3種有機(jī)肥對土壤次生鹽漬化改良及青菜產(chǎn)量的影響

陳莉莉 黃忠陽 刁春武 徐明喜 馬明 吳旭東 吳志鵬 王東升 李偉明

摘 要：通過田間試驗，研究了雞糞、茶渣和蚯蚓糞3種有機(jī)肥及石灰對土壤次生鹽漬化的修復(fù)效果及對青菜生長的影響。試驗結(jié)果表明，施用雞糞、蚯蚓糞和茶渣均可以提高土壤pH值，其中蚯蚓糞+石灰處理可以將土壤pH值調(diào)至最適青菜生長的范圍；各有機(jī)肥的施用短時間內(nèi)可以降低土壤EC值和含鹽量，但與不施用任何肥料的處理相比，效果不顯著；有機(jī)肥施用后青菜株高增加，其中蚯蚓糞和茶渣有機(jī)肥還可以促進(jìn)青菜開展度的增加，有利于青菜光合作用；綜合來看，3種有機(jī)肥中，蚯蚓糞有機(jī)肥對青菜生物量的促進(jìn)效果最為明顯。

關(guān)鍵詞：設(shè)施蔬菜土壤；次生鹽漬化；有機(jī)肥；修復(fù)

中圖分類號：S963.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-3547（2016）16-0071-04

設(shè)施栽培是指在不適宜作物生長發(fā)育的環(huán)境條件下，通過建立結(jié)構(gòu)設(shè)施，人為地創(chuàng)造適宜作物生長發(fā)育的生境條件，實現(xiàn)高產(chǎn)高效的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式[1]。設(shè)施栽培實現(xiàn)了一些經(jīng)濟(jì)作物的反季節(jié)和跨地區(qū)種植，對促進(jìn)農(nóng)民增收和豐富蔬菜市場品種多樣化具有重要作用，因此，在全國范圍內(nèi)，得到了大面積的推廣[2]。截至 2013年上半年，江蘇省以設(shè)施蔬菜為主的設(shè)施農(nóng)業(yè)面積已超過 66.67萬hm2，占耕地比重達(dá)14.6%，占比居全國首位[3]。但是，由于在設(shè)施蔬菜種植過程中，大棚長期處于半封閉或封閉狀態(tài)，使得棚內(nèi)部形成了具氣溫高、濕度大等特點的區(qū)域小環(huán)境，設(shè)施種植中的土壤因得不到雨水的沖刷而長期處于過度施肥、復(fù)種指數(shù)高、集約化生產(chǎn)的狀態(tài)，加上不合理的水分管理，均不同程度地出現(xiàn)次生鹽漬化、酸化、養(yǎng)分失衡等情況，進(jìn)而導(dǎo)致種植蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)下降，其中，土壤次生鹽漬化問題最為突出[4]。土壤發(fā)生次生鹽漬化災(zāi)害，可以導(dǎo)致土壤鹽分積累、土壤性質(zhì)發(fā)生改變，造成作物吸收水分困難，抑制作物生長發(fā)育，導(dǎo)致減產(chǎn)或絕收；降低土壤中微生物的數(shù)量和活性，改變微生物群落結(jié)構(gòu)，最終導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)和品質(zhì)下降，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成不利影響[5]。

