施用濾泥對土壤肥力的影響

練雪萌，陳海悅，耿 貴，王宇光，於麗華

(黑龍江大學現(xiàn)代農業(yè)與生態(tài)環(huán)境學院，哈爾濱 150080)

0 引言

濾泥是制糖企業(yè)在利用甘蔗、甜菜制糖過程中產生的一種副產品，濾泥中富含有機質、碳酸鈣、碳酸鎂、氮磷鉀、鎂、錳、鐵、鋅、銅及多種營養(yǎng)元素等[1-5]。糖廠每生產1噸糖，要排出約1噸的濾泥[6]，我國在2020年糖料產量為12 014萬噸，其生產加工產生的濾泥更是一個巨大的數(shù)字。它們的存在不僅占用場地而且在存放過程中會出現(xiàn)發(fā)霉、變質等情況對環(huán)境造成侵害[7-8]。因此，對濾泥的處理是目前制糖工業(yè)可持續(xù)發(fā)展急需解決的問題之一。

濾泥具有來源廣、價格低等特點，是一種很好的有機肥原料?；⒂裆萚9]通過研究發(fā)現(xiàn)，濾泥中含有豐富的氮磷及有機質，濾泥的營養(yǎng)成分比農村常用的農家土糞的營養(yǎng)要高，在濾泥中加入適量的Mn、Zn微量元素等，可以制成甜菜專用肥。郭志剛[10]根據糖廠三廢(濾泥、廢液、煤灰)所含的化學成分，添加一定的微量元素來制成有機復合肥，不僅能實現(xiàn)“廢物”的還田再利用，而且還能改良土壤的結構并在一定程度上提高作物產量。樊保寧等人發(fā)現(xiàn)[11]在一定的范圍內，土壤肥力和有機質越低的地塊，施加濾泥有機、無機復混肥料的促進作用效果明顯。

且不同作物所需的土壤條件不同。林斯強[12]研究表明在酸性土壤中施加濾泥能提高土壤的pH值，增加土壤有機質含量、改善土壤的速效養(yǎng)分，提高大麥的產量。李任任等[13]用酸性黑土開展甜菜盆栽試驗也表明，濾泥能提高土壤有效養(yǎng)分和pH值，促進甜菜幼苗生長。秦芳等[14]研究得出施用甘蔗濾泥有機—無機復混肥提高了土壤肥力、土壤有效磷、有機質，極顯著地提高了甘蔗的產量。蘇天明等[15]通過研究不同復合肥和甘蔗濾泥有機肥的配比得出施用50%復合肥+50%甘蔗濾泥生物有機肥的茄子產量高、性狀好，為將甘蔗濾泥生物有機肥應用于蔬菜生產中提供了很好的參考價值。

目前，對于將濾泥作為飼料、作為原料制造有機肥的研究較多，而關于施加甜菜濾泥對土壤理化性質影響的研究則較少。僅有的研究表明[16-18]施用甜菜糖濾餅和糖蜜可以提高土壤鈣、鎂、鉀的有效性，能夠提供微量營養(yǎng)元素，且以生物固體和濾餅為基料的有機無機肥對土壤中磷、錳等有一定的增產作用。為了全面了解施加濾泥對土壤理化性質的影響，本文以甜菜濾泥為試驗材料，通過對土壤的pH、有機質、營養(yǎng)元素、過氧化氫酶和磷酸酶活性等指標進行測定，探究濾泥不同施用量，對不同培養(yǎng)時間土壤肥力的影響，為甜菜生產以及制糖廠甜菜濾泥的再利用提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗土壤為哈爾濱市黑龍江大學呼蘭校區(qū)中性黑土。濾泥來自依安東方瑞雪糖業(yè)有限責任公司，pH9.26。

