蚯蚓糞改良紅壤的效果及對(duì)不結(jié)球白菜生長(zhǎng)的影響

陳小錦??+叢瑋瑋??+陳永林??+魯貝??+承杰??曹雪林??+戴紅衛(wèi)??+姚粉霞??+盛海君??+錢(qián)曉晴??

摘要：采用江西鷹潭紅壤為材料進(jìn)行模擬培養(yǎng)試驗(yàn)，探討添加蚯蚓糞對(duì)貧瘠紅壤的快速改良培肥效果，旨在為經(jīng)濟(jì)、高效創(chuàng)制高肥力、多用途人造新成土開(kāi)辟新途徑。試驗(yàn)設(shè)置5個(gè)處理，分別添加質(zhì)量比為0%（CK）、5%（T1）、10%（T2）、15%（T3）、20%（T4）的蚯蚓糞至紅壤中。混合物培養(yǎng)一段時(shí)間待性質(zhì)基本穩(wěn)定后進(jìn)行不結(jié)球白菜試驗(yàn)，觀測(cè)不同處理?xiàng)l件下不結(jié)球白菜（Brassica rapa L. chinensis）幼苗的生長(zhǎng)狀況及體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)成分，分析得出蚯蚓糞改良紅壤的適宜比例及改良效果。結(jié)果表明，（1）適量的蚯蚓糞可以改善紅壤的pH值、硝態(tài)氮含量和速效磷含量等性質(zhì)，為不結(jié)球白菜提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境；（2）蚯蚓糞用量為5%～10%時(shí)會(huì)促進(jìn)不結(jié)球白菜幼苗生長(zhǎng)，但添加20%以上的蚯蚓糞反而會(huì)抑制不結(jié)球白菜幼苗的生長(zhǎng)；（3）蚯蚓糞添加量為5%～10%時(shí)，不結(jié)球白菜幼苗地上部和根系生長(zhǎng)狀況最佳。

關(guān)鍵詞：紅壤；蚯蚓糞；紅壤理化性狀；改良綜合肥力；不結(jié)球白菜；生長(zhǎng)；營(yíng)養(yǎng)

中圖分類號(hào)： S156.6；S141.9文獻(xiàn)標(biāo)志碼：

文章編號(hào)：1002-1302（2016）08-0248-03

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的快速發(fā)展，土壤退化日益嚴(yán)重，耕地資源越來(lái)越短缺，已對(duì)我國(guó)糧食安全構(gòu)成潛在威脅。土壤退化在耕地生產(chǎn)力、農(nóng)產(chǎn)品安全和生態(tài)環(huán)境效應(yīng)方面都產(chǎn)生著很嚴(yán)重的影響，因此對(duì)現(xiàn)有耕地的合理利用、改良與保護(hù)顯得十分重要[1-2]。探討應(yīng)用蚯蚓糞改良紅壤以作為我國(guó)耕地后備資源具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。紅壤酸性強(qiáng)、易板結(jié)、易被侵蝕，很難用于耕作[3]。目前，改良紅壤的措施有平整土地、興修水利、廣辟肥源、培肥改土、因地制宜合理輪作、綠化荒山、保持水土等[4]。在本試驗(yàn)中采用養(yǎng)分十分匱缺、生產(chǎn)能力性能極低的紅壤為基礎(chǔ)材料，利用蚯蚓糞進(jìn)行改良，快速培肥形成一種高肥力人工土壤[5]。

蚯蚓糞作為一種特殊的有機(jī)肥料，最大特點(diǎn)是能將有機(jī)物、微生物和一些作物生長(zhǎng)因子合理地結(jié)合起來(lái)改善土壤環(huán)境，最終達(dá)到增肥、抗病、養(yǎng)土的目的[6]。蚯蚓糞的顆粒均勻、無(wú)味、衛(wèi)生，保水透氣能力比一般土壤高3倍。蚯蚓糞中含有18種氨基酸，有益菌達(dá)20萬(wàn)～2 億個(gè)/g，有機(jī)質(zhì)含量達(dá)40%左右，經(jīng)過(guò)多次發(fā)酵和動(dòng)物消化，所形成的有機(jī)質(zhì)活性高、易被植物利用，而且能促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，提高土壤通透性、保水性、保肥力[7-12]。蚯蚓糞由于具有產(chǎn)出速度快、有機(jī)質(zhì)含量高、無(wú)二次污染、適用pH值廣等特點(diǎn)已被許多國(guó)家應(yīng)用于土壤改良。現(xiàn)在蚯蚓糞多利用在盆栽試驗(yàn)中，而且取得了明顯的效果[13]，能提高生物量、果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量[14]。但目前針對(duì)蚯蚓糞對(duì)快速改良培肥紅壤形成高肥力人工土壤的研究甚少。

