廢棄果皮發酵有機肥對土壤改良作用研究

摘要 本文以校園綠化土壤為改良對象，通過實驗室小麥盆栽試驗，以不施肥為對照（CK），配施廢棄果皮發酵有機肥，施用比例為有機肥∶水=1∶2，改良過程中通過測定土壤pH、TN、TP、脲酶活性，分析廢棄水果皮發酵有機肥對校園綠化土壤的改良作用。結果表明，校園綠化土壤pH（初始6.02）升至6.60（42 d時），廢棄果皮發酵有機肥可以在一定程度上改進土壤酸化狀況；土壤TP含量（初始266.70 mg/kg）在試驗28 d時較高（537.33 mg/kg）；土壤TN含量（初始5.28 g/kg）、土壤脲酶活性（初始229.42 U/g）在改良過程中均較低。

關鍵詞 廢棄果皮；發酵；校園綠化土壤；改良

中圖分類號 S158? ?文獻標識碼 A

文章編號 1007-7731（2023）08-0119-04

Effect of Waste Fruit Peel Fermentation Organic Fertilizer on Soil Improvement

WANG Zhenxian? ?WANG Lingli? ?YANG Yanqin? ?LI Jishuang? ?LUO Chunli? ?LI Shuying*

（College of Chemical Biology and Environment， Yuxi Normal University， Yuxi Yunnan 653100）

Abstract This paper took the greening soil of campus as the improvement object， through the pots experiment of wheat in the laboratory， with no organic manure as the control （CK） and the discarded peel fermented organic fertilizer was applied in the proportion of organic fertilizer∶water=1∶2. During the improvement process， the improvement effects of discarded peel fermented organic fertilizer on the campus greening soil were analyzed by measuring the soil pH， TN， TP， and urease activity. The experimental results showed that when the pH of campus greening soil （initial value 6.02） rose to 6.60 （on the 42nd day）， the organic fertilizer from discarded peel could improve the soil acidification to some extent. The soil TP content （initial value 266.70 mg/kg） was higher （537.33 mg/kg） on the 28th day of the experiment. Soil TN content （initial value 5.28 g/kg） and soil urease activity （initial value 229.42 U/g） were lower during the improvement process.

Keywords discarded peel; fermentation; greening soil of campus; improvement

生物廢棄物（園林廢棄物、廚余垃圾、果皮等）有效處理辦法之一是將其堆肥發酵成有機肥，這是一種普遍使用、環保、高效的土壤改良劑，其施用對各類土壤的pH和肥力有明顯改善效果[1-2]，有機肥能夠改善土壤肥力、提供植物營養、提高作物品質，改良土壤結構，減少重金屬活性等[3]。王永齊等[4]采用不同土壤改良措施對植煙土壤改良后發現，腐熟農家肥處理能夠顯著提高有機質、全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀含量（P<0.05），孔隙度顯著提高；熊殷俊等[5]收集園林廢棄物、廚余垃圾等經過堆肥發酵成有機肥，對城市綠地土壤進行改良，結果表明，該有機肥能有效降低土壤的酸堿度，顯著提升有效磷、速效鉀含量；袁曉明等[6]采用2種微生物有機肥，一定程度提高了土壤酶活性，使土壤pH、速效磷含量、速效鉀含量和有機質含量等指標均得到改善，且可以提高水稻產量。

本試驗以校園綠化用土壤作為改良對象，收集學校廢棄的水果皮進行堆肥并發酵成有機肥，將其施用到種有小麥的校園綠化土壤中，試驗過程中測定土壤的pH、總氮、總磷、脲酶活性，分析廢棄果皮發酵有機肥對校園綠化土壤的改良作用，為校園綠化土壤的高效使用提供實踐指導作用。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

土壤：校園綠化土壤。果皮：超市回收的水果皮，包括西瓜皮、哈密瓜皮、柚子皮等。

1.2 試驗方法

1.2.1 廢棄果皮常溫發酵。將回收的西瓜皮、哈密瓜皮、柚子皮等廢棄果皮適當粉碎，總體積為45 L，按照1/2∶1/4∶1/4分別放入發酵桶內進行自然發酵，設置3個平行試驗，發酵過程對發酵桶內的果皮間隔2 d充分攪拌，便于其與氧氣充分接觸。依據有機肥料國家標準判定其是否完全腐熟，完全腐熟后測定有機肥的相關理化性質，其中有機肥的有效活菌數為4.40×104 CFU/g，酸堿度為5.91，總氮含量為8.858 mg/kg，總磷含量為0.016 mg/kg。

1.2.2 室外小麥種植。挑選飽滿小麥種子均勻播撒在準備好的校園綠化土壤中，覆蓋土厚度大約3 cm，3 d澆水1次。待小麥發芽后移至陽光充足的地方，其后間隔2 d澆水1次，待小麥處于三葉期的時候，除去過于密集的小麥。

1.2.3 發酵有機肥的施用。按有機肥∶水=1∶2的比例將有機肥稀釋后加入土壤，小麥生長期間每2 d澆水1次，試驗組為3個重復，同時設置3個CK，每隔7 d定時取樣測定土壤pH、TN、TP含量和脲酶活性。

