得到极大提升。周国模、李正才研究了不同经营类型对毛竹林的影响,结果均表明集约经营更利于提高毛竹林胸径、植被及土壤碳储量;刘广路、马少杰研究发现,对毛竹林采取施肥及灌水经营措施,可以提高土壤有机质含量,改变毛竹叶及竹根的固氮能力,改变毛竹林土壤易氧化碳、水溶性碳含量及碳库活性;何冬华研究发现集约经营会改变不同土层微生物种群、数量多样性,提高土壤速效养分含量,促进毛竹林生长。经营方式改变毛竹林土壤肥力的同时,可改变毛竹林地上部分的林分结构、叶片光合能力、毛竹生长指标,通常集约经营更有利于毛竹林的整体生长;笋用林经营模式相对材用林经营模式,提高了毛竹林经济效益,减少毛竹林资源的浪费,并为当地竹农带来新的发展前景。笋用林经营模式使竹笋产量显著提高到材用竹林10倍,立竹胸径提高13.6%,土壤速效磷增加70%,说明笋用林经营能显著提高毛竹林生产力及生物量。
立地质量评价标准在漫长的发展逐渐完善,周纯芳提出了毛竹“生长级”和“立地级”概念,在此基础上李明华、金爱武通过对当地竹产业发展条件剖析,采用了先进的参与式技术推广模式;更有笔者引入低碳概念,提出毛竹林低碳经营技术,温室效应方向中研究毛竹林碳汇效益,在提高毛竹林经济效益的同时,保护生态效益不被丢失;陈碧芽等人在当地初探笋用林三种经营模式:春笋早出型、冬笋型和鞭笋型竹林经营模式,研究发现春笋早出型竹笋营养价值更高。因此,探索经济效益和生态效益为一体的毛竹林经营模式,不仅有助于提高土壤养分,提升毛竹胸径、竹高及竹笋品质,还可以调整竹林结构,改善竹林土壤微生物群落环境;还助于提高毛竹林的经济收益。
发明内容
鉴于此,本发明目的在于提供一种溶磷菌肥,该溶磷菌肥可以提高毛竹春笋产量与品质,显著增加了土壤中养分含量、提高了微生物群落多样性,补充毛竹在大量出笋过程中对土壤养分的消耗,维持毛竹林地土壤养分平衡。
发明人通过长期的探索和尝试,以及多次的实验和努力,不断的改革创新,为解决以上技术问题,本发明提供的技术方案是,提供一种溶磷菌肥,包括溶磷菌和有机基质。
进一步地,所述溶磷菌为克雷伯氏菌SQP81(Klebsiella aerogenes),生物保藏编号为:CCTCC M 2020253。保藏日期:2020年6月30日,保藏单位:中国典型培养物保藏中心,保藏地址:武汉大学。
进一步地,所述溶磷菌为伯克霍尔德菌(Burkholderia sp.),生物保藏编号为:CCTCC M 2020254。保藏日期:2020年6月30日,保藏单位:中国典型培养物保藏中心,保藏地址:武汉大学。
进一步地,所述有机基质包括以下组分:菜枯饼、食用菌渣、牛粪。
优选地,所述有机基质各组分按重量份计分别为:菜枯饼18~23份,食用菌渣25~30份,牛粪50~55份。
优选地,所述溶磷菌活菌数为0.1-0.25亿/g。
优选地,所述溶磷菌肥有机质含量49%~53%,NPK含量4%~5%。
优选地,所述有机基质为堆肥。
优选地,所述溶磷菌在堆沤前添加入有机基质,或在堆沤完成后添加入有机基质。
本发明还提供了前述溶磷菌肥作为毛竹专用肥的应用。
与现有技术相比,上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点:
a)本发明通过将溶磷菌加入有机肥,除了可以促进土壤磷素释放,还可以提高土壤品质,改善土壤肥力,促进植株生长。施用溶磷菌肥可以更好的提高毛竹春笋内粗灰分、粗蛋白、粗脂肪、蔗糖含量,提升毛竹春笋营养成分及口感。
b)本发明的一个实施例中,提供了新发现的溶磷菌,该溶磷菌具有良好的磷素转化效果。
c)试验证明,本发明溶磷菌肥能够提高土壤中有机质、铵态氮、全氮、磷素、钾素及酸性磷酸酶活性,降低土壤硝态氮含量,改善土壤酸化状况。溶磷菌肥处理下各指标与对照间存在显著差异(p<0.05),且根际土壤化学性质普遍高于非根际土壤。
附图说明
图1是不同施肥处理下pH的变化。
图2是不同施肥处理下有机质含量的变化。
图3是不同施肥处理下铵态氮含量的变化。
图4是不同施肥处理下硝态氮含量的变化。
图5是不同施肥处理下全氮含量的变化。
图6是不同施肥处理下速效钾含量的变化。
图7是不同施肥处理下全钾含量的变化。
图8是不同施肥处理下有效磷含量的变化。
图9是不同施肥处理下全磷含量的变化。
图10是不同施肥处理下酸性磷酸酶活性的变化。
图11是不同施肥处理下各级磷组分占比的变化。
图12是土壤磷素相关指标间的相关性。
具体实施方式
下面结合具体实施例进行说明。
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
本发明通过多年研究,最终获得非常显著的技术效果。本发明相关研究内容,在本专利申请日之前均处于保密状态。以下,为本发明的详细试验方案和结果分析。
1.1样地设置
在全面踏察的基础上,在双圳采育林场毛竹主产区选择立地条件和竹林结构基本一致的毛竹纯林,海拔300m处,地理坐标为北纬27°92′14",东经117°41′17"。采用随机区组设计,设置9个20m×20m笋用毛竹林,开展野外定点施肥实验。设置A处理(纯有机肥3750kg·hm-2·yr-1)、B处理(溶磷菌肥3750kg·hm-2·yr-1)、C处理(对照)各三次重复。施肥方式为沟施,施肥量参照当地标准,只在样地范围内进行施肥处理,时间于2018年10月进行,试验处理、试验地竹林生长状况及土壤化学性质见表1.1、1.2、1.3。
表1.1试验处理
Figure RE-RE-GDA0002703240350000041
表2.2试验林分样地本底值
Figure RE-RE-GDA0002703240350000042
Figure RE-RE-GDA0002703240350000051
表1.3试验林分土壤化学指标
Figure RE-RE-GDA0002703240350000052
1.2肥料选择
溶磷菌肥:采用本申请人在毛竹林地中分离纯化的伯克氏属溶磷菌(Burkholderia)为微生物菌剂,以菜枯饼、食用菌渣、牛粪等原料堆肥作为基肥(比例为菜枯饼:食用菌渣:牛粪=2:3:5),有机质含量40%,NPK含量4%,江西农业大学研制,宜春星火农林科技有限公司肥料厂生产。纯有机肥:以菜枯饼、食用菌渣、牛粪等原料堆肥制成(比例为菜枯饼:食用菌渣:牛粪=2:3:5),有机质含量40%,NPK含量4%,宜春星火农林科技有限公司肥料厂生产。
伯克霍尔德菌(Burkholderia),生物保藏编号为:CCTCC M 2020254,保藏日期为2020 年6月30日。
当然,也可以使用本申请人在毛竹林地中分离纯化的克雷伯氏菌SQP81(Klebsiella)作为溶磷菌,该菌的生物保藏编号为:CCTCC M 2020253,保藏日期为2020年6月30日。
以下各项试验数据和效果数据,均是以伯克氏属溶磷菌(Burkholderia)为基础。
1.3溶磷菌肥制备工艺
采用堆沤方式制备。
1.4样品采集
于2018年7月在江西省贵溪市双圳采育林场,对九个试验样地内毛竹进行每木检尺,确定样地内标准竹及林分密度。在每个试验样地内采集根际土壤及非根际土壤,带回实验室用于测定样地基底值指标。
(1)土壤样品采集:分别于2019年4月(出笋盛期)、6月(新竹展叶期)、8月(成竹期)、10月(孕笋期)采集试验样地内根际与非根际土壤样品。非根际土(0-20cm)按“S”型取样法取样,根际土以抖落法取连在根上粒径<1mm土壤将每个试验样地内根际、非根际土样混合后分为2份,其中1份土样过2mm筛后置于-80℃冰箱用于土壤微生物和酶的测定,另1份土样自然风干后过0.149mm筛用于测定土壤化学指标。
(2)春笋样品采集:以2019年当年春笋为研究对象,4月初出笋盛期取样,对贵溪双圳采育林场每个试验样地内春笋进行地径、春笋高度等生长指标调查,确定出每个样地内的标准笋。并在每个样地取5个平均标准笋样,混合均匀后装于自封袋内并做好标记带回实验室,将所有春笋样品放于牛皮袋中在105℃温度下杀青,之后在75℃温度下烘干至恒重,使用打磨机粉碎混合均匀后用于测定春笋营养元素含量及营养物质含量。
1.5毛竹林土壤指标测定
土壤pH采用电极法;速效钾采用1mol/L CH3COONH4浸提-火焰光度法;有效磷采用0.03mol/L NH4F-0.025mol/L HCL浸提-钼锑抗比色法;NH4+-N、NO3--N分别采用靛酚蓝比色法和双波长紫外比色法(A220-A275)测定;土壤酸性磷酸酶活性采用对硝基苯磷酸二钠比色法;土壤微生物群落结构及物种多样性测定采用高通量微生物多样性测序技术,测序公司由上海美吉生物医药科技有限公司进行。其中,土壤细菌及真菌分别采用16S r DNA和ITS rDNA扩增子测序技术基于Illumina Hiseq PE250测序平台,进行物种及多样性分析。
土壤有机质采用高温外热重铬酸钾氧化-容量法:称取0.2g经过0.149mm筛子的风干土置于试管中,用移液管移5ml重铬酸钾溶液于试管中,用移液枪移5ml浓硫酸于试管中,盖上小漏斗,置于已预热185~190度的油浴锅中油浴6min,冷却至室温,用水润洗试管和小塞子,洗入锥形瓶,加约60ml水,滴邻啡3滴,用FeSO4滴定至溶液变色,记录所用体积。
全量N、P、K测定:称取过0.149mm筛子的土样0.2g于消煮管,加入5ml浓硫酸滴、6滴水后、3滴高氯酸,加2ml水润壁,于380℃消煮炉消煮,每隔15分钟取下滴加1ml过氧化氢,反复滴加至消煮液为白色或灰白色,消煮结束后洗入100ml容量瓶,待冷却至室温后定容摇匀静止并取上清液用于测定。全氮、全磷采用全自动间断化学分析仪测定,全钾采用火焰光度计测定。
