趙青云 趙秋芳 王輝 王華 朱飛飛 莊輝發(fā) 宋應(yīng)輝

摘 要 通過大田試驗研究施用不同有機肥對香草蘭生長，葉綠素熒光特性及土壤酶活性的影響。結(jié)果表明：有機肥和生物有機肥混合施用的處理香草蘭莖蔓和葉片干重顯著高于施用牛糞的處理；施用生物有機肥和有機肥的處理香草蘭葉片表觀電子光合傳遞速率（ETR）和實際光化學(xué)效率（Yield）無顯著性差異，但均顯著高于施用牛糞的處理；有機肥和生物有機肥混合施用的處理土壤酸性磷酸酶、脲酶和蔗糖酶活性顯著高于施用牛糞的處理。綜上所述，有機肥和生物有機肥配合施用可顯著促進香草蘭生長，提高香草蘭的光能利用效率和土壤酶活性。

關(guān)鍵詞 有機肥；香草蘭；土壤酶活性；葉綠素熒光特性

中圖分類號 S573；S144 文獻標識碼 A

香草蘭（Vanilla planifolia Andrews）又名香莢蘭、香子蘭，是名貴的蘭科多年生熱帶藤本香料植物，素有“天然食品香料之王”的譽稱，廣泛用于食品、煙草和化妝品等行業(yè)[1]。香草蘭還是用途廣泛的天然藥材，具有補腎、健胃、消脹、健脾、強心、驅(qū)風之功效，歐洲人將其用于治療風濕、胃病和抑郁癥等[2]。在中國海南省和云南西雙版納等地區(qū)有栽培，以海南居多。

生產(chǎn)上香草蘭種植園施肥以有機肥為主。近年來，中國在生物有機肥的研究與應(yīng)用方面取得突破性進展。大量研究表明：施用生物有機肥能夠促進作物生長，提高作物產(chǎn)量、品質(zhì)、作物葉綠素含量和光合效率，同時改善土壤肥力狀況，增加土壤有機質(zhì)和微生物數(shù)量，提高土壤酶活性[3-9]。Zhao等[10]通過大田試驗研究結(jié)果表明施用由枯草芽孢桿菌和氨基酸肥料發(fā)酵制得的生物有機肥可顯著促進甜瓜生長，提高產(chǎn)量，改良土壤微生物環(huán)境。Zhang等[11]研究結(jié)果表明，施用由多粘類芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌與有機肥經(jīng)固體發(fā)酵制得的生物有機肥可顯著提高黃瓜產(chǎn)量。Wei等[12]大田試驗研究結(jié)果表明，施用生物有機肥可顯著提高番茄植株干重。但施用生物有機肥能否促進香草蘭生長，提高香草蘭種植園土壤酶活性等未見相關(guān)報道。本文通過田間試驗比較施用不同有機肥對香草蘭生長，葉片熒光參數(shù)及土壤酶活性的影響，旨在為改善香草蘭生長狀況，尋找適宜其生長的（生物）有機肥及施肥量提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試生物有機肥BIOa和BIOb均為江蘇新天地生物肥料工程中心有限公司生產(chǎn)，BIOa養(yǎng)分含量：有機質(zhì)25%、全氮3.8%、P2O5 1.9%、K2O 2.3%；BIOb養(yǎng)分含量：有機質(zhì)25%、全氮3.5%、P2O5 1.7%、K2O 2.0%；有效活菌數(shù)均為0.5×108 cfu/g，BIOa和BIOb均由多粘類芽孢桿菌SQR21與氨基酸有機肥和豬糞堆肥經(jīng)固體2次發(fā)酵制得，但所用豬糞堆肥和氨基酸有機肥配比不同，SQR21可抑制土壤中有害真菌并可促進植物生長[11]。

有機肥：由江蘇沃野生物科技開發(fā)有限公司生產(chǎn)，養(yǎng)分含量：有機質(zhì)45%、全氮1.7%、P2O5 1.7%、K2O 2.2%。