1.2 試驗設計

在黑龍江大學農作物研究院光照培養(yǎng)室進行濾泥土培試驗。濾泥使用前經過風干、磨細、過篩(0.25 mm和1 mm)處理。本試驗共設置6個處理，分別是對照組CK(不施加濾泥)和5組濾泥不同施用量處理(濾泥在土壤中占比分別為1%、3%、5%、7%、9%)，每盆統(tǒng)一放置900克濾泥混合土壤，每個處理設置三個重復。各處理每天定時澆等量的水，保持土壤含水量一致。培養(yǎng)期間光照培養(yǎng)室光照/夜晚溫度為26℃/20℃，相對濕度為40%～50%。進行為期120天的培養(yǎng)，并在培養(yǎng)不同時期(0、20、40、60、120天)時分別收取、保存土樣并測定相關指標。

1.3 測定方法

按魯如坤等[19]的方法進行土壤相關指標的測定。土壤pH采用電位法測定；土壤有效無機氮采用氧化鎂-代氏合金蒸餾法測定方法；土壤有效磷采用碳酸氫鈉法測定；有效鉀采用火焰分光光度計法測定；有效鎂、鈣、錳采用原子吸收分光光度法測定，土壤有效鐵、銅、鋅采用DTPA浸提-原子吸收分光光度法測定；土壤有機質采用水合熱重鉻酸鉀氧化-比色法測定；土壤磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法測定[20-21]；土壤過氧化氫酶活性采用高錳酸鉀滴定法測定[21-22]。

1.4 數(shù)據計算與統(tǒng)計分析

采用Microsoft Excel 2013進行數(shù)據整理與作圖；用IBM SPSS statistics20.0軟件對指標數(shù)據進行顯著性檢驗分析(P<0.05)。

2 結果與分析

2.1 濾泥對土壤pH值、有機質含量的影響

圖1-a為中性黑土施加濾泥不同量下土壤pH值的變化情況。由圖1-a可知，施用濾泥處理土壤pH均顯著上升(P<0.05)；濾泥施用量3%以上處理與濾泥施用量1%處理相比較顯著提高了土壤pH(P<0.05)；濾泥量為3%、5%、7%、9%的處理相互之間土壤pH值無顯著變化(P>0.05)。濾泥量為1%時土壤pH與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60、120天)分別提高了0.82、0.86、1.01、1.00和0.94；濾泥量為3%時土壤pH與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60、120天)分別提高了0.95、0.99、1.17、1.17和1.04；濾泥量為9%時土壤pH達到最大值，分別較CK組土壤pH值提高了0.95、1.10、1.23、1.22和1.14。

隨著培養(yǎng)時間的延長，CK處理土壤pH于不同培養(yǎng)時期無顯著變化(P>0.05)；施用濾泥處理(1%、3%、5%、7%和9%)的土壤pH均呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，且上升和下降趨勢均達到顯著水平(P<0.05)，在培養(yǎng)40～60天時土壤pH達到最高值。施用濾泥處理在培養(yǎng)60天的土壤pH值分別較培養(yǎng)0天的土壤pH增加了0.02、0.20、0.24、0.28、0.29和0.29，培養(yǎng)120天的土壤pH較培養(yǎng)0天時的土壤pH分別增加了0.02、0.13、0.11、0.19、0.19和0.21。

圖1-b為中性黑土施加濾泥不同量下土壤有機質含量的變化情況。由圖1-b可知，施用濾泥處理土壤有機質含量均顯著上升(P<0.05)；濾泥量為CK、1%、3%的處理互相之間土壤有機質含量無顯著變化(P>0.05)；濾泥施用量5%以上處理與濾泥施用量3%處理相比較顯著提高了土壤有機質含量(P<0.05)。濾泥量為3%時土壤有機質含量與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60、120天)分別增加了1.79%、2.08%、1.93%、2.38%和2.08%；濾泥量為5%時土壤有機質含量與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60、120天)分別增加了4.77%、5.35%、4.89%、5.05%和5.05%；濾泥量為9%時土壤有機質含量達到最大值，分別較CK組土壤有機質含量增加了9.24%、9.81%、9.34%、9.81%和9.51%。

