范海荣,陈丽娜,吴素霞,谢新宇,靳常敏,崔 悦
(河北科技师范学院农学与生物科技学院,河北 秦皇岛,066600)
畜禽粪便中鸡粪的营养价值较高,含有丰富的有机质、氮磷钾和多种微量元素[1~3]。鸡粪腐熟后施用,可以改善土壤的理化性质,增强土壤微生物活性,提高土壤肥力,促进植物生长发育,提高其产量[3]。但鸡粪中含汞、砷、铅等重金属和高量的盐分,如果施用过量,可能对生态环境产生污染,有害元素在作物体内聚集,影响作物品质,进入食物链后影响人类健康。所以将鸡粪资源化利用的最佳途径就是使其脱离食物链,用于园林绿地。
草坪属于城市的休闲休憩场所,对人居环境具有美化、改善作用。草坪业呈现规模化发展,很多园林绿化企业种植草坪过程中占用大面积农田耕地,破坏了表层的耕作土,降低了土壤的肥力,长期种植容易导致土地退化,所以很多学者纷纷利用一些废弃物研究草坪的无土栽培基质[4~6]。
把腐熟后的鸡粪用于草坪业,可以有效避开食物链,解决鸡粪的资源化利用问题,同时能够避免草坪业对土地的破坏。为此,笔者探讨施用腐熟鸡粪对黑麦草草坪生长以及草坪质量的影响,以期为鸡粪在草坪栽培基质中的应用提供科学依据。
试验在河北科技师范学院资源与环境实验室进行,供试草种为冷季型多年生黑麦草。盆栽试验土壤取自河北科技师范学院农场,属于潮褐土,风干后过筛(筛孔尺寸:5 mm)备用。供试鸡粪是经过腐熟后的,购于淘宝沈阳绿肥产业店铺,风干后过筛(筛孔尺寸:5 mm),备用。
将腐熟鸡粪与土壤按照不同质量比混合作为不同的草坪栽培基质处理,共设6个处理,各处理具体成分及配比见表1。试验采取盆栽试验,每个处理3次重复,每重复为1盆,共18盆,随机排列。试验使用塑料盆,直径21 cm,高13 cm。配比基质每盆质量为3 kg,取200颗黑麦草草籽进行促发萌芽后于2014年6月1日播种,2014年6月4日开始出土发芽,每隔45 d测量草坪草株高及叶宽,并刈剪草坪,刈剪后草坪高度为5 cm,共刈剪3次,每次刈剪后称量其地上部黑麦草鲜质量。
表1 不同栽培基质处理组合基质成分及其配比
播种后定期对各个处理的草坪草进行同样的养护管理,并记录相关生长状况数据。黑麦草出苗率测定采用每盆清点数量法。
出苗率=(种子出苗数/供试种子数)×100%。
刈剪前测定草坪分蘖密度[7],自制一个直径D=5 cm的圆形铁圈,在盆中随机套取样方,然后人工数数并记录样方内的黑麦草枝条数,重复3次。刈剪前进行株高和质地的测定,每盆随机取30株黑麦草,测量其自然高度和叶片最宽处。颜色根据比色卡采用分级打分标准确定分值。草坪的生物量是黑麦草总鲜质量3次测定的平均值[8~10]。均一性采取刘及东等提出的均匀度法测定[11],按对角线确定测定点位,测定颜色、密度、质地,运用统计公式,计算出标准差:SD,Sc,ST;再计算出变异系数:CV=[标准差(S)/平均数]×100%,变异系数分别是CVD,CVC,CVT[10~12];最后根据U=1-CVD+CVC+CVT计算出均匀度(U)。上述数据在最后评价时均是求得的每次测定数据的算术平均数。
选取草坪的颜色、株高、分蘖密度、质地、地上生物量、均一性指标来评价土壤与鸡粪的配比基质对草坪质量的影响,这6个指标的权重分别为0.20,0.10,0.20,0.15,0.10,0.25(表2)[11,14]。均一性采用刘及东等[11]提出的定级标准;颜色、质地采用Beard[3]提出的定级标准;草坪高度、地上生物量、密度由所测的数值划分等级[15~17]。
表2 草坪质量评分等级及权重
草坪质量综合指数(LCI)是将各个指标的实际评价得分乘以各自的权重,再进行一次加和求得。
其中:Qi为各个指标的所得评分;Wi为各个指标的权重;n为指标的项目数量。
不同配比处理黑麦草的出芽时间和出苗率有一定的影响。处理组合T2和T3与T1纯土处理出芽时间一致,对于出芽时间没有影响(表3)。而T4和T5处理的黑麦草出芽时间比T1纯土处理推迟2 d。基质T2处理的出苗率最高,达到89.3%,T3处理的出苗率次之,2个处理间以及与其它处理相比差异均显著;T4,T5,T6处理的出苗率均显著低于T1纯土处理。可以看出,随着鸡粪比例的提高,出苗率显著下降。
表3 不同配比处理对黑麦草出苗时间和出苗率的影响
试验结果表明,多数处理黑麦草在整个观察期间出现1次生长高峰,在8月15日~8月30日期间,分析其原因是因为此时间段的气温降低,最适于冷季型黑麦草的生长发育(表4)[13]。7月份黑麦草生长缓慢,因为气温较高,黑麦草进入生长缓慢期。3次株高测定数据看,除7月15日T5处理外,其它时间所有含有鸡粪处理的黑麦草株高均比T1纯土处理高,表明鸡粪可以促进黑麦草的生长。7月15日第1次测量时T4处理黑麦草株高最高,且与其它处理差异显著;8月30日第2次测量时T3和T4处理较高,除与T2处理差异不大外,与其它处理相比差异明显;10月15日进行第3次测量时,T5处理最高,除与T6处理差异不大外,与其它处理相比差异显著。在6种配比处理中总体上看,T4处理组合黑麦草株高较高,生长速度最快。
