有機(jī)肥對(duì)高速公路建設(shè)損毀土地土壤肥力的修復(fù)及類蘆生長(zhǎng)的響應(yīng)

袁中友，吳家龍，劉 青，楊淇鈞，戴 軍

(1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 公共管理學(xué)院，廣東 廣州 510642；2.農(nóng)業(yè)部耕地保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國(guó)土資源部建設(shè)用地再開發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東省土地利用與整治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510642；3.華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，廣東 廣州 510642)

有機(jī)肥對(duì)高速公路建設(shè)損毀土地土壤肥力的修復(fù)及類蘆生長(zhǎng)的響應(yīng)

袁中友1，2，吳家龍2，3，劉 青2，3，楊淇鈞2，3，戴 軍2，3

(1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 公共管理學(xué)院，廣東 廣州 510642；2.農(nóng)業(yè)部耕地保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國(guó)土資源部建設(shè)用地再開發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東省土地利用與整治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510642；3.華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，廣東 廣州 510642)

為研究短期內(nèi)不同施肥處理對(duì)高速公路工程建設(shè)損毀土地的土壤肥力修復(fù)作用，以類蘆為研究對(duì)象進(jìn)行溫室盆栽試驗(yàn)。結(jié)果表明：蚓糞和牛糞處理較化肥和對(duì)照處理土壤容重顯著降低，土壤pH值、土壤孔隙度、田間持水量、有機(jī)質(zhì)和全氮含量顯著增大(P<0.001)；施蚓糞和牛糞處理，類蘆干質(zhì)量、株高、分蘗數(shù)、根系總根長(zhǎng)、根表面積、根體積和根均直徑以及植株氮、磷、鉀養(yǎng)分累積量都顯著高于施化肥和對(duì)照處理(P<0.05)；單施化肥抑制了類蘆生長(zhǎng)，類蘆生長(zhǎng)特征和植株氮、磷、鉀養(yǎng)分累積量都較對(duì)照差；施牛糞和施經(jīng)蚯蚓處理牛糞產(chǎn)生的蚓糞對(duì)土壤理化綜合質(zhì)量的影響差異不大，但蚓糞比牛糞能有效促進(jìn)類蘆植株分蘗和根系發(fā)育。短期內(nèi)，施蚓糞和牛糞比施化肥能顯著改善高速公路工程建設(shè)損毀土地的土壤物理性狀，提升土壤理化綜合質(zhì)量并促進(jìn)作物生長(zhǎng)，施有機(jī)肥，特別是施蚓糞是快速修復(fù)高速公路工程建設(shè)損毀土地的土壤肥力的有效方式。

有機(jī)肥；高速公路；損毀土地；土壤肥力；土壤修復(fù)；類蘆

高速公路建設(shè)推動(dòng)了地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但也臨時(shí)占用和損毀了大量土地資源，根據(jù)《土地復(fù)墾條例》，需要對(duì)臨時(shí)占用和損毀的土地進(jìn)行復(fù)墾利用。但由于高速公路工程建設(shè)嚴(yán)重?fù)p毀了臨時(shí)用地的土壤肥力，致使土地復(fù)墾的效果一直較差。土壤條件是土地復(fù)墾和植被重建取得良好效果的基礎(chǔ)[1]，長(zhǎng)期以來(lái)，如何快速修復(fù)受損土壤一直是土地復(fù)墾技術(shù)革新的動(dòng)力和方向[2]。施肥，特別是施有機(jī)肥是修復(fù)受損土壤、恢復(fù)土壤結(jié)構(gòu)和肥力最常用的方法。但當(dāng)前對(duì)施有機(jī)肥，特別是施蚓糞等對(duì)土壤改良的研究，大多存在施肥量過(guò)大問題，現(xiàn)有研究蚓糞施用量多為土壤重量的10%，20%[3-5]，有的達(dá)到40%，60%和80%[6-7]，甚至100%為蚓糞。研究發(fā)現(xiàn)，10%蚓糞施用量顯著降低了土壤呼吸速率[3]，15%施用量使白菜幼苗生長(zhǎng)受到抑制[4]，20%施用量使玉米株高顯著降低[5]，60%施用量使番茄植株生長(zhǎng)受到抑制，產(chǎn)量和品質(zhì)顯著下降等[6-7]。表明施肥量過(guò)大不但給土壤和環(huán)境帶來(lái)不利影響，還會(huì)抑制作物生長(zhǎng)。