隨著培養(yǎng)時間的延長，CK、3%、5%、7%和9%處理于不同培養(yǎng)時期土壤有機質含量有上升趨勢但無顯著變化(P>0.05)，施用濾泥量為1%時，培養(yǎng)120天的土壤有機質含量與培養(yǎng)0天時相比呈現(xiàn)顯著上升(P<0.05)。培養(yǎng)120天的土壤有機質含量分別較培養(yǎng)0天的土壤有機質含量增加了0.30%、1.19%、0.59%、0.57%、0.28%和0.55%。

2.2 濾泥對土壤大量元素含量的影響

濾泥富含豐富的營養(yǎng)元素，圖2-a為中性黑土施加濾泥不同量下土壤有效無機氮含量的變化情況。由圖2-a可知，施用濾泥處理土壤有效無機氮含量均顯著上升(P<0.05)；濾泥施用量3%以上處理與濾泥施用量1%處理相比較顯著提高了土壤有效無機氮含量(P<0.05)，濾泥施用量7%和9%處理與濾泥施用量3%處理相比較亦顯著提高了土壤有效無機氮含量(P<0.05)，濾泥量為7%、9%處理之間土壤有效無機氮含量無顯著變化(P>0.05)。濾泥量為3%時土壤有效無機氮含量與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60、120天)分別增加了28.50%、24.55%、30.13%、30.62%和31.45%；濾泥量為9%時土壤有效無機氮含量達到最大值，分別較CK組土壤有效無機氮含量增加了54.67%、50.00%、54.37%、58.67%和61.64%。

圖2 不同濾泥量處理在不同培養(yǎng)時期對土壤無機氮、有效磷、有效鉀含量的影響Fig.2 Effects of different filter mud treatments on soil inorganic nitrogen, available phosphorus and available potassium content in different cultivation periods

隨著培養(yǎng)時間的延長，CK處理土壤有效無機氮含量于不同培養(yǎng)時期有增加趨勢但無顯著變化(P>0.05)；施用濾泥處理(1%、3%、5%、7%和9%)的土壤有效無機氮含量于不同培養(yǎng)時期均顯著上升(P<0.05)，培養(yǎng)40天以上時土壤有效無機氮含量與培養(yǎng)0天時土壤有效無機氮含量相比上升顯著(P<0.05)，在培養(yǎng)120天時土壤有效無機氮含量達到最大值。各處理在培養(yǎng)40天的土壤有效無機氮含量分別較培養(yǎng)0天的有效無機氮含量增加了7.01%、6.03%、8.36%、9.68%、9.84%和6.80%；培養(yǎng)120天的土壤有效無機氮含量較培養(yǎng)0天的土壤有效無機氮含量分別增加了11.45%、18.32%、14.00%、16.13%、18.85%和16.47%。

圖2-b為中性黑土施加濾泥不同量下土壤有效磷含量的變化情況。由圖2-b可知，施用濾泥處理土壤有效磷含量均顯著上升(P<0.05)；濾泥施用量3%以上處理與濾泥施用量1%處理相比較顯著提高了土壤有效磷含量(P<0.05)；濾泥施用量為7%、9%處理與3%處理相比亦顯著提高了土壤有效磷含量(P<0.05)；濾泥量為7%、9%處理之間土壤有效磷含量無顯著變化(P>0.05)。濾泥量為3%時土壤有效磷含量與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60、120天)分別提高了28.61%、18.67%、19.29%、20.27%和37.76%；濾泥量為9%時土壤有效磷含量達到最大值，分別較CK組土壤有效磷含量增加了85.83%、56.02%、64.31%、55.74%和73.35%。

隨著培養(yǎng)時間的延長，土壤有效磷含量于不同培養(yǎng)時期呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，且上升和下降趨勢整體均達到顯著水平(P<0.05)，各處理(CK、1%、3%、5%、7%、9%)在培養(yǎng)20天時土壤有效磷含量達到最大值。各處理在培養(yǎng)20天時土壤有效磷含量分別較培養(yǎng)0天時土壤有效磷含量增加了31.34%、29.13%、21.19%、15.40%、8.77%和10.26%；培養(yǎng)120天時土壤有效磷含量達到最小值，分別較培養(yǎng)0天時土壤有效磷含量降低了13.47%、9.62%、7.32%、16.40%、17.66%和19.28%。