本試驗(yàn)以江西鷹潭紅壤為研究對(duì)象，在土壤中充分融合不同比例的蚯蚓糞，探討蚯蚓糞對(duì)紅壤的改良效果，為更好地開(kāi)發(fā)利用紅壤提供理論依據(jù)。

1材料與方法

試驗(yàn)于2014年6—12月在江蘇省揚(yáng)州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院盆栽試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行。

1.1試驗(yàn)材料

供試土壤取自江西鷹潭紅壤。試驗(yàn)前把土壤風(fēng)干磨細(xì)過(guò)篩。土壤基本性質(zhì)：硝態(tài)氮16.9 mg/kg、銨態(tài)氮9.34 mg/kg、速效磷4.6 mg/kg、速效鉀50.0 mg/kg。供試不結(jié)球白菜品種為“四月慢”。

蚯蚓糞取自揚(yáng)州大學(xué)農(nóng)牧場(chǎng)蚯蚓養(yǎng)殖基地，蚯蚓食料為新鮮牛糞。蚯蚓糞養(yǎng)分含量：全氮39.55 g/kg、全磷 13.74g/kg、速效磷1.54g/kg、速效鉀1.64g/kg。采用上口半徑8 cm、高12 cm的圓形塑料花盆。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，蚓糞的添加量（按質(zhì)量計(jì)算）分別為（紅壤與蚯蚓糞）混合物的5%、10%、15%、20%，對(duì)照（CK）為不加蚓糞的純紅壤，各處理設(shè)3個(gè)重復(fù)。每盆混合物1 kg，備用。

于10月25日播種，每盆播種50粒，薄層覆蓋后定量澆水，保持土壤濕潤(rùn)，置于日光下培養(yǎng)，試驗(yàn)期間根據(jù)實(shí)際情況適量補(bǔ)水，維持水分條件一致。11月2日采樣，進(jìn)行根系掃描分析與生物量測(cè)定，11月28日采收，測(cè)定植株葉片葉綠素含量與養(yǎng)分含量。

1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1土壤理化性質(zhì)pH值 ∶[KG-*3]水土比2.5 ∶[KG-*3]1，采用pH計(jì)法測(cè)定；容重環(huán)刀法測(cè)定；硝氮含量采用KCl浸提-紫外分光光度法測(cè)定；銨氮含量采用KCl浸提-靛酚藍(lán)比色法測(cè)定；速效鉀含量采用1.0 mol/L NH4OAc浸提-火焰光度法測(cè)定；速效磷含量采用0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬藍(lán)比色法測(cè)定；全氮含量采用濃硫酸消煮-靛酚藍(lán)比色法測(cè)定。

1.3.2生物量用稱重法測(cè)量各處理不結(jié)球白菜（Brassica rapa L. chinensis）生長(zhǎng)1周后的鮮質(zhì)量（包括新長(zhǎng)成的幼枝和根系），并分析差異性。

1.3.3根系參數(shù)不結(jié)球白菜（Brassica rapa L. chinensis）生長(zhǎng)1周后，采樣并用流水沖洗不結(jié)球白菜根系，采用數(shù)字化掃描儀（STD1600 Epson USA）進(jìn)行掃描，借助于配套的WinRHIZO（Version 5.0a）根系分析系統(tǒng)（WinRhizo Regent Instruments，Canada）分析根長(zhǎng)、根表面積、根體積、根尖數(shù)等根系參數(shù)。分析各處理差異性。

1.3.4莖葉質(zhì)量分析葉片葉綠素含量：生長(zhǎng)30 d后，取一定量的不結(jié)球白菜葉片，用95%乙醇溶液40 ℃浸提，測(cè)定665、649、470 nm處吸光度，計(jì)算葉綠素a、葉綠素b以及胡蘿卜素的含量。

葉片全氮、全磷、全鉀含量：生長(zhǎng)30 d后，稱取一定量的不結(jié)球白菜葉片鮮樣，硫酸-雙氧水消煮后，分別采用靛酚藍(lán)比色法、鉬銻抗比色法和火焰光度計(jì)法測(cè)定全氮、全磷和全鉀的含量。

