EM和木美土里2种生物菌肥对苹果园土壤肥力的影响
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作者:邓霏 呼丽萍 邹亚丽 周亚萍 张嘉全
摘要 为了研究EM和木美土里2种生物菌肥对薄层砂砾土质苹果园土壤肥力的影响，以3年生矮化密植苹果园为试验对象，针对2种生物菌肥在2.5、5.0 kg/株2种施肥水平下对0～20 、20～40、40～60 cm 3个土层中土壤pH、有机质、速效磷、速效钾、全氮、全磷及全钾7项理化指标的影响进行试验。结果表明，与CK相比，4个施菌肥处理的土壤pH下降了0.29～0.65，有机质、速效磷、速效钾、全氮、全磷及全钾含量依次提高了1.5%～105.6%、18.4%～99.5%、22.3%～244%、23.8%～76.9%、9%～150%、1.3%～38.9%;木美土里菌肥对全钾的提升效果比EM菌肥突出，而EM菌肥对pH降低和其余5项指标提升的效果比木美土里菌肥突出;2种菌肥在2个施肥水平下，对土壤理化指标的影响无明显差异。
关键词 苹果园;土壤肥力;EM生物菌肥;木美土里生物菌肥
中图分类号 S 144文献标识码 A文章编号 0517-6611（2020）04-0146-04
doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.04.043
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
The Influence of Two Biologic Fertilizers EM and Mumeituli on the Soil Fertility of Apple Orchard
DENG Fei1，2，HU Li-ping1，2，ZOU Ya-li1，2 et al
（1.College of Bioengineering and Biotechnology， Tianshui Normal University， Tianshui，Gansu 741000;2.Gansu Big Cherry Technology Innovation Center，Tianshui，Gansu 741000 ）
Abstract To study the influence of two biologic fertilizers EM and Mumeituli on the soil fertility of apple orchard with a thin layer of gravel soil， 3-year short-stalk close planting apple orchard was selected as the object，test on the influence of two biologic fertilizers on seven physicochemical indexes including soil pH， organic matter， available phosphorus， available potassium， total nitrogen， total phosphorus and total potassium in the three soil layers of 0-20 ， 20-40 and 40-60 cm under the two fertilization levels of 2.5 kg/plant and 5 kg/plant was carried out. The results indicated that， compared with CK， the soil pH in the three soil layers decreased by 0.29-0.65， while the organic matter， available phosphorus， available potassium， total nitrogen， total phosphorus and total potassium improved by 1.5%-105.6%， 18.4%-99.5%， 22.3%-244%， 23.8%-76.9%， 9%-150% and 1.3%-38.9%， respectively. The increasing effect of Mumeituli on total potassium was more obvious than that of EM， but the decreasing effect of EM on soil pH was more obvious than that of Mumeituli and the increasing effect of EM on the other five indexes was more obvious than that of Mumeituli;the two biologic fertilizers showed no significant differences in the influence of soil physicochemical indexes under the two fertilization levels.