圖2-c為中性黑土施加濾泥不同量下土壤有效鉀含量的變化情況。從圖2-c中可知，在培養(yǎng)0天時各處理(1%、3%、5%、7%、9%)與CK組處理相比土壤有效鉀含量無顯著變化(P>0.05)，在培養(yǎng)20、40、60、120天時，施用濾泥量為7%、9%處理與CK組處理相比顯著提高了土壤有效鉀含量(P<0.05)，7%與9%處理之間土壤有效鉀含量無顯著變化(P>0.05)。濾泥量為9%時土壤有效鉀含量達到最大值，分別較CK組土壤有效鉀含量提高了2.77%、4.85%、5.02%、7.05%和7.28%。

隨著培養(yǎng)時間的延長，土壤有效鉀含量于培養(yǎng)20、40天與培養(yǎng)0天相比土壤有效鉀含量有上升趨勢，但未達到顯著水平(P>0.05)，培養(yǎng)60、120天與培養(yǎng)40天相比顯著提高了土壤有效鉀含量(P<0.05)，在培養(yǎng)120天時土壤有效鉀含量達到最大值。各處理在培養(yǎng)40天時土壤有效鉀含量分別較培養(yǎng)0天的土壤有效鉀含量增加了1.03%、2.15%、1.91%、2.84%、1.35%和3.24%；培養(yǎng)60天的土壤有效鉀含量較培養(yǎng)0天的土壤有效鉀含量分別增加了2.68%、3.51%、5.01%、7.69%、6.22%和6.96%；培養(yǎng)120天的土壤有效鉀含量分別較培養(yǎng)0天的土壤有效鉀含量增加了8.23%、9.95%、11.38%、11.41%、11.50%和12.98%。

2.3 濾泥對土壤中、微量元素含量的影響

圖3-a為中性黑土施加濾泥不同量下土壤有效鈣含量的變化情況。由圖3-a可知，施用濾泥處理土壤有效鈣含量均顯著上升(P<0.05)；濾泥施用量3%以上處理與濾泥施用量1%處理相比較顯著提高了土壤有效鈣含量(P<0.05)；濾泥施用量為3%、5%、7%處理相互之間土壤有效鈣含量無顯著變化(P>0.05)；濾泥施用量為9%處理與濾泥施用量為3%處理相比顯著提高了土壤有效鈣含量(P<0.05)。濾泥量為3%時土壤有效鈣含量與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60天)分別增加了29.22%、33.01%、32.24%和28.79%；濾泥量為9%時土壤有效鈣含量達到最大值，分別較CK組土壤有效鈣含量增加了31.58%、35.89%、34.52%和32.58%。

隨著培養(yǎng)時間的延長，濾泥施用量為1%處理土壤有效鈣含量于不同培養(yǎng)時期有下降趨勢但無顯著變化(P>0.05)；施用濾泥量為(3%、5%、7%、9%)的土壤有效鈣含量均顯著下降(P<0.05)；各處理(CK、1%、3%、5%、7%、9%)在培養(yǎng)60天時土壤有效鈣含量達到最小值。各處理在培養(yǎng)60天時土壤有效鈣含量分別較培養(yǎng)0天的土壤有效鈣含量降低了3.68%、2.33%、4.01%、3.92%、3.39%和2.95%。

圖3-b為中性黑土施加濾泥不同量下土壤有效鎂含量的變化情況。由圖3-b可知，施用濾泥處理土壤有效鎂含量均顯著上升(P<0.05)；施用濾泥量5%以上處理與施用濾泥量3%處理相比顯著提高了土壤有效鎂含量(P<0.05)；濾泥量為3%時土壤有效鎂含量與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60天)分別提高了3.73%、3.15%、3.31%和1.78%；濾泥量為5%時土壤有效鎂含量與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60天)分別提高了5.72%、5.22%、4.99%和4.81%；濾泥量為9%時土壤有效鎂含量達到最大值，分別較CK組土壤有效鎂含量增加了8.20%、7.81%、7.86%和7.62%。

