摘要
为探究微生物肥替代化肥对梨生长和土壤肥力的影响,采用田间试验,设置全化肥区(CK1)、全微生物肥区(CK2)、微生物肥 4 种不同比例替代化肥区(15%、30%、45%、60%),分析不同处理蜜梨的光合指标、养分吸收量、产量、品质、土壤养分和酶活性的变化。结果表明,与全化肥处理相比,微生物肥替代化肥处理的净光合速率和气孔导度分别显著提高 14.34% ~ 52.38% 和 19.96% ~ 55.47%,胞间 CO2 浓度显著降低 12.77% ~ 40.26%,微生物肥中、高比例替代化肥处理的蒸腾速率和水分利用率也显著提升,叶片氮元素和果实钾元素分别显著提高 13.68% ~ 31.05% 和 18.12% ~ 26.96%,叶片钾元素和果实氮元素分别显著提高 14.02% ~ 27.36% 和 21.49% ~ 33.13%,可溶性糖和维生素 C 含量分别显著提高 4.83% ~ 7.87% 和 10.65% ~ 14.12%,单果重显著提高 11.67% ~ 15.66%,产量显著提高 12.57% ~ 16.60%,最高为微生物肥替代 45% 化肥处理,其糖酸比和固酸比分别显著提高 55.67% 和 63.23%,施用微生物肥各处理中,叶片和果实磷元素含量最高,分别显著提高 70.63% 和 77.53%。微生物肥中、高比例替代化肥处理的阳离子交换量、有机质和碱解氮含量分别显著提高 10.14% ~ 16.47%、15.19% ~ 21.06% 和 16.71% ~ 22.42%,容重显著降低 13.82% ~ 16.45%,有效磷和速效钾含量分别有显著提升。脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶、纤维素酶和过氧化氢酶活性均有显著提高,最高均为微生物肥替代 60% 化肥处理,比全化肥处理分别显著提高 39.77%、 35.31%、57.12%、21.94% 和 54.68%,通过主成分分析微生物肥替代 60% 化肥处理对地力提升效果最佳,但通过隶属函数分析,微生物肥替代 45% 化肥处理生长指标和品质指标评分最高,可以在农业生产中优先推广使用。
Abstract
To investigate the effects of microbial fertilizer replacing chemical fertilizer on pear growth and soil fertility, field experiments were conducted with full fertilizer treatment(CK1),full microbial fertilizer treatment(CK2),and four different proportions of microbial fertilizer replacing chemical fertilizers treatments(15%,30%,45%,60%). The photosynthetic indicators,nutrient absorption,yield quality,soil nutrients,and enzyme activity of different treatments were analyzed. The results showed that compared with the full chemical fertilizer treatment,the net photosynthetic rate and stomatal conductance of microbial fertilizer replacing fertilizer treatments were significantly increased by 14.34%-52.38% and 19.96%-55.47%,respectively,the intercellular CO2 solubility was significantly reduced by 12.77%-40.26%,and the transpiration rate and water use efficiency of microbial fertilizer in medium and high proportion of replacing chemical fertilizer treatment were also significantly improved. Leaf nitrogen and fruit potassium elements were significantly increased by 13.68%-31.05% and 18.12%-26.96%,respectively,leaf potassium and fruit nitrogen elements were significantly increased by 14.02%-27.36% and 21.49%-33.13%,respectively,soluble sugar and Vc content were significantly increased by 4.83%-7.87% and 10.65%-14.12%,respectively,and single fruit weight was significantly increased by 11.67%-15.66%, the yield was significantly increased by 12.57%-16.60%. The highest increase was observed in the treatment where microbial fertilizer replaced 45% of chemical fertilizer,resulting in a significant increase in sugar acid ratio and solid acid ratio by 55.67% and 63.23%,respectively. The phosphorus content in leaves and fruits were significantly increased by 70.63% and 77.53%,respectively. Microbial fertilizer in medium and high proportion of replacing chemical fertilizer treatment significantly increased cation exchange capacity,organic matter and alkali hydrolyzed nitrogen contents by 10.14%-16.47%, 15.19%-21.06% and 16.71%-22.42%,respectively. The bulk density was significantly reduced by 13.82% -16.45%,and the available phosphorus and potassium contents were significantly improved. The activities of urease,sucrase,alkaline phosphatase,cellulase and catalase were significantly increased,with the highest in the microbial fertilizer substitution for 60% fertilizer treatment,which significantly increased by 39.77%,35.31%,57.12%,21.94% and 54.68%,compared to those of the full fertilizer treatment. Principal component analysis showed that the microbial fertilizer substitution for 60% fertilizer treatment had the best effect on soil fertility improvement,but membership function analysis showed that the microbial fertilizer substitution for 45% fertilizer treatment had the highest growth and quality index scores,and could be prioritized for promotion and application in agricultural production.