Key words Apple orchard;Soil fertility;EM bio-bacterial fertilizer;Mumeituli bio-bacterial fertilizer
生物菌肥，是指一類含有特定的活体微生物，并通过其生命活动促进植物营养元素吸收的肥料[1]。其作用机理：改善土壤理化特性、提供植物所需的营养元素和改善植物对营养元素的吸收等;微生物在生长过程中释放激素，刺激作物根系的生长，使作物积累营养成分，最终使产量提高;还可以增强植物抗逆性，抑制病虫害发生，降低产量损失[2-4]。 EM菌肥是一种由光合细菌、放线菌、酵母菌以及乳酸菌等10个属80多种微生物混合培育而成的生物制剂[5]。其菌液中微生物的相互作用，可以改善土壤环境，抑制有害微生物，丰富有益微生物，形成再生机制，溶解磷、钾，固氮，使能量汇集，并改善土壤的酸、碱、黏、沙和易涝、易旱等不良性质，促进团粒化，提高土壤的保水和透气性能[5-7]。木美土里是集多种厌氧拮抗菌的复合菌肥，具有改良盐碱、盐渍化土壤，增加土壤通透性，提高土壤养分的有效性;促进作物根系生长，改善作物品质，促进作物高产稳产;降低有害病原菌基數，大大减轻因重茬引起的土传病害的发生，提高作物抗病性等功能[8-9]。与“专一性”“局限性”“专用肥”的传统化肥相比EM和木美土里菌肥具有明显的优势。
天水市麦积区昊源农艺有限公司的富士苹果矮化密植果园位于葫芦河流域旁，土壤为薄层砂砾土壤，采用矮化密植栽培方式。
果树矮化密植是通过降低树高和控制树冠，充分利用空间和地力，增加果园单位面积栽植株数，提高劳动生产率和单位面积产量的新型栽培方式[10]。由于传统稀植果园的施肥策略不能满足该果园的发展需求。因此有必要调查生物菌肥对密植富士果园土壤肥力的影响。
尽管研究表明生物菌肥可以改善土壤的理化性质，提高果品的品质和产量[11-12]。但生物菌肥对于薄层砂砾土壤的适应性和对土壤肥力改善效果的研究较少。因此，笔者选择天水市麦积区昊源农艺有限公司的富士苹果矮化密植园为试验基地，
研究EM和木美土里2种生物菌肥在矮化密植果园薄层砂砾土壤中的施用效果，以期为果农科学施用菌肥提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地位于甘肃省天水市麦积区昊源农艺有限公司的苹果矮化密植园。该果园位于葫芦河流域旁，土层薄，土质为砂砾土，光照充足，年均降雨量480.3 mm，年均气温12 ℃，昼夜温差大，全年无霜期211 d。果园建于2016年，面积为13.33 hm2，苹果品种为富士，砧木为中间砧，采用矮化密植栽培技术，按照1.5 m×4.0 m的株行距进行栽植，行内覆无纺地布。
1.2 试验材料
EM生物菌肥：有机质含量≥ 45%，N+P2O5+K2O≥ 6%，菌数≥2 亿/g，由陕西西果联农业发展有限公司生产。
木美土里生物菌肥：有机质含量≥ 30%，N+P2O5+K2O ≥6%，菌数≥ 2 亿/g，由河北木美土里科技有限公司生产。
1.3 试验设计
共设5个处理：①EM 2.5 kg/株;②EM 5.0 kg/株;③木美土里2.5 kg/株;④木美土里5.0 kg/株;⑤CK（不施任何肥料）。每96株树为一个重复，重复2次，各处理顺序分布。于2017年11月结合果园秋施基肥同步进行施肥，施肥方式为穴施，施肥深度为20～30 cm。
1.4 土样采集
施肥180 d后，于2018年5月1日进行土样采集，在各处理区域内采用“S”形取样法，采集5个样点，采土深度分别为0～20、20～40、40～60 cm，同土层土壤混合为一个土壤样品，自然风干后，分别过0.25 mm和2.00 mm筛，保存备用。
1.5 测定指标与方法[13]
pH以2.5∶1.0水土比，采用pH计测定;有机质含量的测定采用重铬酸钾容量法;全氮含量的测定采用凯氏定氮法;全磷含量的测定用钼锑抗比色法;速效磷含量的测定采用0.5 mol/L NaHCO3浸提-钼锑抗比色法;全态钾含量的测定采用火焰光度计法;速效钾含量的测定采用1 mol/L NH4OAc浸提-火焰光度法。
1.6 数据处理
运用Microsoft Excel 2010和SPASS 17.0软件进行数据处理、统计分析，用Origin2018软件绘图。