圖3 不同濾泥量處理在不同培養(yǎng)時期對土壤中有效鈣、鎂、鐵、銅、錳、鋅含量的影響Fig.3 Effects of different filter mud treatments on the contents of available calcium, magnesium, iron, copper, manganese and zinc in soil at different cultivation periods

隨著培養(yǎng)時間的延長，濾泥施用量為CK、1%、3%、5%和9%處理土壤有效鎂含量于不同培養(yǎng)時期有上升趨勢，但未達到顯著水平(P>0.05)；濾泥施用量為7%在培養(yǎng)120天時土壤有效鎂含量與培養(yǎng)0天時相比增加顯著(P<0.05)，CK、1%、5%、7%和9%處理在培養(yǎng)60天時土壤有效鎂含量達到最大值，分別較培養(yǎng)0天時土壤有效鎂含量增加了1.89%、1.35%、1.02%、1.76%和1.34%；而3%處理在培養(yǎng)40天時土壤有效鎂含量達到最大值，較培養(yǎng)0天的土壤有效鎂含量增加了0.99%。

圖3-c為中性黑土施加濾泥不同量時土壤有效鐵含量的變化情況。由圖3-c可知，施用濾泥處理土壤有效鐵含量均顯著下降(P<0.05)；濾泥施用量1%以上處理與CK組相比顯著降低了土壤有效銅含量(P<0.05)；濾泥量為3%、5%、7%、9%的處理相互之間土壤有效銅含量無顯著變化(P>0.05)。濾泥量為1%時土壤有效銅含量與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60天)分別降低了6.23%、5.93%、11.02%和9.17%；濾泥量為3%時土壤有效銅含量與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60天)分別降低了16.48%、11.25%、14.99%和10.89%；濾泥量為9%時土壤有效銅含量與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60天)分別降低了18.10%、6.28%、10.15%和7.33%。

隨著培養(yǎng)時間的延長，各處理(CK、1%、3%、5%、7%和9%)的土壤有效鐵含量于不同培養(yǎng)時期均顯著上升(P<0.05)；培養(yǎng)20、40、60天與培養(yǎng)0天時相比均顯著增加了土壤有效鐵含量(P<0.05)；培養(yǎng)20、40、60天之間土壤有效鐵含量亦達到顯著水平(P<0.05)；土壤有效鐵含量在培養(yǎng)60天時達到最大值。培養(yǎng)20天的土壤有效鐵含量分別較培養(yǎng)0天的土壤有效鐵含量增加了4.43%、4.78%、10.97%、18.84%、21.76%和19.51%；培養(yǎng)60天的土壤有效鐵含量分別較培養(yǎng)0天土壤有效鐵含量增加了16.78%、13.12%、24.59%、34.79%、33.86%和32.14%。

圖3-d為中性黑土施加濾泥不同量時土壤有效銅含量的變化情況。由圖3-d可知，土壤有效銅含量在培養(yǎng)20天時于不同濾泥量處理無顯著變化(P>0.05)；在培養(yǎng)0、40、60天時土壤有效銅含量于不同濾泥量處理下均顯著下降(P<0.05)，濾泥施用量為5%以上處理時與CK處理相比顯著降低了土壤有效銅含量(P<0.05)，濾泥量為5%、7%、9%的處理相互之間土壤有效銅含量無顯著變化(P>0.05)。濾泥量為5%時土壤有效銅含量與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60)分別降低了10.43%、10.37%、12.28%和11.42%；濾泥量為9%時土壤有效銅含量達到最小值，分別較CK組土壤有效銅含量降低了12.48%、8.77%、15.43%和15.35%。

隨著培養(yǎng)時間的延長，土壤有效銅含量均顯著上升(P<0.05)。各處理培養(yǎng)20天以上土壤有效銅含量與培養(yǎng)0天時相比增加顯著(P<0.05)；培養(yǎng)20、40、60天相互之間土壤有效銅含量無顯著變化(P>0.05)；在培養(yǎng)60天時土壤有效銅含量達到最大值。培養(yǎng)20天土壤有效銅含量分別較培養(yǎng)0天的土壤有效銅含量增加了33.44%、29.29%、25.19%、33.54%、41.60%和39.09%；在培養(yǎng)60天時的土壤有效銅含量較培養(yǎng)0天時的土壤有效銅含量分別提高了46.48%、45.02%、43.46%、44.86%、42.61%和41.67%。

