谷氨酸发酵废液对土壤养分动态变化的影响

张连秋 桑茂鹏

摘要 为明确谷氨酸发酵废液对土壤肥力的影响，开展室内培养试验，研究了等氮量条件下施入谷氨酸发酵废液土壤养分的动态变化。结果表明，与单施无机肥处理（F）相比，无机肥配施谷氨酸发酵废液处理（FM）和单施谷氨酸发酵废液处理（M）可明显提高土壤速效磷、速效钾和有机质的含量，并随谷氨酸发酵废液使用量的增加而提高。处理FM、M铵态氮和硝态氮含量均低于处理F，随培养时间的延长，硝态氮大幅上升，铵态氮大幅降低。施用谷氨酸发酵废液的处理FM、M与处理F相比，土壤pH值差异较小，而全盐量差异较大。因此，与单施无机肥相比，施用谷氨酸发酵废液对提高土壤速效养分和有机质有明显作用。同时，为保证土壤盐分和pH值的相对稳定，可适当降低谷氨酸发酵废液的施用比例。

关键词 谷氨酸发酵废液；土壤养分；动态变化

中图分类号 S158.5 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）13-0193-03

研究表明，谷氨酸发酵废液可提高作物产量[1-2]，促进养分累积，提高产品品质[3]，提高土壤速效养分含量[3]，改善土壤生物环境[3-4]。同时，谷氨酸发酵废液中同时含有铵态氮和氨基酸有机氮，氮素是作物生长发育所需的重要营养元素，氮肥合理施用对提高氮素利用率、经济效益和生态环境具有重要作用[5-6]。

氨基酸肥料价格昂贵，而某些氨基酸生产企业发酵废液中含有氨基酸残基，同样对促进作物生长有显著作用，成为廉价获取氨基酸营养的途径之一。氨基酸生产企业发酵废液用于农业合理利用的研究，对促进工农业协调发展具有重要的理论和现实意义。

肥料施入土壤需经过一系列的物理化学及生物学的反应[7-8]，而有关氨基酸发酵废液施用对土壤养分的动态变化研究很少。因此，本研究采用室内培养试验，以谷氨酸发酵废液为试材，研究水田土壤施入谷氨酸发酵废液后土壤养分的动态变化，为谷氨酸发酵废液农业合理利用及其生态效应提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本研究所用谷氨酸发酵废液由山东菱花集团提供，水分含量32.20%，全氮含量9.13%，全磷含量3.17%，有机质（主要为氨基酸和糖）含量21%，pH值5.6。培养所用土壤采自济宁市农业科学院农场，由母质为黄河沉积物的潮土发育形成，含有机质1.02%、碱解氮66.8 mg/kg、速效磷58.9 mg/kg、速效钾115.3 mg/kg。

1.2 试验设计

试验共设3个等氮量处理，分别为尿素3 g（F）（CK）、谷氨酸发酵废液16 mL（M）、尿素1.5 g和谷氨酸发酵废液8 mL（FM），氮肥施用量相当于尿素375 kg/hm2。土壤培养盆选用直径10 cm、高15 cm的塑料桶。每桶2 kg，施入肥料，然后用量筒量取一定量的水，将土壤浇透水，使表层有一层水膜，各处理水量保持一致。用保鲜膜封口，轉移至28 ℃恒温室培养，每个处理30次重复。每3 d取样1次，共取样10次，每次取样3盆。土样经风干，装入塑料自封袋中备用。按照鲍士旦主编的《土壤农化分析》规定的方法进行测定。

2 结果与分析

2.1 土壤速效养分

2.1.1 土壤氮。由图1可见，单施尿素处理F的土壤硝态氮含量开始为21.43 mg/kg；至第6天时降至最低，为11.09 mg/kg；然后又缓慢升高，第21天后趋于稳定，为36.12～35.11 mg/kg。尿素与谷氨酸发酵废液配施处理FM的硝态氮含量开始为8.64 mg/kg；然后一直缓慢上升，至培养第30天时含量最高，为33.62 mg/kg。单施谷氨酸发酵废液处理M的硝态氮含量开始较低；至培养第12天最高，达到14.14 mg/kg；12 d后又逐渐下降，并趋于稳定，培养末期为12.17 mg/kg。

单施尿素处理F的土壤铵态氮含量开始时迅速升高，培养第6天时最高，为284.43 mg/kg；之后缓慢降低，至培养末期为39.33 mg/kg。尿素与谷氨酸发酵废液配施处理FM的铵态氮含量开始时缓慢上升；至培养第12天时最高，为226.09 mg/kg；然后又缓慢下降，至培养末期为35.92 mg/kg。单施谷氨酸发酵废液处理M的氨态氮含量至培养第6天时最高，为190.25 mg/kg；之后缓慢下降，至培养末期为37.11 mg/kg。