2 结果与分析
2.1 EM和木美土里2种生物菌肥对土壤pH的影响
从图1可以看出，CK的土壤pH在0～20、20～40、40～60 cm土层分别为8.13、8.22、8.15。而施加EM和木美土里2种菌肥后，各土层的土壤pH与CK相比均有所下降，且差异显著（P<0.05），说明这2种菌肥均有降低土壤pH的功能。
在0～20和20～40 cm土层各施肥处理降低pH效果为EM 2.5 kg/株>EM 5.0 kg/株>木美土里 2.5 kg/株>木美土里5.0 kg/株，其中EM 2.5 kg/株处理在这2个土层中的pH分别为7.53和7.57，与CK相比分别降低了7.3%和7.9%;在40～60 cm土层各施肥处理对pH影响效果为木美土里2.5 kg>EM 2.5 kg/株>EM 5.0 kg/株>木美土里 5.0 kg/株，其中木美土里2.5 kg/株处理的pH为7.6，与CK相比降低了6.7%。
可见，EM菌肥降低土壤pH的效果比木美土里菌肥的效果明显，且2种菌肥降低土壤pH的效果均显示出2.5 kg/株处理优于5.0 kg/株处理。EM菌肥对3个土层pH的影响效果随土层深度的增加而减弱，木美土里菌肥则与之相反。
2.2 EM和木美土里2种生物菌肥对土壤有机质含量的影响
EM和木美土里2种生物菌肥对土壤有机质的影响见图2，与CK相比，各施肥处理均能提高土层有机质含量。
各土层中，各施肥处理的土壤有机质含量：EM 5.0 kg/株>EM 2.5 kg/株>木美土里5.0 kg/株>木美土里2.5 kg/株，其中EM 5.0 kg/株处理的土壤有机质含量在各土层分别为14.59、11.71和7.91 g/kg，与CK相比提高了47.2%、28.8%和105.4%。 在各土层中，EM菌肥处理的有机质含量均高于木美土里菌肥处理（P<0.05）。两种菌肥有机质含量在各土层中均表现出5.0 kg/株处理大于2.5 kg/株处理，且在0～20 cm土层中高肥处理有机质含量显著高于低肥处理;20～40 cm土层中EM 5.0 kg/株处理有机质含量显著大于2.5 kg/株处理，木美土里两个施肥量间差异不显著;40～60 cm土层有机质也表现出高肥处理高于低肥处理，但各处理间无显著差异。
2.3 EM和木美土里2种生物菌肥对土壤速效磷和速效钾含量的影响
施加EM和木美土里2种生物菌肥后，除40～60 cm土层中木美土里2.5 kg/株处理外，土壤中速效磷含量均显著高于CK（P<0.05）。
由图3可知，在0～20 cm土层各施肥处理的土壤速效磷含量表现为EM 5.0 kg/株>木美土里2.5 kg/株>EM 2.5 kg/株>木美土里5.0 kg/株，其中EM 5.0 kg/株处理的速效磷含量达17.44 mg/kg，与CK相比提高了99.5%;在20～40 cm土层各施肥处理的速效磷含量表现为EM 2.5 kg/株>EM 5.0 kg/株>木美土里5.0 kg/株>木美土里2.5 kg/株，其中EM 2.5 kg/株处理的速效磷含量17.93 mg/kg与CK相比提高了80.7%;在40～60 cm土层各施肥处理的土壤速效磷含量表现为木美土里5.0 kg/株>EM 2.5 kg/株>EM 5.0 kg/株>木美土里2.5 kg/株，其中木美土里5.0 kg/株處理的速效磷含量达15.8 mg/kg，与CK相比提高了66.7%。
不同土层中，EM菌肥的2个施肥量之间无显著差异;在0～20 cm土层木美土里2.5 kg/株处理的速效磷含量高于木美土里5.0 kg/株且差异显著（P<0.05），在20～40和40～60 cm土层速效磷含量随木美土里菌肥施肥量增加而增加，且差异显著（P<0.05）。
所用2种供试微生物菌肥EM和木美土里均可显著提高土壤中速效钾含量（P<0.05）。
由图4可知，在0～20和40～60 cm土层，各施肥处理的速效钾含量表现为EM 5.0 kg/株>EM 2.5 kg/株>木美土里2.5 kg/株>木美土里5.0 kg/株，其中EM 5.0 kg/株处理的速效钾含量与CK相比分别提高了124%和244%;在20～40 cm土层各施肥处理的速效钾含量表现为EM 2.5 kg/株>EM 5.0 kg/株>木美土里2.5 kg/株>木美土里5.0 kg/株，其中EM 2.5 kg/株处理速效钾的含量与CK相比提高了227%。
各土层EM菌肥处理的速效钾含量均显著高于木美土里菌肥处理。EM菌肥在20～40 cm土层2.5 kg/株处理的速效钾含量显著高于EM 5.0 kg/株处理（P<0.05），其他2土层2个施肥水平之间无显著差异;各土层中木美土里菌肥对速效钾含量的影响均为2.5 kg/株处理显著高于5.0 kg/株（P<0.05）。另外CK和各施肥处理的土壤速效磷含量均随土壤深度的增加而减少。在3个土层中2种菌肥对速效钾含量的影响均显示出随土层深度增加而减弱的趋势。