圖3-e為中性黑土施加濾泥不同量下土壤有效錳含量的變化情況。由圖3-e可知，施用濾泥處理土壤有效錳含量均顯著上升(P<0.05)。濾泥施用量為1%、3%、5%處理土壤有效錳含量與CK組相比有上升趨勢，但未達到顯著水平(P>0.05)；濾泥量為7%、9%處理與CK組處理相比顯著提高了土壤有效錳含量(P<0.05)，7%、9%處理相互之間土壤有效錳含量無顯著變化(P>0.05)；濾泥量為5%時土壤有效錳含量與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60天)分別提高了8.42%、6.45%、8.94%和8.14%；濾泥量為9%時土壤有效錳含量達到最大值，分別較CK組土壤有效錳含量增加了18.37%、12.28%、19.36%和18.13%。

隨著培養(yǎng)時間的延長，土壤有效錳含量均顯著下降(P<0.05)。施用濾泥處理在培養(yǎng)20天以上土壤有效錳含量與培養(yǎng)0天相比顯著降低了土壤有效錳含量(P<0.05)，培養(yǎng)60天時土壤有效錳含量與培養(yǎng)20天時土壤有效錳含量相比亦顯著降低(P<0.05)，培養(yǎng)60天時土壤有效錳含量達到最小值。培養(yǎng)20天時各處理(CK、1%、3%、5%、7%和9%)土壤有效錳含量與培養(yǎng)0天時土壤有效錳含量相比分別降低了7.47%、5.36%、4.97%、9.15%、9.33%和12.23%；培養(yǎng)60天時土壤有效錳含量分別較培養(yǎng)0天時土壤有效錳含量降低了35.21%、34.44%、33.01%、35.38%、35.62%和35.34%。

圖3-f為中性黑土施加濾泥不同量時土壤有效鋅含量的變化情況。由圖3-f可知，施用濾泥處理土壤有效鋅含量均顯著上升(P<0.05)；在培養(yǎng)0、40、60天時濾泥施用量5%以上處理與濾泥施用量3%處理相比顯著提高了土壤有效鋅含量(P<0.05)；在培養(yǎng)20天時CK、1%、3%、5%、7%處理相互之間土壤有效鋅含量無顯著變化，濾泥施用量9%處理與濾泥施用量7%處理相比土壤有效性含量上升顯著(P<0.05)；濾泥施用量為3%時土壤有效鋅含量與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60天)分別提高了12.12%、4.17%、3.72%和4.74%；濾泥量為9%時土壤有效鋅含量達到最大值，分別較CK組土壤有效鋅含量增加了23.67%、16.50%、11.70%和10.49%。

隨著培養(yǎng)時間的延長，CK、1%處理土壤有效鋅含量于不同培養(yǎng)時期無顯著變化(P>0.05)，施用濾泥(3%、5%、7%、9%)處理在培養(yǎng)20天以上土壤有效鋅含量與培養(yǎng)0天時土壤有效鋅含量相比顯著下降(P<0.05)，培養(yǎng)20、40、60天相互之間土壤有效鋅含量無顯著變化(P<0.05)，培養(yǎng)60天時土壤有效鋅含量達到最小值。各處理(CK、1%、3%、5%、7%、9%)在培養(yǎng)20天時土壤有效鋅含量分別較培養(yǎng)0天時土壤有效鋅含量降低了0.46%、0.43%、7.52%、10.43%、10.74%和6.23%；培養(yǎng)60天的土壤有效鋅含量分別較培養(yǎng)0天的土壤有效鋅含量分別降低了3.21%、3.61%、9.59%、12.40%、12.29%和13.52%。