土壤磷分级测定采用改进后的Hedley土壤磷素分级法:称过0.149mm筛的土样2g于50ml 离心管,加入30ml水,震荡16小时后于24℃、6000转条件下离心5min,过滤后吸取滤液 20ml至50ml容量瓶,加入2-4二硝基酚指示剂3滴后调节pH至溶液透明,滴加钼睇抗指示剂5滴后定容,显色后测定H2O-P组分;于离心管中继续加入30ml 0.5mol/L NaHCO3溶液,NaHCO3-P无机磷组分操作同上,NaHCO3-P有机磷组分则取滤液5ml至具塞试管,加入0.5g 过硫酸铵、10ml 0.9mol/L H2SO4溶液后于120℃灭菌锅灭菌60min,后续操作同上;于离心管中继续加入30ml 0.1mol/L NaOH溶液,NaOH-P无机磷组分、NaOH-P有机磷组分操作同上;于离心管中继续加入30ml 1mol/L HCl溶液,后续操作同上;离心管中残余土样烘干后取 0.2g用于测定Residual-P,方法同全量土壤养分。
1.6毛竹春笋指标测定
(1)毛竹春笋生长指标调查:依据当地气候记载,4月初为该地区毛竹春笋出笋盛期,此时春笋内营养物质含量达到顶峰,记录出笋个数、退笋个数、春笋地径、出笋高度及退笋高度,通过各样地春笋生长指标的调查确定各样地的标准笋。
(2)毛竹春笋生理指标测定:营养物质指标测定:蔗糖采用高效液相色谱法;粗纤维测定采用重量法;粗蛋白质测定采用凯氏定氮法;粗脂肪测定采用索氏抽提法;粗灰分采用灼烧重量法;含水率采用重量法。
营养元素全量N、P、K测定:称取烘干的春笋样品0.1g于消煮管,滴2滴水湿润样品后加入5ml浓硫酸过夜,次日于420℃消煮炉消煮。每隔15分钟加1ml过氧化氢,反复滴加至消煮液为无色透明或乳白色,洗入100ml容量瓶,待冷却至室温后定容摇匀静止并取上清液用于测定。全氮、全磷采用全自动间断化学分析仪测定,全钾采用火焰光度计测定。
2数据统计与分析
使用Microsoft Office 2019对试验数据进行统计,通过SPSS 25.0对试验数据进行分析,利用Origin 2018软件制图。
3结果与分析
3.1溶磷菌肥及有机肥对毛竹林土壤化学性质的影响
植物生长发育所必需的营养元素大部分来自土壤,因此土壤化学性质是衡量土壤肥力的重要指标。土壤中氮磷钾元素与碳库在土壤中的含量可以直观的看出土壤肥力,因此分析土壤养分对评价土壤肥力具有重要作用。之前已有大量研究表明,施用有机肥可以改善土壤肥力、酸碱度与氧化还原特性,提高土壤中速效养分的含量。研究土壤不同磷组分含量可以更好的了解土壤中可被植物直接利用的磷素是由哪些磷组分提供,哪些磷组分对土壤生长起重要作用。
3.1.1不同笋期毛竹林土壤化学性质的分布特征
3.1.1.1出笋盛期毛竹林土壤化学性质含量的分布特征
出笋盛期毛竹土壤化学性质含量如表3.1、3.2所示,在根际、非根际土中,B(溶磷菌肥)处理后土壤化学性质中pH、有效磷、全磷、酸性磷酸酶活性、速效钾、全钾含量与C(对照)处理中上述指标含量间均存在显著差异(p<0.05),B处理下土壤有效磷、全磷、酸性磷酸酶活性最高,根际土壤中以上指标含量分别为9.85mg/kg、0.99g/kg、15.44mg/g/h,相比C处理分别增加了52.01%、64.79%、15.66%,且有效磷、全磷含量与A(纯有机肥)处理间存在显著差异(p<0.05);非根际土中以上指标含量分别为6.03mg/kg、0.73g/kg、11.99mg/g/h,相比C处理分别增加了46.72%、28.07%、10.41%,且B处理下三个指标与A处理间均存在显著差异(p<0.05)。试验发现,根际土壤养分含量均高于非根际土壤,施肥后除NO3--N外其余指标含量施肥后均增加,溶磷菌肥可以显著提高土壤磷素含量。
B处理下不同磷组分中NaHCO3-Po、NaOH-Pi组分含量与C处理中上述指标含量间均存在显著差异(p<0.05)。B处理下土壤NaHCO3-Po含量最高,根际、非根际土壤中含量分别为5.05mg/kg、4.52mg/kg,相比C处理分别增加了60.83%、85.25%。土壤中NaOH-Pi组分含量在三个处理间排序均为A处理>B处理>C处理,但A、B处理间无显著差异(p>0.05),这说明出笋盛期溶磷菌剂会促进中等活性有机磷向无机磷的释放。土壤中施肥处理后HCl-Pi、Residual-P组分含量均相比对照处理减小,但基本无显著差异(p>0.05)。且施肥可以更好的改善土壤酸性环境,提高出笋盛期土壤养分含量。施用溶磷菌肥更有利于减小土壤中蓄闭态磷组分的积累,显著提高土壤中活性磷组分、中等活性磷组分的含量。这与出笋盛期土壤微生物活动频繁有关,溶磷菌肥可以通过更频繁的微生物活动将土壤中难溶性磷素置换分解出来,从而改变土壤的磷素相关指标含量。
表3.1出笋盛期毛竹林土壤化学性质
Figure RE-RE-GDA0002703240350000081
Figure RE-RE-GDA0002703240350000091
表3.2出笋盛期毛竹林土壤化学性质b
Figure RE-RE-GDA0002703240350000092
3.1.1.2新竹展叶期毛竹林土壤化学性质含量的分布特征
对新竹展叶期毛竹土壤化学性质含量进行分析,结果见表3.3、3.4。由表可知,土壤中全磷含量在A、B、C三个处理下分别为1.26g/kg、1.35g/kg、1.03g/kg,A、B处理相比C处理分别增加22.33%、31.07%,施肥处理与对照处理间存在显著差异(p<0.05)。溶磷菌肥处理下根际土壤中有效磷、酸性磷酸酶活性分别为9.25mg/kg、16.10mg/g/h,与对照处理间均存在显著差异(p<0.05),而非根际土壤中以上指标处理间无显著差异。研究发现,施肥后根际、非根际土壤中pH、速效钾、全钾、全磷化学指标含量与C处理间均存在显著差异(p<0.05),氮素未显著增加。施肥在该时期依旧可以提高土壤养分,改善土壤环境,且根际土壤养分高于非根际土壤。
施肥后土壤中NaOH-Po含量在三个处理下分别为30.63mg/kg、35.92mg/kg、23.89mg/kg, B处理与C处理间存在显著差异(p<0.05),相比C处理增加50.36%;NaOH-Pi含量在三个处理下则为A处理>B处理>C处理,根际土中A处理与B、C处理间存在显著差异,非根际土中三个处理间均存在显著差异(p<0.05)。通过上述结果发现施肥可以显著提高土壤中中等活性有机、无机两种磷组分的含量,溶磷菌肥处理下NaOH-Pi含量最高,溶磷菌肥可以促进土壤有机磷向无机磷的转化,从而促进无机磷含量的增加。根际土壤中NaHCO3-Pi、HCl-Pi、 Residual-P含量施肥处理与对照处理间存在显著差异(p<0.05),而非根际土壤中以上指标处理间无显著差异,说明溶磷菌肥可以更大程度将根际土中蓄闭态磷组分转化为活性、中等活性磷组分。
3.1.1.3成竹期毛竹林土壤化学性质含量的分布特征
成竹期毛竹土壤化学性质含量如表3.5、3.6所示,根际、非根际土中全钾、全磷含量在三个处理中均为B处理>A处理>C处理,B处理下全磷含量为0.73g/kg,与A处理间存在显著差异(p<0.05),相比A处理增加8.96%;根际、非根际土中全氮含量在三个处理中均为A处理>B处理>C处理,施肥处理与对照处理间存在显著差异,但A、B处理间无显著差异。成竹期根际、非根际土壤大部分化学指标含量均增加,三个处理间全量氮磷钾含量均存在显著差异,速效养分处理间无显著差异。由此可见,施肥对于改善土壤养分具有持续效果,且根际土养分始终高于非根际土养分。
三个处理间活性有机磷含量存在显著差异,土壤中H20-P、NaHCO3-Pi、NaOH-Pi含量施肥处理与对照间均存在显著差异,其中H20-P、NaHCO3-Pi含量在B处理下达到最大值。施肥可以减小土壤中HCl-Pi、Residual-P含量,但处理间无显著差异。该时期活性磷与中等活性磷的无机磷组分不存在显著性,这是由于成竹期竹杆、竹枝、竹叶生长需要将土壤中部分可直接被吸收利用的磷素转移至地上部分所致。
表3.3新竹展叶期毛竹林土壤化学性质a
Figure RE-RE-GDA0002703240350000101
Figure RE-RE-GDA0002703240350000111
表3.4新竹展叶期毛竹林土壤化学性质b
Figure RE-RE-GDA0002703240350000112
表3.5成竹期毛竹林土壤化学性质a
Table 3.5 Chengzhu period Soil Chemical Properties of Moso BambooForest a
Figure RE-RE-GDA0002703240350000113
表3.6成竹期毛竹林土壤化学性质b
Figure RE-RE-GDA0002703240350000114
Figure RE-RE-GDA0002703240350000121
表3.7孕笋期毛竹林土壤化学性质a
Figure RE-RE-GDA0002703240350000122
表3.8孕笋期毛竹林土壤化学性质b
Figure RE-RE-GDA0002703240350000123
3.1.1.4孕笋期毛竹林土壤化学性质含量的分布特征