Keywords
浙江省宁波市余姚市是梨的重要产区之一,全市现有种植面积近 1000 hm2,年产量 2.25 万 t,已成为当地果农增收致富的重要来源[1]。但随着梨种植面积扩大,农户为追求效益盲目过量施肥,导致土壤板结,有机质匮乏,致使产量和果品持续下降,降低了市场竞争力,尤其是一些对地力要求较高的日本杂交品种,长期养分吸收失衡,引起果树品种退化。近年来,由于有机肥的推广应用,梨园土壤得到一定程度地提高,但有机肥含氮量偏低,施用较大数量才能替代一部分化肥满足果树的需求,而且市面上有机肥质量参差不齐,施用量过多容易引起重金属累积等风险。
微生物肥是由一种或几种有益微生物经培养发酵而成的生物性肥料,具有提高作物抗逆性、增加产量、改良品质、提高土壤肥力的作用[2]。谢小翠[3]研究发现,施用不同品种和用量的微生物肥均能提高皇冠梨的产量和品质。唐易等[4]发现,施用微生物肥对芦柑的品质和土壤养分有显著的提升作用。
当前对微生物肥的研究主要集中在粮食和经济作物上,对果树的研究相对较少,而全面论述微生物肥替代化肥对梨生长和土壤肥力影响的报道尚少见,因此,本试验设置全化肥区、全微生物肥区和微生物肥不同比例替代化肥处理,比较评价不同处理对梨的光合指标、养分吸收量、产量、品质以及土壤养分和酶活性的影响,为当地梨园增产提质提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验品种和地点
试验于 2023 年在宁波乐享果玩生态农业有限公司进行。供试蜜梨品种为‘秋月’,树龄 4 年。供试肥料为洋丰复合肥(15-15-15)和洋丰复合肥(14-7-25),由新洋丰农业科技股份有限公司提供。‘金菌冠’微生物菌肥(有机质含量为 45%,有效活菌数 5 亿 /g,含解淀粉芽孢杆菌与地衣芽孢杆菌)由山东金正大生态工程有限公司提供。梨园土壤理化性质为 pH 值 6.02,有机质含量 18.94 g/ kg,有效磷含量 19.13 mg/kg,速效钾含量 174.36 mg/kg,碱解氮含量 128.68 mg/kg。
1.2 试验设计
试验设 6 个处理,CK1:全化肥处理,CK2:全微生物肥处理,W1:85% 化肥 +15% 微生物肥, W2:70% 化肥 +30% 微生物肥,W3:55% 化肥 +45% 微生物肥,W4:40% 化肥 +60% 微生物肥。每个处理设 3 个重复,以 5 株梨树为一个小区,完全随机排列。全化肥施肥为基施复合肥(15-15-15)1500 kg/hm2,萌芽前施复合肥(15-15-15)225 kg/hm2,落花后施复合肥(14-7-25)225 kg/hm2,果实膨大时施复合肥(14-7-25)300 kg/hm2,全微生物肥处理施用微生物肥 1800 kg/hm2,为推荐用量,各处理微生物肥 60% 基施,萌芽前和膨果期各施 20%。
1.3 调查项目
1.3.1 产量和果实品质的测定
果实成熟后,每个小区单独采收测定总产量,每棵树在中部挑选成熟度好,性状规整的果实 2 颗,每个小区 10 颗果实混合去皮打浆测定果实品质。单果重采用电子天平称量,可溶性固形物采用手持式折光仪检测,可溶性糖采用蒽酮比色法测定;可滴定酸采用酸碱滴定法测定,果实去皮硬度采用果实硬度测定仪测定,维生素 C 含量采用钼蓝比色法测定,糖酸比为可溶性糖和可滴定酸的比值,固酸比为可溶性固形物与可滴定酸的比值[5]。
1.3.2 叶片和果实氮、磷、钾吸收量检测
叶片和果实采用浓硫酸-过氧化氢消煮后,用凯氏定氮法测定全氮,钒钼黄分光光度法测定全磷,火焰光度法测定全钾[6]。
1.3.3 光合参数的测定
果实采摘前 10 d 左右,在天气良好的情况下使用便携式光合作用测定仪(TP-3051D),选择受光条件好的叶片测定净光合速率、气孔导度、胞间 CO2 浓度和蒸腾速率,水分利用效率为净光合速率和蒸腾速率的比值。
1.3.4 不同施肥处理蜜梨产量、品质综合评价