為此，本研究以高速公路工程建設(shè)損毀赤紅壤為研究對(duì)象，探討有機(jī)肥低施用量短期內(nèi)對(duì)土壤理化綜合質(zhì)量的影響及類蘆生長(zhǎng)的響應(yīng)，以期為快速修復(fù)工程建設(shè)損毀土壤、促進(jìn)損毀土地的復(fù)墾利用和生態(tài)重建提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1供試材料

采集野生成熟類蘆種子，播種于河沙基質(zhì)苗床中培養(yǎng)，待幼苗長(zhǎng)至高約15 cm時(shí)，從苗床中取出，隨機(jī)選取16組株高、鮮質(zhì)量、分蘗數(shù)均無(wú)顯著差異的幼苗(P0.05)，備用。

化肥為尿素、過(guò)磷酸鈣和氯化鉀，其中，尿素(分析純)，含N 46.67%；過(guò)磷酸鈣，含磷(P2O5)17.5%；氯化鉀，含鉀(K2O)63.09%。施用量按照蚓糞氮、磷、鉀養(yǎng)分含量折算后，按氮、磷、鉀等量原則投入。

土壤采自用作高速公路工程建設(shè)臨時(shí)用地后被破壞的赤紅壤，樣品經(jīng)自然風(fēng)干，過(guò)5 mm篩，備用。牛糞取自華南農(nóng)業(yè)大學(xué)養(yǎng)牛場(chǎng)新鮮牛糞，自然風(fēng)干、粉碎，過(guò)2 mm篩，備用。蚓糞為華南農(nóng)業(yè)大學(xué)土壤與生態(tài)實(shí)驗(yàn)室自制牛糞喂養(yǎng)的赤子愛勝蚓糞，自然風(fēng)干、研磨，過(guò)2 mm篩，備用。供試土壤、牛糞和蚓糞基本理化性質(zhì)見表1。

表1 土壤、牛糞和蚓糞的基本理化性質(zhì)Tab.1 Basic physicochemical properties of soil，cattle manure and vermicompost

1.2試驗(yàn)方案

試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，4次重復(fù)，分別為：空白土壤(CK)、與蚓糞等氮、磷、鉀含量的化肥(HF)、牛糞(NF)和蚓糞(YF)。稱取3 000 g過(guò)5 mm篩風(fēng)干土，混合肥料后裝于4 L的塑料盆中，其中，有機(jī)肥作為底肥一次性施入，化肥按照4∶3∶3比例分3次施入，作為底肥施入40%，類蘆生長(zhǎng)期間追肥2次，各施入30%。土壤裝盆后澆水至60%飽和持水量，靜置5 d后移苗，每盆植入植株幼苗2株，計(jì)時(shí)培養(yǎng)90 d。各處理見表2。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1 土壤物理性質(zhì)測(cè)定 采用電導(dǎo)率儀法測(cè)土壤電導(dǎo)率(1∶5土水質(zhì)量體積比)；環(huán)刀法測(cè)土壤容重和孔隙度；威爾科克斯法測(cè)土壤田間持水量。

表2 處理及肥料施用量 Tab.2 Treatments with different fertilizers g

1.3.2 土壤化學(xué)性質(zhì)測(cè)定 土壤pH值用pH計(jì)電位法(1∶2.5土水質(zhì)量體積比)測(cè)定；有機(jī)質(zhì)用重鉻酸鉀容量法測(cè)定；全氮用開氏消煮法測(cè)定；全磷用NaOH熔融—鉬銻抗比色法測(cè)定；全鉀用NaOH熔融—火焰光度法測(cè)定；堿解氮用堿解擴(kuò)散法測(cè)定；速效磷用鉬銻抗比色法測(cè)定；速效鉀用NH4OAc浸提—火焰光度法測(cè)定。