对孕笋期毛竹土壤化学性质含量进行分析,结果见表3.7、3.8。如表3.7-3.8所示,根际、非根际土壤中有效磷含量在B处理下达到最大值分别为10.87mg/kg、6.62mg/kg,相比对照分别增加59.85%、59.13%,与对照间存在显著差异(p<0.05)。全磷含量在B处理下达到最大值为0.78g/kg,与对照和A处理间均存在显著差异(p<0.05)。研究发现,该时期根际土壤养分高于非根际土壤,溶磷菌肥处理下根际土壤全量养分、速效养分和有机质含量与对照间均存在显著差异,可能是由于此时竹叶等凋落物回归土壤,土壤养分增高所致。
施肥后土壤磷组分中NaHCO3-Po、NaOH-Pi、Residual-P含量均与对照间存在显著差异。土壤中NaOH-Pi含量在三个处理下为A处理>B处理>C处理,A处理与B、C处理间存在显著差异;根际、非根际土壤中Residual-P含量在三个处理下分别为B处理<A处理<C处理, B处理下Residual-P含量分别为617.53g/kg、653.57g/kg,与C处理间存在显著差异(p<0.05)。施肥后毛竹林根际、非根际土壤中蓄闭态磷含量显著减小,说明此时土壤蓄闭态磷得到更大程度得到释放,提高土壤中活性无机磷含量,促进有机磷向无机磷的转化。此时施肥后土壤速效氮磷钾养分与对照间存在显著差异,可能是由于此时竹叶等凋落物回归土壤,土壤养分增高所致。
3.1.2溶磷菌肥及有机肥对不同笋期土壤化学性质的影响
3.1.2.1 pH在不同笋期的变化规律
不同施肥处理的土壤pH不同笋期动态变化如图1所示,出笋盛期,根际土中A、B、C三种处理pH分别为5.15、5.33、4.84,施用纯有机肥、溶磷菌肥相比对照分别增加6.40%、10.12%;在非根际土中A、B、C三种处理pH分别为5.09、5.17、4.80,施用纯有机肥、溶磷菌肥相比对照分别增加6.04%、7.71%,施肥处理与对照间存在显著差异(P<0.05),根际、非根际土壤pH最低。该时期pH偏低,这可能是由于出笋盛期正逢雨季,土壤含水率增高进而增强土壤淋溶作用,后期温度升高,凋落物及退笋残留引起土壤pH升高。新竹展叶期根际、非根际土壤pH上升至最高,在根际土中A、B、C三种处理pH分别为5.74、5.84、5.67, B处理与C处理间存在显著差异(P<0.05),相比对照增加3.00%;在非根际土中A、B、C 三种处理pH分别为5.70、5.79、5.56,两种施肥处理均与对照间存在显著差异(P<0.05),相比对照分别增加2.52%、4.14%。成竹期pH相比新竹展叶期略显下降,孕笋期pH略微回升,成竹期与孕笋期根际、非根际土壤施肥处理与对照间无显著差异,但根际土壤中施用纯有机肥后土壤pH最高。四个时期根际土壤pH高于非根际土壤pH,且三种处理下根际土壤与非根际土壤pH随时间的推移呈现先上升后下降,而后上升的变化趋势。总的来说,施肥可以提高土壤pH,施肥后土壤pH介于4.8~5.85,根际土壤pH高于非根际土壤,施用溶磷菌肥的土壤pH最高。
3.1.2.2有机质在不同笋期的变化规律
对不同施肥处理的土壤有机质含量不同笋期动态变化进行分析,结果见图2。由图可知,出笋盛期根际土中施肥处理相比对照无显著差异,而非根际土中B处理与对照间存在显著差异(P<0.05),相比对照增加24.08%,此时对照处理有机质含量最低。新竹展叶期土壤有机质略微下降,A、B处理下根际、非根际土壤有机质含量达到最低值,而对照处理土壤有机质含量未达到最低,在根际、非根际土中有机质含量在三个处理中均为B处理>A处理>C处理,根际土中B处理与对照间存在显著差异(P<0.05),而非根际土中B处理与对照间无显著差异(P>0.05)。该时期土壤有机质含量下降是由于毛竹春笋逐渐成长为新竹需要消耗有机质,造成土壤有机质含量下降。成竹期根际、非根际土壤有机质含量回升并达到最大值,在根际土中B处理有机质含量为55.53g/kg,B处理有机质含量最高但三个处理间并无显著差异 (P>0.05);在非根际土中A、B、C处理有机质含量分别为48.64g/kg、53.32g/kg、46.20g/kg,其中B处理与对照有显著差异(P<0.05),相比对照增加15.41%。该时期土壤有机质含量增高可能是毛竹春笋中退笋导致部分养分回归土壤,土壤有机物质更容易积累。孕笋期土壤有机质含量略微下降,根际土中有机质含量分别为51.30g/kg、52.31g/kg、45.92g/kg,施肥处理与对照间有显著差异(P<0.05),相比对照分别增加11.72%、13.92%,且此时对照处理有机质含量最低;非根际土中施肥处理与对照间不存在显著差异。不同笋期内三种处理根际土壤与非根际土壤有机质大部分随时间的推移呈现先下降后上升,而后继续下降的变化趋势,且施用溶磷菌肥与纯有机肥后土壤有机质含量变化幅度相比对照要剧烈。综上所述,施肥可以提高根际土、非根际土壤中有机质含量,且溶磷菌肥处理下有机质含量最高,证明溶磷菌肥具有提高土壤有机质的作用。
3.1.2.3氮素在不同笋期的变化规律
对不同施肥处理的土壤铵态氮含量不同笋期动态变化进行分析,结果见图3。由图可知,出笋盛期时,不同施肥处理间根际土铵态氮含量无显著差异;非根际土纯有机肥、溶磷菌肥处理下铵态氮含量相比对照分别增加46.85%、88.22%,与对照间存在显著差异(P<0.05),此时对照处理铵态氮含量最低。新竹展叶期根际、非根际土壤铵态氮含量下降并达到最小值,在根际、非根际土中三个处理铵态氮含量排序均为B处理>A处理>C处理,A、B处理与对照处理间均不存在显著差异(P>0.05)。成竹期根际、非根际土壤铵态氮含量骤然回升并达到最大值,在根际土中A、B、C三种处理铵态氮含量分别为23.18mg/kg、27.79mg/kg、20.50mg/kg,此时B处理铵态氮含量最高且与另外两个处理存在显著差异(P<0.05),相比A处理、C处理分别增加19.89%、35.56%;在非根际土中A、B、C三种处理铵态氮含量排序依旧为B处理>A处理>C处理,三种处理间无显著差异。此时土壤中铵态氮含量的大量增加可能是由于气温增高,土壤生物有效性提高,土壤氨化作用增强,加速土壤中难溶性氮的活化,促进土壤中铵态氮的合成与转化。随后孕笋期土壤铵态氮含量则略微下降,施用溶磷菌肥的根际、非根际土壤中铵态氮含量与对照间均存在显著差异(P<0.05),这可能是由于该时期土壤氨化作用减弱所致。不同笋期内三种处理根际土壤与非根际土壤铵态氮大部分随时间的推移呈现先下降后骤然上升,而后下降的变化趋势。试验发现,根际土壤土壤铵态氮含量高于非根际土壤,施肥处理可以增加土壤中铵态氮的含量,溶磷菌肥与纯有机肥肥效相近,说明溶磷菌肥提高土壤中铵态氮含量的效果与纯有机肥相同。
对不同施肥处理的土壤硝态氮含量不同笋期动态变化进行分析,结果见图4。由图可知,出笋盛期施肥后根际、非根际土壤硝态氮含量与对照间无显著差异。新竹展叶期根际、非根际土壤硝态氮含量下降并达到最小值,在根际土中A、B、C三种处理硝态氮含量分别为 2.27mg/kg、1.04mg/kg、1.38mg/kg,此时B处理与A处理间存在显著差异(P<0.05),相比纯有机肥减小54.19%;在非根际土中A、B、C三种处理下硝态氮含量无显著差异,该时期硝态氮含量减小可能是由于该时期土壤中参与硝态氮转化的硝化细菌及酶活性降低所致。成竹期根际、非根际土壤硝态氮含量开始回升,施肥处理与对照处理间无显著差异(P>0.05)。孕笋期根际、非根际土壤硝态氮含量上升并达到最大值,在根际土中A、B、C三种处理硝态氮含量分别为4.42mg/kg、2.61mg/kg、5.55mg/kg,且三个处理间有显著差异(P<0.05),B处理相比A处理减小40.95%,A处理相比C处理减小20.36%;在非根际土中A、B、C三种处理硝态氮含量分别为3.72mg/kg、2.01mg/kg、5.05mg/kg,其中B处理与其他两个处理有显著差异(P<0.05),相比A处理、C处理分别减小45.97%、60.20%。试验发现,不同笋期内三种处理根际土壤与非根际土壤硝态氮大部分随时间的推移呈现先下降后连续上升的变化趋势。施肥处理使土壤硝态氮含量与变化幅度均变小,施用溶磷菌肥的土壤硝态氮变化幅度最小。
不同施肥处理的土壤全氮含量不同笋期动态变化如图5所示,出笋盛期根际土中B处理与C处理间存在显著差异,相比对照增加37.86%;非根际土三个处理间无显著差异。新竹展叶期根际、非根际土壤全氮含量下降,根际土壤三个处理间无显著差异(P>0.05);非根际土壤全氮含量此时达到最低,B处理下全氮含量为2.14g/kg,相比对照增加8.08%,与对照间存在显著差异(P<0.05)。成竹期根际、非根际施肥土壤全氮含量回升并达到最大值,此时C处理全氮含量并不是最高,在根际土中A、B两种处理全氮含量分别为4.28g/kg、3.56g/kg,非根际土中A、B两种处理全氮含量分别为3.93g/kg、3.22g/kg,均与对照间存在显著差异 (P<0.05),此时土壤全氮含量增加可能是由于温度升高,土壤微生物活动加强从而导致土壤氮素升高。孕笋期根际、非根际土壤全氮含量再次下降,根际土壤全氮含量达到最低,三种处理全氮含量分别为1.91g/kg、2.18g/kg、1.02g/kg,且施肥处理与对照间有显著差异(P<0.05),相比对照分别增加87.25%、100.14%;非根际土孕笋期三个处理间无显著差异。不同笋期内施肥处理根际土壤与非根际土壤全氮随时间的推移呈现先下降后上升,而后下降的变化趋势,而对照处理中土壤全氮随着时间推移呈现逐渐下降的趋势,施肥处理相比对照处理土壤全氮含量变化幅度较大。综上所示,施用肥料可以显著提高土壤全氮含量。
3.1.2.4钾素在不同笋期的变化规律
