林下養(yǎng)殖蚯蚓對鹽堿地土壤和苗木生長的影響

韓桂鷗　李霞　劉洪慶　趙娜　劉曉鸞　張亞南　趙玉

摘 要：通過利用林下大面積閑置的鹽堿空地養(yǎng)殖蚯蚓，探索其對鹽堿地土壤和苗木生長的影響。結果表明：與對照相比，蚓床覆蓋下0～20 cm土層的土壤密度下降了34.60%，土壤非毛管孔隙度增加了4.82倍，滲透率提高了35.73倍；土壤水解氮、有效磷分別提高了54.66%，12.02%，速效鉀含量增加了3.08倍；土壤電導率增加了43.85%，pH值下降了0.25個單位。林下養(yǎng)殖蚯蚓可明顯改善鹽堿地物理化學性質，有利于苗木的生長。

關鍵詞： 鹽堿地；蚯蚓養(yǎng)殖；土壤理化性質；苗木生長

中圖分類號：S899.8 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.04.019

Abstract： This study is to explore the effects of breeding earthworm in forest land on saline-alkali soil and growth of the tree. Results showed that， compared to the soil which was no mulched， in the depth of 0～20 cm soil strata which were mulched with verm compost， the soil bulk density reduced 34.60%， non-capillary porosity improved 4.82 times， soil infiltration improved 35.73 times； the soil alkaline hydrolytic nitrogen， available phosphorus， available potassium were individually improved 54.66%，12.02% and 3.08 times； the soil electrical conductivity improved 43.85%， pH reduced 0.25 unites. Breeding earthworms in forest land can obviously improve the physical and chemical properties of saline-alkali soil ， also can promote tree growth.

Key words： taline-alkali soil； earthworms； soil physical and chemical properties； tree growth

蚯蚓是常見的土壤生物，晝伏夜出，以畜禽糞便和有機廢物垃圾為食，連同泥土一同吞入，也攝食植物的莖葉等碎片。蚯蚓通過不斷地縱橫鉆洞和吞土排糞等生命活動，不僅能改變土壤的物理性質，而且還能改變土壤的化學性質，使板結貧瘠的土壤變成疏松多孔、通氣透水、保墑肥沃，利于作物根系的生長[1]。

天津海林園藝股份有限公司耐鹽堿苗木馴化基地有大量閑置的林下土地，土壤含鹽量在0.1%～0.6%之間，土壤具有結構緊實，滲透性差，養(yǎng)分匱乏，脫鹽堿化等特點[2]。利用林下閑置土地養(yǎng)殖蚯蚓不僅利用了林下廢地，而且樹木生長與蚯蚓養(yǎng)殖兩者之間存在很強的互補作用。林下陰涼，空氣較好，適合蚯蚓生長繁殖[3]。本研究借鑒以往養(yǎng)殖蚯蚓對非鹽堿林地及苗木生長影響的研究經驗，通過開展鹽堿地林下蚯蚓養(yǎng)殖試驗，研究其對鹽堿地土壤改良和苗木生長的影響，以此為鹽堿地林下經濟養(yǎng)殖模式推廣提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于天津市大港區(qū)東河筒村天津海林園藝股份有限公司耐鹽堿苗木馴化基地，屬溫帶大陸季風性氣候，年平均氣溫12 ℃，年平均風速4.5 m·s-1，年平均降水量602.9 mm，多集中在7—8月份，冬春干旱而蒸發(fā)量大，年平均蒸發(fā)量1 909.6 mm，為年降水量的3倍以上。

1.2 材 料

試驗所用蚯蚓為“赤子愛勝蚓”（太平2號）品種，露天堆肥養(yǎng)殖，使用牛糞蚓床。把未經發(fā)酵的牛糞做成高15～20 cm，寬1～1.5 m，長度不限的蚓床，放入蚓種，蓋好稻草，遮光保濕。種殖蚯蚓數量，控制在每平方米1萬條以內。蚯蚓養(yǎng)殖的最佳溫度在15～25 ℃。冬季采用加厚養(yǎng)殖床到40～50 cm，餌料上蓋稻草，再加塑料布，保溫、保濕，夏季力爭每天澆1次水降溫。種蚓要每年更新1次，養(yǎng)殖床每年換1次，以保蚓群的旺盛，防止蚯蚓因自然發(fā)展而造成種群衰退。蚓床材料牛糞的pH值、養(yǎng)分含量見表1。