采用模糊数学隶属函数法对不同施肥处理进行综合评价,将测定的每个指标分别代入公式求出相应的隶属函数值,其中,X 为各处理的某一指标测定值,Xmax 为该指标测定值的最大值,Xmin 为该指标测定值的最小值。计算每个处理隶属函数的平均值,平均隶属函数值越大,综合品质越好。而可滴定酸与胞间 CO2 浓度为负相关指标,因此,用反隶属函数计算其隶属度[7]。评价公式:
1.3.5 土壤采集和检测
施肥前采集混合土壤样品,收获后每个小区按照 S 法采集土样,测定土壤容重、阳离子交换量、 pH 值及有效磷、速效钾、碱解氮、有机质、酶活性含量。土壤容重采用环刀法测定,阳离子交换量采用乙酸铵交换法测定,pH 值用电位法测定,有效磷用钼蓝比色法测定,速效钾用火焰光度法测定,碱解氮用碱解-扩散法测定,有机质用重铬酸钾容量法测定[6],土壤脲酶活性采用苯酚钠-次氯酸钠比色法测定,过氧化氢酶活性采用高锰酸钾滴定法测定,碱性磷酸酶活性采用磷酸苯二钠底物法测定,纤维素酶和蔗糖酶活性采用 3,5-二硝基水杨酸比色法测定[8]。
1.4 数据分析方法
采用 Excel 2007 进行数据整理,SPSS 16.0 进行显著性分析和主成分分析,Origin 2024 进行相关性分析。
2 结果与分析
2.1 不同处理对蜜梨品质和产量的影响
由表1可知,CK2 处理与 CK1 处理相比,除可溶性固形物显著提高 5.48% 外,可滴定酸和果实去皮硬度略有下降,其他品质指标也有所上升,但均无显著差异。与全量化肥 CK1 处理相比,微生物肥替代化肥处理 W1~W4 可溶性固形物显著提高 8.22%~18.19%,最高的为 W2 处理,W2~W4 处理比 CK1 处理的可溶性糖和维生素 C 含量分别显著提高 4.83%~7.87% 和 10.65%~14.12%,最高的为 W3 处理,W3 处理的可滴定酸显著降低 28.57%,糖酸比和固酸比分别显著提高 55.67% 和 63.23%,果实去皮硬度为 W2 处理最高,但各处理间无显著差异。由图1可见,CK2 处理比 CK1 处理单果重差异不显著,但产量显著减少 5.77%,W1~W4 处理比 CK1 处理单果重显著提高 6.84%~15.66%,产量显著提高 5.27%~16.60%,呈现先上升后下降的趋势,均为 W3 处理最高,W3 处理比 W1、W2 和 W4 处理产量分别显著提高 10.76%、3.58% 和 4.70%。
表1不同施肥处理对蜜梨品质的影响
注:表中不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。下同。
图1不同处理对蜜梨单果重和产量的影响
注:图中不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。下同。
2.2 不同处理对蜜梨氮、磷、钾元素吸收的影响
由表2可知,CK2 处理与 CK1 处理相比,叶片和果实中氮、磷、钾元素含量均减少,但无显著差异。与 CK1 处理相比,W2~W4 处理叶片氮元素和果实钾元素含量分别显著提高 13.68%~31.05% 和 18.12%~26.96%,最高为 W3 处理;叶片钾元素和果实氮元素含量分别显著提高 14.02%~27.36%和 21.49%~33.13%,W2 处理果实磷元素显著提高 77.53%,均为 W2 处理最高,W4 处理叶片磷元素显著提高 70.63%,而且除叶片磷元素外,微生物肥替代化肥处理叶片和果实氮、磷、钾元素含量均随着微生物肥替代比例的增加先升高后降低。与 CK2 处理相比,W3 和 W4 处理各部位氮、磷、钾元素含量也均有显著增加。
表2不同处理下蜜梨叶片和果实氮、磷、钾积累量
2.3 不同施肥处理对蜜梨光合指标的影响