对不同施肥处理的土壤速效钾含量不同笋期动态变化进行分析,结果见图6。由图可知,出笋盛期根际土壤三个处理间均存在显著差异(P<0.05),非根际土中纯有机肥、溶磷菌肥处理速效钾含量达到最小值分别为84.16mg/kg、90.99mg/kg,B处理与C处理间有显著差异 (P<0.05),相比对照增加17.80%。新竹展叶期与成竹期根际、非根际土壤速效钾含量回升并达到最大值,在根际土中,A处理在新竹展叶期速效钾含量为最大值134.27mg/kg,此时B 处理速效钾含量为136.18mg/kg,与对照间存在显著差异(P<0.05),B处理在成竹期速效钾含量未最大值141.90mg/kg,三个处理间无显著差异(P>0.05);在非根际土中,新竹展叶期 B处理下速效钾含量为116.15mg/kg,与C处理间存在显著差异(P<0.05)。孕笋期根际、非根际土壤速效钾含量相比成竹期略微下降,根际土壤速效钾含量此时达到最低值,根际土中三种处理速效钾含量分别为120mg/kg、117.41mg/kg、95.95mg/kg,施肥处理相比对照处理分别增加25.07%、22.37%,三个处理间存在显著差异(P<0.05);非根际土壤中溶磷菌肥处理下速效钾含量与对照间存在显著差异(P<0.05),相比对照增加20.31%。不同笋期内三种处理根际与非根际土壤速效钾含量大部分随时间的推移呈现先上升后下降的变化趋势,但折点不同,且根际土壤速效钾含量普遍高于非根际土壤。总的来说,施肥对提高土壤速效钾含量有明显促进作用,溶磷菌肥对成竹期根际土壤速效钾含量影响更大,可能是因为溶磷菌肥可以将土壤中非交换性钾释放,使其转化为土壤可直接吸收利用的速效钾。
不同施肥处理的土壤全钾含量不同笋期动态变化如图7所示,出笋盛期根际、非根际土壤全钾含量达到最低,在根际土中A、B两处理全钾含量分别为8.51g/kg、8.95g/kg,此时施肥处理与对照间存在显著差异(P<0.05),相比对照分别增加10.38%、16.08%;在非根际土中A、B两处理全钾含量分别为8.07g/kg、8.54g/kg,B处理与A、C处理间存在显著差异(P<0.05),分别增加5.82%、10.19%。新竹展叶期、成竹期土壤施肥处理下全钾含量与对照处理间均存在显著差异(P<0.05),且新竹展叶期纯有机肥处理下土壤全钾含量略微上升并达到最大值。孕笋期根际、非根际土壤全钾含量略微上升,施用溶磷菌肥的土壤全钾含量最高,根际土中全钾含量为10.90g/kg;非根际土中全钾含量为10.43g/kg,在根际、非根际土中B 处理与A、C处理间均存在显著性差异(P<0.05)。不同笋期内三种处理下毛竹林土壤全钾含量大部分随时间的推移呈现先上升后下降,而后继续上升的变化趋势。试验发现,土壤全钾含量依旧是根际土壤较高,施肥处理可以显著提高土壤全钾含量,且溶磷菌肥对孕笋期毛竹林土壤全钾含量具有显著促进作用。
3.1.2.5不同磷组分在不同笋期的变化规律
本节内容主要针对磷素在土壤中直接影响的指标进行分析研究,包括全磷、有效磷、酸性磷酸酶活性及磷组分中的活性、中等活性与蓄闭态磷组分。
对不同施肥处理的土壤有效磷含量不同笋期动态变化进行分析,结果见图8。由图可知,出笋盛期根际土中B处理下土壤有效磷含量与A、C处理两个处理间均存在显著差异(P<0.05),分别增加62.86%、98.30%;非根际土中,B处理下土壤有效磷含量达到6.03mg/kg,此时有效磷含量与对照间存在显著差异(P<0.05),相比对照处理增加46.72%。新竹展叶期根际、非根际土壤有效磷含量略微下降,根际土中B处理下土壤有效磷含量与A、C两个处理间均存在显著差异(P<0.05),分别增加61.82%、100.03%;非根际土中三个处理间无显著差异(P>0.05),土壤有效磷含量排序均为:溶磷菌肥>纯有机肥>对照。成竹期根际、非根际土壤有效磷含量骤然下降并达到最小值,在根际土中A、B、C三种处理有效磷含量分别为 4.63mg/kg、5.96mg/kg、4.21mg/kg;非根际土中A、B、C三种处理有效磷含量分别为3.67mg/kg、 4.62mg/kg、3.58mg/kg,该时期三个处理间均无显著差异(P>0.05)。孕笋期根际、非根际土中有效磷含量略微回升,根际土中A、B处理有效磷含量分别为8.66mg/kg、11.87mg/kg,两个施肥处理与对照均有显著性(P<0.05),相比对照分别增加27.35%、74.56%;非根际土壤A、 B处理土壤有效磷含量分别为5.96mg/kg、6.62mg/kg,两个施肥处理与对照均有显著性 (P<0.05),相比对照分别增加43.27%、59.13%。不同笋期内三种处理根际土壤与非根际土壤有效磷含量大部分随时间的推移呈现先下降后上升的变化趋势。由此可知,施肥显著增加土壤中有效磷含量,溶磷菌肥处理下土壤中有效磷含量更高,这是因为溶磷菌肥中加入的溶磷菌剂可以溶解部分难溶性磷,土壤中有机物和其他阳离子间相互作用增强土壤磷的有效性,从而提高土壤中有效磷含量。
不同施肥处理的土壤全磷含量不同笋期动态变化如图9所示,出笋盛期根际土中三个处理之间土壤全磷含量分别为0.84g/kg、0.99g/kg、0.71g/kg,且三个处理间均有显著差异 (P<0.05),B处理下全磷含量相比A处理增加45.74%,A处理下全磷含量相比C处理增加 32.39%;非根际土中B处理下全磷含量最高为0.93g/kg,且与A、C处理间存在显著差异(P<0.05),相比两个处理分别增加29.17%、63.16%。新竹展叶期根际、非根际土全磷含量显著上升并达到最大值,根际土中三个处理之间土壤有效磷含量分别为1.26g/kg、1.35g/kg、 1.03g/kg,且三个处理间均存在显著差异(P<0.05),B处理下全磷含量相比A处理增加21.32%, A处理下全磷含量相比C处理增加32.04%;非根际土中A、B、C三种处理在新竹展叶期含量最高,分别为1.03g/kg、1.35g/kg、0.82g/kg,且三个处理间均存在显著差异(P<0.05),B 处理相比A处理增加31.07%,A处理相比C处理增加15.56%。成竹期根际、非根际土全磷含量骤然下降并达到最小值,根际土中B处理下土壤全磷含量为0.73g/kg,与A处理、C处理均有显著差异(P<0.05),相比两个处理分别增加8.96%、14.06%;非根际土中,A、B、C三种处理全磷含量分别为0.61g/kg、0.69g/kg、0.57g/kg,且B与A、C处理间存在显著差异(P<0.05),相比两个处理分别增加13.11%、21.05%。孕笋期根际、非根际土壤全磷含量略微回升,根际土中B处理下土壤全磷含量为0.78g/kg,与A处理、C处理均有显著差异 (P<0.05),相比两个处理分别增加14.71%、13.04%;非根际土中三个处理间无显著差异 (P>0.05),溶磷菌肥处理全磷含量仍为最高。不同笋期内三种处理根际土壤与非根际土壤全磷含量大部分随时间的推移呈现先上升后下降,而后上升的变化趋势。综上所示,根际土壤全磷含量更高,施肥处理土壤全磷含量变化幅度较大,且溶磷菌肥显著持续提高土壤中全磷含量。成竹期全磷含量突然减小,与成竹期有效磷含量减小情况相同。成竹期与孕笋期土壤全磷含量相对稳定可能是由于随着施肥时间的延长,土壤磷素循环逐渐趋于平衡状态,全磷含量无太大波动。
对不同施肥处理的土壤酸性磷酸酶活性不同笋期动态变化进行分析,结果见图10。由图可知,出笋盛期根际土中B处理下酸性磷酸酶活性为15.44mg/g/h,与对照存在显著差异 (P<0.05),相比对照增加15.66%;非根际土中B处理下酸性磷酸酶活性为11.99mg/g/h,与 A处理、C处理均存在显著差异(P<0.05),相比这两种处理分别增加6.86%、10.41%。新竹展叶期根际、非根际土壤酸性磷酸酶活性略微上升,根际土中A、B处理下酸性磷酸酶活性分别为15.65mg/g/h、16.10mg/g/h,两种施肥处理均与对照存在显著差异(P<0.05),相比对照分别增加4.96%、7.98%;非根际土中三种处理间无显著差异,含量大小排序为:溶磷菌肥> 纯有机肥>对照。成竹期根际、非根际土壤酸性磷酸酶活性上升并达到最大值,根际土壤三个处理下酸性磷酸酶活性分别为16.83mg/g/h、17.81mg/g/h、16.14mg/g/h,B处理酸性磷酸酶活性最高但三个处理间并无显著差异(P>0.05);非根际土壤三个处理下酸性磷酸酶活性分别为 13.25mg/g/h、13.81mg/g/h、12.89mg/g/h,但三组处理间依旧无显著差异(P>0.05)。孕笋期根际、非根际土壤酸性磷酸酶活性骤然下降并达到最小值,根际土中A、B、C三种处理在酸性磷酸酶活性分别为13.27mg/g/h、13.72mg/g/h、11.97mg/g/h,此时B处理与C处理间存在显著差异(P<0.05),相比对照增加14.62%;非根际土中A、B、C三种处理在孕笋期酸性磷酸酶活性分别为11.01mg/g/h、11.51mg/g/h、10.15mg/g/h,但三组处理间无显著差异(P>0.05)。不同笋期内三种处理下根际土壤与非根际土壤酸性磷酸酶活性随时间的推移呈现先上升后下降的变化趋势。研究发现,根际土壤比非根际土壤酸性磷酸酶活性高,施用肥料对提高根际土壤酸性磷酸酶活性效果更好更持久,可能是因为溶磷菌在土壤代谢过程中能够会分泌磷酸酶,进而提高土壤中酸性磷酸酶活性,并且加快土壤磷素活化速度。
不同施肥处理的土壤磷分级不同磷组分占比不同笋期动态变化如图11,由图11可见,不同笋期内三种处理根际土壤与非根际土壤磷分级不同磷组分占比随时间的推移呈现不同的变化趋势。其中Residual-P组分含量在磷组分中占比最大,其次为NaOH-Po、NaOH-Pi组分与NaHCO3-Pi组分。