2.1.2 土壤磷。由图2可见，单施尿素处理F整个培养期速效磷含量较施用谷氨酸发酵废液处理M低，培养第9天时最高，为82.15 mg/kg；培养第21天时最低，为72.33 mg/kg；之后变化幅度较小，至培养末期为77.24 mg/kg。说明施用谷氨酸发酵废液可提高土壤速效磷含量。尿素与谷氨酸发酵废液配施处理FM的土壤速效磷含量培养第3天时为78.99 mg/kg；至培养第12天时最高，为96.29 mg/kg；之后又降低并趋于平稳，至培养末期为83.13 mg/kg。单施谷氨酸发酵废液处理M与处理FM大体一致，至培养第15天时最高，为110.63 mg/kg，至培养末期为95.11 mg/kg，高于处理F、FM。谷氨酸发酵废液呈酸性且含有大量有机物质，对土壤磷素的活化有利。

2.1.3 土壤钾。由图3可见，单施尿素处理F的速效钾含量低于施用谷氨酸发酵废液处理FM，培养第6天时最低，为85 mg/kg；第9天时为90 mg/kg，第9～21天之间保持平稳；第24天后缓慢下降，至培养末期为77.24 mg/kg。处理FM的速效钾含量整个培养期变化较小，培养开始至第12天时为90 mg/kg，至培养末期为92 mg/kg。处理M的速效钾含量培养第3天最高，为115 mg/kg；然后缓慢下降，至第21天最低，为95 mg/kg；至培养末期为100 mg/kg，显著高于处理F、FM。谷氨酸发酵废液含少量钾，其含有的有机物质促进缓效钾的释放。

2.2 土壤有机质

由图4可见，单施尿素处理F整个培养期有机质含量都较平稳，且含量较低，培养第3天时为1.07%；之后逐渐降低，第12天时为0.72%，含量最低；第30天时为0.99%。尿素与谷氨酸发酵废液配施处理FM培养第3天时有机质含量为4.85%，显著高于单施尿素处理F；培养第9天时最高，为6.08%；第24天时又逐渐降低，至培养末期为5.80%。单施谷氨酸发酵废液处理M与处理FM大体一致，培养第9天时最高，为6.35%；培养末期为6.04%，高于处理F、FM。说明施用谷氨酸发酵废液可明显提高土壤有机质含量，但可能由于谷氨酸发酵废液中所含量有机质主要为单糖，其在土壤中易于分解，故处理FM、M有机质含量至培养末期差异较小。

2.3 土壤全盐量

由图5可见，单施尿素处理F整个培养期全盐量较施用谷氨酸发酵废液处理M低，培养开始至培养第24天缓慢升高，至培养第24天时最高，为0.95 g/kg；之后稍有下降，至培养末期为0.72 g/kg。处理FM与单施尿素处理F相似，至培养第18、24天时较高，分别为1.12、1.22 g/kg，至培养末期为1.18 g/kg。处理M开始施入时土壤全盐量较高，培养第3天最高，为2.09 g/kg，显著高于处理F、FM；然后缓慢下降，至培养末期为1.24 g/kg。谷氨酸发酵废液本身含有大量的盐分离子，因而在培养初期其土壤含盐量较高，但随着时间的延长，或许由于土壤有机质或土壤的吸附作用，含盐量逐渐下降。

2.4 土壤pH值

由图6可见，单施尿素处理F的pH值高于施用谷氨酸发酵废液处理M，培养开始时为7.18；培养第3～21天时保持平稳，至培养第21时为7.17；然后升高，至培养第24天时最高，为7.22；之后稍有下降，至培养末期为7.19，整个培养期pH值基本保持稳定。处理FM培养第3天时pH值最高，为7.17；之后缓慢下降，至培养第21天时最低，为7.08；至培养末期为7.09。处理M由于废液本身pH值较低，施入后土壤pH值第3天最低，为7.01；第9天时最高，为7.06；然后基本保持平稳，至培养末期为7.05。

3 结论

（1）与单施无机肥尿素（F）相比，无机肥配施谷氨酸发酵废液处理（FM）和单施谷氨酸发酵废液处理（M）可明显提高土壤速效磷、速效钾和土壤有机质的含量，并随谷氨酸发酵废液使用量的增加而提高。

（2）处理FM、M的铵态氮和硝态氮含量均低于处理F，且随培养时间的延长，硝态氮含量大幅上升，铵态氮含量大幅降低。

（3）施用谷氨酸发酵废液的处理FM、M与处理F相比，土壤pH值差异较小，而全盐量差异较大。

因此，与单施无机肥尿素相比，施用谷氨酸发酵废液对提高土壤速效养分和有机质有明显作用，但其氮素易于损失。同时，为保证土壤盐分和pH值的相对稳定，可适当降低谷氨酸发酵废液的施用比例。

4 参考文献

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