牛糞：經(jīng)堆漚充分腐熟，有機質(zhì)8.2%、全氮0.6%、P2O5 0.3%、K2O 0.4%。

供試香草蘭品種為墨西哥香草蘭。

1.2 方法

1.2.1 試驗處理 供試土壤為沙壤土，養(yǎng)分含量為全氮0.72 g/kg，速效磷13.00 mg/kg，速效鉀93.00 mg/kg，有機質(zhì)12.67 g/kg。試驗共設(shè)6個處理：（1）對照（CK）（牛糞，3.8 kg/株）；（2）有機肥OF（1.5 kg/株）；（3）生物有機肥BIOa（0.5 kg/株）+有機肥OF（1 kg/株）；（4）生物有機肥BIOb（0.5 kg/株）+有機肥OF（1 kg/株）；（5）生物有機肥BIOa（0.5 kg/株）；（6）生物有機肥BIOb（0.5 kg/株）。每處理36株，3次重復(fù)，即共18個小區(qū)，每小區(qū)36株。

施肥時間：2012年4月。

試驗地點：中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院香料飲料研究所六甲香草蘭種植園。

1.2.2 測定指標 （1）植株生物量：施肥后在每小區(qū)選取10株香草蘭并用記號筆標記第1片新抽生葉，于施肥10個月后（2013年2月）每處理選取5株，自標記處剪取新生長的莖蔓。莖及葉片分別裝入牛皮紙袋中，置烘箱中殺青并烘至恒重，稱量。

（2）葉片葉綠素熒光參數(shù)：葉片葉綠素熒光參數(shù)的測定參照王輝等[13]方法進行。分別測定香草蘭葉片初始熒光（Fo）、暗適應(yīng)下的最大熒光（Fm）和最大光化學(xué)量子產(chǎn)量（Fv/Fm），表觀光合電子傳遞速率（ETR）、實際光化學(xué)量子效率（Yield）。

（3）土壤酶活性：選取根際土壤，裝入封口袋中帶回實驗室，室內(nèi)自然風干，過篩，置4 ℃冰箱保存，1周內(nèi)測定。蔗糖酶活性采用3，5-二硝基水楊酸比色法[14]。脲酶活性采用苯酚鈉比色法[15]，酸性磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法[16-17]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)均采用SPSS軟件（SPSS 16.0）進行ANOVA方差分析和多重比較（LSD，p≤0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對香草蘭地上部生長的影響

由圖1可知，處理OF+BIOa和OF+BIOb莖蔓干重分別為65.9和57.5 g/株，二者無顯著性差異，但均顯著高于CK和OF處理，與OF相比，分別增加了67.0%和45.7%。處理BIOa和BIOb莖蔓干重分別比CK增加了31.0%和28.4%，較OF處理增加27.6%和25.2%，但差異不顯著。另外OF+BIOa處理莖蔓干重顯著高于單施BIOa處理，但二者差異顯著。

不同處理間香草蘭葉片干重差異與莖蔓呈相似趨勢，處理OF+BIOa顯著高于CK、OF、BIOa和BIOb。處理OF+BIOb葉片干重顯著高于CK處理，同時顯著高于BIOb，但與OF處理無顯著性差異。 由此可見：施用OF+BIOa和OF+BIOb均能夠顯著增加香草蘭地上部生物量，且以O(shè)F+BIOa處理效果最好。

2.2 不同施肥處理對香草蘭葉綠素熒光特性的影響

由表1可知，處理CK初始熒光（Fo）顯著高于其它處理，OF處理Fo與OF+BIOa，OF+BIOb和BIOa差異不顯著，但顯著高于處理BIOb。施用有機肥及生物有機肥的各處理之間最大熒光產(chǎn)量（Fm）和可變熒光（Fv）無顯著性差異，但均顯著低于CK。各處理之間最大光化學(xué)量子產(chǎn)量（Fv/Fo）和PSⅡ的潛在活性（Fv/Fm）變化趨勢相似，均無顯著性差異（表1）。以上結(jié)果表明：施用有機肥和生物有機肥可提高香草蘭葉綠素熒光參數(shù)，其營養(yǎng)生長環(huán)境顯著改善。