出笋盛期根际、非根际土壤中B处理下Residual-P组分含量最小,但三个处理间无显著差异(P>0.05)。新竹展叶期各处理根际土、非根际土中Residual-P含量及占比下降并达到最小值,根际土中三个处理下Residual-P组分含量分别为612.40mg/kg、517.23mg/kg、622.22mg/kg,B处理与C处理间存在显著差异(P<0.05),相比对照减小16.87%;非根际土中施肥处理与对照间无显著差异(P>0.05)。成竹期根际、非根际土壤Residual-P组分含量略微回升,此时B处理下Residual-P组分含量最小,但三个处理间无显著差异(P>0.05)。孕笋期根际、非根际土中Residual-P含量及占比上升并达到最大值,根际土中A、B、C处理下土中Residual-P组分含量分别为686.56mg/kg、617.53mg/kg、890.03mg/kg,B处理与C处理间存在显著差异(P<0.05),减小30.62%;非根际土中三个处理Residual-P组分含量分别为809.62mg/kg、653.57mg/kg、858.52mg/kg,B处理与C处理间存在显著差异(P<0.05),减小23.87%。
出笋盛期根际、非根际土壤施肥处理与对照处理间均存在显著差异,且A处理下NaOH-Pi 组分含量最高。新竹展叶期根际、非根际土壤NaOH-Pi组分占比与含量上升并达到最大值,根际土中A、B、C三个处理在NaOH-Pi组分占比与含量达到最大,此时溶磷菌肥处理与对照处理间不存在显著差异(P>0.05);非根际土中NaOH-Pi组分含量在三个处理间均存在显著差异(P<0.05),B处理相比对照处理增加5.51%。成竹期根际、非根际土壤NaOH-Pi组分占比与含量下降并达到最小值,根际土中B处理下NaOH-Pi组分含量为73.44mg/kg,与C处理间存在显著差异(P<0.05);非根际土中三个处理下NaOH-Pi组分含量分别为78.87mg/kg、68.57mg/kg、55.96mg/kg,三个处理间均存在显著差异(P<0.05),B处理相比C处理增加22.53%。孕笋期根际、非根际土壤NaOH-Pi组分含量及占比略微回升,施肥处理与对照处理间均存在显著差异。
出笋盛期根际、非根际土壤NaOH-Po组分含量与占比达到最大值,根际土中三个处理下 NaOH-Po含量分别为36.75mg/kg、45.98mg/kg、36.61mg/kg,三个处理间无显著差异(P>0.05);非根际土中三个处理下NaOH-Po组分含量分别为25.68mg/kg、36.00mg/kg、33.67mg/kg,施肥处理与对照间存在显著差异(P<0.05)且B处理下NaOH-Po组分含量最高。新竹展叶期根际、非根际土壤NaOH-Po组分含量及占比略微下降,B处理下NaOH-Po组分含量含量最高,且与对照处理间存在显著差异(P<0.05)。成竹期根际、非根际土壤NaOH-Po组分含量及占比略微下降,根际土中B处理下NaOH-Po磷组分含量最高,且与对照间存在显著差异 (P<0.05);非根际土中三个处理间无显著差异(P>0.05)。孕笋期根际、非根际土壤NaOH-Po 组分含量与占比达到最小值,B处理下含量最高但三个处理间无显著差异(P>0.05)。
出笋盛期根际、非根际土壤NaHCO3-Pi组分含量在三个处理下无显著差异(P>0.05)。新竹展叶期,根际土中施肥处理下NaHCO3-Pi组分含量与对照处理间存在显著差异(P<0.05), A、B处理下NaHCO3-Pi组分含量分别为16.40mg/kg、19.51mg/kg,相比对照分别增加27.83%、 52.07%;非根际土中B处理下NaHCO3-Pi组分含量最高,但三个处理间不存在显著差异 (P>0.05)。成竹期根际、非根际土壤中溶磷菌肥处理下NaHCO3-Pi组分含量最高,此时两种施肥处理与对照处理间均存在显著差异(P<0.05)。孕笋期根际土中NaHCO3-Pi组分含量在三个处理间不存在显著差异(P>0.05);非根际土中B处理与A、C处理间均存在显著差异 (P<0.05),分别增加11.71%、18.03%。
总体来说,土壤中Residual-P组分含量与占比最大,在三个处理间大部分呈现先下降后上升的变化趋势;NaOH-Pi组分含量与占比位居第二,在三个处理间大部分呈现先上升后下降、而后上升的变化趋势;NaOH-Po含量与占比在三个处理间大部分呈现逐渐下降的变化趋势;NaHCO3-Pi组分含量与占比在三个处理间大部分呈现稳定不变的变化趋势。施肥可以降低Residual-P含量,但孕笋期土壤蓄闭态磷不宜转化;提高NaOH-Pi、NaOH-Po、NaHCO3-Pi 组分含量,但溶磷菌肥处理下NaOH-Pi组分含量相对较少,这是由于溶磷菌肥可以提高有机磷向无机磷的转化。施用溶磷菌肥后土壤Residual-P组分含量最小是因为溶磷菌肥可以提高土壤中有机酸含量,促进蓄闭态磷的矿化,进一步分解释放,促进Residual-P组分向其他形态磷组分转化,从而降低Residual-P组分含量。
3.1.2.6施用溶磷菌肥土壤磷素相关指标间的响应
土壤不同磷组分含量影响土壤全磷及有效磷含量,将四个时期磷素相关指标拟合后,土壤磷素相关指标间的相应如图12所示。从图中可以看出,磷素相关指标间关系密切,互为相关。TP、AP、NaHCO3-Po、NaOH-Po与NaOH-Pi间关系密切,五者互为极显著正相关,其中NaOH-Pi组分与HCl-P组分间呈极显著负相关;除AP、NaOH-Po组分外其余磷素相关指标均与Residual-P组分间存在极显著负相关,NaOH-Po组分与Residual-P组分之间存在显著负相关。H2O-P、NaHCO3-Po、NaHCO3-Pi组分间互为正相关,其中H2O-P组分与NaHCO3-Po 组分、NaHCO3-Po组分与NaHCO3-Pi组分间皆为极显著正相关。H2O-P组分与NaOH-Pi组分间存在显著正相关;NaHCO3-Pi组分与NaOH-Po组分间存在极显著正相关,与HCl-P组分间存在显著负相关;HCl-P组分与Residual-P组分之间存在显著正相关。通过以上分析结果可知,不同磷组分中NaOH磷组分对土壤全磷、有效磷影响更大,蓄闭态磷组分与活性、中等活性磷组分间存在转化关系。
3.1.3毛竹林土壤化学性质相关性分析
不同施肥处理下土壤pH、铵态氮、硝态氮、全氮、全磷、有效磷、速效钾、全钾、有机质及酸性磷酸酶活性化学指标间相关性质如表3.9所示。从表中可以看出,多指标间关系密切,互为相关。结果显示:全钾与pH呈极显著正相关(p<0.01);全磷与铵态氮、硝态氮均呈显著负相关(p<0.05);全磷与有效磷之间存在显著正相关(p<0.05);有机质与铵态氮、全氮呈显著正相关(p<0.05);酸性磷酸酶活性与硝态氮呈显著负相关(p<0.05),与全氮呈显著正相关(p<0.05),与速效钾呈极显著正相关(p<0.01)。说明土壤化学性质间存在相互影响,磷素的全量养分及速效养分含量对氮素含量影响较大,氮素的全量养分及速效养分含量对土壤有机质、酸性磷酸酶活性影响较大。
表3.9土壤化学指标间相关性分析
Figure RE-RE-GDA0002703240350000211
注:**在0.01水平上显著相关,
*在0.05水平上显著相关。
不同施肥处理和笋期对土壤养分的双因素方差分析显示(表3.10),不同处理和出笋时期对土壤有效磷、全磷、速效钾、有机质、酸性磷酸酶活性存在显著交互作用(p<0.05)。
表3.10施肥处理和笋期对土壤化学性质含量的双因素方差分析
Figure RE-RE-GDA0002703240350000221
3.2溶磷菌肥及有机肥对毛竹林土壤细菌群落结构及其多样性的影响
3.2.1施肥对土壤细菌群落多样性的影响
Shannon多样性指数用来表示样品的多样性程度,其值越大,说明细菌群落物种的多样性就越高;Simpson指数反映的是物种的优势度,值越小,代表群落物种的多样性越高;ACE 指数和Chaol指数均可用来表示土壤细菌群落的丰富度,出笋盛期各处理下土壤OTU数和土壤细菌群落α多样性结果如表3.11所示。在根际、非根际土中,施肥处理后毛竹林土壤细菌 OTU数、Shannon指数、Ace指数和Chaol均升高,且表现为B>A>C,但处理间无显著差异(P>0.05);而表示群落内优势度的Simpson指数则减小,表现为B<A<C,其中根际土中B 处理与C处理间存在显著差异(P<0.05),说明B(溶磷菌肥)处理下根际土壤细菌群落多样性更高。
3.2.2施肥对土壤细菌种群结构的影响
通过与数据库对比分析,统计各分类水平的群落组成。在土壤中,变形菌门(Proteoba -cteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿湾菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、疣微菌门(Verrucomicrobia)等均为优势菌群。变形菌门为第一优势菌群,约占Phylum总数的35.85%~41.35%,其中根际土中B处理样地占比最大为 38.26%,非根际土中C处理样地占比最大为41.35%;酸杆菌门为第二优势菌群,约占Phylum 总数的21.95%~26.21%,其中根际土中A处理样地占比最大为26.21%,非根际土中B处理样地占比最大为25.58%;绿湾菌门为第三优势菌群,约占Phylum总数的11.41%~18.07%,其中根际土、非根际土中B处理占比均为最小。
