蚯蚓糞改良紅壤的效果及對不結(jié)球白菜生長的影響

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?；旌衔锱囵B(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)，觀測不同處理?xiàng)l件下不結(jié)球白菜（Brassica rapa L. chinensis）幼苗的生長狀況及體內(nèi)營養(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環(huán)境；（2）蚯蚓糞用量為5%～10%時(shí)會促進(jìn)不結(jié)球白菜幼苗生長，但添加20%以上的蚯蚓糞反而會抑制不結(jié)球白菜幼苗的生長；（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；營養(yǎng)

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

文章編號：1002-1302（2016）08-0248-03

隨著我國經(jīng)濟(jì)與社會的快速發(fā)展，土壤退化日益嚴(yán)重，耕地資源越來越短缺，已對我國糧食安全構(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因子合理地結(jié)合起來改善土壤環(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)20萬～2 億個(gè)/g，有機(jī)質(zhì)含量達(dá)40%左右，經(jīng)過多次發(fā)酵和動物消化，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、無二次污染、適用pH值廣等特點(diǎn)已被許多國家應(yīng)用于土壤改良?，F(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]。但目前針對蚯蚓糞對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象，在土壤中充分融合不同比例的蚯蚓糞，探討蚯蚓糞對紅壤的改良效果，為更好地開發(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，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定，11月28日采收，測定植株葉片葉綠素含量與養(yǎng)分含量。

1.3測定項(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)法測定；容重環(huán)刀法測定；硝氮含量采用KCl浸提-紫外分光光度法測定；銨氮含量采用KCl浸提-靛酚藍(lán)比色法測定；速效鉀含量采用1.0 mol/L NH4OAc浸提-火焰光度法測定；速效磷含量采用0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬藍(lán)比色法測定；全氮含量采用濃硫酸消煮-靛酚藍(lán)比色法測定。

1.3.2生物量用稱重法測量各處理不結(jié)球白菜（Brassica rapa L. chinensis）生長1周后的鮮質(zhì)量（包括新長成的幼枝和根系），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、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不同蚯蚓糞用量對土壤理化性質(zhì)的影響

不同蚯蚓糞用量對土壤理化性質(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（對照）相比，添加蚯蚓糞后pH值顯著提高，為多數(shù)植物生長提供更為有利的環(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)球白菜的生長營養(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有呈現(xiàn)簡單的線性增長趨勢。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?？芍?，5%蚯蚓糞含量土壤銨態(tài)氮含量最高，并且過少或過多的蚯蚓糞都不利于銨態(tài)氮含量的提高。

2.2不同蚯蚓糞用量對不結(jié)球白菜根系的影響

生長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。根長、根尖數(shù)、根表面積、根體積并沒有表現(xiàn)出簡單的線性增長趨勢，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，但所有處理均顯著大于對照。根長、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，顯著高于對照。

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

3小結(jié)

（1）蚯蚓糞中有大量的有機(jī)質(zhì)和營養(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，為作物生長提供良好的環(huán)境。（2）蚯蚓糞用量適中時(shí)會促進(jìn)不結(jié)球白菜幼苗的根系生長，有助于其對所需營養(yǎng)成分的吸收。過多的蚯蚓糞會導(dǎo)致土壤養(yǎng)分的供應(yīng)失衡或鹽分含量過高而抑制不結(jié)球白菜幼苗的根系生長。在蚯蚓糞用量為5%～10%時(shí)，不結(jié)球白菜幼苗根系生長狀況最佳。（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，但過高比例的蚯蚓糞則會導(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。

參考文獻(xiàn)：

[1]熊嚴(yán)軍. 我國土壤污染現(xiàn)狀及治理措施[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010（8）：294-295，297.

[2]林強(qiáng). 我國的土壤污染現(xiàn)狀及其防治對策[J]. 福建水土保持，2004，16（1）：25-28.

[3]賀湘逸，謝為民. 我國紅黃壤利用改良的成就和問題[J]. 土壤通報(bào)，1983（2）：1-4.

[4]范業(yè)成. 江西土壤肥料研究四十年[J]. 江西農(nóng)業(yè)科技，1991（1）：8-11.

[5]劉勛，賀湘逸. 江西紅壤科研進(jìn)展與成就[J]. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1991，3（1）：66-75.

[6]Arancon N Q，Edwards C A，Bierman P. Influences of vermicomposts on field strawberries：part 2. Effects on soil microbiological and chemical properties[J]. Bioresource Technology，2006，97（6）：831-840.

[7]周美榮，孫振江，申曉強(qiáng). 蚯蚓糞的研究及應(yīng)用[J]. 山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（8）：921-924.

[8]柏彥超，周雄飛，汪孫軍，等. 牛糞經(jīng)蚯蚓消解前后理化性質(zhì)的比較研究[J]. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2010，22（10）：135-137.

[9]宋忠儉，趙海濤，錢曉晴. 蚯蚓消解畜禽糞便生態(tài)資源化利用探析[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2012（23）：228，230.[ZK）]

[10]王鳳艷. 蚯蚓糞對土壤的影響[J]. 吉林農(nóng)業(yè)，2005（10）：25.

[11]斐慶海. 蚯蚓糞的優(yōu)點(diǎn)，作用和對土壤的影響[J]. 農(nóng)村實(shí)用科技信息，2005（10）：18.

[12]蚯蚓糞改良老化土壤效果好[J]. 技術(shù)與市場，2004（1）：29.

[13]Arancon N Q，Edwards C A，Babenko A，et al. Influences of vermicomposts，produced by earthworms and microorganisms from cattle manure，food waste and paper waste，on the germination，growth and flowering of petunias in the greenhouse[J]. Applied Soil Ecology，2008，39（1）：91-99.

[14][JP3]Zaller J G. Vermicompost as a substitute for peat in potting media：Effects on germination，[JP4]biomass allocation，yields and fruit quality of three [JP3]tomato varieties[J]. Scientia Horticulturae，2007，112（2）：191-199.