環保酵素改良土壤中有機質與磷素的探索性研究

李方志，李絲絲，王　殷，楊汝蘭，杜　北，楊　琴，趙敏慧

(玉溪師范學院資源環境學院，云南 玉溪 653100)

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環保酵素改良土壤中有機質與磷素的探索性研究

李方志，李絲絲，王殷，楊汝蘭，杜北，楊琴，趙敏慧

(玉溪師范學院資源環境學院，云南 玉溪 653100)

以云南省玉溪市紅塔區北城鎮唐家營已施用農藥和化肥20余a的農戶農田土壤為研究對象。通過為期8周的實驗研究，設計5組不同濃度梯度的環保酵素液，施澆于土壤，研究環保酵素對土壤有機質、全磷以及有效磷的改良效果。試驗結果表明：環保酵素有利于提高土壤有機質、全磷和有效磷的含量；施澆環保酵素濃度梯度在1∶500和1∶750，持續施澆環保酵素6～7周，其土壤改良效果最佳。

環保酵素；土壤改良；有機質；有效磷；實驗

環保酵素是一種生物酵素液。根據相關資料，環保酵素有利于作物的生長發育，能有效抑制病蟲害的發展，可提高作物的抗病力和免疫力，有利于提高土壤肥力。本實驗旨在研究施澆不同濃度梯度的環保酵素對土壤磷素和有機質的影響，為提高土壤肥力和改善土壤環境提供科學依據。

1　材料與方法

1.1實驗材料

1.1.1環保酵素制作

采用紅糖，丟棄水果皮、菜葉等鮮廚余，水為原料，按1∶3∶10的比例混合裝入塑膠筒中，持續厭氧發酵至少90d即可制成環保酵素。其中前30d每天打開瓶口攪拌放出發酵過程中的氣體，后60d關緊瓶口。

1.1.2供試土樣采取與制備

供實土樣為云南省玉溪市紅塔區北城鎮唐家營已施用農藥和化肥20余a的農戶農田土，為堿性(pH8.2～8.5)褐色土。本次采樣先將采樣地點表層3～4cm表層土去除,再采集0～15cm的土樣。供實驗土壤化學性質見表1。

表1　實驗土壤理化性質

1.2實驗方法

將采集回來的大田土樣進行前期預處理后，均勻分裝于15個高為25cm、直徑為34cm的透氣型土陶花盆中。

實驗設有4個酵素液濃度梯度及1個空白水樣，每個梯度設置3個重復。

本實驗土壤改良周期為8周，每周分別在周二、周五、周日施澆不同濃度的環保酵素液，并于下周周二先取土樣，后施澆酵素。

前4周主要是進行土壤改良預處理，從第5周開始采樣進行檢測分析，期間按常規進行管理。其具體方案實施情況見表2。

1.3測定項目及方法

本次試驗主要涉及到的測定項目：有機質，有效磷，全磷。

表2　環保酵素改良土壤實施方案操作

有機質檢測方法：NY/T 1121.6-2006 土壤有機質的檢測。

有效磷檢測方法：NY/T1121.7-2006 pH>7.0:LY/T 1233-1999堿性土壤有效磷的測定。

全磷檢測方法：NYT 88-1988土壤全磷測定法。

1.4數據處理與分析

通過改良后的土樣檢測項目數值減去原始試驗土樣背景值，看其檢測項目在原來的基礎上的增減情況，并采用Excel 2003軟件進行計算繪圖。

為了更為合理地體現其改良后各檢測項目的增減情況，試驗數據采用增幅率來表現，即檢測項目在預處理4周后土壤中含量的增加率。其計算方法及表達式如下：

式中：D—通過改良后的土樣檢測項目數值；Y—原始試驗土樣背景值。

2　結果與分析

2.1環保酵素對土壤中有機質的影響

通過持續8周對試驗土樣施澆環保酵素液改良，前4周為預處理階段，其后4周改良后土壤中有機質的檢測數據見表3。其土壤中有機質增減率變化見圖1。

從表3和圖1中可以看出，持續8周施澆環保酵素改良土壤，其有機質的增加主要集中于施澆環保酵素濃度梯度為500和750的土壤中，施澆環保酵素濃度梯度為750的土壤中有機質的增加率較濃度梯度為500的土壤中有機質增加率要高。第5周、第6周和第7周中有機質含量增加率有持續上升的趨勢，但到第8周后其增加率略有下降的趨勢。

環保酵素是用蔬菜葉、水果、水果皮、丟棄菜葉等鮮廚余制作而成，其配制的改良液中含有大量的有機質以及微生物等。在改良過程中觀察發現，施澆環保酵素濃度在500和750的土壤中蚯蚓數比其它濃度土壤中多。蚯蚓有利于提高土壤中的有機質含量[1-3]。