不同施肥處理間香草蘭葉片表觀電子光合傳遞速率（ETR）和實際光化學(xué)效率（Yield）的差異見圖2。對照ETR和Yield均顯著低于其它施肥處理，但其它施肥處理之間差異不顯著。上述結(jié)果表明：施用有機肥和生物有機肥均可增加香草蘭葉片的表觀電子光合傳遞速率和實際光化學(xué)效率，提高香草蘭葉片光能利用效率。

2.3 不同有機肥處理對土壤酶活性的影響

施用BIOa的處理酸性磷酸酶活性顯著高于施用BIOb及OF的處理。處理BIOb與OF無顯著性差異，但均顯著高于CK（圖3-A）。不施任何肥料的香草蘭土壤酸性磷酸酶活性為0.29 μg/g（P2O5/土），顯著低于施用肥料的處理。表明施用BIOa更有利于提高土壤酸性磷酸酶活性，土壤有機磷轉(zhuǎn)化速度加快，土壤磷素有效性提高，利于香草蘭吸收磷。

處理OF+BIOa的脲酶活性最高，為4.32 μg/g（NH3-N/土），OF+BIOa、OF+BIOb和BIOa處理間脲酶活性差異不顯著，但均顯著高于CK，分別提高了58.4%，46.1%和47.8%（圖3-B）。處理CK脲酶活性顯著高于不施肥料的香草蘭土壤脲酶活性[2.03 μg/g（NH3-N/土）]。另外，OF+BIOa脲酶活性顯著高于處理OF，表明OF和BIOa混合施用較OF單施更能提高土壤脲酶活性，氮肥利用率提高。

不同施肥處理蔗糖酶活性如圖3-C所示，處理OF+BIOa蔗糖酶活性為13.17 mg/g（葡萄糖/土），顯著高于其他處理。OF+BIOb蔗糖酶活性顯著高于CK。不施用肥料的香草蘭土壤蔗糖酶活性[4.52 mg/g（葡萄糖/土）]顯著低于CK。處理OF+BIOb蔗糖酶活性高于OF、BIOb單獨施用的處理，但三者之間差異不顯著。處理OF+BIOa蔗糖酶活性較OF+BIOb增加了35.1%，另外處理BIOa蔗糖酶活性高于處理BIOb、OF，分別增加了16.1%，22.7%，說明施用BIOa有利于提高土壤蔗糖酶活性，土壤中易溶性營養(yǎng)物質(zhì)增加，土壤肥力提高。

3 討論與結(jié)論

3.1 施用不同有機肥對香草蘭生長的影響

施用生物有機肥可以促進作物生長，提高產(chǎn)量。何欣等[18]研究結(jié)果表明：在營養(yǎng)缽或者移栽后施用生物有機肥（BIO）均能夠促進香蕉地上部和地下部的生長。張靜等[19]研究結(jié)果表明施用枯草芽孢桿菌，解磷、解鉀等復(fù)合菌劑與腐熟有機肥混合制成的生物有機肥后，大豆株高、鮮重、干重和主莖節(jié)數(shù)顯著高于普通有機肥處理。本試驗結(jié)果表明，施用生物有機肥BIOa和BIOb均能夠增加香草蘭莖蔓和葉片干重，促進香草蘭生長，其中處理OF+BIOa香草蘭莖蔓和葉片干重最高。本研究中所用BIOa和BIOb與Ling等[20]和趙青云等[21]所用肥料相同，均由多粘類芽孢桿菌SQR21與氨基酸有機肥和豬糞堆肥經(jīng)固體2次發(fā)酵制得。表明施用生物有機肥BIO能夠促進香草蘭莖蔓和葉片生長，其中，BIO與OF配合施用促進生長效果更好。