由表3可知,CK2 处理的净光合速率、气孔导度和水分利用率比 CK1 处理分别显著提高 20.65%、32.32% 和 15.29%,胞间 CO2 浓度显著降低 22.32%。与 CK1 处理相比,W1~W4 处理净光合速率和气孔导度分别显著提高 14.34%~52.38% 和 19.96%~55.47%,胞间 CO2 浓度显著降低 12.77%~40.26%,W2 和 W3 处理的蒸腾速率分别显著提高 37.30% 和 30.09%,W3 和 W4 处理的水分利用率分别显著提高 16.47% 和 6.59%。与 CK2 处理相比,W3 和 W4 处理净光合速率分别提高 26.29% 和 13.05%,气孔导度分别提高 9.88% 和 17.50%,胞间 CO2 浓度分别降低 17.41% 和 23.09%,W2 和 W3 处理的蒸腾速率分别提高 31.93% 和 25.00%,均有显著差异,W1 和 W2 处理的水分利用率有显著下降的趋势,W3 处理略有上升,但差异不显著。W1~W4 处理中净光合速率和水分利用率最高为 W3 处理,蒸腾速率最高为 W2 处理,趋势大致为先增加后减少,气孔导度最大值和胞间 CO2 浓度最小值均为 W4 处理。
表3不同施肥处理下蜜梨的光合指标
2.4 不同施肥处理对蜜梨隶属函数评价分析
可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、产量、叶片和果实氮、磷、钾养分含量、光合指标等是评价蜜梨长势和品质的重要指标。为全面评价不同处理对蜜梨生长和品质的影响,引进隶属函数法。表4结果显示,经过综合评定,W1~W4 处理的隶属度得分均高于 CK1 和 CK2 处理,在微生物肥替代化肥各处理中,隶属度得分最高的为 W3 处理,其后依次为 W2 和 W4 处理,两者隶属度得分接近。
表4不同施肥处理的蜜梨隶属函数
续表
2.5 不同施肥处理对土壤养分的影响
由图2可知,CK2 处理比 CK1 处理的 pH 显著提高 10.54%,阳离子交换量显著提高 13.30%,有机质含量显著提高 30.38%。与 CK1 处理相比, W2~W4 处理的阳离子交换量、有机质和碱解氮含量分别显著提高 10.14%~16.47%、15.19%~21.06% 和 16.71%~22.42%,W2~W3 处理的有效磷和速效钾含量分别显著提高 27.76%~35.63%、 12.69%~22.09%,W3 和 W4 处理容重分别显著降低 13.82% 和 16.45%,W4 处理 pH 显著提高 8.24%。与 CK2 处理相比,W1~W3 处理 pH 显著降低 5.37%~7.90%,W1 和 W2 处理有机质含量分别显著降低 14.85% 和 11.65%,微生物肥中、高比例替代化肥处理的碱解氮、有效磷和速效钾含量均有显著提高。微生物肥替代化肥 W1~W4 处理中,pH、阳离子交换量和有机质含量最高均为 W4 处理,且随着替代比例的增加而增加,有效磷、速效钾含量最高为 W2 处理,碱解氮含量最高为 W3 处理。
图2不同施肥处理对土壤养分的影响
2.6 不同施肥处理对土壤酶活性的影响
由表5可知,与 CK1 处理相比,CK2 处理的蔗糖酶活性、碱性磷酸酶活性、纤维素酶活性和过氧化氢酶活性分别显著提高 17.07%、50.23%、 14.98% 和 28.78%。与 CK1 处理相比,W2~W4 处理的蔗糖酶活性显著提高 23.54%~35.31%,碱性磷酸酶活性显著提高 34.00%~57.12%,W3、W4处理的脲酶活性分别显著提高 25.65%、39.77%,纤维素酶活性分别显著提高 16.62%、21.94%,过氧化氢酶活性分别显著提高 34.53%、54.68%。微生物肥替代化肥各处理中,随着替代比例的增加,酶活性均逐渐提高,最高的为 W4 处理,与 CK2 处理相比,脲酶活性、蔗糖酶活性和过氧化氢酶活性分别显著提高 16.87%、15.58% 和 20.11%。
表5不同施肥处理对土壤酶活性的影响
2.7 蜜梨产量和品质与土壤养分、酶活性的相关性分析
