蚯蚓粪改良红壤的效果及对不结球白菜生长的影响

陈小锦��+丛玮玮��+陈永林��+鲁贝��+承杰��曹雪林��+戴红卫��+姚粉霞��+盛海君��+钱晓晴��

摘要：采用江西鹰潭红壤为材料进行模拟培养试验，探讨添加蚯蚓粪对贫瘠红壤的快速改良培肥效果，旨在为经济、高效创制高肥力、多用途人造新成土开辟新途径。试验设置5个处理，分别添加质量比为0%（CK）、5%（T1）、10%（T2）、15%（T3）、20%（T4）的蚯蚓粪至红壤中。混合物培养一段时间待性质基本稳定后进行不结球白菜试验，观测不同处理条件下不结球白菜（Brassica rapa L. chinensis）幼苗的生长状况及体内营养成分，分析得出蚯蚓粪改良红壤的适宜比例及改良效果。结果表明，（1）适量的蚯蚓粪可以改善红壤的pH值、硝态氮含量和速效磷含量等性質，为不结球白菜提供良好的生长环境；（2）蚯蚓粪用量为5%～10%时会促进不结球白菜幼苗生长，但添加20%以上的蚯蚓粪反而会抑制不结球白菜幼苗的生长；（3）蚯蚓粪添加量为5%～10%时，不结球白菜幼苗地上部和根系生长状况最佳。

关键词：红壤；蚯蚓粪；红壤理化性状；改良综合肥力；不结球白菜；生长；营养

中图分类号： S156.6；S141.9文献标志码：

文章编号：1002-1302（2016）08-0248-03

随着我国经济与社会的快速发展，土壤退化日益严重，耕地资源越来越短缺，已对我国粮食安全构成潜在威胁。土壤退化在耕地生产力、农产品安全和生态环境效应方面都产生着很严重的影响，因此对现有耕地的合理利用、改良与保护显得十分重要[1-2]。探讨应用蚯蚓粪改良红壤以作为我国耕地后备资源具有重要的现实意义。红壤酸性强、易板结、易被侵蚀，很难用于耕作[3]。目前，改良红壤的措施有平整土地、兴修水利、广辟肥源、培肥改土、因地制宜合理轮作、绿化荒山、保持水土等[4]。在本试验中采用养分十分匮缺、生产能力性能极低的红壤为基础材料，利用蚯蚓粪进行改良，快速培肥形成一种高肥力人工土壤[5]。

蚯蚓粪作为一种特殊的有机肥料，最大特点是能将有机物、微生物和一些作物生长因子合理地结合起来改善土壤环境，最终达到增肥、抗病、养土的目的[6]。蚯蚓粪的颗粒均匀、无味、卫生，保水透气能力比一般土壤高3倍。蚯蚓粪中含有18种氨基酸，有益菌达20万～2 亿个/g，有机质含量达40%左右，经过多次发酵和动物消化，所形成的有机质活性高、易被植物利用，而且能促进土壤团粒结构的形成，提高土壤通透性、保水性、保肥力[7-12]。蚯蚓粪由于具有产出速度快、有机质含量高、无二次污染、适用pH值广等特点已被许多国家应用于土壤改良。现在蚯蚓粪多利用在盆栽试验中，而且取得了明显的效果[13]，能提高生物量、果实品质和产量[14]。但目前针对蚯蚓粪对快速改良培肥红壤形成高肥力人工土壤的研究甚少。

本试验以江西鹰潭红壤为研究对象，在土壤中充分融合不同比例的蚯蚓粪，探讨蚯蚓粪对红壤的改良效果，为更好地开发利用红壤提供理论依据。

1材料与方法

试验于2014年6—12月在江苏省扬州大学环境科学与工程学院盆栽试验场进行。

1.1试验材料

供试土壤取自江西鹰潭红壤。试验前把土壤风干磨细过筛。土壤基本性质：硝态氮16.9 mg/kg、铵态氮9.34 mg/kg、速效磷4.6 mg/kg、速效钾50.0 mg/kg。供试不结球白菜品种为“四月慢”。

蚯蚓粪取自扬州大学农牧场蚯蚓养殖基地，蚯蚓食料为新鲜牛粪。蚯蚓粪养分含量：全氮39.55 g/kg、全磷 13.74g/kg、速效磷1.54g/kg、速效钾1.64g/kg。采用上口半径8 cm、高12 cm的圆形塑料花盆。

1.2试验设计

试验设5个处理，蚓粪的添加量（按质量计算）分别为（红壤与蚯蚓粪）混合物的5%、10%、15%、20%，对照（CK）为不加蚓粪的纯红壤，各处理设3个重复。每盆混合物1 kg，备用。

于10月25日播种，每盆播种50粒，薄层覆盖后定量浇水，保持土壤湿润，置于日光下培养，试验期间根据实际情况适量补水，维持水分条件一致。11月2日采样，进行根系扫描分析与生物量测定，11月28日采收，测定植株叶片叶绿素含量与养分含量。