在根际土壤中,施肥后土壤中变形菌门、酸杆菌门、放线菌门、浮霉菌门、疣微菌门占比均增大,六核杆菌门(Rokubacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)菌群占比显著增加,绿湾菌门菌群及其他菌群占比均下降。
在非根际土中,施肥后土壤中酸杆菌门、绿湾菌门、浮霉菌门与其他菌属占比均增大,变形菌门、放线菌门菌属占比均减小,而疣微菌门在B处理下占比相比对照增加,在A处理下相比对照减小。
3.2.3细菌群落结构与土壤化学性质的关系
试验发现,施肥会改变根际、非根际土壤中细菌群落结构,同时改变根际、非根际土壤中化学性质与细菌间的正负相关关系。根际比非根际细菌群落结构丰富可能是因为根部分泌物数量及种类更多,进而影响到根际微生物群落及活性,促进土壤中化合物的分解与矿化,进而改变土壤化学性质含量。
表3.11施肥对土壤细菌α多样性指数的影响
Figure RE-RE-GDA0002703240350000231
Figure RE-RE-GDA0002703240350000241
3.3溶磷菌肥及有机肥对毛竹林土壤真菌群落结构及其多样性的影响
3.3.1施肥对土壤真菌群落数量、多样性及丰富度的影响
在根际土中,施肥处理后毛竹林土壤真菌OTU数、Shannon指数、Ace指数和Chaol均升高,除Shannon指数外均表现为B>A>C但处理间无显著差异(P>0.05),而不同施肥处理下Shannon指数表现为B>C>A,且B处理与A处理间存在显著差异;而表示群落内优势度的Simpson指数则减小,表现为B<C<A,其中根际土中B处理与A处理间存在显著差异 (P<0.05),说明B处理下根际土壤真菌群落多样性更高。在非根际土中,施肥处理后毛竹林土壤真菌OTU数、Shannon指数、Ace指数和Chaol均升高,A处理均高于B处理且三个处理间无显著差异(P>0.05);而表示群落内优势度的Simpson指数则表现为B<C<A,且三个处理间无显著差异(P>0.05),说明在非根际土中A处理下土壤真菌群落多样性更多而B处理下根际土壤真菌群落优势度更好。
进一步基于样本OTU水平采用相异系数bray-curtis距离矩阵进行主坐标分析,结果表明,在根际土中B施肥处理的真菌群落结构与A处理显著分开,第一主成分解释了群落结构差异的24.87%,第二主成分解释了群落结构差异的20.42%,共同解释了群落结构差异的45.29%;在非根际土中三个处理未显著分开,第一主成分解释了群落结构差异的30.88%,第二主成分解释了群落结构差异的20.93%,共同解释了群落结构差异的51.81%。此外,ANOSIM非参数检验表明施肥与对照处理间真菌群落结构无显著显著(P>0.05)。
3.3.2施肥对土壤真菌种群结构的影响
在土壤中,未分类子囊菌纲(unclassified_p_Ascomycota)、伞菌纲(Agaricomycetes)、银耳菌纲(Tremellomycetes)等为优势菌群。未分类子囊菌纲为第一优势菌群,约占Class总数的12.96%~43.32%,其中根际土中B处理样地占比最大为36.68%,非根际土中B处理样地占比最大为43.32%;伞菌纲在根际土中为第二优势菌群,约占Class总数的6.27%~23.10%,其中根际土中B处理样地占比最小为6.27%;银耳菌纲在非根际土中为第二优势菌群,约占 Class总数的9.37%~29.20%,其中B处理占比最大为29.20%。
在根际土壤中,施肥后土壤中未分类真菌(unclassified_k_Fungi)、未分类子囊菌纲 (unclassified_p_Ascomycota)、散囊菌纲(Eurotiomycetes)占比均增加;伞菌纲、粪壳菌纲 (Sordariomycetes)、嗜酸乳杆菌纲(L.eotiomycetes)占比均减小;银耳菌纲、丝霉菌纲 (Mortierellomycetes)在B处理下占比增加。
在非根际土中,施肥后土壤中Class水平的菌群没有明显的规律变化,未分类子囊菌纲、银耳菌纲在B处理下占比均增加。
3.3.3真菌群落结构与土壤化学性质的关系
试验发现,施肥会改变根际、非根际土壤中真菌群落结构,同时改变根际、非根际土壤中化学性质与细菌间的正负相关关系。根际比非根际真菌群落结构丰富可能是因为根部分泌物数量及种类更多,进而影响到根际微生物群落及活性,促进土壤中化合物的分解与矿化,进而改变土壤化学性质含量。
表3.12施肥对土壤真菌α多样性指数的影响
Figure RE-RE-GDA0002703240350000251
3.4溶磷菌肥及纯有机肥对毛竹春笋产量及品质的影响
3.4.1施肥对毛竹春笋产量的影响
施肥后毛竹春笋生长指标如表3.13所示,退笋数在A、B处理下分别为14个、11个,相比C减少6.67、26.67%,且与C存在显著差异(p<0.05);成活笋数在B处理下达到最大值为45个,相比A处理、C分别增加了15.38%、32.35%,且与A处理、C均具有显著差异 (p<0.05);出笋总数在B处理下达到最大值为56个,但并未与其他处理有显著差异,以上结果说明溶磷菌肥可以相对增加毛竹春笋产量,并显著减小退笋率。平均地径在B处理下达到最大值最14.67cm,相比C增加了29.48%,且与A处理具有显著性;平均笋高在B处理下达到最大值为64.32cm,相比C增加了9.09%,且与C存在显著差异(p<0.05)。
以上结果表明,成活笋数、出笋总数、平均地径和平均笋高四项指标皆为处理B>处理 A>处理C,施肥均可以提高毛竹各项生长指标,促进毛竹春笋生长并提高产量,溶磷菌肥对提高毛竹春笋产量具有更显著作用。
表3.13不同处理下的毛竹春笋生长指标
Figure RE-RE-GDA0002703240350000261
3.4.2施肥对毛竹春笋品质的影响
施肥后毛竹春笋全量氮磷钾含量如表3.14所示,在B处理下,全氮相比C处理增加了 7.73%,且与C处理存在显著差异(p<0.05);全磷相对C处理增加了46.67%,相对A处理增加了25.71%,且与C、A处理均存在显著差异(p<0.05);全钾含量相对C处理增加了28.01%,且与C处理存在显著差异(p<0.05)。总的来说,施肥可以增加毛竹春笋中养分的含量,且溶磷菌肥对提高毛竹春笋养分具有显著作用。
表3.14不同处理下的毛竹春笋全量氮磷钾元素指标
Figure RE-RE-GDA0002703240350000262
施肥后毛竹春笋品质指标含量如表3.15所示,施肥后与C对比,除了含水率没有显著差异外(p>0.05),其余指标均具有显著差异(p<0.05)。粗灰分占比在B处理下达到最大值为 9.22%,相比A处理增加5.49%,相比C增加12.99%,且三个处理间均存在显著差异,这说明溶磷菌肥有利于毛竹笋中养分的吸收和累计;粗蛋白占比在不同处理下的排序为:B>A>C,且三个处理均存在显著差异,相对于C分别增加了27.13%、11.71%;对粗脂肪、蔗糖而言,含量排序为B>A>C,但A处理与C之间并无显著差异,粗脂肪含量相对C增加17.82%,蔗糖含量相对C增加13.35%;施用溶磷菌肥可以显著减小毛竹春笋中粗纤维的含量,相对C 减小16.65%。研究发现,施用溶磷菌肥通过提高毛竹春笋营养成分,进而提高毛竹春笋品质,改善毛竹春笋口感,溶磷菌肥效果更显著。
表3.15不同处理下的毛竹春笋营养物质指标
Figure RE-RE-GDA0002703240350000263
Figure RE-RE-GDA0002703240350000271
3.4.4毛竹春笋品质指标间相关性分析
不同施肥处理下毛竹春笋品质指标与出笋盛期土壤化学指标间相关性质如表3.16所示。从表中可以看出,多指标间关系密切,互为相关。结果显示:春笋品质间除含水外普遍存在显著差异,粗纤维与其他指标间均存在显著负相关(p<0.05);粗蛋白、粗脂肪、粗灰分三者间互为极显著正相关(p<0.01);蔗糖与粗蛋白间存在极显著正相关(p<0.01),与除粗纤维、含水外的指标均呈显著正相关(p<0.05);全量氮磷钾对毛竹春笋品质指标均除粗脂肪、含水外均有显著差异,其中全磷与粗脂肪存在显著正相关(p<0.05)。说明毛竹春笋中全量氮磷钾元素会影响春笋品质,而春笋品质间也存在正、负相关,施肥可以提高竹笋品质、提高春笋口感。
表3.16不同处理下毛竹春笋品质与养分含量间相关性分析
Figure RE-RE-GDA0002703240350000272
注:**在0.01水平上显著相关,
*在0.05水平上显著相关。
3.4.5毛竹春笋品质指标与土壤化学性质偏相关性分析
不同施肥处理下毛竹春笋品质指标与出笋盛期土壤化学指标间相关性质如表3.17所示。从表中可以看出,多指标间关系密切,互为相关。结果显示:春笋中粗灰分含量与土壤中pH、全量氮磷钾含量均呈极显著正相关(p<0.01),与有效磷、酸性磷酸酶活性均呈显著正相关 (p<0.05);春笋中粗蛋白含量与pH、全磷氮磷钾、有效磷含量均呈极显著正相关(p<0.01),与铵态氮、全钾及有机质含量呈显著正相关(p<0.05);粗脂肪含量与土壤中全磷、有效磷含量呈极显著正相关(p<0.01),与全钾含量呈显著正相关(p<0.05);粗纤维含量与速效钾、全钾含量呈极显著负相关(p<0.01),与pH、铵态氮、全磷、酸性磷酸酶活性呈显著负相关 (p<0.05);蔗糖含量与全磷、有效磷含量呈极显著正相关(p<0.01),与全钾、酸性磷酸酶活性呈显著正相关(p<0.05);春笋中全氮含量与土壤中除硝态氮、有效磷以外的其余指标含量均呈正相关,其中与pH、铵态氮含量呈极显著正相关(p<0.01);春笋中全磷含量与pH、全磷含量呈极显著正相关(p<0.01);与铵态氮、全氮、有效磷、全钾含量呈显著正相关(p <0.05);春笋中全钾含量与土壤中pH、全氮、全磷、酸性磷酸酶活性呈极显著正相关,与有效磷、全钾含量呈显著正相关(p<0.05)。说明土壤化学性质对春笋品质、养分不同指标产生不同程度的影响,因而施肥有利于提高毛竹春笋品质及养分指标含量,但土壤性质对春笋含水率影响不大。
