不同水保型土壤改良剂施用量对土壤和野牛草的影响

吴佳俊 高 玮 赵亚慧 谢建治 王 磊，2

（1.河北农业大学资源与环境科学学院，河北 保定 071000；2.北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所，北京 100097）

0 引言

我国水土流失现象严重，再加上农业面源污染造成水体富营养化，不仅给农林业的可持续发展带来了严重的影响，而且极大地影响了当地生态环境。通过多年研究和实践应用，土壤改良剂的种类不断增多，从天然改良剂、人工合成改良剂发展到后来的天然—合成共聚物改良剂和生物改良剂等。土壤改良剂不仅能有效改良土壤的理化性质、促进植物养分吸收，还能提高土壤的生产能力，因此，土壤改良剂的应用也越来越广泛。但是，一些土壤改良剂也存在着不同程度的缺陷，如应用成本较高、改良效果相对单一等，而且目前专门用于增加植物水土保持效果且对土壤无其他负面影响的土壤改良剂尚未出现。因此，研究天然环保、施用量合理且作用高效的土壤改良剂对我国水土保持工作的开展有重要意义。

笔者选取具有生长迅速、耐寒耐旱、耐盐碱等优点的水土保持先锋植物野牛草为试验对象，通过施加不同用量的土壤改良剂，研究土壤改良剂对土壤养分、野牛草生物量及其养分含量的影响，分析不同施用量下土壤改良剂对土壤养分和植物生长的影响及其作用机制，为我国水土保持和环保型土壤改良剂的研发利用提供技术支持及参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试土壤

试验在北京市农林科学院的温室中进行，供试土样取自北京市密云区北庄镇朱家湾村的面源污染生态防控基地。该区土壤为典型的沙质土，土壤的各项理化指标见表1。

表1 基础土壤化学性质

1.2 供试材料

试验植物为多年生野牛草。水保型土壤改良剂由新西兰VRM Biologik 伟爱生物科技公司制造，型号为xLr@8，土壤改良剂特性见表2。

表2 土壤改良剂特性

1.3 试验设计

试验于2021 年6—12 月采用盆栽方式进行，花盆高30 cm、上口直径30 cm、下底直径25 cm，在填装土壤前先给每个塑料盆的底部铺上一层薄薄的纱布，然后装入4.5 kg 土壤，并轻轻压实，最后将土壤改良剂均匀喷洒在土壤上面。试验共设置4 个不同的处理，各处理化学改良剂施用量分别为0、50、100、150 mL，每个处理3 次重复，共12 盆。

将野牛草种子以30 g/m的密度均匀播种到每个花盆中。在野牛草出苗之前，将土壤含水量控制在田间持水量的45%左右后，每3 d 浇一次水。

1.4 样品采集及测试方法

1.4.1 土壤养分含量测定。试验结束后，将花盆中的土壤样品去除根系、石砾，放在阴凉处风干，粉碎过0.15 mm 筛后装密封袋保存备用。土壤全氮含量采用凯氏定氮法测定，全磷含量采用钼锑抗比色法测定，有机质含量采用油浴加热重铬酸钾氧化容量法测定，全钾含量采用NaOH 熔融火焰光度法测定。

1.4.2 植物生物量、氮磷钾含量测定。待野牛草度过生长旺盛期后收获，收获时贴近土壤表面将野牛草的地上部分齐根剪下；利用浸泡冲洗的方法将植株的根系取出，再用吸水纸将根系上残留的水吸干后放入105 ℃烘箱中进行杀青0.5 ～1.0 h；放至75 ℃烘箱中烘至恒质量，称量野牛草地上部分和根的干质量，计算其根冠比。植物根冠比为植物地下部分干质量和植物地上部分干质量的比值。植物地上部烘干的样品粉碎后用于氮含量测定，植株氮含量测定采用HSO-HO消煮-奈氏比色法。

