環(huán)保酵素改良土壤中有機(jī)質(zhì)與磷素的探索性研究

李方志，李絲絲，王　殷，楊汝蘭，杜　北，楊　琴，趙敏慧

(玉溪師范學(xué)院資源環(huán)境學(xué)院，云南 玉溪 653100)

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環(huán)保酵素改良土壤中有機(jī)質(zhì)與磷素的探索性研究

李方志，李絲絲，王殷，楊汝蘭，杜北，楊琴，趙敏慧

(玉溪師范學(xué)院資源環(huán)境學(xué)院，云南 玉溪 653100)

以云南省玉溪市紅塔區(qū)北城鎮(zhèn)唐家營已施用農(nóng)藥和化肥20余a的農(nóng)戶農(nóng)田土壤為研究對(duì)象。通過為期8周的實(shí)驗(yàn)研究，設(shè)計(jì)5組不同濃度梯度的環(huán)保酵素液，施澆于土壤，研究環(huán)保酵素對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)、全磷以及有效磷的改良效果。試驗(yàn)結(jié)果表明：環(huán)保酵素有利于提高土壤有機(jī)質(zhì)、全磷和有效磷的含量；施澆環(huán)保酵素濃度梯度在1∶500和1∶750，持續(xù)施澆環(huán)保酵素6～7周，其土壤改良效果最佳。

環(huán)保酵素；土壤改良；有機(jī)質(zhì)；有效磷；實(shí)驗(yàn)

環(huán)保酵素是一種生物酵素液。根據(jù)相關(guān)資料，環(huán)保酵素有利于作物的生長(zhǎng)發(fā)育，能有效抑制病蟲害的發(fā)展，可提高作物的抗病力和免疫力，有利于提高土壤肥力。本實(shí)驗(yàn)旨在研究施澆不同濃度梯度的環(huán)保酵素對(duì)土壤磷素和有機(jī)質(zhì)的影響，為提高土壤肥力和改善土壤環(huán)境提供科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1環(huán)保酵素制作

采用紅糖，丟棄水果皮、菜葉等鮮廚余，水為原料，按1∶3∶10的比例混合裝入塑膠筒中，持續(xù)厭氧發(fā)酵至少90d即可制成環(huán)保酵素。其中前30d每天打開瓶口攪拌放出發(fā)酵過程中的氣體，后60d關(guān)緊瓶口。

1.1.2供試土樣采取與制備

供實(shí)土樣為云南省玉溪市紅塔區(qū)北城鎮(zhèn)唐家營已施用農(nóng)藥和化肥20余a的農(nóng)戶農(nóng)田土，為堿性(pH8.2～8.5)褐色土。本次采樣先將采樣地點(diǎn)表層3～4cm表層土去除,再采集0～15cm的土樣。供實(shí)驗(yàn)土壤化學(xué)性質(zhì)見表1。

表1　實(shí)驗(yàn)土壤理化性質(zhì)

1.2實(shí)驗(yàn)方法

將采集回來的大田土樣進(jìn)行前期預(yù)處理后，均勻分裝于15個(gè)高為25cm、直徑為34cm的透氣型土陶花盆中。

實(shí)驗(yàn)設(shè)有4個(gè)酵素液濃度梯度及1個(gè)空白水樣，每個(gè)梯度設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

本實(shí)驗(yàn)土壤改良周期為8周，每周分別在周二、周五、周日施澆不同濃度的環(huán)保酵素液，并于下周周二先取土樣，后施澆酵素。

前4周主要是進(jìn)行土壤改良預(yù)處理，從第5周開始采樣進(jìn)行檢測(cè)分析，期間按常規(guī)進(jìn)行管理。其具體方案實(shí)施情況見表2。

1.3測(cè)定項(xiàng)目及方法

本次試驗(yàn)主要涉及到的測(cè)定項(xiàng)目：有機(jī)質(zhì)，有效磷，全磷。

表2　環(huán)保酵素改良土壤實(shí)施方案操作

有機(jī)質(zhì)檢測(cè)方法：NY/T 1121.6-2006 土壤有機(jī)質(zhì)的檢測(cè)。

有效磷檢測(cè)方法：NY/T1121.7-2006 pH>7.0:LY/T 1233-1999堿性土壤有效磷的測(cè)定。

全磷檢測(cè)方法：NYT 88-1988土壤全磷測(cè)定法。

1.4數(shù)據(jù)處理與分析

通過改良后的土樣檢測(cè)項(xiàng)目數(shù)值減去原始試驗(yàn)土樣背景值，看其檢測(cè)項(xiàng)目在原來的基礎(chǔ)上的增減情況，并采用Excel 2003軟件進(jìn)行計(jì)算繪圖。

