生物有机肥改善蔬菜栽培土壤环境的研究进展

梁朗玛，汪 洋，黄芳薇，雷湘兰

（海南职业技术学院，海南海口 570216）

生物有机肥在我国栽培土壤环境中的应用比较广泛，在叶菜类蔬菜种植中应用可以有效提高土壤的活性，显著提高叶菜类蔬菜的生长质量和生长速度。如鸡粪有机肥在叶菜类蔬菜种植中发挥着独特的效果，该类有机肥中含有氮、磷、钾等元素，腐熟之后应用可提供蔬菜生长所需要的元素，且作用是可持续性的，蔬菜的抗病害能力也有所增强。

1 来源及种类

农业种植中常用的生物有机肥是指动植物残体经过无害化或者腐熟处理后的微生物类肥料，该类肥料的来源比较广。目前，学者大都将肥料来源作为划分标准，对有机肥的种类进行划分。

按照目前广泛应用到农业种植中的生物有机肥种类划分，可以分为农业废料类、家畜粪便类、工业废料类、生活垃圾类、污泥类、植物产物类。农业废料中的秸秆、菜籽饼等经过处理之后可以作为肥料应用到具体的农田生产与管理之中；鸡粪、牛粪等经过腐熟处理之后也可以作为有机肥应用到农业种植中；工业废料中的锯末、糖渣等经过处理之后可以作为水稻、玉米等农作物生长所需要的肥料；生活垃圾中的部分厨余垃圾也可以作为肥料使用，但收集和分类较为困难；城市在河道清理、下水道清理中所产出的污泥中含有大量的微生物和有机物，可以作为农业生产所需要的肥料；植物产物中的草木灰、竹灰等可以改善土壤的性质，起到供给土壤养分的作用[1-2]。

2 对蔬菜栽培土壤环境的改善效果

2.1 改善蔬菜栽培土壤营养物质

将鸡粪有机肥应用到叶菜类蔬菜的种植中，施加生物有机肥后采集土壤样本，与未施加生物有机肥的土壤样本相比，土壤容重增加了8%左右，孔隙度增加了6.8%左右，土壤中的水分含量增加了21.6%左右，说明施加生物有机肥可以改善土壤的结构并起到一定的土壤保湿作用[3]。鸡粪生物有机肥可以改善土壤营养成分，同时配合应用其他的菌肥，可以保障土壤中的营养成分最佳，并增加蔬菜的营养成分[4]。

2.2 减少蔬菜栽培土壤病害的发生

将生物有机肥应用到农作物种植之中，考量其对于防治栽培土壤病虫害的积极作用。研究认为，施加一定量的生物有机肥可以起到降低病虫害发生概率的作用，提高农作物的病害抗性。将鸡粪有机肥应用到叶菜类蔬菜的种植土壤中，土壤微环境发生改变，大量的菌群、菌落在蔬菜根部区域形成，随着蔬菜的不断生长，菌群发挥着抑制有害生物生长的作用，并提高了蔬菜对于有害病原菌的抵抗能力。生物有机肥可以通过刺激微生物代谢的方式促进蔬菜的持续健康生长，减少病虫害发生的概率。以往蔬菜种植中需要喷洒大量的农药，抑制虫卵的寄生与生长，但这种方法会导致植物中有大量的农药残留，影响食用者的身体健康。研究证明，生物有机肥应用到蔬菜种植中，病虫害的发生概率降低了33%～58%；同时可以起到预防与控制的作用，其作用原理就是通过改善土壤微生物生存条件，增加植物抗病害能力[5]。将生物有机肥应用到栽培土壤，土壤中的四环素耐药菌的数量也有所降低[6]。

2.3 吸附蔬菜栽培土壤中的重金属离子

将生物有机肥应用到芥蓝种植中，芥蓝中的Pb、Cu、Ni、Cd 等元素含量有所降低。对鸡粪有机肥和干鸡粪的使用效果进行对比，可以发现，鸡粪有机肥对重金属离子的吸附率明显较高，但该作用效果只体现在4 种重金属离子上，对于其他重金属离子的影响程度较小[7]。针对土壤中含有一定毒性的铅、汞等情况，使用生物有机肥同样可以起到一定的吸附作用。在含有大量重金属物质的土壤中生长，蔬菜的根部会吸收一定数量的重金属元素，食用之后会影响到人体的健康。目前，我国正推进绿色无公害农业产品的生产，通过使用生物有机肥的方式可以促进这一目标的实现。由于不同生物有机肥的效果不同，其在土壤中所产生的物理反应与化学反应也存在一定的差异，具体应用需要结合田间农作物的种植种类，科学选择生物有机肥种类，发挥其在土壤中对不同种类重金属离子的吸附作用。