2.4 濾泥對土壤磷酸酶活性的影響

下圖為中性黑土施加濾泥不同量時土壤磷酸酶活性的變化情況。如圖所示，施用濾泥處理土壤磷酸酶活性均顯著降低(P<0.05)；濾泥施用量1%以上處理與CK組處理相比土壤磷酸酶活性顯著降低(P<0.05)；濾泥量為5%、7%、9%的處理相互之間土壤磷酸酶活性無顯著變化(P>0.05)。濾泥量為1%時土壤磷酸酶活性與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60、120天)分別降低了4.97%、25.56%、31.04%、17.67%和23.42%；濾泥量為9%時土壤磷酸酶活性達到最小值，分別較CK組土壤磷酸酶活性降低了19.90%、34.22%、43.26%、24.92%和33.99%。

隨著培養(yǎng)時間的延長，CK處理磷酸酶活性于不同培養(yǎng)時期呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，且上升和下降均達到顯著水平(P<0.05)，在培養(yǎng)40天時達到最大值，培養(yǎng)120天時達到最小值；施用濾泥量1%以上處理土壤磷酸酶活性于不同培養(yǎng)時期均呈現(xiàn)先下降后上升再下降趨勢，且趨勢均達到顯著水平(P<0.05)，在土壤培養(yǎng)120天時土壤磷酸酶活性達到最小值。培養(yǎng)40天時土壤磷酸酶活性分別較培養(yǎng)0天時土壤磷酸酶活性降低了18.37%、17.47%、11.53%、12.20%和20.33%；施加濾泥(1%、3%、5%、7%、9%)處理培養(yǎng)60天時土壤磷酸酶活性分別較培養(yǎng)0天時土壤磷酸酶活性降低了11.33%、9.92%、4.59%、5.61%和4.07%；培養(yǎng)120天時土壤磷酸酶活性分別較培養(yǎng)0天時土壤磷酸酶活性降低了35.88%、39.00%、35.23%、34.08%和34.44%。

圖4 不同濾泥量處理在不同培養(yǎng)時期對土壤磷酸酶活性的影響Fig.4 Effects of different filter mud treatments on soil phosphatase activity in different cultivation periods

2.5 濾泥對土壤過氧化氫酶活性的影響

下圖為中性黑土施加濾泥不同量時土壤過氧化氫酶活性的變化情況。如圖所示，施用濾泥處理土壤過氧化氫酶活性均顯著上升(P<0.05)；濾泥施用量7%以上處理與CK組相比顯著提高了土壤過氧化氫酶活性(P<0.05)。濾泥量為7%時土壤過氧化氫酶活性與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60、120天)分別提高了14.22%、3.77%、6.97%、4.33%和4.70%；濾泥量為9%時土壤過氧化氫酶活性達到最大值，分別較CK組土壤過氧化氫酶活性提高了16.81%、5.25%、7.11%、6.24%和5.95%。

隨著培養(yǎng)時間的延長，施用濾泥處理(CK、1%)土壤過氧化氫酶活性于不同培養(yǎng)時期呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，且上升趨勢達到顯著水平(P<0.05)；施用濾泥(3%、5%、7%、9%)處理的土壤過氧化氫酶活性于不同培養(yǎng)時期均呈現(xiàn)先降低后升高再降低趨勢，且趨勢均達到顯著水平(P<0.05)。施用濾泥(3%、5%、7%、9%)處理在培養(yǎng)20天時土壤過氧化氫酶活性達到最小值，分別較培養(yǎng)0天時土壤過氧化氫酶活性降低了5.62%、6.16%、9.01%和9.77%；培養(yǎng)120天時土壤過氧化氫酶活性較培養(yǎng)0天時的土壤過氧化氫酶活性分別降低了5.89%、6.09%、7.59%和8.56%。

圖5 不同濾泥量處理在不同培養(yǎng)時期對土壤中過氧化氫酶活性的影響Fig.5 Effects of Different Filter Mud Treatments on Catalase Activity in Soil at Different Cultivation Periods