為了更為合理地體現(xiàn)其改良后各檢測(cè)項(xiàng)目的增減情況，試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用增幅率來表現(xiàn)，即檢測(cè)項(xiàng)目在預(yù)處理4周后土壤中含量的增加率。其計(jì)算方法及表達(dá)式如下：

式中：D—通過改良后的土樣檢測(cè)項(xiàng)目數(shù)值；Y—原始試驗(yàn)土樣背景值。

2　結(jié)果與分析

2.1環(huán)保酵素對(duì)土壤中有機(jī)質(zhì)的影響

通過持續(xù)8周對(duì)試驗(yàn)土樣施澆環(huán)保酵素液改良，前4周為預(yù)處理階段，其后4周改良后土壤中有機(jī)質(zhì)的檢測(cè)數(shù)據(jù)見表3。其土壤中有機(jī)質(zhì)增減率變化見圖1。

從表3和圖1中可以看出，持續(xù)8周施澆環(huán)保酵素改良土壤，其有機(jī)質(zhì)的增加主要集中于施澆環(huán)保酵素濃度梯度為500和750的土壤中，施澆環(huán)保酵素濃度梯度為750的土壤中有機(jī)質(zhì)的增加率較濃度梯度為500的土壤中有機(jī)質(zhì)增加率要高。第5周、第6周和第7周中有機(jī)質(zhì)含量增加率有持續(xù)上升的趨勢(shì)，但到第8周后其增加率略有下降的趨勢(shì)。

環(huán)保酵素是用蔬菜葉、水果、水果皮、丟棄菜葉等鮮廚余制作而成，其配制的改良液中含有大量的有機(jī)質(zhì)以及微生物等。在改良過程中觀察發(fā)現(xiàn)，施澆環(huán)保酵素濃度在500和750的土壤中蚯蚓數(shù)比其它濃度土壤中多。蚯蚓有利于提高土壤中的有機(jī)質(zhì)含量[1-3]。

所以，采用環(huán)保酵素進(jìn)行土壤中有機(jī)質(zhì)的改良：較適施澆環(huán)保酵素濃度梯度為750，即1體積環(huán)保酵素需要750體積水；較好的改良持續(xù)時(shí)間是7周。

2.2環(huán)保酵素對(duì)土壤中有效磷的影響

通過持續(xù)8周對(duì)試驗(yàn)土樣施澆環(huán)保酵素液改良，前4周為預(yù)處理階段，后4周改良后關(guān)于土壤中有效磷的檢測(cè)數(shù)據(jù)見表4。其土壤中有效磷含量增減率變化見圖2。

表4　土壤中有效磷含量變化　(mg/kg)

從表4和圖2中可以看出，采用環(huán)保酵素進(jìn)行土壤中有效磷的改良，有利于土壤中有效磷的增加。但到了第8周，有效磷的增加率有下降趨勢(shì)。這是由于在實(shí)驗(yàn)過程中，第7周和第8周受下雨的影響，土壤中的有效磷隨地表徑流流失致使含量降低。但從第5周和第6周可以看出，土壤中有效磷有增加的趨勢(shì)，其較明顯的有效磷增加率是施澆環(huán)保酵素濃度梯度為500的改良土壤。

2.3環(huán)保酵素對(duì)土壤中全磷的影響

通過持續(xù)8周對(duì)試驗(yàn)土樣施澆環(huán)保酵素液改良，前4周為預(yù)處理階段，后4周改良后土壤中全磷的檢測(cè)數(shù)據(jù)見表5。其土壤中全磷含量增減率變化見圖3。

表5　土壤中全磷含量變化　(%)

從表5和圖3中可以看出，采用環(huán)保酵素改良土壤中的全磷，其變化較明顯的是施澆環(huán)保酵素濃度梯度為500的實(shí)驗(yàn)土樣。第7周時(shí)全磷量增加率最為明顯，第6周、第7周和第8周全磷含量增加率有持續(xù)上升的趨勢(shì)，但到第8周時(shí)其增加率有下降趨勢(shì)。

