蚯蚓糞土壤改良劑克服草莓連作障礙的效果

王永和， 高亞娟， 李建龍， 杜 巖， 盛海君， 錢曉晴

(1.鹽城生物工程高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 鹽城 224051;2.揚(yáng)州大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225009;3.揚(yáng)州瑞華環(huán)境與生物工程研究所有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225009)

隨著草莓種植年限的增加，近年來草莓連作障礙問題日益突出［1-2］，嚴(yán)重影響了草莓種植的經(jīng)濟(jì)效益?？朔葺B作障礙的方法主要有科學(xué)灌溉［3］、合理輪作［4-5］、施用有機(jī)改良劑［6］、土壤消毒滅菌［7-9］、接種有益微生物［10-12］、選育拮抗品種［13-14］等，這些方法雖然取得一定效果，但其穩(wěn)定性和安全性尚有待于進(jìn)一步提高。蚯蚓是常見土壤動物，其糞便含有較高速效養(yǎng)分和多種酶等生物活性物質(zhì)，對土壤有較好的改良作用［15］。本研究試圖利用蚯蚓處理牛糞所產(chǎn)生的糞便作為基礎(chǔ)原料，制得改良劑對草苺連作障礙土壤進(jìn)行改良，通過設(shè)置改良劑用量研究其對草莓的長勢和產(chǎn)量影響，以及連作土壤中微生物區(qū)系、水溶性鹽分、營養(yǎng)成分的變化，綜合評價(jià)改良劑的應(yīng)用效果，為實(shí)際生產(chǎn)過程中有效克服草莓連作障礙提供一條新途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2012年8月至2013年3月于鹽城張莊草莓合作社進(jìn)行。供試土壤為草莓連作4年的土壤。所用改良劑由蚯蚓處理牛糞所得蚯蚓糞，配合7.5%的熟石灰，經(jīng)機(jī)械攪拌、造粒成型而成。改良劑含N 0.088%、P2O50.050%、K2O 0.150%，pH 7.9。設(shè)定改良劑的用量分別為0 kg/m2、1.5 kg/m2、2.0 kg/m2、2.5 kg/m2、3.0 kg/m2、3.5 kg/m26 個(gè)水平，每個(gè)處理(小區(qū))面積為6 m×2 m，3次重復(fù)。8月15日每個(gè)小區(qū)隨機(jī)耕施入K2SO4型復(fù)合肥450 g、過磷酸鈣750 g，生物有機(jī)肥1.5 kg作為基肥;8月27日移栽，9月8日草莓活棵后每小區(qū)追施尿素60 g;11月15日、1月25日、3月10日分別追施K2SO4型復(fù)合肥165 g、150 g、150 g。其他栽培措施與大田相同。定期測定草莓生長指標(biāo)、土壤的化學(xué)性質(zhì)。

1.2 取樣與分析

于2013年2月10日采用多點(diǎn)取樣法采集土壤樣品，混合風(fēng)干，磨細(xì)過篩，備測。

1.2.1 草莓生長形態(tài)指標(biāo)及產(chǎn)量測定 于2012年9月10日觀測記錄草莓移栽后的初始株高和分枝長度，165 d后測量株高、分枝長度和測定產(chǎn)量。每個(gè)改良劑用量處理選定代表性草莓10株，取平均值。

1.2.2 土壤微生物種群測定 土壤微生物種群的測定采用稀釋平板法。細(xì)菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基混菌法培養(yǎng)，真菌采用馬丁氏培養(yǎng)基混菌法培養(yǎng)，放線菌采用高氏一號培養(yǎng)基表面涂布法。3類微生物分別在接種培養(yǎng)24 h、36 h和48 h后觀察計(jì)數(shù)，計(jì)算1 g干土的含菌數(shù)，公式為:

1 g土壤含菌數(shù)=［菌落平均數(shù)×稀釋倍數(shù)］/［接種量毫升數(shù) ×(1－含水量)］［16］。

1.2.3 土壤pH分析 采用pH計(jì)進(jìn)行測定(水土比為 2.5∶1.0)［17］。

1.2.4 土壤可溶性離子含量測定 水溶性 K+、Na+含量的測定采用蒸餾水浸提-火焰光度法［17］;水溶性Ca2+、Mg2+含量的測定采用蒸餾水浸提-原子吸收分光光度法［17］;HCO－3含量的測定采用雙指示劑-中和滴定法［17］;Cl－含量的測定采用 K2CrO4指示-硝酸銀滴定法(莫爾法)［17］;NO－3含量的測定采用 KCl浸提-紫外分光光度法［17］;SO2－4含量的測定采用鉻酸鋇間接原子吸收法［18］。

1.2.5 土壤養(yǎng)分分析 測定項(xiàng)目為硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、速效磷、速效鉀及有機(jī)質(zhì)，測定方法參見土壤農(nóng)化分析［17］。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Office 2007和SPSS18.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 改良劑不同施用量對草莓生長情況的影響

草莓移栽生長165 d時(shí)，不同處理草莓植株的株高、分枝長度增加情況和產(chǎn)量如表1所示。

表1 改良劑不同施入量對株高、分枝和產(chǎn)量的影響Table 1 Effects of different modifier dosage on plant height，branching length and production

