生物有機肥改善蔬菜栽培土壤環境的研究進展

梁朗瑪，汪 洋，黃芳薇，雷湘蘭

（海南職業技術學院，海南海口 570216）

生物有機肥在我國栽培土壤環境中的應用比較廣泛，在葉菜類蔬菜種植中應用可以有效提高土壤的活性，顯著提高葉菜類蔬菜的生長質量和生長速度。如雞糞有機肥在葉菜類蔬菜種植中發揮著獨特的效果，該類有機肥中含有氮、磷、鉀等元素，腐熟之后應用可提供蔬菜生長所需要的元素，且作用是可持續性的，蔬菜的抗病害能力也有所增強。

1 來源及種類

農業種植中常用的生物有機肥是指動植物殘體經過無害化或者腐熟處理后的微生物類肥料，該類肥料的來源比較廣。目前，學者大都將肥料來源作為劃分標準，對有機肥的種類進行劃分。

按照目前廣泛應用到農業種植中的生物有機肥種類劃分，可以分為農業廢料類、家畜糞便類、工業廢料類、生活垃圾類、污泥類、植物產物類。農業廢料中的秸稈、菜籽餅等經過處理之后可以作為肥料應用到具體的農田生產與管理之中；雞糞、牛糞等經過腐熟處理之后也可以作為有機肥應用到農業種植中；工業廢料中的鋸末、糖渣等經過處理之后可以作為水稻、玉米等農作物生長所需要的肥料；生活垃圾中的部分廚余垃圾也可以作為肥料使用，但收集和分類較為困難；城市在河道清理、下水道清理中所產出的污泥中含有大量的微生物和有機物，可以作為農業生產所需要的肥料；植物產物中的草木灰、竹灰等可以改善土壤的性質，起到供給土壤養分的作用[1-2]。

2 對蔬菜栽培土壤環境的改善效果

2.1 改善蔬菜栽培土壤營養物質

將雞糞有機肥應用到葉菜類蔬菜的種植中，施加生物有機肥后采集土壤樣本，與未施加生物有機肥的土壤樣本相比，土壤容重增加了8%左右，孔隙度增加了6.8%左右，土壤中的水分含量增加了21.6%左右，說明施加生物有機肥可以改善土壤的結構并起到一定的土壤保濕作用[3]。雞糞生物有機肥可以改善土壤營養成分，同時配合應用其他的菌肥，可以保障土壤中的營養成分最佳，并增加蔬菜的營養成分[4]。

2.2 減少蔬菜栽培土壤病害的發生

將生物有機肥應用到農作物種植之中，考量其對于防治栽培土壤病蟲害的積極作用。研究認為，施加一定量的生物有機肥可以起到降低病蟲害發生概率的作用，提高農作物的病害抗性。將雞糞有機肥應用到葉菜類蔬菜的種植土壤中，土壤微環境發生改變，大量的菌群、菌落在蔬菜根部區域形成，隨著蔬菜的不斷生長，菌群發揮著抑制有害生物生長的作用，并提高了蔬菜對于有害病原菌的抵抗能力。生物有機肥可以通過刺激微生物代謝的方式促進蔬菜的持續健康生長，減少病蟲害發生的概率。以往蔬菜種植中需要噴灑大量的農藥，抑制蟲卵的寄生與生長，但這種方法會導致植物中有大量的農藥殘留，影響食用者的身體健康。研究證明，生物有機肥應用到蔬菜種植中，病蟲害的發生概率降低了33%～58%；同時可以起到預防與控制的作用，其作用原理就是通過改善土壤微生物生存條件，增加植物抗病害能力[5]。將生物有機肥應用到栽培土壤，土壤中的四環素耐藥菌的數量也有所降低[6]。

2.3 吸附蔬菜栽培土壤中的重金屬離子

將生物有機肥應用到芥藍種植中，芥藍中的Pb、Cu、Ni、Cd 等元素含量有所降低。對雞糞有機肥和干雞糞的使用效果進行對比，可以發現，雞糞有機肥對重金屬離子的吸附率明顯較高，但該作用效果只體現在4 種重金屬離子上，對于其他重金屬離子的影響程度較小[7]。針對土壤中含有一定毒性的鉛、汞等情況，使用生物有機肥同樣可以起到一定的吸附作用。在含有大量重金屬物質的土壤中生長，蔬菜的根部會吸收一定數量的重金屬元素，食用之后會影響到人體的健康。目前，我國正推進綠色無公害農業產品的生產，通過使用生物有機肥的方式可以促進這一目標的實現。由于不同生物有機肥的效果不同，其在土壤中所產生的物理反應與化學反應也存在一定的差異，具體應用需要結合田間農作物的種植種類，科學選擇生物有機肥種類，發揮其在土壤中對不同種類重金屬離子的吸附作用。