1.3.3 類蘆指標(biāo)測(cè)定 在類蘆移栽后，每隔15 d，即在15，30，45，60，75，90 d時(shí)記錄植株生長(zhǎng)情況，分別測(cè)定株高、葉綠素SPAD值和分蘗數(shù)。株高用卷尺法測(cè)定；葉綠素用SPAD-502葉色測(cè)量?jī)x測(cè)定，以SPAD值表示；分蘗數(shù)采用人工計(jì)數(shù)法測(cè)定。

培育結(jié)束時(shí)，將類蘆地上(地表1 cm以上)和地下部分開收割。類蘆根系指標(biāo)測(cè)定，先用 EPSON EU-22 型根系掃描儀對(duì)類蘆根樣進(jìn)行掃描，再用Win RHIZO根系分析系統(tǒng)軟件對(duì)掃描的根系圖片進(jìn)行分析，得到類蘆的根長(zhǎng)、根表面積、根體積和根均直徑。植株樣品105 ℃殺青30 min后，70 ℃烘干至恒重，分別測(cè)定地上和地下部干質(zhì)量。植株全氮用凱氏定氮法測(cè)定；全磷用釩鉬黃比色法測(cè)定；全鉀用火焰光度法測(cè)定。

1.4數(shù)據(jù)處理

利用SAS 9.0 軟件對(duì)不同施肥處理土壤理化性質(zhì)指標(biāo)和類蘆生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行多重比較分析，顯著性水平取α=0.05。利用R(ADE-4)[8]軟件對(duì)不同施肥處理土壤綜合質(zhì)量以及類蘆生長(zhǎng)指標(biāo)的差異進(jìn)行主成分分析和判別分析，顯著水平用α=0.001表示。圖表中的數(shù)據(jù)均為各測(cè)定數(shù)據(jù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。

2 結(jié)果與分析

2.1不同施肥處理對(duì)類蘆生長(zhǎng)特征的影響

2.1.1 對(duì)類蘆株高、分蘗數(shù)和葉綠素SPAD值的影響 對(duì)類蘆植株株高的影響：在同一培育期內(nèi)，不同施肥處理類蘆株高差異明顯(圖1)。培育初期(30 d)，HF、NF和YF處理分別較CK增加了16%，16%和17%。培育中期(60 d)，HF、NF和YF處理類蘆生長(zhǎng)迅速，與CK相比株高分別增加了20%，35%和34%。培育結(jié)束時(shí)(90 d)，NF和YF處理較CK分別增加了18%和18%，但施化肥處理由于追肥導(dǎo)致輕微燒苗現(xiàn)象，致使類蘆生長(zhǎng)緩慢，反而比CK降低了10%。

圖1 15～90 d不同處理類蘆株高的變化Fig.1 The change of different treatments on plant height of Neyraudia reynaudiana in 15-90 days

對(duì)類蘆分蘗數(shù)的影響：在同一培育期內(nèi)，不同施肥處理類蘆分蘗數(shù)差異較大(圖2)。培育初期(30 d)，NF和YF處理分蘗數(shù)分別較CK增加了100%和300%，但HF處理比CK降低了100%。培育中期(60 d)，HF、NF和YF處理類蘆分蘗迅速，分蘗數(shù)較CK分別增加了14%，43%和71%。培育結(jié)束時(shí)(90 d)，NF和YF處理分蘗數(shù)較CK分別增加了155%和209%，但HF處理由于追肥導(dǎo)致燒苗，致使類蘆分蘗緩慢，分蘗數(shù)反而比CK降低了9%。

圖2 15～90 d不同處理類蘆分蘗數(shù)的變化Fig.2 The change of different treatments on tiller number of Neyraudia reynaudiana in 15-90 days