1.3 方 法

試驗選取基地內2種主要樹種國槐和白蠟種植區(qū)為研究對象，兩種植區(qū)地勢平坦、地力均勻一致、苗木生長均一。設蚯蚓養(yǎng)殖及不養(yǎng)殖（對照）兩個處理，進行1年內土壤理化性質和苗木生長的調查，從2012年3月鋪設蚯蚓苗床開始至2012年末。第一次基礎取樣2個種植區(qū)各選取2個點（1個對照點，1個試驗點），共4個樣點。由于為地上式蚓床，且根據以往研究經驗，蚯蚓多在土壤表層活動[1，8]，故本次研究試驗取0～20 cm土樣進行監(jiān)測，每個樣點設置3個重復。監(jiān)測指標包括全鹽量、pH值、養(yǎng)分含量、物理性狀。每個處理區(qū)選擇30棵樹木為監(jiān)測對象，測量徑粗、株高、葉綠素含量。試驗地土壤物理、化學性質見表2，苗木情況見表3。

土壤電導率5∶1的水土比用電導法測定；pH值用電位法測定；全氮用半微量凱氏法測定；水解氮用堿解-擴散法測定；有效磷用碳酸氫鈉浸提法測定；速效鉀用乙酸銨浸提-火焰光度法測定。土壤密度、非毛管空隙度、滲透率用環(huán)刀法測定；樹高為苗木主要分支點3個冬剪樹杈中最高樹杈頂點與地面的垂直高度；徑粗為苗木120 cm處直徑；葉綠素含量的測定用丙酮提取法。

2 結果與分析

2.1 養(yǎng)殖蚯蚓對鹽堿地土壤物理性質的影響

土壤密度是用來判斷土壤結構性、緊實度、腐熟度的一個重要的質量參數[1]。從表4可以看出，養(yǎng)殖蚯蚓的白蠟和國槐試驗區(qū)的土壤密度較未養(yǎng)殖蚯蚓的對照處理分別下降了43.83%和25.38%。說明通過養(yǎng)殖蚯蚓，可以降低蚓床以下表層土壤的密度，改善土壤的結構。

非毛管孔隙是土壤水分-物理性質表征之一[4]。非毛管孔隙數量的多少和聯通性能的好壞直接影響著土壤的通氣性能，也就是影響土壤通氣度的大小。一般量度土壤通氣性以非毛管孔隙度作為指標[5]。從表4可知，養(yǎng)殖蚯蚓的白蠟和國槐試驗區(qū)的土壤非毛管孔隙度分別是對照處理的7.70倍和3.95倍，可見通過蚯蚓在表層土壤中的活動大大改善了土壤的通氣性能，顯著改善了土壤的通氣度。

土壤滲透率是指單位時間內由單位面積土表上滲入土壤剖面的水量，是表征土壤物理性狀好壞的另一個判斷指標[4]。一般來說，土壤容重小、孔隙度大、滲透率大，表明土壤比較疏松，結構良好，有利于土壤水、肥、氣、熱的調節(jié)和植物根系的活動；反之，土壤容重大、孔隙度小、滲透率小，則土壤緊實，土壤結夠性差[6]。從表4可知，養(yǎng)殖蚯蚓的白蠟和國槐試驗區(qū)的土壤滲透率分別達到了12.20 mm·h-1和6.11 mm·h-1，而未養(yǎng)殖蚯蚓的對照處理幾乎沒有滲透性，養(yǎng)殖蚯蚓的白蠟和國槐試驗區(qū)的土壤滲透率分別是對照處理的50.83倍和22.63倍，試驗區(qū)土壤滲透率明顯增加。說明養(yǎng)殖蚯蚓可以顯著增加蚓床以下表層土壤的滲透性。

綜上所述，林下養(yǎng)殖蚯蚓可降低鹽堿地土壤表層容重、增加土壤非毛管孔隙、明顯改善土壤滲透速率，能改良土壤結構、通氣性和透水性，有利于苗木的生長。

2.2 養(yǎng)殖蚯蚓對鹽堿地土壤養(yǎng)分含量的影響

土壤養(yǎng)分含量是另一個表征土壤質量的參數，土壤養(yǎng)分含量的高低可作為土壤肥力大小的一個判斷指標[1]。由表5可知，養(yǎng)殖蚯蚓的白蠟和國槐試驗區(qū)與對照處理相比土壤水解氮含量分別增加了95.52%和13.79%；土壤有效磷含量分別增加了3.03%和21.02%；土壤速效鉀含量增加明顯，分別是對照處理的4.30倍和3.87倍。綜上表明，林下養(yǎng)殖蚯蚓可增加鹽堿地土壤速效養(yǎng)分含量，提高土壤肥力。