1.3 校園綠化土壤理化指標測定

1.3.1 校園綠化土壤pH測定。根據土壤pH的測定（NY/T 1377—2007），測定校園綠化土壤pH。

1.3.2 校園綠化土壤TN含量測定。土壤中TN測定參照文獻[7]進行，標準曲線：Y=0.010 2X+0.002 8（R2=0.997）。

1.3.3 土壤有效磷含量的測定。根據《中華人民共和國國家環境保護標準》中土壤有效磷的測定碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗分光光度法測定，標準曲線：Y=0.458X+0.001 6（R2=0.999 5）。

1.3.4 土壤中脲酶活性的測定。采用苯酚鈉-次氯酸鈉比色法[8]來測定土壤中脲酶的活性，標準曲線：Y=0.178 6X-0.011 5（R2=0.999 2）。

2 結果與分析

2.1 校園綠化土壤理化性質

校園綠化土壤酸堿度為6.02，總氮含量為5.28 g/kg，總磷含量為266.70 mg/kg，脲酶活性為229.42 U/g，總氮、總磷含量相對較高，脲酶活性高，有機質含量豐富，土壤呈酸性（pH為6.02）。

2.2 廢棄果皮發酵有機肥對校園綠化土壤pH的影響

土壤酸堿度會影響土壤微生物活性、養分有效性、土壤性狀及作物生長發育等[9]，是土壤質量的重要指標，對土壤養分有效性、微生物活性以及植物病蟲害的發生都有重要的影響[10-11]。由圖1看出，本試驗選擇的校園土壤在小麥種植一段時間內，CK及加入廢棄果皮發酵有機肥后土壤pH有一定程度升高，其中加入廢棄果皮發酵有機肥進行土壤改良，pH明顯高于CK，土壤pH在試驗28 d時最高，由最初的6.02上升至6.66，35 d后開始降低，說明在小麥種植過程中施用廢棄果皮發酵有機肥可以在一段時間內提高土壤的pH，有效改善校園綠化土壤的酸堿性。

2.3 廢棄果皮發酵有機肥對土壤TN的影響

由圖2看出，在小麥種植初期CK土壤中的TN含量有增加趨勢（本試驗為7 d），后期土壤中的TN含量逐漸降低；小麥種植過程中加入廢棄果皮發酵有機肥改良后土壤中TN含量初期（本試驗為7 d、14 d時）在減少，實驗進行到21 d時土壤TN含量增加，達到最高1.47 g/kg，廢棄果皮發酵有機肥在一段時間內可增加校園綠化土壤中TN含量，發酵有機肥改良校園綠化土壤可以在一定時間內有效增加土壤全氮的含量。

2.4 廢棄果皮發酵有機肥對土壤有效磷含量的影響

由圖3看出，在校園綠化土壤改良過程中，CK土壤與加入廢棄果皮發酵有機肥后的土壤在一段時間內（本試驗28 d）土壤中磷含量有增加趨勢，35 d后逐漸降低。施加廢棄果皮發酵有機肥后土壤的磷含量略高于CK，研究[6]發現基施微生物有機肥能在一定程度上增加土壤速效磷含量。

2.5 廢棄果皮發酵劑有機肥對土壤脲酶活性的影響

土壤的生物活性和酶活性是反映土壤熟化程度和肥力的指標之一[12]，其中脲酶是對尿素轉化起關鍵作用的酶類[13]。圖4顯示，CK土壤和加入廢棄果皮發酵有機肥改良后的土壤，土壤中脲酶活性出現先降低再逐漸增加的趨勢，種植小麥的CK土壤到42 d時土壤脲酶活性達到19.83 U/g，CK土壤脲酶活性的增加受到種植小麥根系分泌物對土壤的影響，校園綠化土壤加入廢棄果皮發酵有機肥進行改良，42 d時土壤中脲酶增加至35.50 U/g，廢棄果皮發酵有機肥能夠促使校園綠化土壤脲酶活性的改善。

3 結論與討論

本試驗選擇的校園綠化用土壤初始pH為6.02，為酸性土壤，在種植小麥過程中采用廢棄果皮發酵有機肥進行改良后，一段時間內（本試驗為42 d）土壤pH升至6.60，廢棄果皮發酵有機肥對校園綠化土壤pH有一定改良作用；校園綠化土壤改良后TN和TP的含量在28 d時有增加；校園綠化土壤改良過程中脲酶活性增加明顯，初始土壤脲酶活性為29.42 U/g，42 d時土壤中脲酶增加至35.50 U/g。生物有機肥將成為未來肥料的主流，其具有傳統有機肥和添加生物菌劑的優勢，被越來越多的人認可[6，14]。研究認為[15]在發酵過程中起主要作用的有細菌、放線菌和真菌，它們相互作用，共同促進有機肥的發酵。微生物發酵的有機肥能夠有效提高作物的產量、改善作物的營養與風味、提高土壤的肥力，是生產天然無公害且切實可行的施肥技術措施，也是創建綠色可持續生態環境的有效手段。

綜上，本試驗驗證廢棄果皮經發酵為有機肥后可以改善校園綠化土壤的酸堿度，可在一段時間內增加校園綠化土壤的脲酶活性及氮、磷含量，提高校園綠化土壤肥力。

4 參考文獻

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（責編：王 菁）

基金項目 2021年大學生創新創業訓練計劃項目（2021A053）；國家自然科學基金項目（31960263）。

作者簡介 王振鮮（1999—），女。研究方向：應用生物科學。

收稿日期 2023-02-06