對(duì)類蘆葉綠素SPAD值的影響：在同一培育期內(nèi)，不同施肥處理類蘆SPAD值差異明顯(圖3)。培育初期(30 d)，全部施肥處理類蘆葉綠素SPAD值均較CK有所提高，HF、NF和YF處理葉綠素SPAD值分別增加了22%，9%和26%。培育中期(60 d)，HF、NF和YF處理類蘆生長(zhǎng)迅速，葉綠素SPAD值分別較CK增加了9%，8%和19%。培育結(jié)束時(shí)(90 d)，HF、NF和YF處理葉綠素SPAD值較CK分別增加了3%，14%和12%。

圖3 15～90 d不同處理類蘆SPAD值的變化Fig.3 The change of different treatments on SPAD of Neyraudia reynaudiana in 15-90 days

2.1.2 對(duì)類蘆生物量和養(yǎng)分累積量的影響 不同施肥處理，類蘆地上和地下部干質(zhì)量以及氮、磷、鉀養(yǎng)分累積量與CK差異極顯著(P<0.000 1，表3)。

NF和YF處理類蘆地上和地下部干質(zhì)量以及氮、磷、鉀養(yǎng)分累積量顯著高于CK；HF處理地上和地下部干質(zhì)量以及氮、磷、鉀養(yǎng)分累積量與CK差異大多不顯著。NF和YF處理除類蘆地上部鉀累積量和地下部生物量差異極顯著外，地上部生物量、地上部氮和磷累積量以及地下部氮、磷和鉀累積量差異均不顯著。不同施肥處理類蘆地上和地下部生物量以及氮磷鉀養(yǎng)分累積量大致呈現(xiàn)YFNFHF的趨勢(shì)。

2.1.3 對(duì)類蘆植株根系形態(tài)學(xué)特征的影響 不同施肥處理類蘆根系總根長(zhǎng)、根均直徑、根表面積和根體積差異極顯著(P<0.001，表4)。NF和YF處理類蘆根系總根長(zhǎng)、根均直徑、根表面積和根體積顯著高于HF和CK處理；YF處理類蘆根系總根長(zhǎng)、根均直徑、根表面積和根體積顯著高于NF處理；HF處理類蘆根系總根長(zhǎng)和根表面積均顯著低于CK。不同施肥處理類蘆根系總根長(zhǎng)、根均直徑、根表面積和根體積大致呈現(xiàn)YFNFHF的趨勢(shì)。

表3 不同處理類蘆生物量和養(yǎng)分累積量Tab.3 Biomass and nutrients of Neyraudia reynaudiana in different treatments

注：表中同一項(xiàng)目同列不同字母表示處理間差異在P<0.05水平顯著。表4-5同。

Note：Different letters in the same column meant significant difference among treatment at 0.05 level.The same as Tab.4-5.

表4 不同處理對(duì)類蘆根系形態(tài)學(xué)特征的影響Tab.4 Effects of different treatments on the morphological features of Neyraudia reynaudiana root

2.2不同施肥處理對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

除全鉀含量外，不同施肥處理土壤理化性質(zhì)差異極顯著(P<0.001，表5)。NF和YF處理土壤容重顯著低于CK，而土壤孔隙度、田間持水量、電導(dǎo)率、pH值以及有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、全磷、速效磷和速效鉀含量均顯著高于CK；而HF處理和CK的差異主要體現(xiàn)在化學(xué)性質(zhì)方面，HF處理土壤電導(dǎo)率和土壤堿解氮、全磷、速效磷和速效鉀養(yǎng)分含量顯著高于CK；NF和YF處理土壤孔隙度、田間持水量、pH值以及有機(jī)質(zhì)和全氮含量顯著高于HF處理，但土壤電導(dǎo)率、全磷、速效磷和速效鉀含量卻顯著低于HF處理；YF處理電導(dǎo)率以及全氮、速效磷和速效鉀含量養(yǎng)分含量顯著高于NF處理。

表5 不同處理對(duì)土壤理化性狀的影響Tab.5 Effects of different treatments on soil physical-chemical properties in different treatments