2.4 減少蔬菜栽培土壤環境溫室氣體排放

經過實驗證明，將生物有機肥應用到栽培土壤中，可以增加土壤中的有機碳含量，使土壤中微生物數量增加，土壤的酶活性增強。生物有機肥與土壤中的其他成分發生反應，必然會對栽培土壤環境內的溫室氣體排放量產生影響。溫室氣體主要有CO2、CH4、N2O等[8]。學者對栽培土壤溫室環境影響因素研究成果比較少，已有研究大多是針對單一的溫室氣體排放。生物有機肥可以有效提高土壤的酶活性，硝化細菌的基因拷貝能力會因此而增加，其會降低土壤N2O 的排放量[9]。

2.5 解決農業面源污染問題

化肥的過量使用會導致農業種植出現相應的土壤污染或者水體污染問題。為了解決傳統化肥在農業種植中的使用，學者們嘗試將生物有機肥應用到農業種植中，并判斷其對農業種植環境污染的改善效果。雖然針對生物有機肥改善農業面源污染研究數量并不多，但仍有部分學者對比了傳統的化肥使用方式與生物有機肥的使用方式，并得出生物有機肥可以減少土壤氨的揮發率和損失率，減少其他微量元素的淋溶損失率。下雨時地表徑流明顯，會導致土壤中的相關元素流入到周邊的河流區域中，對水體、水質也會產生一定程度的不良影響。在同等施加傳統農業化肥和生物有機肥的情況下，施加雞糞有機肥地表徑流流失的養分含量明顯較少，將其應用到葉菜類蔬菜的種植中，其氮成分的流失量會有所減少，這說明施加生物有機肥可以降低由于雨水沖刷所導致的土壤營養成分流失情況，同時有效解決了農業面源污染問題[10]。

2.6 改變蔬菜栽培土壤的理化性質

土壤的營養成分是影響栽培土壤環境效益的主要因素，土壤的理化性質包括酸堿度、有機質含量及孔隙度等內容。通過容重度和孔隙比分析方法，可以了解生物有機肥對農業種植土壤的水分滲透效果的影響程度。如果土壤的透氣性較差，則會導致植物根系發育不良。學者們基于此開展研究，將使用生物有機肥后土壤的孔隙度作為研究內容，結果顯示，生物有機肥可以增加土壤的容重，提高土壤的滲透能力，增強土壤的儲水效果[11]。土壤酸堿度是評價土壤環境狀況的主要指標之一，堿性過大的土壤不適合種植農作物，無法保障農作物的產量。研究生物有機肥對于土壤酸堿度的影響對于改良土壤、提高農作物產量具有積極意義。將雞糞有機肥應用到葉菜類蔬菜種植中，土壤的pH 值降低效果并不明顯，但隨著時間的延長及生物有機肥施用量的增加，其pH 值下降效果也會逐漸明顯。有研究表明，土壤中的pH 值可能受有機物含量影響，有機質越高，土壤的酸度越高，而生物有機肥中含有大量的有機物[12]。栽培土壤的營養成分主要是氮、磷、鉀等元素，以上元素多和其他元素形成不溶性礦物質，難以被農作物吸收。研究生物有機肥施加后農作物對土壤養分的吸收能力與營養轉化能力，結果表明，生物有機肥中含有大量的低分子有機酸，其在活化土壤有機物中發揮著重要作用，可以促進農作物對養分的吸收[13]。

2.7 提高蔬菜栽培土壤微生物活躍度

生物有機肥在栽培土壤種植中所發揮的環境效應使得土壤環境中的生物更加多樣化，促進了土壤中的生物活動。土壤中的活體可以分為微生物與動物2 類，土壤微生物發揮的作用是提高肥力，供給植物營養；土壤動物的作用是調節土壤結構，改變土壤循環。尤其是蚯蚓等動物，其可以通過吞食土壤的方式分泌大量的復合物，供給植物生長所需要的養分。研究表明，使用生物有機肥后土壤中的蚯蚓數量會明顯增加，其發揮著改良土壤環境的積極作用，使土壤中的養分種類更加豐富[14]。

土壤中的微生物對栽培土壤環境也會產生不同的影響。土壤中的微生物數量、種類關系到土壤的活性，細菌作為土壤中的主要微生物，適合在pH 值為7 左右的環境下生存。將有機肥應用到葉菜類蔬菜種植中，施加生物有機肥后土壤中的細菌數量與真菌數量會有所提高，提高量在18.4%左右[15]。因此，施加生物有機肥可以有效提高栽培土壤中的微生物數量，提高生態系統的穩定性。

酶物質在農作物生產中的作用主要集中在代謝上，生物有機肥中含有大量酶物質，可以提高土壤中有機體的代謝能力，從而實現物質之間的轉化，提高土壤肥力指標。施加生物有機肥后的土壤活性有所增加，有利于土壤結構體系的穩定性。

3 結語

生物有機肥在栽培土壤種植中的應用，除可以提高產品質量與產量之外，也具有一定的環境效益。本文總結了在葉菜類蔬菜種植中施用生物有機肥對土壤環境的改善效果，其可以降低蔬菜種植期間的溫室氣體排放量，并減少施肥可能出現的污染問題，對于我國農業的可持續發展有著積極的作用。但生物有機肥的科學、合理應用仍需要進一步的研究。