不同土壤耕作方式对五味子园土壤特性及植株生长的影响

不同土壤耕作方式对五味子园土壤特性及植株生长的影响※

●荣涵1

（1.中国农业科学院特产研究所

艾军※※1,2吉林

长春

王月1

石广丽2

李昌禹1

吉林

长春

130118）

130112；2.吉林农业大学

摘要：为优化五味子园土壤耕作方式，对比分析了地布覆盖、自然生草和清耕对土壤含水量、养分含量以及微生物数量的差异。结果表明：地布覆盖和自然生草的土壤含水量均高于清耕；自然生草的土壤全氮、速效磷和速效钾含量均显著大于地布覆盖和清耕处理，有机质的含量表现为自然生草＞地布覆盖＞清耕；自然生草的土壤微生物数量显著大于地布覆盖和清耕处理；自然生草和地布覆盖的五味子的中长枝数量大于清耕，地布覆盖和自然生草的五味子雌花比例和单株产量显著大于清耕。地布覆盖和自然生草与清耕相比可较显著改善土壤的理化状况，促进植株生长。

关键词：地布覆盖；自然生草；清耕；土壤微生物五味子[

(Turcz.)Baill]为木

1

1.1

材料与方法

实验材料

实验地设在中国农业科学院特产研究所左家镇

兰科植物，主产于我国东北和河北部分地区的五味

,具有收敛固涩、子果实干品，商品习称“北五味子”益气生津、补肾宁心之效[1]。长期以来，五味子园的土壤管理多以清耕为主，易形成裸露的地表，使土壤水分大量蒸发而板结，成为五味子生产力的主要因素之一。覆盖作为果树节水丰产栽培的有效措施，已在干旱地区的果园中得到广泛应用，果园覆盖不仅能影响土壤化学性状和微生物量[2]，而且具有减少果园地表径流、保持土壤水分、调节土壤温度等生态效应[3]。许多研究表明，果园生草可以提高土壤肥力，改善土壤结构[4-6]。不同的土壤类型、植物种类、土壤耕作方式及根区位置等会直接影响土壤微生物群落及其数量[7-8]。果园土壤中的微生物主要是细菌、真菌和放线菌，其中细菌最多[9-10]。周丽霞等认为微生物群落结构与生物量可作为评价土壤质量的重要指标

[11]。本试验是对五味子园施行不

五味子基地，土质为栗钙土，品种为“早红”五味子，树龄6年，株、行距为100cm200cm。试验于2018年5月进行，设自然生草、地布覆盖、清耕3个处理，选树势一致、无病害的20棵五味子树为1个处理小区，重复3次，各处理的田间管理措施一致。1.2

实验方法

土壤含水量监测2019年3月24日到2019

年9月30日，每10d对各处理于果树树冠滴水线处15~20cm土层重复取土3次，烘干法测定[12]。

土壤微生物数量测定

土壤微生物的数量

2019年9月27日分别采分析采用稀释平板法[13]。

集各处理树盘下的土壤，每个采样点按对角线在树冠外缘垂直投影向内20cm处采取0~20cm的土壤，将各点土样分层混合均匀，用四分法留取1kg左右土壤样品装入封口袋中，放入4℃冰箱中保存。细菌采用牛肉膏蛋白胨培养基培养，真菌采用链霉素-马丁氏孟加拉红培养基培养，放线菌采用高氏一号培养基培养

[14]。将接种后的培养基倒置放入培养

同土壤耕作方式，即自然生草、地布覆盖和清耕。对

3种土壤耕作方式下的五味子园土壤微生物区系特征及其主要养分含量进行研究，以期为五味子园土壤的合理管理方式提供依据。

※基金项目：吉林省科技发展计划项目：五味子优质高效栽培技术集成

及规范化生产（20180201008YY）；吉林省科技厅项目（20191101030YY）。作者简介：荣涵（1994~），女，满族，河北省滦平县，在读硕士，研究方向：园艺