針對土壤次生鹽漬化問題，已有研究者提出了一些改良措施，如灌水洗鹽、生物洗鹽、地膜覆蓋等，但這些措施在降低土壤鹽分濃度的同時也帶來了一些新的問題，如灌水洗鹽過程，容易造成地下水污染；生物洗鹽過程存在耐鹽作物的篩選及存活率的問題；地膜覆蓋一方面增加了勞動成本，另一方面則有可能造成廢棄地膜的二次污染[6，7]。因此，利用有機(jī)肥來改良次生鹽漬化的土壤，一方面可以改變土壤物理性狀，改善團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，增加農(nóng)作物的產(chǎn)量；另一方面，有機(jī)肥的施用會增加土壤中微生物的活性和數(shù)量，促進(jìn)土壤中鹽分的遷移和轉(zhuǎn)化，降低鹽分濃度[8]。因此，選擇3種不同的有機(jī)肥產(chǎn)品，研究其對土壤次生鹽漬化和農(nóng)作物產(chǎn)量的影響，為提高土壤質(zhì)量，促進(jìn)土壤的可持續(xù)利用，以及農(nóng)業(yè)廢棄物的再循環(huán)利用等提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2015年9～10月在南京市高淳區(qū)椏溪鎮(zhèn)躍進(jìn)村蔬菜種植基地設(shè)施大棚中進(jìn)行，土壤類型青泥土，pH值4.74，電導(dǎo)率（EC值）2.30 mS/cm，含可溶性鹽分5.00 g/kg、全氮0.96 g/kg、全磷0.36 g/kg、全鉀10.40 g/kg、堿解氮78.46 mg/kg、速效磷

195.99 mg/kg、速效鉀184.59 mg/kg。

供試作物為十字花科的青菜，品種為改良金品28 F1型，購自江蘇省農(nóng)科院明天種業(yè)。

1.2 試驗方法

試驗共設(shè)置7個處理，3次重復(fù)，采取隨機(jī)排列。T1（CK），即不施任何肥；T2，雞糞1 t/667 m2；T3，雞糞1 t/667 m2+生石灰80 kg/667 m2；T4，蚯蚓糞

1 t/667 m2；T5處理，蚯蚓糞1 t/667 m2+生石灰

80 kg/667 m2；T6，茶渣有機(jī)肥1 t/667 m2；T7，茶渣有機(jī)肥1 t/667 m2+生石灰80 kg/667 m2。每個小區(qū)面積為1.9 m×5.4 m，按350 g/667 m2的播種量播種。試驗中，所有處理均不施用化肥，采用田間常規(guī)管理方法種植。

1.3 測定項目與方法

待青菜出苗（2015年9月15日）以后，每7 d（9月22、30日及10月6、13日）進(jìn)行1次0～20 cm土壤樣品的采集，共采集4次，以測定土壤pH值、EC值和可溶性鹽含量的變化。青菜收獲時，連根拔出，洗凈葉片及根部的泥土，測定株高、開展度，根部和地上部質(zhì)量。

土壤指標(biāo)測定參考《土壤農(nóng)化分析》[9]，其中，pH值采用無CO2水浸提（水土比為2.5∶1），酸堿度計測定；EC值采用無CO2水浸提（水土比為5∶1），電導(dǎo)率儀測定；土壤可溶性鹽含量采用質(zhì)量法測定。

數(shù)據(jù)使用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，采用最小顯著性差異（LSD）法進(jìn)行差異顯著性比較；并用Origin 8.5和Excel 2010作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)肥及石灰對土壤pH值變化的影響

如表1所示，在同一采樣時間，施用有機(jī)肥的各處理土壤pH值較T1（CK）有所提高。在種植4周后，T1處理相比較于原始土壤而言，pH值變化不明顯，這主要是因為該土壤在前期施用氮肥過多，導(dǎo)致土壤發(fā)生了嚴(yán)重的酸化現(xiàn)象，Guo 等[10]在其研究中也表明大量地投入氮肥或者氮肥利用率較低，都會導(dǎo)致土壤發(fā)生酸化。而T2、T3、T4、T5、T6和T7處理相比較于原始土壤pH值分別增加了10.54%、17.09%、11.18%、35.76%、22.36%和38.50%，并且施用有機(jī)肥以后，隨著種植時間的延長，土壤pH值呈現(xiàn)不斷提高的趨勢，表明有機(jī)肥的施用可以顯著調(diào)節(jié)土壤酸堿平衡。這是因為有機(jī)肥的施用可以改善土壤結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)土壤保水保肥能力、使土壤易形成黏粒結(jié)構(gòu)，而土壤黏粒結(jié)構(gòu)上交換電位的鹽基離子是土壤緩沖pH值變化的重要方式[11]。從本試驗中可以看出，蚯蚓糞和茶渣有機(jī)肥配合石灰施用可以顯著地改善土壤酸化現(xiàn)象。