2.3不同施肥處理對(duì)土壤理化性狀的綜合影響

對(duì)不同施肥處理土壤理化性質(zhì)綜合變化進(jìn)行主成分分析結(jié)果顯示，第一主成分(PC1)累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為52.01%，第二主成分(PC2)累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為37.97%，第一、二主成分累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到89.98%，可以反映不同處理對(duì)土壤理化性質(zhì)綜合影響的絕大部分信息，受第一、二主成分的綜合影響，不同施肥處理樣點(diǎn)空間分布差異極顯著(P<0.001，圖4)。

PC1和PC2的空間載荷圖表明：第一主成分(PC1)主要與土壤容重、孔隙度、田間持水量、電導(dǎo)率、pH、有機(jī)質(zhì)、全氮和速效鉀等理化性質(zhì)參數(shù)密切相關(guān)(圖4-A)，受第一主成分理化性質(zhì)參數(shù)的影響，不同處理樣點(diǎn)空間分布差異極顯著，YF和NF處理樣點(diǎn)顯著向土壤容重減小，孔隙度、田間持水量增大，pH升高，土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量增多方向偏移，而HF處理則顯著偏向土壤容重增大，孔隙度和田間持水量減小，pH值降低，電導(dǎo)率增強(qiáng)，速效鉀等速效養(yǎng)分含量增多方向(圖4-B)。表明施有機(jī)肥能顯著改善土壤物理質(zhì)量，提升土壤養(yǎng)分供應(yīng)能力，提高土壤綜合質(zhì)量。而施化肥僅能迅速提高土壤養(yǎng)分供應(yīng)強(qiáng)度，不利于土壤理化綜合質(zhì)量的提升。第二主成分主要與土壤全磷、全鉀、堿解氮、速效磷和速效鉀等理化性質(zhì)參數(shù)密切相關(guān)(圖4-A)，受第二主成分理化性質(zhì)參數(shù)的影響，施肥處理與CK處理樣點(diǎn)空間分布差異極顯著，施肥處理樣點(diǎn)顯著向土壤全磷、全鉀、堿解氮、速效磷和速效鉀養(yǎng)分含量增多方向偏移(圖4-B)，表明無(wú)論施化肥還是施有機(jī)肥都能迅速提高土壤養(yǎng)分供應(yīng)強(qiáng)度。

圖4 不同處理土壤理化綜合質(zhì)量主成分分析結(jié)果Fig.4 Principal component analysis of soil physico-chemical in different treatments

2.4不同施肥處理對(duì)類蘆植株生長(zhǎng)及養(yǎng)分累積量影響的綜合分析

對(duì)不同施肥處理類蘆植株生長(zhǎng)及養(yǎng)分累積參數(shù)的綜合影響進(jìn)行主成分分析結(jié)果顯示，第一主成分(PC1)累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為86.83%，第二主成分(PC2)累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為6.67%，第一、二主成分累計(jì)方差貢獻(xiàn)率高達(dá)93.50%，可以充分反映不同處理對(duì)類蘆植株生長(zhǎng)及養(yǎng)分累積量綜合影響的絕大部分信息，受第一、二主成分的綜合影響，不同施肥處理樣點(diǎn)空間分布差異差極顯著(P<0.001，圖5)。

PC1和PC2的空間載荷圖表明：第一主成分(PC1)主要與類蘆植株株高、分蘗數(shù)、葉綠素SPAD值、總根長(zhǎng)、根表面積、根體積、根均直徑、地上和地下部干質(zhì)量、地上和地下部氮、磷、鉀養(yǎng)分累積量等植株生長(zhǎng)及養(yǎng)分累積量絕大部分參數(shù)密切相關(guān)(圖5-A)。不同處理類蘆植株生長(zhǎng)特征和養(yǎng)分累積量的差異主要受第一主成分的影響，大致沿第一主成分方向線性分布，不同處理樣點(diǎn)被顯著區(qū)分(圖5-B)，YF和NF處理樣點(diǎn)顯著向類蘆株高、分蘗數(shù)等生長(zhǎng)特征突出，根系根均直徑、根表面積和根體積變大，總根長(zhǎng)增長(zhǎng)，植株地上和地下部生物量增大，氮、磷、鉀養(yǎng)分累積量向增多方向偏移。而HF處理在空間分布上顯著偏向反方向，表明可能由于肥效釋放過(guò)快抑制了類蘆生長(zhǎng)的原因，類蘆植株生長(zhǎng)特征和養(yǎng)分累積量遠(yuǎn)低于施有機(jī)肥處理，甚至低于不施肥的CK處理。