※※通讯作者:艾军（1968~），男，研究员，从事野生果树资源的保护

箱中，细菌置于30℃左右的培养箱中培养23d，真菌放入25℃培养箱中培养3~5d，放线菌放入28℃培养箱中培养3~4d。测定时设3个重复。3种微生物均采用稀释平板涂布法计算微生物的数量。每克

与利用方面的研究工作。

特种经济动植物2020年第3期药用植物

氧化镁浸提-扩散法测定铵态氮（NH4-N）、酚二磺酸比色法测定硝态氮（NH3-N）、碳酸氢钠浸提法测定速效磷（AP）、火焰光度法测定速效钾（AK）、重铬酸钾-油浴加热法测定土壤有机质含量[16]，测得的试验地土壤养分情况，见表1。

土壤中的细菌数＝同一稀释度几个重复的菌落平均数10稀释倍数（真菌、放线菌也可按此公式计

[15]。算）

土壤养分含量测定在2019年9月下旬，

对各处理采取对角线5点取样法，采集0~20cm的混合土样，采用半微量凯氏法测定土壤全氮（TN）、

表1

全氮（TN）

(mg/kg)1258.84±7.422

硝态氮（NO3-N）

(mg/kg)6.679±1.055

试验地土壤养分情况

速效氮（AP）(mg/kg)51.043±3.413

速效钾（AK）(mg/kg)70.710±1.792

有机质(g/kg)25.67±2.53

铵态氮（NH4-N）

(mg/kg)10.995±1.388

植株生长量和产量的测定2019年5月20

2019日（花期）对五味子植株的雌花比例进行测定；年9月25日（成熟期）对五味子的产量进行测定，2019年10月20日，在五味子停止生长后，对五味子1年生枝条测量长度，并对不同枝类进行计数，同时对根颈粗度进行测定。

不同土壤耕作方式对土壤养分含量的影响，见表2。由表2可知，自然生草园地的土壤全氮含量最大，为1260.87mg/kg，较清耕园地的土壤全氮含量增加8.6%，地布覆盖园地的土壤全氮含量最少，为1052.13mg/kg，较清耕园地的土壤全氮含量减少8.7%，3种耕作方式之间土壤的全氮含量差异显著。硝态氮和铵态氮都是土壤中可以被植物利用的有效氮，地布覆盖园地土壤的硝态氮和铵态氮含量最少，分别为2.525mg/kg和5.605mg/kg。

地布覆盖

15~20cm土壤含水量（%）2结果与分析

2019年3~9月期间，地布覆盖园地15~20cm的

2.1不同土壤耕作方式对土壤含水量的影响土壤含水量在20.59%~15.73%之间变化，自然生草园地的土壤含水量在20.%~15.84%之间变化，清耕园地的土壤含水量在19.85%~14.56%之间变化，见图1。清耕园地的土壤含水量波动幅度最大，其次是地布覆盖园地，说明自然生草和地布覆盖方式较清耕方式保水效果好。

2.2不同土壤耕作方式对土壤养分含量的影响

全量养分通常用于衡量土壤养分的基础肥力，

全氮（TN）

(mg/kg)

地布覆盖自然生草清耕

1052.13c±14.7821260.87a±11.0171152.90b±15.757

硝态氮（NO3-N）

(mg/kg)2.525c±0.2865.995a±0.7704.905b±1.980

自然生草 清耕

25.0020.0015.0010.005.000.00

41342353513523626126227271272281811821831910920930月月月月月月月月月月月月月月月月月月日日日日日日日日日日日日日日日日日日

