有机物料(肥)在果树生产中的应用研究
土壤中施入有机物料可增加土壤微生物数量、提高生物活性物质含量、丰富土壤矿质营养并能稳定植物根系生活环境，这对促进植株生长、提高产量和品质具有重要意义。
一、有机物料对土壤环境的影响
１．有机物料施用后生理活性物质的变化
土壤中本身存在一定量的植物生理活性物质，但含量较低。有机物料的施入使土壤中植物细胞分裂素的含量成倍增加，有时甚至为对照的二十几倍，秸秆类的持续时间较短，主要表现在第一年；羊粪类直到第三年仍有良好的作用。土壤中植物生长素的含量也与土壤的肥沃程度及有机肥的施用有关，肥沃土壤的植物生长素含量远高于贫瘠土壤。施用羊粪后土壤生长素含量成倍增加。植物根系、土壤微生物以及有机肥可能都是土壤植物生长素的来源之一。土壤中的细胞分裂素的来源则需进一步研究。尽管土壤中植物生长素与细胞分裂素的含量较低，由于其分布的不均一性，在分解的残体周围及植物根际可能浓度很高。土壤中的植物激素，尤其是生长素、细胞分裂素、赤霉素与脱落酸一起，对植物根的生长发育起重要作用，另外土壤中的植物激素被吸收运输到植物地上部分生区后，也影响地上部的生长与发育。
根的生长分化对果树的生长结果具有重要作用，且受激素调控，但在生产中不可能土施植物生长调节剂，目前可大量生产应用的仅有ＰＰ３３３一种。ＰＰ３３３可以土施但残效期长，在一些国家已被禁用，且用量不易掌握，负作用大。因此根的调控存在问题较多。有机物料的生理活性效应为根的调控带来了希望。通过筛选适宜的有机物料种类或相互搭配而达到目的，如羊粪类对土壤中植物细胞分裂素影响大且作用持久。较高的细胞分裂素活性起到防衰老作用，激素间的相互作用调控根的生长与分化，左右着果树地上部的生长与结果。
２．有机物料的合理施用体系
不同有机物料施入土壤中其分解与转化是不一致的，秸秆类施入后前期分解迅速，持续时间相对较短，粪类前期的快速分解过程不明显，但持续时间长，麦秸是改善植株营养的全面物料，对Ｎ、Ｃａ影响大；玉米秸则是以改善微量元素为主的物料；鸡粪是高营养含量的肥料，但植株吸收易引起元素失衡；羊粪则是以生物活性为主的全营养肥料。有机物料的作用部分是通过转化为土壤有机质改良土壤结构而起作用，但是有机物料的活性物质效应也是其起作用的重要因子之一。有机物料不能与土壤有机质等同起来，除影响土壤理化性状外，更重要的是其生物活性效应及其对整体营养的调整。联系根系的生物化学特性，不同种类的有机物料在根际及土壤中的表现不一，有机物料的施用时间及组合需要因种而异，着重解决有机物料对土壤中元素有效性及植物根系的生物效应问题。
有机物料具体在施用时需考虑：
（１）有机物料的持续性。秸秆类在分解前期对微生物、土壤酶及土壤激素有良好的作用，第二年作用下降；粪类对转化酶活性无明显效果，甚至降低中性磷酸酶活性，但对土壤脲酶、细胞分裂素及营养供给有较好的作用及持续效果。秸秆对活化土壤微生物、酶活性、改良土壤结构、活化土壤本身有机质有良好的作用。因此，在Ｎ肥充足的粘重土壤果园每年少量施用秸秆、与羊粪交替施用或与无机肥配施；在沙地上或粗骨土上可以覆盖或与化肥配合埋施，起保水保肥的作用，平衡树体生长与营养供应。
（２）营养元素的互补性。有机物料所提供的主要元素与土壤缺乏元素的互补性。缺Ｐ、Ｎ的土壤中不能直接施用秸秆，至少应与无机肥配施，才能达到应有目的，Ｎ肥充足质地粘重的土壤中可直接施用；营养贫瘠的土壤可施用羊粪或鸡粪，起到补充营养的作用。
（３）有机物料对土壤环境、土壤结构等稳定性的作用。在改良土壤生物活性、改善土壤有机质组成、土壤结构方面秸秆类的作用优于粪类，粪类则可兼顾营养与结构两方面，同时对脲酶活性也有良好的作用。