圖5 不同處理類蘆生長(zhǎng)和養(yǎng)分累積參數(shù)的主成分分析Fig.5 Principal component analysis on plant growth and nutrient accumulation of Neyraudia reynaudiana

3 討論與結(jié)論

3.1不同施肥處理對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

研究結(jié)果顯示，與CK相比，NF和YF處理，土壤容重顯著降低，孔隙度、田間持水量和電導(dǎo)率顯著提高，而HF處理，除電導(dǎo)率顯著增大外，其他物理性狀指標(biāo)都與NF和YF處理呈相反的變化趨勢(shì)。這與前人發(fā)現(xiàn)施有機(jī)肥比施化肥能顯著降低土壤容重[5]，增大土壤總孔隙度[9]，提高土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體穩(wěn)定性，增強(qiáng)土壤的持水能力結(jié)果一致[10]。這是因?yàn)轵炯S和牛糞有機(jī)質(zhì)含量高，能促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，提高了土壤的通透性、保水性和保肥性，改善了土壤物理性狀[11]。研究結(jié)果顯示，HF處理土壤電導(dǎo)率遠(yuǎn)高于YF和NF處理。原因在于施化肥比施有機(jī)肥能顯著提高土壤鹽分[12]，致使施有機(jī)肥處理土壤電導(dǎo)率遠(yuǎn)低于施化肥處理[13]。

研究結(jié)果顯示，無(wú)論是施有機(jī)肥還是施化肥處理，土壤全氮、全磷、全鉀以及堿解氮、速效磷和速效鉀含量都較CK顯著增大，但YF和NF處理土壤pH值較CK顯著提高，而HF處理土壤pH值較CK顯著降低。這與前人研究發(fā)現(xiàn)施蚓糞和牛糞等顯著提高了土壤有機(jī)質(zhì)和全氮[13-15]、氮、磷、鉀速效養(yǎng)分含量[16]，降低了土壤酸度，顯著提高了土壤pH值[14，17-18]，單施化肥雖然可以提高土壤速效養(yǎng)分含量，但會(huì)導(dǎo)致土壤酸化結(jié)果一致[19]。原因在于蚓糞和牛糞中富含有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀，施蚓糞和牛糞都能提高土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷和全鉀含量。添加化肥處理土壤pH顯著低于添加蚓糞和牛糞處理，原因在于添加的牛糞和蚓糞偏中性和堿性，對(duì)酸性土壤起到一定的中和作用，而添加化肥則會(huì)導(dǎo)致土壤更加酸化。此外，有機(jī)肥中的有機(jī)質(zhì)在礦化分解過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的有機(jī)酸和腐殖質(zhì)，并與土壤發(fā)生配位體交換，也能降低土壤酸度[20]。研究結(jié)果顯示牛糞和蚓糞處理土壤中全鉀含量與化肥處理差異不顯著。這是因?yàn)橛袡C(jī)肥中鉀多呈無(wú)機(jī)態(tài)存在，有效性高，對(duì)作物效果和化學(xué)鉀肥基本一樣[21]。