日期

图1不同土壤耕作方式土壤含水量变化

表2不同土壤耕作方式对土壤养分含量的影响

铵态氮（NH4-N）

(mg/kg)5.605b±0.6296.620a±0.6976.255ab±0.601

速效磷（AP）(mg/kg)43.0b±6.45256.700a±7.21241.080b±2.687

速效钾（AK）(mg/kg)96.310b±1.488139.445a±4.166.400c±5.853

有机质(g/kg)25.15a±3.3727.15a±7.7419.30a±1.01

注：同列不同英文小写字母表示差异显著（P＜0.05）。

结合表1和表2可知，经地布覆盖处理后土壤中的硝态氮和铵态氮分别减少了62.19%和49.02%；经自然生草处理后，土壤中的硝态氮和铵态氮分别减少了10.24%和39.79%，土壤有机质增加了1.48g/kg。土壤中的速效磷含量表现为自然生草园地＞地布覆

盖园地＞清耕园地，其中自然生草园地的速效磷含量最大，为56.70mg/kg，清耕园地的速效磷含量最低，为41.08mg/kg，自然生草园地的速效磷含量显著大于地布覆盖园地和清耕园地。清耕园地土壤中的速效钾含量为.40mg/kg，地布覆盖园地和自然

药用植物

生草园地较清耕园地的速效钾含量分别增加了6.91mg/kg和50.05mg/kg，自然生草园地的速效钾含量显著大于地布覆盖园地和自然生草园地。土壤有3种耕作机质是土壤肥力的物质基础，由表2可知，方式的土壤有机质含量表现为自然生草园地＞地布覆盖园地＞清耕园地，三者之间差异不显著。2.3不同土壤耕作方式对土壤微生物数量的影响

土壤微生物是土壤中活的有机体，是最活跃的土壤肥力因子之一。细菌、真菌和放线菌是土壤微生物的3大类群，构成了土壤微生物的主要生物量，它们的数量变化常能反映出土壤生物活性水平。由图2（A）三大类群微生物总数来看，自然生草园地和地布覆盖园地土壤微生物的数量显著提高，表现为自然生草园地＞地布覆盖园地＞清耕园地，自然生草园地的微生物数量较清耕园地的微生物数量提高了60.27%，地布覆盖园地的微生物数量较清耕园地的微生物数量提高了44.25%。其中，自然生草园地和地布覆盖园地的微生物数量高于清耕园地的微生物数量，其主要原因与自然生草和地布覆盖处理增加土壤中有机残体量有关。

3种耕作方式的土壤微生物中细菌数量最多，

土壤微生物数（106cfu/g）6050

细菌（107cfu/g）403020100

地布覆盖

自然生草

清耕

5

4.543.532.521.510.50

地布覆盖

特种经济动植物2020年第3期

放线菌其次，真菌最少。由图2（B）可以看出，在3种土壤耕作方式下，自然生草园地的细菌数量最多，为4.0107cfu/g，自然生草园地和地布覆盖园地较清耕园地分别提高了65%和50%，自然生草园地的细菌数量显著大于地布覆盖园地和清耕园地的细菌数。细菌个体小、数量大，与土壤接触的表面积相对大，成为土壤中最大的生命活动面，也是最活跃的生物因素，时刻与周围环境进行着物质和能量交换，土壤细菌数量的多少在一定程度上表现了土壤的肥力状况[13]。由图2（C）可见，土壤中真菌数量表现为自然生草园地＞地布覆盖园地＞清耕园地，自然生

清耕园地草园地的真菌数量最多，为2.2105cfu/g，与清耕园地的真的真菌数量最少，为1.6105cfu/g，菌数量相比，自然生草园地的真菌数和地布覆盖园

地的真菌数分别提高了27.28%和11.11%，三者之间没有显著差异。由图2（D）可以看出，自然生草园地的放线菌数量为6.0106cfu/g，显著大于地布覆盖和清耕园地的放园地的放线菌数量（4.75106cfu/g）线菌数量（4.2106cfu/g），与清耕园地相比，自然生草园地放线菌数量和地布覆盖园地的放线菌数量分别提高了30%和11.58%。结果表明，自然生草和地布覆盖这两种土壤耕作方式更能增加土壤的微生物数量。