2.2 有機(jī)肥及石灰對土壤EC值和可溶性鹽分含量的影響

由表2可知，各處理土壤EC值隨著種植時間的延長均呈現(xiàn)下降趨勢，在1個月時，T1～T7各處理EC值分別較原始土壤下降了28.26%、39.13%、32.17%、44.57%、53.70%、48.48%和41.74%，但各處理之間沒有顯著性差異。從表2可知，蚯蚓糞有機(jī)肥和石灰共同處理，在促進(jìn)土壤EC值降低方面較其他處理更有優(yōu)勢。于躍躍等[12]在研究了蚯蚓糞對草莓生長和土壤肥力的影響之后發(fā)現(xiàn)，蚯蚓糞有機(jī)肥的施用可以增加土壤pH值和降低土壤EC值。

從表3可以很直觀地看出，相較于T1處理，各有機(jī)肥在施用1個月以后，土壤中可溶性鹽分含量均呈現(xiàn)降低的趨勢，但不顯著。這表明，有機(jī)肥的施用，可以很大程度上促進(jìn)土壤中可溶性鹽分的降低，但對于某一土壤而言，土壤可溶性鹽含量的明顯降低并不是在短暫時間內(nèi)可以實現(xiàn)的。其中，施用蚯蚓糞有機(jī)肥和石灰處理1個月時，土壤可溶性鹽分含量最低，這可能是因為石灰和蚯蚓糞有機(jī)肥提高了土壤pH值，促進(jìn)了青菜根系生長，吸收和消耗了土壤中的一部分可溶性鹽分；另外，蚯蚓糞有機(jī)肥含有大量的微生物，可以改善土壤中鹽分和養(yǎng)分的含量和狀態(tài)，促進(jìn)土壤鹽分和養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化和吸收[13，14]。

2.4 不同處理對青菜植物學(xué)性狀和產(chǎn)量的影響

由圖1可知，在施用有機(jī)肥或有機(jī)肥+石灰以后，可以明顯促進(jìn)青菜株高增加，與T1處理相比，T2、T3、T4、T5、T6和T7處理青菜株高分別增加9.91%、18.02%、33.11%、

37.16%、14.86%和35.81%，這表明，蚯蚓糞單施、蚯蚓糞+石灰和茶渣+石灰有利于青菜生長。而對于青菜開展度的影響，以T4和T5處理最為明顯，2個處理的青菜開展度分別為17.20、16.20 cm，但均與T1處理無顯著性差異；雞糞、茶渣有機(jī)肥均可促進(jìn)植株株高增加，但效果不如蚯蚓糞有機(jī)肥。

開展度是表征作物在成熟期于自然狀態(tài)下，上部枝葉所形成的最大寬度[15]。開展度越大，植物進(jìn)行光合作用的區(qū)域也會變大，越有利于植物進(jìn)行光合作用，進(jìn)而促進(jìn)產(chǎn)量增加。從圖1C、D可以得知，蚯蚓糞有機(jī)肥的施用可以明顯促進(jìn)青菜生物量的增加，T4、T5處理青菜葉部和根部生物量分別為71.80、68.57 g和2.07、2.00 g，這2個處理之間無顯著差異，但均高于其他處理。從植物生物量數(shù)據(jù)可以得出，3種有機(jī)肥對青菜的促進(jìn)作用表現(xiàn)為蚯蚓糞有機(jī)肥>茶渣有機(jī)肥>雞糞有機(jī)肥。