3.2不同施肥處理對(duì)類蘆生長(zhǎng)特征和養(yǎng)分累積量的影響

對(duì)類蘆植株地上部生長(zhǎng)特征及養(yǎng)分累積量的影響：研究結(jié)果顯示，NF和YF處理，類蘆植株株高、葉綠素SPAD值、分蘗數(shù)、地上部干質(zhì)量以及地上部氮、磷、鉀養(yǎng)分累積量都顯著高于HF和CK處理。這與前人發(fā)現(xiàn)施有機(jī)肥比施化肥能顯著提高作物生物量[14，22]和氮、磷、鉀養(yǎng)分累積量[5，23]，促進(jìn)類蘆[22]和水稻[23]等作物分蘗結(jié)果一致。土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤養(yǎng)分儲(chǔ)存和釋放供應(yīng)能力、緩沖性能、結(jié)構(gòu)狀態(tài)、水、肥、氣、熱狀況及其他一系列理化和生物性質(zhì)密切相關(guān)[24]，在等N、P、K養(yǎng)分條件下，施有機(jī)肥比施化肥能顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，既能快速提高土壤養(yǎng)分供應(yīng)強(qiáng)度，也能提高養(yǎng)分供應(yīng)容量，單施化肥雖然能快速提高土壤養(yǎng)分供應(yīng)強(qiáng)度，但由于肥效釋放緩沖能力差，致使肥效釋放過(guò)快，反而抑制了作物生長(zhǎng)，在同等肥力條件下甚至?xí)?dǎo)致作物燒苗死亡[14，22]。研究結(jié)果顯示，YF和NF處理類蘆絕大部分地上部生長(zhǎng)和養(yǎng)分累積指標(biāo)差異不顯著，表明施牛糞和經(jīng)蚯蚓處理牛糞后產(chǎn)生的蚓糞對(duì)作物生長(zhǎng)的影響差異不大。但施蚓糞比施牛糞能有效促進(jìn)類蘆植株分蘗，這與前人發(fā)現(xiàn)施蚓糞比施牛糞炭更能促進(jìn)黑麥草分蘗結(jié)果一致[25]，這可能與蚓糞比牛糞更能迅速提高土壤全氮、速效磷和速效鉀養(yǎng)分含量，并促進(jìn)類蘆植株分蘗有關(guān)，這有待進(jìn)一步研究。

對(duì)類蘆植株地下部生長(zhǎng)特征及養(yǎng)分累積量的影響：研究結(jié)果顯示，NF和YF處理類蘆根系總根長(zhǎng)、根均直徑、根表面積和根體積顯著高于HF處理。這與前人發(fā)現(xiàn)施有機(jī)肥比施化肥處理能顯著促進(jìn)類蘆根系生長(zhǎng)結(jié)果一致[22]。也與前人研究發(fā)現(xiàn)施有機(jī)肥比施化肥能顯著促進(jìn)豌豆根系生長(zhǎng)[26]，提高白菜根長(zhǎng)、根尖數(shù)、根表面積、根體積和根均直徑結(jié)果類似[4]。植株根系的生長(zhǎng)發(fā)育和土壤肥力、土壤質(zhì)地等密切相關(guān)，根系形態(tài)能指示土壤養(yǎng)分含量的變化[27]。施有機(jī)肥既能提高土壤的有機(jī)質(zhì)含量，也能改善土壤容重和孔隙度等物理性狀[28]，這有利于作物根系的下扎，促進(jìn)肥料轉(zhuǎn)化和根系對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收[29]，從而促進(jìn)了作物根系的生長(zhǎng)。研究結(jié)果顯示，CK處理除根均直徑小于HF處理外，根系總根長(zhǎng)、根表面積和根體積均顯著大于HF處理。這是因?yàn)橥寥乐械剡^(guò)量會(huì)抑制作物根系生長(zhǎng)發(fā)育[30]，而類蘆具有極強(qiáng)的耐貧瘠能力，在土壤養(yǎng)分貧乏情況下，會(huì)通過(guò)自身根系形態(tài)的變化，增大根系-土壤接觸面以提高根系吸收能力，增強(qiáng)耐貧瘠的能力[31-32]。研究結(jié)果顯示，YF處理類蘆根均直徑顯著高于NF處理，這可能因?yàn)轵炯S中含有促根作用的植物激素等[32]，這種促根作用可能是多種生物活性物質(zhì)綜合作用的結(jié)果[33]。但與趙海濤等[34]發(fā)現(xiàn)蚓糞基質(zhì)不利于辣椒幼苗根徑變粗結(jié)果不一致。趙海濤等[34]認(rèn)為可能是蚓糞中可溶性鹽等營(yíng)養(yǎng)元素含量太高，抑制了葉片葉綠素的合成以及根系的發(fā)育。