由图3可知,产量与碱解氮含量呈极显著正相关,可溶性固形物含量与有效磷和速效钾含量呈极显著正相关,可溶性糖含量与蔗糖酶活性呈极显著正相关,与碱解氮含量、脲酶活性和纤维素酶活性呈显著正相关,与容重呈显著负相关,蔗糖酶活性、碱解氮含量与可滴定酸呈显著负相关,与糖酸比呈显著正相关,固酸比与碱解氮含量、有效磷含量、蔗糖酶活性呈显著正相关,果实去皮硬度与碱解氮含量呈极显著正相关,维生素 C 含量与碱解氮含量、蔗糖酶活性呈显著正相关。
图3蜜梨产量和品质与土壤养分、酶活性的相关性分析
注:* 和 ** 分别表示在 P<0.05 和 P<0.01 水平显著相关。
土壤酶活性均与容重呈极显著负相关,与阳离子交换量呈显著正相关,pH 和有机质与碱性磷酸酶活性、纤维素酶活性呈显著正相关。
2.8 土壤养分和酶活性主成分分析
对收获后 6 个处理土壤养分和酶活性的 12 个指标开展主成分分析,得到主成分的特征值、方差贡献率和累计方差贡献率,详见表6,选取累计方差贡献率大于 90% 的主成分分析,主成分 2 特征值 2.65,涵盖了 22.12% 的信息,主要由碱解氮、有效磷和速效钾组成,主成分 1 特征值 8.46,涵盖了 70.47% 的信息,由容重等 9 个指标组成,两个主成分代表原始数据 92.59% 的信息,可以替代 6 个处理、12 个指标进行综合分析评价。
通过计算得各主成分表达式:
F1=-0.34X1+0.27X2+0.34X3+0.28X4+0.20X5+0.11X6+ 0.09X7+0.33X8+0.32X9+0.33X10+0.34X11+0.33X12
F2=0.03X1-0.34X2-0.06X3-0.21X4+0.43X5+0.54X6+ 0.55X7+0.0025X8+0.18X9-0.11X10-0.07X11-0.08X12
综合得分 =(0.70×F1+0.22×F2)/(0.70+0.22) 式中,X1、X2、X3....X12 分别代表容重、pH、阳离子交换量、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、脲酶活性、蔗糖酶活性、碱性磷酸酶活性、纤维素酶活性、过氧化氢酶活性标准化后的数据值。
通过主成分综合得分函数模型计算并排序,不同施肥处理综合得分和排序为 W4>W3>W2>CK2>W1>CK1(表7)。
表6主成分分析
表7综合得分和排序
3 讨论
3.1 不同施肥处理对蜜梨产量、品质、养分吸收和光合作用的影响
光合作用与作物生长密切相关,是作物积累养分和能量的重要途径[9]。净光合速率能反映光合作用效率,气孔导度影响作物呼吸和蒸腾作用,蒸腾速率和水分利用率是反映作物生理活动的重要指标[10]。吴小丹等[11] 发现,复合肥配施微生物肥能显著提高百合的光合特性,杨文莉等[12]也发现,适当用量的生物菌肥能提高葡萄叶片的净光合速率、蒸腾速率和水分利用率。本研究也有类似结论,结果显示,与全化肥处理相比,微生物肥替代化肥处理的净光合速率和气孔导度分别显著提高 14.34%~52.38% 和 19.96%~55.47%,胞间 CO2 浓度显著降低 12.77%~40.26%,而微生物肥中、高比例替代处理的蒸腾速率和水分利用率也有显著提升。从本试验结果还可知,微生物肥中、高比例替代化肥可显著提高蜜梨叶片和果实中氮、磷、钾元素含量,与前人在番茄[13]和苹果[14] 中应用微生物肥的试验结果相吻合。微生物肥中的有益菌能通过调节根际环境促进作物根系生长,加强养分的吸收,同时有益菌群代谢产生的内源酶和生长调节剂也通过根系输入作物体内,促进叶绿素的合成,从而强化光合作用,促进养分积累[15]。