所以，采用環保酵素進行土壤中有機質的改良：較適施澆環保酵素濃度梯度為750，即1體積環保酵素需要750體積水；較好的改良持續時間是7周。

2.2環保酵素對土壤中有效磷的影響

通過持續8周對試驗土樣施澆環保酵素液改良，前4周為預處理階段，后4周改良后關于土壤中有效磷的檢測數據見表4。其土壤中有效磷含量增減率變化見圖2。

表4　土壤中有效磷含量變化　(mg/kg)

從表4和圖2中可以看出，采用環保酵素進行土壤中有效磷的改良，有利于土壤中有效磷的增加。但到了第8周，有效磷的增加率有下降趨勢。這是由于在實驗過程中，第7周和第8周受下雨的影響，土壤中的有效磷隨地表徑流流失致使含量降低。但從第5周和第6周可以看出，土壤中有效磷有增加的趨勢，其較明顯的有效磷增加率是施澆環保酵素濃度梯度為500的改良土壤。

2.3環保酵素對土壤中全磷的影響

通過持續8周對試驗土樣施澆環保酵素液改良，前4周為預處理階段，后4周改良后土壤中全磷的檢測數據見表5。其土壤中全磷含量增減率變化見圖3。

表5　土壤中全磷含量變化　(%)

從表5和圖3中可以看出，采用環保酵素改良土壤中的全磷，其變化較明顯的是施澆環保酵素濃度梯度為500的實驗土樣。第7周時全磷量增加率最為明顯，第6周、第7周和第8周全磷含量增加率有持續上升的趨勢，但到第8周時其增加率有下降趨勢。

影響土壤中磷的因素很多，如：土壤pH值、有機質、還原條件、無定形氧化物及陽離子交換量等。在改良過程中將稀釋后的環保酵素施澆于土壤，對土壤中pH值影響不大；有機質對磷在土壤中的吸附和解吸影響非常復雜，一方面有機質提供了與磷競爭吸附點位的陰離子，使吸附量下降，另一方面它釋放出來的H+可使礦物質表面基團質子化，有利于磷的吸附，因此有機質會增加、減少或不影響土壤對磷的吸附[4]。但從本次實驗來看施澆環保酵素有利于土壤中的有機質增加，進而釋放出H+，使得土壤中的磷得以增加。土壤中磷的增加率趨勢與有機質的增加率趨勢相似，都集中于施澆環保酵素濃度在500和750的土壤中。

所以，施澆環保酵素于土壤中，有利于土壤中全磷的增加，其較適濃度梯度為500，即1體積環保酵素需要500體積水；其較好的改良持續時間為7周。

3　結論與討論

環保酵素液在發酵過程中產生了大量的厭氧及兼性厭氧菌，為土壤提供一定量的微生物分解者。土壤中的微生物是土壤營養物質分解轉化、有機碳代謝和污染物降解的驅動力，對提高土壤的肥力和促進植物的吸收利用具有重要作用。同時土壤微生物也是土壤中植物有效養料的儲備或源[6-8]。環保酵素含有大量的糖分以及小分子的植物組分[5]，具有較高濃度的有機質、氮素、磷素、鉀素等成分，施澆于土壤中可使土壤更加肥沃。

研究結果表明，環保酵素對土壤中有機質及磷素含量的提高有一定的效果，且在施澆環保酵素濃度梯度在1∶500和濃度梯度為1∶750，且持續施澆環保酵素6到7周，其土壤改良效果最佳。

在國內外，酵素肥在農業上的應用已經很廣泛。但自制的環保酵素之間存在著差異。這與發酵時所采用的廚余(原材料)、發酵環境、發酵菌種和發酵方法等因素有關。本實驗只做了為期8周的檢測分析，數據量不全面。環保酵素的長期施用對土壤持續改良效果，改良后栽種農作物對農作物生長、發育、抗逆性修養、及和澆施化肥的對比研究是今后深入研究的方向。

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Study on improving Soil Organic Matter and Phosphorus by Garbage Enzymes

LI Fang-zhi, LI Si-si, WANG Yin, YANG Ru-lan, DU Bei, YANG Qin, ZHAO Min-hui

(College of Resources and Environment, Yuxi Normal University, Yuxi Yunnan 653100 ,China)

The target soil was selected in Tangjiaying, Hongta district of Yuxi city, Yunnan. The Local farmers have used pesticides and fertilizers for more than 20 years in this area. Through 8 weeks long of experiment, this research designed 5 different groups of concentration gradient of garbage enzyme poured intothesoil farmland to observe the improvement effect of the organic matter, available phosphorus and total phosphorus. The results showed that garbage enzyme liquid could improve the soil quality. The concentration gradient 1∶500 and the concentration gradient of 1∶750 worked best when they were sustained to water garbage enzyme for 6 to 7 cycles.

garbage enzyme; soil improvement; organic matter; available phosphorus; experiment

2016-02-28

玉溪師范學院大學生創新創業訓練計劃項目“環保酵素對土壤改良效果的研究”(2014B17)。

李方志(1993-)，男，漢族，云南曲靖人，環境科學本科在讀。

趙敏慧( 1974-)，女，生態學碩士， 副教授，主要從事景觀生態與生態恢復研究。

X53

A

1673-9655(2016)05-0065-05