3 結(jié)論

試驗結(jié)果表明，施用雞糞、蚯蚓糞和茶渣有機(jī)肥均可以提高土壤pH值，其中蚯蚓糞+石灰的處理可以調(diào)節(jié)土壤pH值至最適青菜生長的范圍。雖然各有機(jī)肥的施用均可以降低土壤EC值和可溶性鹽分含量，但相較于T1處理，均不顯著，表明想要達(dá)到更好的效果，需要長期施用。

從青菜的植物學(xué)性狀表現(xiàn)可以看出，各有機(jī)肥可以促進(jìn)青菜株高增加，其中蚯蚓糞和茶渣有機(jī)肥還可以促進(jìn)青菜開展度增加，增強(qiáng)青菜的光合作用。從對青菜地上部和地下部生物量的影響來看，蚯蚓糞有機(jī)肥可以顯著地促進(jìn)青菜生物量的增加。

參考文獻(xiàn)

[1] 張乃明.設(shè)施農(nóng)業(yè)理論與實踐[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

[2] 張曉虎，李新平.設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤次生鹽漬化研究進(jìn)展[J].商洛學(xué)院學(xué)報，2008（22）：50-54.

[3] 曾曉萍，周軍，曹光亮，等.江蘇省設(shè)施蔬菜部分主要栽培品種[J].中國蔬菜，2014（1）：86-89.

[4] 李尚科，沈根祥，郭春霞，等.有機(jī)肥及秸稈對設(shè)施菜田次生鹽漬化土壤修復(fù)效果研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（39）：60-62.

[5] 蘇紅.保護(hù)地土壤次生鹽漬化形成原因、危害及防治措施[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備，2015（3）：36-37.

[6] 沈根祥，楊建軍，黃沈發(fā)，等.塑料大棚鹽漬化土壤灌水洗鹽對水環(huán)境污染負(fù)荷的研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2015（21）：124-127.

[7] 嚴(yán)昌榮，劉恩科，舒帆，等.我國地膜覆蓋和殘留污染特點與防控技術(shù)[J].農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報，2014（31）：95-102.

[8] 陶磊，褚貴新，劉濤，等.有機(jī)肥替代部分化肥對長期連作棉田產(chǎn)量、土壤微生物數(shù)量及酶活性的影響[J].生態(tài)學(xué)報，2014（34）：6 137-6 146.

[9] 鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000.

[10] GuoJ， Liu X，Zhang Y， et al. Significant acidification in major Chinese croplands[J]. Science， 2010（327）： 1 008-1 010.

[11] 王見月，劉慶花，李俊良，等.膠東果園土壤酸度特征及酸化原因分析[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2010（26）：164-169.

[12] 于躍躍，王勝濤，金強(qiáng)，等.施用蚯蚓糞對草莓生長和土壤肥力的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2014（30）：219-223.

[13] 胡亞林，汪思龍，黃宇，等.凋落物化學(xué)組成對土壤微生物學(xué)性狀及土壤酶活性的影響[J].2005（10）：2 662-2 668.

[14] 李輝信，胡鋒，倉龍，等.蚯蚓堆制處理對牛糞性狀的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2004（23）：588-593.

[15] 龔明霞，何鐵光，董文斌，等.辣椒種質(zhì)資源植株和果實性狀的相關(guān)性及因子分析[J].辣椒雜志，2013（4）：1-5.

Abstract： The field experiment was set to investigate the effects of three organicmanures as chicken manure， tea residue， earthworm manure and lime on the soil secondary salinization remediation and pakchoi yield. The results showed that all the three organicmanures could enhance the soil pH value， and the earthworm manure mixed lime could improve the soil pH value to the optimal scope for pakchoi growth. The soil EC value and soluble salt content were both reduced with the organic manure used only in a short time， but the differences were not significant when compared with the control treatment. It could found that all of the three manures could enhance the plant height， and the earthworm and tea residue could also improve the plant width， which could enhance photosynthesis. For the pakchoi biomass， the earthworm manure played a more important role than the other two manures.

Key words： Facility vegetable soil； Secondary salinization； Manure； Remediation