表3.17毛竹春笋品质、养分指标与出笋盛期土壤化学指标间偏相关性分析
Figure RE-RE-GDA0002703240350000281
注:**在0.01水平上显著相关,
*在0.05水平上显著相关4讨论与结论。
4.1讨论
4.1.1施用溶磷菌肥及纯有机肥对毛竹林土壤化学性质的影响
施肥可以改善提高土壤肥力,同时可以提高植物品质,因此施肥对农林生产具有重要作用。土壤肥力提升后,可促进作物生长,因此施肥是目前采取的一项重要农业、林业措施。本发明中发现,纯有机肥、溶磷菌肥处理均可以提高土壤中养分、酸性磷酸酶活性及活性、中等活性磷组分含量,且溶磷菌肥处理下上述化学性质含量最高;施肥处理降低土壤硝态氮含量,且溶磷菌肥处理下硝态氮含量最低。
氮、磷、钾是植物生长所必需的三大营养元素,土壤养分含量直接影响植物可吸收的用量。在本发明中,施用溶磷菌肥显著提高了土壤中的全量及速效氮磷钾元素含量(p<0.05),施用溶磷菌肥后土壤硝态氮含量则降低。本实施例施用溶磷菌肥,解磷菌通过分泌有机酸、释放H+离子,将土壤中难溶磷的磷酸根与难溶性磷素置换分解出来,从而改变土壤的pH及磷素相关指标含量,在提高土壤供磷水平的同时,提高了土壤的生物有效性,促进土壤中难溶性钾、难溶性氮的活化,进而促进土壤大环境中养分的变化。由于毛竹不同生长时期对养分的需求不同,各养分含量在不同时期均发生变化。
土壤不同磷组分承担不同作用,土壤磷组分与土壤养分、微生物多样性均有关系,会根据土壤环境水平调整其分配。本发明发现施用溶磷菌肥可以提高土壤中活性、中等活性磷组分,降低蓄闭态磷组分含量。本发明中蓄闭态磷组分含量减小,施用不同浓度的溶磷菌肥均可以提高土壤中全磷、有效磷与酸性磷酸酶活性,对各级磷组分而言,可以显著提高H2O-P、 NaHCO3-Pi、NaOH-Pi含量,降低HCl-Pi与Residual-P含量。
4.1.2施用溶磷菌肥及纯有机肥对毛竹林土壤细菌、真菌群落结构及其多样性的影响
森林生态系统中,土壤微生物分解能力、群落结构多样性对土壤养分循环中起着重要的作用,土壤养分的改变也会影响土壤微生物种群数量。本发明发现,施肥可以提高毛竹林土壤细菌和真菌群落OTU数量、群落多样性及丰富度,通过对土壤门水平下细菌与纲水平下真菌进行分析后发现施肥会改变细菌、真菌相对丰度及种类,通过对土壤细菌、真菌进行冗余分析,发现溶磷菌肥可更大程度改变土壤细菌、真菌群落结构。
4.1.3施用溶磷菌肥及纯有机肥对毛竹春笋产量及品质的影响
施肥可提高竹笋的出笋数及成活率,提高竹笋品质及竹笋养分。根据本发明,毛竹春笋的出笋数、退笋数、成活笋数、平均地径、平均株高都和施肥有一定关系,会随着施肥的改变而改变,溶磷菌肥处理下毛竹春笋成活笋数、平均地径最高。
溶磷菌肥处理下全量氮磷钾含量均为溶磷菌肥>纯有机肥>对照。溶磷菌肥处理下毛竹春笋内粗灰分、粗蛋白、粗脂肪、蔗糖含量均上升,粗纤维含量降低。施用溶磷菌肥可以改变作物的品质、产量及养分。施肥后毛竹春笋产量、品质、及养分含量均显著高于对照处理,这是由于溶磷菌肥改变土壤环境的同时,提高土壤中养分含量、生物有效性,促进了春笋对养分的吸收利用。
目前针对于毛竹林施用溶磷菌肥的研究不多,本发明采样时间为出笋盛期、新竹展叶期、成竹期与孕笋期。完成本发明过程中,只研究了出笋盛期土壤微生物群落结果及多样性、毛竹春笋品质及养分状况,不能完整的反应毛竹出笋、成竹过程中土壤微生物、土壤养分与地上植物间的养分动态变化,因此后续可以进一步研究施用一年中各月份溶磷菌肥对毛竹林土壤养分、土壤微生物群落结构多样性、毛竹春笋及成竹的影响,并增加地上毛竹竹杆、竹叶、竹枝及凋落物与土壤间的关系,掌握毛竹生长发育过程中地上地下部分的养分循环及去向,为培育高品质毛竹笋用林提供更加精准的理论依据。
本实施例设置在江西省毛竹主产区施溶磷菌肥半年后进行,通常,生物肥存在明显的后效作用,而当年施入土壤中的溶磷菌肥利用率与肥效不高,故部分指标与对照间并无显著差异。所以,还需要继续进行施溶磷菌肥三至五年的跟踪研究来深入探究溶磷菌肥添加对毛竹春笋品质、土壤性质的影响。从已获得的研究结果看,本发明方法已经取得了重要的技术成果。
本实施例只设置溶磷菌肥与纯有机肥处理,结果表明施用溶磷菌肥对毛竹春笋及土壤环境有益,建议后期研究中增设不同肥料的用量梯度,找出最适宜南方红壤区毛竹林生长发育的溶磷菌肥施用量,为培育高品质毛竹笋用林提供更加精准的肥料用量依据。
4.2结论
本发明中的纯有机肥、溶磷菌肥处理均会提高土壤中有机质、铵态氮、全氮、磷素、钾素及酸性磷酸酶活性,降低土壤硝态氮含量,改善土壤酸化状况。溶磷菌肥处理下上述指标与对照间存在显著差异(p<0.05),且根际土壤化学性质普遍高于非根际土壤。土壤化学指标会随毛竹生长时期发生变化:pH、全钾、全磷含量随时间推移表现出先上升后下降、而后继续上升的变化趋势;有机质含量随时间推移表现出先下降后上升、而后下降的变化趋势;全氮、铵态氮含量随时间推移表现出先下降后上升、而后下降的变化趋势;硝态氮、有效磷含量随时间推移表现出先下降后上升的变化趋势;速效钾、酸性磷酸酶活性随时间推移表现出先上升后下降的趋势。有机质、铵态氮、全氮、酸性磷酸酶活性和全磷含量在新竹展叶期最大,有效磷、全钾含量在孕笋期最大。溶磷菌肥处理下土壤各养分指标含量均提升,且与对照间存在显著差异,说明溶磷菌肥可以更好的提高毛竹林土壤中氮磷钾元素含量,补充毛竹春笋及新竹带走的养分,改善土壤缺磷现状,有效维持毛竹林地养分平衡。
不同施肥处理下毛竹土壤各级磷组分含量的变化规律不完全相同,纯有机肥与溶磷菌肥均可提高不同笋期毛竹林土壤活性、中等活性磷组分含量,降低土壤蓄闭态磷组分含量,且提高各级磷组分总量,Residual-P组分含量在磷组分中占比最大,其次为NaOH-Po、NaOH-Pi 组分与NaHCO3-Pi组分。毛竹林土壤中各级磷组分含量会随毛竹生长时期发生变化: Residual-P组分大部分呈现先下降后上升的变化趋势;NaOH-Pi组分大部分呈现先上升后下降、而后上升的变化趋势;NaOH-Po组分大部分呈现逐渐下降的变化趋势;NaHCO3-Pi组分大部分呈现稳定不变的变化趋势。溶磷菌肥处理下NaOH-Po、NaHCO3-Pi组分含量最高,Residual-P组分含量最低,且与对照处理间存在显著差异。通过研究不同磷组分与全磷、有效磷间的相应发现,不同磷组分中NaOH磷组分对土壤全磷、有效磷影响更大,蓄闭态磷组分与活性、中等活性磷组分间存在转化关系。溶磷菌肥使用后毛竹林土壤无机磷组分比例上升、有机磷比例下降,说明溶磷菌肥可以改变磷组分中活性磷、中等活性磷、蓄闭态磷的含量及转化,提高土壤中可直接吸收利用的磷素含量。
施肥可以提高土壤细菌群落OTU数量、多样性及丰富度,改变微生物群落相对丰度,α多样性指数中shannon指数、simpson指数在溶磷菌肥处理下达到最大值,通过对细菌群落进行PCoA分析发现溶磷菌肥处理与对照处理显著分开。对土壤门水平下细菌进行分析后发现,变形菌门、酸杆菌门、绿湾菌门为三大优势菌群,占Phylum总数69.21%-85.63%,施肥后酸杆菌门、浮霉菌门、疣微菌门占比增大,根际土中变形菌门、放线菌门占比增大。对土壤细菌进行冗余分析后发现,施用溶磷菌肥会更大程度改变土壤细菌群落结构,土壤中TP、AP 与酸杆菌门、变形菌门间存在正相关关系。以上结果说明溶磷菌肥处理会更大程度改变土壤细菌群落类别及结构占比,土壤养分的变化与菌群丰度间存在直接影响,养分的变化会改变土壤细菌群落类别及丰度。施肥可以提高土壤真菌群落OTU数量、多样性及丰富度,改变微生物群落相对丰度。溶磷菌肥处理下α多样性指数中shannon指数达到最大值3.35、simpson 指数在溶磷菌肥处理下达到最小值0.10,与对照处理间存在显著差异。对土壤纲水平下真菌进行分析后发现,土壤中子囊菌纲、伞菌纲、银耳菌纲等为优势菌群为三大优势菌群,占Class 总数28.6%-95.62%。施肥后子囊菌纲、散囊菌纲占比增大,伞菌纲、粪壳菌纲、嗜酸乳杆菌纲占比减小。对土壤真菌进行冗余分析后发现,施用溶磷菌肥会更大程度改变土壤真菌群落结构。通过提高土壤大部分化学性质与CK形成差异,降低NO3--N与CK形成差异,化学指标与除真菌、子囊菌外的真菌群落为正相关关系。同时,本实施例研究发现,未定义腐生真菌、腐臭菌为主要优势菌群,且溶磷菌肥处理下占比达到最大,在其余菌群中,施用溶磷菌肥可以显著增加腐臭菌、内生寄生菌相对丰度。以上结果说明溶磷菌肥处理会更大程度改变土壤细菌群落类别及结构占比,土壤养分的变化与菌群丰度间存在直接影响,养分的变化会改变土壤细菌群落类别及丰度。