（４）有机物料对树体的调控作用。有机物料影响土壤中微生物活性、影响土壤中植物激素的含量，而对树体有一定的调节作用也是有机物料应用时应该考虑的问题之一。
（５）果树的种类、品种、生长发育状况、物候期等。
（６）土壤立地条件、土壤质地、营养丰缺、有机质含量等都是改良土壤时应该考虑的因素之一。３．有机物料对土壤矿质营养元素的调节作用
有机物料施入土壤中对土壤中的营养元素起到活化与补充作用。有机物料的作用有其共性，都普遍提高了土壤中及植物体内的元素水平，但是不同种类又有其特殊性。麦秸对土壤交换性Ｋ影响大，对速效Ｐ、Ｃａ、Ｍｇ无明显增加，或稍有降低，提高植物体内的Ｃａ水平，降低Ｎ水平；玉米秸对土壤Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｍｇ都有一定的增加作用，对交换性Ｃａ无明显作用，侧重于改善植株体内的微量元素营养；羊粪对土壤Ｎ、Ｐ、Ｃａ含量增加显著，鸡粪对土壤中Ｐ、Ｋ、Ｍｇ、Ｎ增加幅度大，对Ｃａ也有一定的增加作用；提高体内的Ｎ、Ｐ、Ｋ含量，抑制植物对Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｎ的吸收。
在根际微域环境中，有机物料有其作用类型的差别、阶段特征及生物学的适应性反馈，从而表现出亏缺、积累、富集及水平流动性的差异，这些特性也与植株特性有密切关系。Ｎ、Ｋ表现根际亏缺，水平流动性好；Ｐ在根际亏缺，根外土中富集，土壤中流动性差；Ｃａ在根表生理性积累，根际亏缺，根外土富集，水平移动性差。
植物体内元素含量在一定范围内与土壤中的速效养分含量不完全相关，因植物根系的吸收不仅与土壤中的元素含量有关，也受离子间相互作用的影响，Ｐ－Ｚｎ、Ｐ－Ｋ、Ｐ－Ｂ、Ｃａ－Ｍｇ－Ｍｎ之间相互影响。麦秸处理土壤中Ｃａ含量不如对照及鸡粪处理，由于土壤中Ｐ浓度较低，而使植物体内有较高的Ｃａ含量，各器官Ｃａ含量均高于鸡粪处理。即便在植物体内，叶片中Ｐ与（Ｃａ＋Ｍｇ）含量呈极显著负相关，ｒ＝０．９７ 。过高的Ｐ抑制了根系对Ｃａ、Ｍｇ的吸收，尽管土壤中含量很高，植物根系不能吸收。
二、有机物料对苹果植株的影响
１．介质中加入有机物料都不同程度地延长了根系寿命，其中鸡粪处理根寿命最长，为４８天，羊粪处理为４０天，花生秧处理２９天，鸡粪＋羊粪处理３４天，ＣＫ为２６天，土壤栽培条件下根系寿命为２１天。不同处理根系生长速度不同，以鸡粪＋羊粪处理生长最快，鸡粪和羊粪两种处理不同季节生长速率大小顺序不同，夏季为鸡粪处理大于羊粪处理，秋季为羊粪处理大于鸡粪处理，各处理均表现为夏季高于秋季。前期白色根量鸡粪处理多于羊粪处理，前者比后者增加４２．６％，后期前者比后者减少１１．０％。鸡粪＋羊粪处理其白色根量全年均最高。２．不同处理对提高根系呼吸强度程度不同，以鸡粪＋羊粪处理呼吸强度最大，鸡粪处理次之，羊粪处理居第三，花生秧处理根呼吸强度比对照增加最少。夏季整株根系呼吸强度鸡粪＋羊粪处理、鸡粪处理、羊粪处理和花生秧处理分别比对照提高１０１％、５６％、３１％和２５％，秋季羊粪处理其整株根系呼吸强度比鸡粪处理高１９％。
３．吸收根、生长根和褐色木质根呼吸强度差异显著。吸收根呼吸强度是褐色木质根的２－３倍，生长根呼吸强度是褐色木质根的１．５－２倍。吸收根和生长根随栽培介质环境的不同其呼吸强度变化幅度大于褐色木质根，表现了褐色木质根对介质环境有更大的适应性。新生白色根与褐色木质根各自的总呼吸量占整株根系呼吸量比例随季节变化而不同，夏季白色根所占比例超过５０％，秋季褐色木质根呼吸量在整株根系呼吸量中占主导地位，可达６５－８０％，这是白色根占整株根系重量比例随植株发育进程不同所致，６月份白色新根占整株根重量的３５％－４０％，而９月份则降至１０％－１７％。