1.4數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)方法

對(duì)所獲得的數(shù)據(jù)采用Excel 2003、SPSS等軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同蚯蚓糞用量對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

不同蚯蚓糞用量對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響如表1所示。從表中數(shù)據(jù)可以看出，添加蚯蚓糞能顯著（P<0.05）改善紅壤的各項(xiàng)理化性質(zhì)。與純紅壤（對(duì)照）相比，添加蚯蚓糞后pH值顯著提高，為多數(shù)植物生長(zhǎng)提供更為有利的環(huán)境條件。添加蚯蚓糞后土壤容重出現(xiàn)顯著降低，土壤結(jié)構(gòu)性得到顯著改善。硝態(tài)氮、速效磷、速效鉀和全氮含量隨著蚯蚓糞添加量的增加，也都出現(xiàn)了顯著（P<0.05）增加，可知，隨著蚯蚓糞比例的增加不結(jié)球白菜的生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)環(huán)境越好。試驗(yàn)中銨態(tài)氮的含量隨著蚯蚓糞的加入沒(méi)有呈現(xiàn)簡(jiǎn)單的線性增長(zhǎng)趨勢(shì)。在蚯蚓糞含量處在較低水平時(shí)（0%～5%），土壤銨態(tài)氮含量隨著蚯蚓糞含量的增加迅速增加，之后反而有所下降，在蚯蚓糞含量10%時(shí)達(dá)到極小值，之后又隨蚯蚓糞的增加而增加。可知，5%蚯蚓糞含量土壤銨態(tài)氮含量最高，并且過(guò)少或過(guò)多的蚯蚓糞都不利于銨態(tài)氮含量的提高。

2.2不同蚯蚓糞用量對(duì)不結(jié)球白菜根系的影響

生長(zhǎng)1周后不結(jié)球白菜根系的特征參數(shù)如表2所示。從表中可以看出，隨著蚯蚓糞添加比例的提高，平均根直徑顯著增長(zhǎng)。根長(zhǎng)、根尖數(shù)、根表面積、根體積并沒(méi)有表現(xiàn)出簡(jiǎn)單的線性增長(zhǎng)趨勢(shì)，但都是先隨著蚯蚓糞添加比例的提高而增大，達(dá)到一個(gè)最大值后隨著蚯蚓糞含量提高又呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，但所有處理均顯著大于對(duì)照。根長(zhǎng)、根表面積、根體積在蚯蚓糞含量為15%時(shí)達(dá)到最大，且顯著高于對(duì)照。根尖數(shù)在蚯蚓糞含量為10%時(shí)達(dá)到最大，顯著高于對(duì)照。

2.3不同蚯蚓糞用量對(duì)不結(jié)球白菜種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)量的影響

3小結(jié)

（1）蚯蚓糞中有大量的有機(jī)質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，蚯蚓糞用量適量可以改善紅壤的pH值、容重、硝態(tài)氮和速效磷含量等理化性質(zhì)，提高土壤綜合肥力，為作物生長(zhǎng)提供良好的環(huán)境。（2）蚯蚓糞用量適中時(shí)會(huì)促進(jìn)不結(jié)球白菜幼苗的根系生長(zhǎng)，有助于其對(duì)所需營(yíng)養(yǎng)成分的吸收。過(guò)多的蚯蚓糞會(huì)導(dǎo)致土壤養(yǎng)分的供應(yīng)失衡或鹽分含量過(guò)高而抑制不結(jié)球白菜幼苗的根系生長(zhǎng)。在蚯蚓糞用量為5%～10%時(shí)，不結(jié)球白菜幼苗根系生長(zhǎng)狀況最佳。（3）適中的蚯蚓糞比例可以顯著促進(jìn)不結(jié)球白菜幼苗生物量的形成，但過(guò)高比例的蚯蚓糞則會(huì)導(dǎo)致硝酸鹽大量積累和部分養(yǎng)分供應(yīng)失衡，反而抑制不結(jié)球白菜種子的發(fā)芽和幼苗生物量的增加。（4）添加蚯蚓糞有利于不結(jié)球白菜中葉綠素含量和類胡蘿卜素含量的增加，從而增強(qiáng)葉片光合能力，促進(jìn)作物生長(zhǎng)。

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