3 討論

作物的生長需要吸收土壤中的養(yǎng)分，因此向土壤中補充肥料是維持土壤養(yǎng)分的關鍵，響應資源回收再利用的號召，將制糖廠產生的甜菜濾泥作為土壤化肥使用，對其進行回收再利用，以發(fā)揮其最大價值。在上述的試驗中可以看出，隨著施加濾泥量的升高，土壤pH值、有機質、無機氮、有效磷、有效鉀含量及土壤過氧化氫酶活性呈現(xiàn)上升趨勢；土壤中有效錳、有效鋅、有效鎂、有效鈣等含量均呈現(xiàn)上升趨勢，有效鐵、有效銅含量及土壤磷酸酶活性呈現(xiàn)下降趨勢。

林克勤等研究表明[23]，施用一定量的濾泥復合肥能夠增加土壤有機質、有效磷和有效鉀的含量；牙翠蓮研究表明[24]，增施濾泥能提高土壤有機質含量并且能改善土壤的pH；且有研究表明[25]秸稈還田能有效提高土壤氮素的供應率，增加土壤表層的無機氮含量，這與本文試驗結果基本一致。

Mg、Ca是為作物提供營養(yǎng)的中量元素，F(xiàn)e、Cu、Mn、Zn是作物生長發(fā)育所必需的微量元素，它們具有很高的生理活性，是多種酶的組成成分，并參與植物細胞內的各種生化反應，在植物的光合作用和新陳代謝過程中起著重要作用，這些都是土壤所不可缺少的成分[26-27]。鈣、鎂等是植物生理代謝必需元素[28]，土壤中Fe、Cu、Mn、Zn等的有效性，在很大程度上可以反應土壤中這些元素的供應能力[29]，因此土壤中保持具有足夠的元素才能保證作物的正常生長。本試驗得出隨著施用濾泥量的增加，土壤中有效鈣、鎂、鋅、錳等養(yǎng)分的含量呈上升趨勢，表明濾泥中含有豐富的鈣、鎂、鋅、錳等元素，這與前人研究的濾泥中含有豐富的鐵、銅、錳、鋅、鎂、鈣等元素[30-31]相同，但土壤中有效Fe、Cu含量總體卻呈現(xiàn)下降趨勢，有研究表明pH在3.60-8.76時土壤有效鐵含量與pH表現(xiàn)為負相關關系[32]，因此具體原因還需要做進一步研究。

磷酸酶是土壤中最重要的酶類之一，在土壤磷素循環(huán)中起到重要的作用，而且土壤磷酸酶活性的高低直接影響著土壤中有機磷的分解轉化[33]。本試驗通過測定磷酸酶活性得出隨著土壤濾泥量的增加，土壤磷酸酶活性降低，但土壤中有效磷含量卻隨著施加濾泥量的增加呈現(xiàn)上升趨勢，因此可能是由于pH值升高的原因導致土壤中磷酸酶活性降低，且有研究表明[34]在過酸或過堿條件下，土壤中的磷酸酶活性都會受到一定的影響，水稻的秸稈還田可以使土壤的酸堿度保持在中性狀態(tài)，以利于水稻生長。

土壤過氧化氫酶對評價土壤肥力水平有重要意義[35]，同時，土壤中過氧化氫酶活性的變化可以反映出環(huán)境條件是否會對作物產生脅迫，進而為作物耕作提供指示[36]。施用濾泥量的升高，土壤中過氧化氫酶(CAT)活性升增加，這表明施用濾泥會影響土壤的抗氧化系統(tǒng)。并且在不同濾泥量處理下，取樣時期的不同對土壤過氧化氫酶活性的影響也是各有不同。

4 結論

本試驗在室內盆栽土培試驗的基礎上研究了甜菜濾泥對中性黑土土壤理化性質的影響。結果證明，施加不同濾泥量與不同培養(yǎng)時期對土壤理化性質的影響存在差異，隨著施加濾泥量的增加和培養(yǎng)時期的延長，中性土壤的pH、土壤肥力等呈現(xiàn)上升趨勢，該結果對施加濾泥土壤的理化性質進行更深入地研究以及甜菜濾泥廢棄物的再利用具有一定的參考價值。