1.5 统计分析

利 用ExceL 2016、SPASS 24.0、Origin 2020 软件对数据进行分析处理和图形绘制。

2 结果与分析

2.1 不同土壤改良剂施用量对土壤养分含量的影响

不同土壤改良剂施用量下的土壤全氮含量大小顺序为150 mL ＞CK ＞50 mL ＞100 mL（见表3），除施用量100 mL 以外，其他处理与CK 均无显著性差异；土壤全磷含量大小顺序为150 mL ＞100 mL ＞50 mL ＞CK，表现为随着施用量的升高，土壤全磷含量也随之升高，最高为150 mL 施用量，除施用150 mL以外，其他处理与CK 均无显著性差异；土壤全钾含量大小顺序为CK ＞150 mL ＞50 mL ＞100 mL，所有处理均无显著性差异；土壤有机质含量大小顺序为CK ＞150 mL ＞50 mL ＞100 mL，所有处理均降低了土壤有机质含量，其中施用100 mL 显著降低了土壤有机质含量。

表3 不同水保型土壤改良剂施用量下的土壤养分含量

2.2 不同施用量对野牛草生物量的影响

从图1 可知，就地上部而言，除施用150 mL 以外，其他处理均无显著性差异，且150 mL 施用量较CK提高了253%的生物量。地下部与地上部表现的规律一致，均呈现除施用150 mL 以外，其他处理均无显著性差异，150 mL 施用量较CK 提高了366%的生物量，50 mL 施用量较CK 提高133%的生物量，100 mL施用量较CK 提高了93%的生物量。结果表明，所有处理均可提高地下部生物量。

图1 不同水保型土壤改良剂施用量下野牛草生物量

2.3 不同施用量对野牛草养分含量的影响

由图2 至图4 可知，就野牛草地上部养分含量来说，50 mL 施用量显著提高了野牛草地上部氮、钾含量，与50 mL 施用量相比，100 mL 与150 mL 施用量总氮含量明显下降，但100 mL 施用量可显著提高野牛草地上部磷含量。

图2 不同水保型土壤改良剂施用量下野牛草的总氮含量

图4 不同水保型土壤改良剂施用量下野牛草的总钾含量

就野牛草地下部养分含量来说，50 mL 施用量显著提高了野牛草地下部氮、磷含量，显著降低了野牛草地下部钾含量，100 mL 与150 mL 施用量与CK相比无显著性差异。

图3 不同水保型土壤改良剂施用量下野牛草的总磷含量

3 讨论与结论

笔者采用盆栽试验，探究不同水保型土壤改良剂施用量对土壤养分和野牛草的生物量、养分含量的影响。结果表明，只有150 mL 施用量下的土壤全氮含量增加，而100 mL 和50 mL 施用量下土壤的全氮含量均下降，其中100 mL 施用量显著减少了土壤中全氮含量，减少了25%，其他处理与CK 均无显著性差异。不同施用量的土壤改良剂对土壤全磷含量都有所增加，并表现为土壤全磷含量随着土壤改良剂施用量的增加而升高，其中150 mL 施用量显著增加了土壤全磷含量，增加了39.4%，其他处理与CK 均无显著性差异。不同施用量的土壤改良剂均降低了土壤全钾含量，所有处理均无显著性差异。不同施用量的土壤改良剂均降低了土壤有机质含量，其中100 mL施用量显著减少了土壤有机质含量，减少了22.6%，其他处理与CK 均无明显性差异。

施用150 mL 土壤改良剂与CK 相比有显著性差异，可提高野牛草地上部253%、地下部366%的生物量。对于地下部施用50 mL 土壤改良剂较CK 提高133%的生物量。施用50 mL 土壤改良剂显著提高了野牛草地上部氮、钾含量，显著提高了野牛草地下部氮、磷含量。

综上所述，该水保型土壤改良剂有利于水土保持先锋植物野牛草的生长，提高了土壤养分供应水平，增加了野牛草吸收养分的能力，对野牛草的生物量也具有极大的促进作用。同时，50 mL 水保型土壤改良剂的施用可以增加野牛草地下部生物量而不增加地上部生物量，提高地上部氮钾含量、地下部氮磷含量，性价比最高，推广利用前景广阔。笔者采用的是盆栽试验，结果与实际情况可能存在差异，但对水土保持植物的生长和土壤改良剂的研发有一定的指导意义和价值。