４．三类根系对磷的吸收均符合离子吸收动力学。不同处理根系对３２Ｐ吸收动学力学参数影响较大。Ｉｍａｘ的变化其大小顺序是鸡粪＋羊粪处理＞鸡粪处理＞羊粪处理＞花生秧处理（夏
季），秋季为羊粪处理大于鸡粪处理，其它顺序相同。Ｋｍ值大小变化顺序与Ｉｍａｘ相反。表明有机物料种类可影响根系对磷吸收的潜力和磷与根的亲和力。
５．不同处理植株总含氮量不同。植株含氮量鸡粪＋羊粪处理＞鸡粪处理＞羊粪处理＞花生秧处理；秋季追施１５Ｎ－ ＮＨ４２ＳＯ４不同处理其氮素利用率大小顺序是鸡粪＋羊粪处理＞羊粪处理＞花生秧处理＞鸡粪处理，后期对１５Ｎ利用率与根系密度、根活力有关。植株含氮总量与干物质量呈正相关，ｒ＝０．９４。
６．鸡粪＋羊粪处理其光合速率常年表现较高水平，植株生长前期鸡粪处理其叶片光合速率高于羊粪处理，生长后期羊粪处理大于鸡粪处理。在栽培介质脱水过程中，所有草炭＋蛭石处理其光合速率前４天下降幅度较小，其数值为初始值的７５％－８５％，而土壤栽培叶片光合速率在第３天开始大幅度降低，至第４天时，其数值为初始值的４２．６％。
７．根系在介质中的密度随根寿命的延长而降低，根系密度主要取决于细根的长短，直径较大的木质根对根密度影响很小，前者长度是后者的９－１３倍。鸡粪处理根系密度 Ｌｖ小于羊粪处理和花生秧处理；生物量（干重）的大小顺序是鸡粪＋羊粪处理＞鸡粪处理＞羊粪处理＞花生秧处理，较短的根系寿命使植株干物质量在地下分配比例增加，花生秧处理为地下干重大于地上，土壤栽培干物质地下分配的比例更大，其它处理均表现为地上大于地下。
三、生物有机肥生产技术
发达国家为了保护本国的利益越来越多地利用技术壁垒限制中国农产品的出口，因此农药、化肥超标往往成为阻碍中国农产品出口的原由。中国近年来大力倡导无公害绿色生产，农产品生产单位也日益认识到了生产无公害农产品的重要性，在此背景下进行了高效有机肥生产技术的研究和产业化开发。
菏泽台资柏青园艺公司于１９９８年引进日本技术建立生物有机肥生产车间，生产有机肥并在其园艺场使用，连续几年应用后使盐碱地土壤得到改善，土质松软，保水能力大大加强，栽培的日本梨大多数以超过２０元／ｋｇ的价格外销；浙江一家茶场订购该有机肥，生产的茶叶以有机茶的级别出口国外。２０００年我们进行了优质生物有机肥生产技术开发项目研究，在菌种筛选、肥料配方、关键设备国产化以及肥效对比试验等方面进行了基础性工作和产业化开发。
为了扩大有机肥生产，实现菌种和设备的国产化，我们对日本圆山菌种进行了分离、培养、复配和发酵试验，对翻倒机进行了国产化仿制创新，对生产技术特别是配方进行了摸索试验。２００２年上半年在栖霞进行了生物有机肥建厂，年生产能力５０００吨。对机械搅拌装置即翻倒机参照日本设计进行了很大改造，在国内生产完成。从投料到发酵完毕出料均自实现了较高程度的机械化，投料斗可以人工调节出料速度控制投料量，各种原料的混合在传送过程中完成，翻倒机每４个小时完成１个槽（８０米长）的翻拌工作，翻拌过程中控制喷水，保持物料湿度在５５－６０％，不间断通气，维持好气菌发酵的需要，使发酵温度短时间内上升到７０℃，并在满槽后达到８０℃，使物料能够充分发酵腐熟，主发酵过程需要１８天。
产品在菏泽、蒙阴、栖霞、泰安等地以苹果、梨、大樱桃、草莓以及蔬菜为试验对象，比较系统地研究了生物有机肥对土壤、根系以及地上部生长发育的影响，进一步明确了生物有机肥在经济生产上的效应，生物有机肥的使用时期、使用方法、使用数量以及生物有机肥对土壤物化指标、植物营养生长和果实品质的影响，为生产者科学使用生物有机肥提供理论和应用依据。
毛志泉：男，博士，副教授，硕士研究生导师。现在沈阳农大博士后流动站做樱桃砧木资源的研究工作，主持省级和厅级课题２项，近几年发表论文５篇，获山东省科技进步奖２项。