3.2 施用不同有機肥對香草蘭葉綠素熒光特性的影響

葉綠素熒光主要是由植物光系統(tǒng)Ⅱ（PSⅡ）發(fā)出的，而植物本身的生理變化能夠直接或間接的影響植物光系統(tǒng)Ⅱ（PSⅡ）的功能，植物體葉綠素熒光的變化可以在一定程度上反映環(huán)境因子對植物的影響[22]。葉綠素熒光能有效探測作物生長發(fā)育與營養(yǎng)狀況的信息，比凈光合速率更能反映光合作用的真實行為[22-23]，葉片葉綠素熒光參數(shù)可以反映葉片利用光能的能力?？紫椴ǖ萚4]研究表明：施用生物有機肥可以提高生姜葉片的光合利用效率。初始熒光Fo為不參加葉綠體光系統(tǒng)光化學(xué)反映的光能輻射，最大熒光Fm是 PSⅡ反應(yīng)中心完全關(guān)閉時的熒光產(chǎn)量[24]。Fv/Fm指PSⅡ最大光化學(xué)量子效率，反映PSⅡ反應(yīng)中心內(nèi)熒光能轉(zhuǎn)換效率，F(xiàn)v/Fo則表示PSⅡ的潛在活性。從總體來看，不同有機肥處理間Fo、Fm、Fv、Fv/Fm和Fv/Fo差異不顯著，這與在非脅迫條件下，F(xiàn)v、Fm等熒光參數(shù)的變化很小[25]的研究結(jié)果一致。葉片表觀電子光合傳遞速率（ETR）和實際光化學(xué)效率（Yield）能反映葉片利用光能效率的大小[24]。本研究結(jié)果表明，施用有機肥（OF），生物有機肥（BIOa、BIOb）以及配合施用均能夠顯著提高香草蘭葉片的ETR和Yield，從而有利于光能的利用轉(zhuǎn)化，增加香草蘭物質(zhì)累積。

3.3 不同有機肥對香草蘭園土壤酶活性的影響

土壤酶是土壤微生物釋放分泌的結(jié)果，能夠表征土壤生物學(xué)活性強度，是評價土壤肥力水平的重要指標[16]。土壤酶活性可以間接反映土壤肥力水平[16，25]。土壤脲酶直接參與土壤中含氮有機化合物的轉(zhuǎn)化，其活性強度常被用來表征土壤氮素供應(yīng)水平，蔗糖酶直接參與土壤碳循環(huán)，酶促蔗糖水解為葡萄糖和果糖，改善土壤碳素營養(yǎng)狀況，是表征土壤生物活性的一種重要的水解酶。磷酸酶加快土壤中有機磷素的轉(zhuǎn)化，提高磷素利用率[16]。申進文等[26]研究結(jié)果表明，施用平菇栽培廢料制成的有機肥能夠提高土壤活性有機質(zhì)和土壤酶活性，本試驗研究結(jié)果表明：施用生物有機肥的香草蘭土壤酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性均高于對照，其中有機肥OF和BIOa混合施用的效果最好，這一研究結(jié)果與張靜等[19]大豆施用生物有機肥后土壤脲酶，磷酸酶，過氧化氫酶和蔗糖酶的活性均高于對照和普通有機肥處理的結(jié)果一致。表明施用生物有機肥能夠增加土壤酶活性，改善土壤肥力狀況。趙青云等[21]盆栽試驗研究了施用生物有機肥對可可苗期生長及土壤酶活性的影響，結(jié)果顯示，施用生物有機肥BIO可顯著促進可可苗期生長，可可苗根際土壤蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性均相應(yīng)顯著提高。李俊華等[27]研究結(jié)果表明施用氨基酸有機肥可顯著提高棉花根際土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性。這些與本試驗研究結(jié)果相似，這可能是因為（生物）有機肥中的有益微生物產(chǎn)生次生代謝物，活化土壤礦質(zhì)養(yǎng)分，從而增加土壤酶活性的原因[10]。

綜上所述，施用有機肥OF和生物有機肥（BIO）均可促進香草蘭生長，增加土壤酶活性，其中生物有機肥BIOa和有機肥OF混合施用效果最好，有機肥OF和生物有機肥BIO可替代牛糞用于香草蘭生產(chǎn)上。筆者擬通過室內(nèi)模擬試驗進一步研究BIO促進香草蘭生長、提高土壤酶活性的作用機理。

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