表4 不同配比处理黑麦草在同一时间的株高 cm
草坪颜色可反映草坪的质量状况,草坪的颜色越深感官越好,说明草坪草的生长越好,在黑麦草生长季内对颜色进行了5次评分。可以看出,含有鸡粪处理的基质,其黑麦草的颜色比T1纯土处理的颜色有较大改善,其颜色评分均与T1处理差异显著(表5);随着鸡粪比例的提高,颜色逐渐变深,T6处理评分最高,颜色更接近墨绿色。含有鸡粪各处理间差异显著,说明鸡粪能显著改善黑麦草草坪草的色泽,且随着鸡粪比例的提高颜色改善更为明显。
表5 不同配比处理黑麦草的颜色
草坪密度反映了草坪的分蘖生长能力。研究发现,T6处理的黑麦草密度低于T1纯土处理,但差异不显著,其它含有鸡粪的处理都高于T1纯土处理,且差异显著,其中T3处理的黑麦草密度最大,除与T2处理相比差异不明显外,与其它处理相比差异均达到显著水平(表6)。表明鸡粪在一定比例范围内能促进黑麦草的分蘖,使草坪变得致密。
而草坪草的生物量反映了草坪的生长速度和分蘖能力,是评价草坪质量的重要指标。本次试验只测定了黑麦草地上部分生物量,将每次刈剪的黑麦草地上生物量(鲜质量)进行称量,计算3次测量结果的算术平均值。可以看出,含有鸡粪处理的黑麦草的生物量都高于T1纯土处理,且都与T1处理相比差异显著(表6);其中T3处理的草屑量最多,为37.20 g/盆,除与T2相比差异不显著外,与其它处理相比差异均显著。此外,基质中鸡粪的质量分数超过30%,则黑麦草的鲜质量逐渐下降。由此表明,基质中鸡粪的质量分数50%及其以上的处理在不同程度上抑制了黑麦草的生长。这一结果与草坪分蘖密度状况相一致。
表6 不同配比处理黑麦草的分蘖密度及地上生物量的比较
草坪质地是对草坪草叶片宽度和触摸感觉的反映,通常测量叶片的最宽处,一般认为叶片越细,质地越好。草坪草质地在1.5~3 mm宽较适宜。每次刈剪前测量黑麦草的质地,结果表明,含有鸡粪处理的黑麦草的叶片最宽处都显著高于T1纯土处理(表7)。随着鸡粪比例的提高叶片逐渐变宽,T6处理黑麦草叶片最宽处达到4 mm以上,并且与其它处理差异显著。表明随着鸡粪比例的提高,黑麦草的叶片生长较宽,质地变差。
为了消除人为打分的误差,本次试验采用刘及东等[11]提出的均匀度法来测定草坪的均一性。可以看出,各处理间草坪均一性差异均显著(表7)。其中,T3处理的草坪均一性得分最高,T2处理次之,均高于T1纯土处理;而T4,T5,T6处理的草坪均一性得分均低于T1纯土处理。表明一定比例的鸡粪能显著提高草坪的均一性,鸡粪比例过高则会导致黑麦草徒长,降低黑麦草的均一性。
表7 不同配比处理黑麦草质地及其均一性差异比较
将各处理测量数据代入公式得到不同配比处理的草坪草综合质量得分(LCI),结果表明T3处理的草坪质量最佳,综合得分为3.62,中等偏上水平(3分为中等),与其它处理相比差异显著(表8)。T2处理处理得分次之,与其它处理相比差异显著。T4和T5处理与T1纯土处理相比差异不显著,T6处理得分较低,与T1纯土处理相比差异显著,可见鸡粪在一定比例范围内能提高黑麦草的草坪质量,超过一定比例,反而会抑制黑麦草的生长,使其质量下降。
表8 不同配比处理黑麦草草坪综合质量得分(LCI)
许多研究表明,施用鸡粪能促进作物生长,可以提高作物的产量[18,19]。本次试验对黑麦草草坪各评价指标进行的综合评价表明,每1 000 g基质中鸡粪为300 g的处理,草坪质量最佳,该配比处理可作为最佳新型草坪栽培基质。这主要是因为腐熟的鸡粪养分全面平衡,含有丰富的腐殖质和活性物质,能促进植物内源激素的形成,从而促进草坪草的生长发育,改善草坪草的品质[20];但基质中鸡粪比例过高则会导致黑麦草出苗率降低、徒长、均一性变差,从而导致黑麦草质量变差。本次试验中每1 000 g基质中鸡粪为100 g处理的黑麦草出苗率最高,随着鸡粪比例的升高,出苗率降低,基质中鸡粪的质量分数大于50%的处理均低于纯土处理,原因可能与鸡粪中盐分含量较高有关,基质中鸡粪的质量分数较大时,盐分会抑制黑麦草种子的萌发;另外鸡粪中有机质含量高,有机质分解会产生有机酸类物质,也会对种子的萌发产生不利影响。
有研究表明,畜禽粪便中的盐分和重金属含量偏高,含量过高将阻碍草的生长,对草坪草产生毒害效应[20]。因此,进一步研究如何降低鸡粪的盐分和重金属含量是解决鸡粪高比例施用的关键内容。