但是從表5可以看出，養(yǎng)殖蚯蚓的白蠟和國槐試驗區(qū)與對照處理相比土壤全氮含量分別降低了22.00%和10.46%，土壤有機質含量也分別降低了11.82%和7.89%，這與顧訓明、曾郁珉等前人研究結果不一致。但在張衛(wèi)信等人的研究報道中指出蚯蚓在生態(tài)系統養(yǎng)分循環(huán)過程中的影響，受蚯蚓生態(tài)類群、種群大小、植被、母巖、氣候、時間尺度、以及土地利用歷史的全面控制。尤其時間尺度的影響比較特別，如短期內蚯蚓的活動會提高碳的釋放和氮的淋失，但從長遠看，蚯蚓活動及其產生的大量微團聚體對土壤有機質有保護作用，有利于碳、氮在土壤中的長期儲存[7-8]。所以本試驗結果中土壤全氮、有機質含量降低可能與試驗監(jiān)測時間較短有關。

2.3 養(yǎng)殖蚯蚓對鹽堿地土壤酸堿度的影響

土壤的電導是通過土壤孔隙溶液中離子遷移的，孔隙越多越大，溶液離子的移遷速度越快，電導率越大[9]。由表6可知，養(yǎng)殖蚯蚓的白蠟和國槐試驗區(qū)與對照處理相比土壤電導率分別增加了34.10%和53.60%，這是因為蚯蚓活動和糞肥加速了表層土壤的熟化，從而提高了土壤電導率。從表2可知，養(yǎng)殖蚯蚓的白蠟和國槐試驗區(qū)與對照處理相比土壤pH值分別降低了0.31和0.18個單位，這說明在鹽堿地養(yǎng)殖蚯蚓，通過鋪設的蚓床覆蓋裸露的林間空地，抑制了地表蒸發(fā)引起的土壤pH值上升；蚯蚓排泄的蚓糞也可以降低鹽堿地土壤的pH值，而且會隨著蚯蚓糞的增加而逐漸降低[10]。綜上所述，鹽堿地養(yǎng)殖蚯蚓可增加土壤中的電導率，降低土壤pH值，可對鹽堿地的化學性質有改善作用。

2.4 養(yǎng)殖蚯蚓對鹽堿地苗木生長的影響

由表7可知，養(yǎng)殖蚯蚓的白蠟和國槐試驗區(qū)與對照處理相比樹高分別增加了2.76%和2.40%，徑粗分別增加了1.00%和2.31%，葉綠素分別增加了6.33%和11.11%，這表明養(yǎng)殖蚯蚓可以促進鹽堿地苗木的生長，但是由于試驗監(jiān)測時間較短，養(yǎng)殖蚯蚓對鹽堿地苗木生長的影響有待后續(xù)觀測研究。

3 小結與討論

（1） 通過利用林下閑置鹽堿地養(yǎng)殖蚯蚓可降低土壤密度，增加土壤非毛管孔隙度，提高土壤滲透速率，對鹽堿地的物理性質有明顯的改善作用；蚓床糞肥、蚓糞、蚯蚓的活動可協同提高鹽堿地土壤中速效養(yǎng)分含量；林下養(yǎng)殖蚯蚓可增加土壤中的電導率，降低pH值。林下養(yǎng)殖蚯蚓對鹽堿地的質量有明顯的改善作用，有利于苗木的生長。

（2）利用林下閑置空地養(yǎng)殖的蚯蚓產品和排泄物蚓糞均有一定的經濟價值和利用價值。蚯蚓本身含有很多的蛋白質，可以作為動物飼料、垂釣釣餌、藥材，甚至可以直接食用，其用途廣泛，市場銷售前景及經濟價值可觀。蚯蚓糞是一種新型、高效、綠色的有機肥，在生產上有很大的應用前景[10-12]。所以，以林地資源為依托，充分利用大量閑置的林下鹽堿地可實現生態(tài)經濟與生態(tài)環(huán)境的雙豐收，應大力推廣此林下經濟養(yǎng)殖模式。

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