安徽农业科学2020年
2.4 EM和木美土里2种生物菌肥对土壤全氮、全磷、全钾含量的影响
施用2种菌肥后，土壤中全氮含量均显著高于CK（P<0.05）。由图5可知，在各土层中各施肥处理的全氮含量表现为EM 5.0 kg/株>EM 2.5 kg/株>木美土里5.0 kg/株>木美土里2.5 kg/株，其中EM 5.0 kg/株处理的全氮含量依次为1.62、1.5、1.33 g/kg，与CK相比分别提高了72%、76%、75%。在各土层中EM菌肥处理的全氮含量均高于木美土里菌肥处理。2种菌肥处理的全氮含量均随施肥剂量的增加而增加。各施肥处理对全氮含量的提升效果随土层深度的增加而减小。
施用EM和木美土里2种菌肥后，土壤中全磷含量与CK相比均有所增加，结果见图6。其中在0～20 cm土层，各施肥处理的全磷含量表现为EM 2.5 kg/株>木美土里2.5 kg/株> EM 5.0 kg/株> 木美土里5.0 kg/株;在20～40和40～60 cm土层，各施肥处理的全磷含量表现为EM 2.5 kg/株>EM 5.0 kg/株>木美土里5.0 kg/株>木美土里2.5 kg/株。其中，在各土层中EM 2.5 kg/株处理的全磷含量表现为1.98、1.82、2.24 g/kg，与CK相比分别提高了83%、89%、151%。
可见，2种菌肥对全磷含量的影响效果差异不大，不同菌肥的2个施肥水平之间也无显著差异。
施用EM和木美土里后土壤中全钾含量较CK均有所提高。且木美土里2.5 kg/株、木美土里5.0 kg/株、EM 2.5 kg/株 3个处理均能显著增加土壤中全钾含量（P<005），EM 5.0 kg/株处理的全钾含量高于CK但差异不显著（图7）。
其中，在0～20 cm土层，各施肥处理的全钾含量表现为木美土里5.0 kg/株>木美土里2.5 kg/株>EM 2.5 kg/株>EM 5.0 kg/株，其中木美土里5.0 kg/株处理的全钾含量为21.87 g/kg，与CK相比提高了37.2%。在20～40和40～60 cm土层，各施肥处理的速效钾含量表现为木美土里2.5 kg/株>木美土里5.0 kg/株>EM 2.5 kg/株>EM 5.0 kg/株，其中木美土里2.5 kg/株处理的全钾含量在这2个土层中分别为21.53、21.91 g/kg，与CK相比分别提高了32.9%、38.9%，显著增加了土壤中全钾含量（P<0.05）。 各土层中，木美土里菌肥处理的全钾含量均高于EM菌肥处理。EM 2.5 kg/株处理的全钾含量显著高于EM 5.0 kg/株处理;木美土里2.5 kg/株处理在40～60 cm土层显著高于木美土里5.0 kg/株处理，其余2个土层木美土里菌肥2个施肥水平间无显著差异。
3 讨论
酸碱性是土壤的重要化学性质，高pH会导致土壤板结、通水透气性差以及有机质分解加速和土壤养分流失快等，由此影响作物的正常生长发育[14]。该试验供试生物菌肥EM和木美土里均可以降低土壤pH，这与顾金凤[15]在微生物菌肥对盐渍化土壤的改良研究结果一致，说明施用菌肥可以增强土壤的缓冲能力，可能原因是肥料中的多种微生物代谢产生的多种氨基酸，其两性电解质具有的酸碱缓冲作用，从而降低了土壤pH[14]。
有机质含量是衡量土壤肥力的重要指标之一，能促进土壤团粒结构的形成，提供改善土壤物理化学及生物学过程的条件，提高土壤的缓冲性能，同时能为植物提供所需要的各种养分。而氮磷钾则是作物生长发育过程中必需的营养元素。
该试验结果表明EM和木美土里2种生物菌肥能不同程度地提高土壤中有机质、速效磷、速效钾、全氮、全磷及全钾含量，这与王若男等[16]在4种生物菌肥对盆栽油菜产量、品质及土壤养分含量的影响结果一致，也与薛博等[17]在复合微生物菌肥对杨柴生长及土壤理化性质的影响结果一致，说明施加生物菌肥可以提高土壤肥力水平。其原因，一方面可能是由于该试验所用2种供试菌肥EM和木美土里本身含有一定的有机质和氮磷钾，另一方面可能是由于肥料中所包含的大量微生物能提高土壤酶的活性使不溶性的养分溶解为可溶性的养分，利于作物根系吸收利用，同时还通过新陈代谢分泌一些有机酸性物质，分解有机质[15]。
该试验中4个施肥处理对土壤肥力的影响效果不同。木美土里菌肥对全钾的提升效果比EM菌肥突出，而EM菌肥对其余6个指标降低或提升的效果比木美土里菌肥突出，其原因可能是EM菌肥中所含的有机质含量比木美土里菌肥多，因此缓冲能力较好，另外可能是由于2种菌肥所含的微生物种类和数目不同，导致两者降低pH、增加肥力的效果有所差异。2种菌肥在2个施肥水平下，对土壤改良的效果无显著差异。
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