研究表明,施用微生物肥能显著提高作物的产量[16]。本试验发现,与全化肥处理相比,微生物肥替代部分化肥处理梨单果重显著提高 6.84%~15.66%,产量显著提高 5.27%~16.60%,以微生物肥替代 45% 化肥处理单果重和产量最高,这与王志典[17]对秋月梨施用微生物菌肥的研究结果类似。糖酸比和固酸比是评价水果风味和成熟程度的重要指标,维生素 C 含量能衡量水果的营养价值[18-20]。宋嘉欣等[21]、马二磊等[22]、李其勇等[23]研究均表明,化肥配施微生物肥能显著改善果实的品质。本研究结果显示,中、高比例微生物肥替代化肥处理可显著提高梨果实的可溶性固形物、可溶性糖、维生素 C 含量及糖酸比、固酸比,而高比例微生物肥替代化肥处理可显著降低可滴定酸含量,这也能与前人的研究结果相印证。微生物肥的肥效较均匀,配施化肥后,通过分解基质和化肥中的养分极大地满足作物对各种营养物质的需求,同时微生物肥中的有效活性成分可以与植物根系紧密结合,在根皮层细胞内和细胞外生长形成菌根,增加了植物对矿质元素和微量元素的吸收,进而提高作物的产量和品质[24]。
本研究还发现,与全化肥处理相比,全微生物肥处理只有水分利用率显著提高,品质除可溶性固形物外无显著差异,叶片和果实养分吸收也无显著差异,产量显著下降,可见,只施用微生物肥并不能满足植株的养分需求。同时结果还显示,随着微生物肥替代化肥比例的提高,光合指标、氮磷钾养分吸收量、品质指标和产量均出现先升后降的趋势,通过隶属函数分析可知,隶属度得分最高为微生物肥替代 45% 化肥处理,这与陈宝燕等[25]的研究结果相似。以上说明,微生物肥施用量存在阈值,过量的微生物菌肥并不会引起作物长势及产量的显著变化,这是由于过多微生物的加入会与作物争夺养分,同时形成根部菌瘤,进一步阻碍作物养分的吸收,影响其生长和产量[26]。
3.2 不同施肥处理对土壤养分和酶活性的影响
吕博等[27]、姜钦龙等[28]的研究表明,化肥减量配施微生物肥能改良土壤结构,显著提高土壤养分。本研究也得出类似的结果,与全化肥处理相比,微生物肥中、高比例替代化肥处理能显著提高 pH、阳离子交换量、有机质和碱解氮含量,显著降低容重,最佳均为微生物肥替代 60% 化肥处理。微生物肥本身含有大量的有机质,施入土壤不仅可以快速提高有机质含量,还能改善土壤团粒结构,疏松土壤,同时微生物肥中的菌群会分解自然中难溶解的磷和钾,将其转化为作物可以吸收的形态[29]。结果还显示,微生物肥中等比例替代化肥处理能显著提高有效磷和速效钾含量,且随着微生物肥替代化肥比例的提高而呈先升高后下降的趋势,这可能是随着化肥用量的减少,土壤中施入的磷和钾元素也大幅减少,而微生物数量分解产生的可利用的磷和钾有限,同时微生物代谢本身需要消耗大量磷、钾元素[30]。
土壤酶参与土壤中多种营养元素循环,因此,土壤酶活性的高低可以反映作物可利用养分的高低[31],土壤脲酶可以表征土壤的氮素状况,蔗糖酶可以反映土壤肥力的变化,过氧化氢酶可以反映土壤对生物毒害的自净能力,碱性磷酸酶反映土壤有机磷矿化的水平,纤维素酶反映了土壤中有机质的分解和循环能力[32-33]。陈强龙[34]研究发现,施用微生物肥能显著提高土壤中脲酶、磷酸酶等的活性。本研究结果显示,与全化肥处理相比,微生物肥中、高比例替代化肥处理能显著提高土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶和纤维素酶活性,且随着微生物肥替代化肥比例的提高而增加,均以微生物肥替代 60% 化肥处理最高,分别显著提高 39.77%、35.31%、54.68%、57.12% 和 21.94%,这与朱望帅等[35]的研究结果一致。这是由于一方面微生物肥本身含有的微生物增加了土壤中微生物的数量,另一方面微生物肥带入了大量的有机物,使微生物在养分丰富的条件下快速生长,而土壤酶是微生物代谢的产物[36]。
通过对土壤养分、酶活性的 12 个指标进行主成分分析,得到综合分数排序,土壤改良效果最好的为微生物肥替代 60% 化肥处理,其次为微生物肥替代 45% 化肥处理。
4 结论
用微生物肥替代部分化肥可显著提高蜜梨的光合指标、氮磷钾吸收量、产量和品质,提升土壤养分和酶活性,通过主成分分析微生物肥替代 60% 化肥处理对地力提升效果最佳,但从经济效益出发,通过隶属函数分析,微生物肥替代 45% 化肥处理评分最高,可以在农业生产中优先推广使用。