1.3测定项目与方法

1.3.1土壤理化性质pH值 ∶[KG-*3]水土比2.5 ∶[KG-*3]1，采用pH计法测定；容重环刀法测定；硝氮含量采用KCl浸提-紫外分光光度法测定；铵氮含量采用KCl浸提-靛酚蓝比色法测定；速效钾含量采用1.0 mol/L NH4OAc浸提-火焰光度法测定；速效磷含量采用0.5 mol/L NaHCO3浸提-钼蓝比色法测定；全氮含量采用浓硫酸消煮-靛酚蓝比色法测定。

1.3.2生物量用称重法测量各处理不结球白菜（Brassica rapa L. chinensis）生长1周后的鲜质量（包括新长成的幼枝和根系），并分析差异性。

1.3.3根系参数不结球白菜（Brassica rapa L. chinensis）生长1周后，采样并用流水冲洗不结球白菜根系，采用数字化扫描仪（STD1600 Epson USA）进行扫描，借助于配套的WinRHIZO（Version 5.0a）根系分析系统（WinRhizo Regent Instruments，Canada）分析根长、根表面积、根体积、根尖数等根系参数。分析各处理差异性。

1.3.4茎叶质量分析叶片叶绿素含量：生长30 d后，取一定量的不结球白菜叶片，用95%乙醇溶液40 ℃浸提，测定665、649、470 nm处吸光度，计算叶绿素a、叶绿素b以及胡萝卜素的含量。

叶片全氮、全磷、全钾含量：生长30 d后，称取一定量的不结球白菜叶片鲜样，硫酸-双氧水消煮后，分别采用靛酚蓝比色法、钼锑抗比色法和火焰光度计法测定全氮、全磷和全钾的含量。

1.4数据分析与统计方法

对所获得的数据采用Excel 2003、SPSS等软件进行统计分析。

2结果与分析

2.1不同蚯蚓粪用量对土壤理化性质的影响

不同蚯蚓粪用量对土壤理化性质的影响如表1所示。从表中数据可以看出，添加蚯蚓粪能显著（P<0.05）改善红壤的各项理化性质。与纯红壤（对照）相比，添加蚯蚓粪后pH值显著提高，为多数植物生长提供更为有利的环境条件。添加蚯蚓粪后土壤容重出现显著降低，土壤结构性得到显著改善。硝态氮、速效磷、速效钾和全氮含量随着蚯蚓粪添加量的增加，也都出现了显著（P<0.05）增加，可知，随着蚯蚓粪比例的增加不结球白菜的生长营养环境越好。试验中铵态氮的含量随着蚯蚓粪的加入没有呈现简单的线性增长趋势。在蚯蚓粪含量处在较低水平时（0%～5%），土壤铵态氮含量随着蚯蚓粪含量的增加迅速增加，之后反而有所下降，在蚯蚓粪含量10%时达到极小值，之后又随蚯蚓粪的增加而增加。可知，5%蚯蚓粪含量土壤铵态氮含量最高，并且过少或过多的蚯蚓粪都不利于铵态氮含量的提高。

2.2不同蚯蚓粪用量对不结球白菜根系的影响

生长1周后不结球白菜根系的特征参数如表2所示。从表中可以看出，随着蚯蚓粪添加比例的提高，平均根直径显著增长。根长、根尖数、根表面积、根体积并没有表现出简单的线性增长趋势，但都是先随着蚯蚓粪添加比例的提高而增大，达到一个最大值后随着蚯蚓粪含量提高又呈现降低的趋势，但所有处理均显著大于对照。根长、根表面积、根体积在蚯蚓粪含量为15%时达到最大，且显著高于对照。根尖数在蚯蚓粪含量为10%时达到最大，显著高于对照。

2.3不同蚯蚓粪用量对不结球白菜种子发芽和幼苗生长量的影响

3小结

（1）蚯蚓粪中有大量的有机质和营养物质，蚯蚓粪用量适量可以改善红壤的pH值、容重、硝态氮和速效磷含量等理化性质，提高土壤综合肥力，为作物生长提供良好的环境。（2）蚯蚓粪用量适中时会促进不结球白菜幼苗的根系生长，有助于其对所需营养成分的吸收。过多的蚯蚓粪会导致土壤养分的供应失衡或盐分含量过高而抑制不结球白菜幼苗的根系生长。在蚯蚓粪用量为5%～10%时，不结球白菜幼苗根系生长状况最佳。（3）适中的蚯蚓粪比例可以显著促进不结球白菜幼苗生物量的形成，但过高比例的蚯蚓粪则会导致硝酸盐大量积累和部分养分供应失衡，反而抑制不结球白菜种子的发芽和幼苗生物量的增加。（4）添加蚯蚓粪有利于不结球白菜中叶绿素含量和类胡萝卜素含量的增加，从而增强叶片光合能力，促进作物生长。

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