自然生草清耕

A

2.5

放线菌（106cfu/g）真菌（105cfu/g）21.510.50

地布覆盖

自然生草

清耕

876543210

地布覆盖

B

自然生草清耕

C

真菌数量的影响；D.不同土壤耕作方式对土壤放线菌数量的影响。

D

注：A.不同土壤耕作方式对三大类群土壤微生物总数的影响；B.不同土壤耕作方式对土壤细菌数量的影响；C.不同土壤耕作方式对土壤

图2不同土壤耕作方式对土壤微生物数量的影响

特种经济动植物2020年第3期药用植物

耕园地，自然生草园地和地布覆盖园地的五味子雌花比例没有显著差异；五味子短枝和叶丛枝表现为地布覆盖园地＞自然生草园地＞清耕园地。自然生草园地的五味子根颈粗为20.52mm，较清耕园地的五味子根茎粗提高了29%，地布覆盖园地的五味子根颈粗为18.23mm，较清耕园地的五味子根茎粗提高了20%。自然生草园地和地布覆盖园地五味子的单株产量分别为1.31kg/株和1.30kg/株，显著大于清耕园地的五味子产量0.88kg/株，自然生草园地和地布覆盖园地五味子的单株产量之间没有显著差异。

根颈粗（mm）18.23a±0.52220.52a±0.81814.55b±0.952

雌花比例（%）60.55a±5.42663.28a±8.65849.05b±3.551

单株产量（kg）1.30a±0.1061.31a±0.1480.88b±0.093

2.4不同土壤耕作方式对五味子植株生长量和产量的影响

五味子以中、长枝结果为主，枝蔓长度与雌花比例呈正比[1]。3种不同耕作方式对五味子不同枝类比例、根颈粗、雌花比例及单株产量，见表3。由表3可知，自然生草园地的五味子中长枝数大于地布覆盖园地和清耕园地的五味子中长枝数，地布覆盖园地和自然生草园地的五味子中长枝数较清耕园地的五味子中长枝数分别增加了56%和60%；五味子雌花比例表现为自然生草园地＞地布覆盖园地＞清

表3

地布覆盖自然生草清耕

不同土壤耕作方式对五味子不同枝类比例、根颈粗、雌花比例以及产量的影响

25.42a±5.320.85ab±2.37826.38b±5.966

35.14a±3.01736.72ab±3.58045.73b±4.884

中长枝数比例（%）短枝数比例（%）叶丛枝数比例（%）39.42a±3.31841.51a±4.46327.88b±1.399

注：同列不同英文小写字母表示差异显著（P＜0.05）。

3结论

通过不同土壤耕作方式对土壤含水量、养分以

及微生物数量的实验对比，考查不同土壤耕作方式对五味子不同枝类比例、根颈粗、雌花比例以及产量的影响，结果表明，不同土壤耕作方式对五味子园的土壤含水量、养分、微生物含量及植株生长量和产量影响不同。本试验中，土壤养分含量最高的是自然生草园地，清耕园地的土壤养分含量最少，地布覆盖园地的土壤速效磷含量减少，有可能是因为地布覆盖条件下有利于速效磷的活化，故而减少，在生产实践中，地布覆盖条件下应加强速效磷的供应。自然生草园地的土壤微生物数量显著高于地布覆盖园地的土壤微生物数量和清耕园地的土壤微生物数量。自然生草园地和地布覆盖园地的土壤养分和微生物数量较多，因此植株的中长枝数量也显著大于清耕园地植株的中长枝数量，五味子结果以中长枝为主，因而自然生草园地和地布覆盖园地的五味子雌花比例和五味子产量亦大于清耕园地的五味子雌花比例和五味子的产量。从五味子园土壤优化管理考虑，地布覆盖和自然生草的土壤耕作方式优于清耕。

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