2.4 减少蔬菜栽培土壤环境温室气体排放

经过实验证明，将生物有机肥应用到栽培土壤中，可以增加土壤中的有机碳含量，使土壤中微生物数量增加，土壤的酶活性增强。生物有机肥与土壤中的其他成分发生反应，必然会对栽培土壤环境内的温室气体排放量产生影响。温室气体主要有CO2、CH4、N2O等[8]。学者对栽培土壤温室环境影响因素研究成果比较少，已有研究大多是针对单一的温室气体排放。生物有机肥可以有效提高土壤的酶活性，硝化细菌的基因拷贝能力会因此而增加，其会降低土壤N2O 的排放量[9]。

2.5 解决农业面源污染问题

化肥的过量使用会导致农业种植出现相应的土壤污染或者水体污染问题。为了解决传统化肥在农业种植中的使用，学者们尝试将生物有机肥应用到农业种植中，并判断其对农业种植环境污染的改善效果。虽然针对生物有机肥改善农业面源污染研究数量并不多，但仍有部分学者对比了传统的化肥使用方式与生物有机肥的使用方式，并得出生物有机肥可以减少土壤氨的挥发率和损失率，减少其他微量元素的淋溶损失率。下雨时地表径流明显，会导致土壤中的相关元素流入到周边的河流区域中，对水体、水质也会产生一定程度的不良影响。在同等施加传统农业化肥和生物有机肥的情况下，施加鸡粪有机肥地表径流流失的养分含量明显较少，将其应用到叶菜类蔬菜的种植中，其氮成分的流失量会有所减少，这说明施加生物有机肥可以降低由于雨水冲刷所导致的土壤营养成分流失情况，同时有效解决了农业面源污染问题[10]。

2.6 改变蔬菜栽培土壤的理化性质

土壤的营养成分是影响栽培土壤环境效益的主要因素，土壤的理化性质包括酸碱度、有机质含量及孔隙度等内容。通过容重度和孔隙比分析方法，可以了解生物有机肥对农业种植土壤的水分渗透效果的影响程度。如果土壤的透气性较差，则会导致植物根系发育不良。学者们基于此开展研究，将使用生物有机肥后土壤的孔隙度作为研究内容，结果显示，生物有机肥可以增加土壤的容重，提高土壤的渗透能力，增强土壤的储水效果[11]。土壤酸碱度是评价土壤环境状况的主要指标之一，碱性过大的土壤不适合种植农作物，无法保障农作物的产量。研究生物有机肥对于土壤酸碱度的影响对于改良土壤、提高农作物产量具有积极意义。将鸡粪有机肥应用到叶菜类蔬菜种植中，土壤的pH 值降低效果并不明显，但随着时间的延长及生物有机肥施用量的增加，其pH 值下降效果也会逐渐明显。有研究表明，土壤中的pH 值可能受有机物含量影响，有机质越高，土壤的酸度越高，而生物有机肥中含有大量的有机物[12]。栽培土壤的营养成分主要是氮、磷、钾等元素，以上元素多和其他元素形成不溶性矿物质，难以被农作物吸收。研究生物有机肥施加后农作物对土壤养分的吸收能力与营养转化能力，结果表明，生物有机肥中含有大量的低分子有机酸，其在活化土壤有机物中发挥着重要作用，可以促进农作物对养分的吸收[13]。

2.7 提高蔬菜栽培土壤微生物活跃度

生物有机肥在栽培土壤种植中所发挥的环境效应使得土壤环境中的生物更加多样化，促进了土壤中的生物活动。土壤中的活体可以分为微生物与动物2 类，土壤微生物发挥的作用是提高肥力，供给植物营养；土壤动物的作用是调节土壤结构，改变土壤循环。尤其是蚯蚓等动物，其可以通过吞食土壤的方式分泌大量的复合物，供给植物生长所需要的养分。研究表明，使用生物有机肥后土壤中的蚯蚓数量会明显增加，其发挥着改良土壤环境的积极作用，使土壤中的养分种类更加丰富[14]。

土壤中的微生物对栽培土壤环境也会产生不同的影响。土壤中的微生物数量、种类关系到土壤的活性，细菌作为土壤中的主要微生物，适合在pH 值为7 左右的环境下生存。将有机肥应用到叶菜类蔬菜种植中，施加生物有机肥后土壤中的细菌数量与真菌数量会有所提高，提高量在18.4%左右[15]。因此，施加生物有机肥可以有效提高栽培土壤中的微生物数量，提高生态系统的稳定性。

酶物质在农作物生产中的作用主要集中在代谢上，生物有机肥中含有大量酶物质，可以提高土壤中有机体的代谢能力，从而实现物质之间的转化，提高土壤肥力指标。施加生物有机肥后的土壤活性有所增加，有利于土壤结构体系的稳定性。

3 结语

生物有机肥在栽培土壤种植中的应用，除可以提高产品质量与产量之外，也具有一定的环境效益。本文总结了在叶菜类蔬菜种植中施用生物有机肥对土壤环境的改善效果，其可以降低蔬菜种植期间的温室气体排放量，并减少施肥可能出现的污染问题，对于我国农业的可持续发展有着积极的作用。但生物有机肥的科学、合理应用仍需要进一步的研究。