影響土壤中磷的因素很多，如：土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、還原條件、無定形氧化物及陽離子交換量等。在改良過程中將稀釋后的環(huán)保酵素施澆于土壤，對(duì)土壤中pH值影響不大；有機(jī)質(zhì)對(duì)磷在土壤中的吸附和解吸影響非常復(fù)雜，一方面有機(jī)質(zhì)提供了與磷競(jìng)爭(zhēng)吸附點(diǎn)位的陰離子，使吸附量下降，另一方面它釋放出來的H+可使礦物質(zhì)表面基團(tuán)質(zhì)子化，有利于磷的吸附，因此有機(jī)質(zhì)會(huì)增加、減少或不影響土壤對(duì)磷的吸附[4]。但從本次實(shí)驗(yàn)來看施澆環(huán)保酵素有利于土壤中的有機(jī)質(zhì)增加，進(jìn)而釋放出H+，使得土壤中的磷得以增加。土壤中磷的增加率趨勢(shì)與有機(jī)質(zhì)的增加率趨勢(shì)相似，都集中于施澆環(huán)保酵素濃度在500和750的土壤中。

所以，施澆環(huán)保酵素于土壤中，有利于土壤中全磷的增加，其較適濃度梯度為500，即1體積環(huán)保酵素需要500體積水；其較好的改良持續(xù)時(shí)間為7周。

3　結(jié)論與討論

環(huán)保酵素液在發(fā)酵過程中產(chǎn)生了大量的厭氧及兼性厭氧菌，為土壤提供一定量的微生物分解者。土壤中的微生物是土壤營養(yǎng)物質(zhì)分解轉(zhuǎn)化、有機(jī)碳代謝和污染物降解的驅(qū)動(dòng)力，對(duì)提高土壤的肥力和促進(jìn)植物的吸收利用具有重要作用。同時(shí)土壤微生物也是土壤中植物有效養(yǎng)料的儲(chǔ)備或源[6-8]。環(huán)保酵素含有大量的糖分以及小分子的植物組分[5]，具有較高濃度的有機(jī)質(zhì)、氮素、磷素、鉀素等成分，施澆于土壤中可使土壤更加肥沃。

研究結(jié)果表明，環(huán)保酵素對(duì)土壤中有機(jī)質(zhì)及磷素含量的提高有一定的效果，且在施澆環(huán)保酵素濃度梯度在1∶500和濃度梯度為1∶750，且持續(xù)施澆環(huán)保酵素6到7周，其土壤改良效果最佳。

在國內(nèi)外，酵素肥在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用已經(jīng)很廣泛。但自制的環(huán)保酵素之間存在著差異。這與發(fā)酵時(shí)所采用的廚余(原材料)、發(fā)酵環(huán)境、發(fā)酵菌種和發(fā)酵方法等因素有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)只做了為期8周的檢測(cè)分析，數(shù)據(jù)量不全面。環(huán)保酵素的長(zhǎng)期施用對(duì)土壤持續(xù)改良效果，改良后栽種農(nóng)作物對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)、發(fā)育、抗逆性修養(yǎng)、及和澆施化肥的對(duì)比研究是今后深入研究的方向。

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Study on improving Soil Organic Matter and Phosphorus by Garbage Enzymes

LI Fang-zhi, LI Si-si, WANG Yin, YANG Ru-lan, DU Bei, YANG Qin, ZHAO Min-hui

(College of Resources and Environment, Yuxi Normal University, Yuxi Yunnan 653100 ,China)

The target soil was selected in Tangjiaying, Hongta district of Yuxi city, Yunnan. The Local farmers have used pesticides and fertilizers for more than 20 years in this area. Through 8 weeks long of experiment, this research designed 5 different groups of concentration gradient of garbage enzyme poured intothesoil farmland to observe the improvement effect of the organic matter, available phosphorus and total phosphorus. The results showed that garbage enzyme liquid could improve the soil quality. The concentration gradient 1∶500 and the concentration gradient of 1∶750 worked best when they were sustained to water garbage enzyme for 6 to 7 cycles.

garbage enzyme; soil improvement; organic matter; available phosphorus; experiment

2016-02-28

玉溪師范學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目“環(huán)保酵素對(duì)土壤改良效果的研究”(2014B17)。

李方志(1993-)，男，漢族，云南曲靖人，環(huán)境科學(xué)本科在讀。

趙敏慧( 1974-)，女，生態(tài)學(xué)碩士， 副教授，主要從事景觀生態(tài)與生態(tài)恢復(fù)研究。

X53

A

1673-9655(2016)05-0065-05