施肥可提高毛竹春笋的出笋数及成活率,提高春笋品质,溶磷菌肥处理下效果更好。溶磷菌肥处理下毛竹春笋成活笋数为45个、平均地径为14.67cm,与纯有机肥处理间均存在显著差异(p<0.05)。施肥可以显著提高毛竹春笋内的全量氮磷钾含量,毛竹春笋中全磷含量在溶磷菌肥处理下最高为0.40g/kg,与纯有机肥处理间存在显著差异(p<0.05),且三个处理中全磷氮磷钾含量溶磷菌肥>纯有机肥>对照。通过对毛竹春笋品质与土壤性质进行偏相关分析,发现土壤化学性质对春笋品质、养分不同指标产生不同程度的影响,施肥有利于提高毛竹春笋品质及养分指标含量。
以上结果说明施用溶磷菌肥可以更好的提高毛竹春笋内粗灰分、粗蛋白、粗脂肪、蔗糖含量,提升毛竹春笋营养成分及口感。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对本发明的限制,本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的精神和范围内,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种溶磷菌肥,其特征在于,包括溶磷菌和有机基质。
2.根据权利要求1所述的溶磷菌肥,其特征在于,所述溶磷菌为克雷伯氏菌SQP80(Klebsiella),生物保藏编号为:CCTCC M 2020253。
3.根据权利要求1所述的溶磷菌肥,其特征在于,所述溶磷菌为伯克霍尔德菌(Burkholderia),生物保藏编号为:CCTCC M 2020254。
4.根据权利要求1所述的溶磷菌肥,其特征在于,所述有机基质包括以下组分:菜枯饼、食用菌渣、牛粪。
5.根据权利要求4所述的溶磷菌肥,其特征在于,所述有机基质各组分按重量份计分别为:菜枯饼18~23份,食用菌渣25~30份,牛粪50~55份。
6.根据权利要求1所述的溶磷菌肥,其特征在于,所述溶磷菌活菌数为0.1~0.25亿/g。
7.根据权利要求1所述的溶磷菌肥,其特征在于,所述溶磷菌肥有机质含量49%~53%,NPK含量4%~5%。
8.根据权利要求1所述的溶磷菌肥,其特征在于,所述有机基质为堆肥。
9.根据权利要求8所述的溶磷菌肥,其特征在于,所述溶磷菌在堆沤前添加入有机基质,或在堆沤完成后添加入有机基质。
10.1~9任一权利要求所述溶磷菌肥作为毛竹专用肥的应用。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111961608A (zh) * 2020-07-14 2020-11-20 江西农业大学 一种溶磷菌、溶磷菌剂、生物菌肥及应用

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1443729A (zh) * 2002-03-12 2003-09-24 吴晓丽 竹林生物肥
US20110077155A1 (en) * 2009-09-28 2011-03-31 Goodwin Brian B Fertilizer compositions and methods
CN103396971A (zh) * 2013-08-22 2013-11-20 牛赡光 一株洋葱伯克霍尔德菌及其应用
KR20140019996A (ko) * 2012-08-07 2014-02-18 효성오앤비 주식회사 미생물 배양체를 포함하는 유기질비료 조성물 및 이의 제조방법
CN103642742A (zh) * 2013-12-27 2014-03-19 中国热带农业科学院香料饮料研究所 一种伯克霍尔德氏菌及其应用
CN106518344A (zh) * 2016-11-02 2017-03-22 湖南省吉祥天生物科技有限公司 一种带防涝增氧功效的毛竹专用生物肥及其生产方法
CN106631286A (zh) * 2017-01-16 2017-05-10 东北农业大学 一种通过生物聚磷制备的富磷高效堆肥产品及其方法
CN106754463A (zh) * 2016-11-14 2017-05-31 南京农业大学 一株具解磷能力伯克霍尔德菌属细菌njau‑b8及其研制的微生物肥料
EP3181538A1 (en) * 2015-12-15 2017-06-21 Fertinagro Nutrientes, S.L. Fertiliser composition including metal ions complexed with amino acids to improve the solubilization of phosphorus by the microorganisms present in the soil
CN110143834A (zh) * 2019-04-08 2019-08-20 湖北省林业科学研究院 一种毛竹笋用生态缓释肥
CN110144313A (zh) * 2019-05-28 2019-08-20 黄河三角洲京博化工研究院有限公司 一种产酸克雷伯氏菌及其应用
CN110669686A (zh) * 2019-03-07 2020-01-10 慕恩(广州)生物科技有限公司 一株伯克霍尔德氏菌及其应用
CN111100812A (zh) * 2019-12-27 2020-05-05 江西农业大学 一株拉塔伯克霍尔德菌pn1及其应用
CN112280702A (zh) * 2020-07-10 2021-01-29 江西农业大学 一种溶磷菌、溶磷菌剂、生物菌肥及应用

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1443729A (zh) * 2002-03-12 2003-09-24 吴晓丽 竹林生物肥
US20110077155A1 (en) * 2009-09-28 2011-03-31 Goodwin Brian B Fertilizer compositions and methods
KR20140019996A (ko) * 2012-08-07 2014-02-18 효성오앤비 주식회사 미생물 배양체를 포함하는 유기질비료 조성물 및 이의 제조방법
CN103396971A (zh) * 2013-08-22 2013-11-20 牛赡光 一株洋葱伯克霍尔德菌及其应用
CN103642742A (zh) * 2013-12-27 2014-03-19 中国热带农业科学院香料饮料研究所 一种伯克霍尔德氏菌及其应用
EP3181538A1 (en) * 2015-12-15 2017-06-21 Fertinagro Nutrientes, S.L. Fertiliser composition including metal ions complexed with amino acids to improve the solubilization of phosphorus by the microorganisms present in the soil
CN106518344A (zh) * 2016-11-02 2017-03-22 湖南省吉祥天生物科技有限公司 一种带防涝增氧功效的毛竹专用生物肥及其生产方法
CN106754463A (zh) * 2016-11-14 2017-05-31 南京农业大学 一株具解磷能力伯克霍尔德菌属细菌njau‑b8及其研制的微生物肥料
CN106631286A (zh) * 2017-01-16 2017-05-10 东北农业大学 一种通过生物聚磷制备的富磷高效堆肥产品及其方法
CN110669686A (zh) * 2019-03-07 2020-01-10 慕恩(广州)生物科技有限公司 一株伯克霍尔德氏菌及其应用
CN110143834A (zh) * 2019-04-08 2019-08-20 湖北省林业科学研究院 一种毛竹笋用生态缓释肥
CN110144313A (zh) * 2019-05-28 2019-08-20 黄河三角洲京博化工研究院有限公司 一种产酸克雷伯氏菌及其应用
CN111100812A (zh) * 2019-12-27 2020-05-05 江西农业大学 一株拉塔伯克霍尔德菌pn1及其应用
CN112280702A (zh) * 2020-07-10 2021-01-29 江西农业大学 一种溶磷菌、溶磷菌剂、生物菌肥及应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SULIASIH等: "The application of Klebsiella sp. and Rhizobium radiobacter as biofertilizer and Palm Oil Mills Effluent (POME) as organic fertilizer on growth of Paraserianthes falcataria", 《EARTH AND ENVIRONMENTAL SCIENCE》 *
吴高洋等: "毛竹根际新黑曲霉的解磷特性及促生作用", 《林业科学研究》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111961608A (zh) * 2020-07-14 2020-11-20 江西农业大学 一种溶磷菌、溶磷菌剂、生物菌肥及应用

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Publication number Publication date
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