從表1中可以看出，改良劑用量為2.0 kg/m2時(shí)，草莓株高、分枝增加最多，長勢最強(qiáng)，草莓最終產(chǎn)量也最高，其次是改良劑用量為2.5 kg/m2處理。改良劑施用量低于2.0 kg/m2時(shí)，促進(jìn)生長效果不明顯，加入量超過2.0 kg/m2則會抑制草莓的生長。

2.2 改良劑不同施入量對微生物區(qū)系的影響

施加改良劑后，對土壤中微生物區(qū)系進(jìn)行了計(jì)數(shù)，見表2。由表2可以看出:細(xì)菌數(shù)量隨改良劑用量的增加而增長，真菌、放線菌隨改良劑用量的增加呈先減少后緩慢增長。真菌數(shù)量與細(xì)菌數(shù)量的比值(F/B)是評價(jià)土壤生物性質(zhì)的重要指標(biāo)。F/B低土壤中真菌少，植物土傳病害輕［19］。改良劑施入土壤后，土壤中F/B值均有所下降，其中改良劑用量為2.0 kg/m2時(shí)下降最多，其F/B值為0.085，僅為對照的1/5，說明在此用量下，改良劑效果最好，土壤微生物環(huán)境顯著改善。

表2 改良劑不同施入量對土壤微生物量的影響Table 2 Changes of microorganism counting after application of different levels of soil amendment

2.3 改良劑不同施入量對土壤pH值和鹽分的影響

施入改良劑后土壤pH值和鹽分的變化如表3所示。

表3 改良劑施入量對土壤pH值和總離子之和的影響Table 3 Changes of total ion contents and soil pH value after application of different levels of soil amendment

隨著改良劑施入量的增加，土壤中總離子之和先減少后增加。在改良劑用量為1.5 kg/m2、2.0 kg/m2時(shí)土壤中總離子含量顯著降低，其中最小值(改良劑用量為2.0 kg/m2時(shí))與空白對照相比下降了37%。改良劑施用后土壤pH均顯著高于對照，說明改良劑能顯著改善土壤酸化的現(xiàn)象。

2.4 改良劑不同施入量對土壤水溶性離子含量的影響

為進(jìn)一步討論改良劑的效果，對土壤中各水溶性離子含量進(jìn)行了測定，見表4。與空白對照相比較，隨著改良劑用量的增加，土壤陽離子中 K+、Na+、Mg2+變化幅度較小，當(dāng)改良劑用量為 3.0 kg/m2時(shí)，K+、Na+含量增幅僅為 17.10%、10.02%;而Ca2+的濃度則出現(xiàn)大幅度變化，增幅達(dá)55.84%。隨著改良劑的施入量增加，土壤中4種陽離子含量減少，在改良劑用量為2.0 kg/m2時(shí)達(dá)最低值，之后隨改良劑用量的增加而增加。這可能與草莓旺盛生長對離子選擇吸收有關(guān)。陰離子中，含量最多的是

NO3－離子，其變化趨勢為隨著改良劑施入的增加先迅速減少后緩慢增加;Cl－、HCO3－與NO3－的變化趨勢相同含量隨改良劑的增加緩慢增加，但是增加幅度較小。草莓所能承受Cl－的濃度較大，其含量對草莓的影響不大［20］。

表4 改良劑不同施用量對土壤中各水溶性離子含量的影響Table 4 Effects of different levels of soil amendment on water-soluble ions contents

2.5 改良劑不同施入量對土壤養(yǎng)分的影響

施入改良劑后，土壤中有機(jī)質(zhì)、硝態(tài)氮、氨態(tài)氮、速效磷和速效鉀等養(yǎng)分含量的變化見表5。隨著改良劑施入量的增加，有機(jī)質(zhì)和速效磷含量增加，速效鉀的含量則隨著改良劑的加入先增加后減少，在改良劑用量為2.0 kg/m2時(shí)達(dá)最低值，此后速效鉀含量回升，均顯著高于不施改良劑對照。氨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量總的變化趨勢為隨著改良劑施入量增加而先減少，在改良劑用量高于1.5 kg/m2時(shí)，兩者含量開始增加。綜合分析，適量施用改良劑(2.0 kg/m2)能較好地滿足草莓生長對氮、磷、鉀及有機(jī)質(zhì)營養(yǎng)的需求。

表5 改良劑不同施入量對養(yǎng)分含量的影響Table 5 Changes of nutrients in soil after application of different levels of soil amendment

3 結(jié)論

改良劑含有多種營養(yǎng)物質(zhì)和生物活性物質(zhì)，施用后，從草莓長勢看，其株高、分枝及產(chǎn)量增加;在土壤改良方面，施用適量改良劑(2.0～2.5 kg/m2)后土壤的微生物區(qū)系、pH值、總鹽分量、養(yǎng)分含量更適合草莓生長的需求。綜合草莓長勢和產(chǎn)量表現(xiàn)、土壤理化性質(zhì)改善、土壤養(yǎng)分供應(yīng)、節(jié)約成本、防止次生鹽漬化發(fā)生等因素，改良劑的推薦用量為2.0 kg/m2。

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