短期內(nèi)，施蚓糞和牛糞比施化肥能顯著改善土壤物理性狀，提升土壤理化綜合質(zhì)量。施蚓糞和牛糞后，土壤容重顯著降低，土壤pH值、土壤孔隙度、田間持水量、有機(jī)質(zhì)和全氮含量顯著增大，改善了土壤結(jié)構(gòu)，提升了土壤保水、保肥和透氣能力，土壤理化綜合質(zhì)量顯著提高。

短期內(nèi)，施蚓糞和牛糞比施化肥能顯著促進(jìn)類蘆生長(zhǎng)和植株氮、磷、鉀養(yǎng)分累積。施蚓糞和牛糞處理，類蘆植株干質(zhì)量、株高、分蘗數(shù)、根系總根長(zhǎng)、根表面積、根體積和根均直徑都優(yōu)于CK處理，類蘆植株生物量、植株氮、磷、鉀養(yǎng)分累積量都顯著高于CK處理。單施化肥反而抑制了類蘆生長(zhǎng)，植株生長(zhǎng)特征較CK處理差。

短期內(nèi)，施有機(jī)肥比施化肥更能促進(jìn)高速公路工程建設(shè)損毀土地的土壤肥力修復(fù)并促進(jìn)作物生長(zhǎng)。施牛糞和施經(jīng)蚯蚓處理牛糞后產(chǎn)生的蚓糞對(duì)土壤理化綜合質(zhì)量的影響差異不大，但蚓糞比牛糞能有效促進(jìn)類蘆植株分蘗和根系發(fā)育。

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EffectsofOrganicFertilizeronRepairingFertilityofSoilDegradedbyHighwayConstructionandGrowthofNeyraudiareynaudiana

YUAN Zhongyou1，2，WU Jialong2，3，LIU Qing2，3，YANG Qijun2，3，DAI Jun2，3

(1.College of Public Management，South China Agricultural University，Guangzhou 510642，China;2.Key Laboratory of Arable Land Conservation of Ministry of Agriculture，Key Laboratory of the Ministry of Land and Resources for Construction Land Transformation，Guangdong Province Key Laboratory of Land Use and Consolidation，Guangzhou 510642，China; 3.College of Natural Resources and Environment，South China Agricultural University，Guangzhou 510642，China)

The effects of short-term different fertilizing treatments on repairing fertility of soil degraded by highway construction and growth ofNeyraudiareynaudianawere studied by greenhouse pot experiment withNeyraudiareynaudiana.The results showed：vermicompost and cattle manure treatment，compared with chemical fertilizer and contrast treatment，significantly decreased the soil bulk density and increased soil pH value and soil porosity，field moisture capacity，organic matter and total nitrogen (P<0.001); under the vermicompost and cattle manure treatment，theNeyraudiareynaudianaplant dry weight，height，tiller number，root total length，root surface area，root volume，root average diameter and N,P,K nutrient accumulation were obviously higher than that under chemical fertilizer and contrast treatment (P<0.05).Chemical fertilizer only inhibited the growth ofNeyraudiareynaudiana，plant growth characteristics were worse than contrast.Cattle manure treatment and vermicompost produced by treating cattle manure with earthworm treatment were almost the same in the effect of soil physical and chemical comprehensive quality，but vermicompost treatment was more effective in promoting theNeyraudiareynaudianaplant tiller and root development than cattle manure treatment.In short-term，vermicompost and cattle manure treatment are better for improvement of soil physical properties，enhancing soil physical and chemical comprehensive quality and promoting corp growth of land degraded by highway construction compared with chemical fertilizer treatment.Organic fertilizer，especially vermicompost is an effective treatment for rapidly repairing land degraded by construction.

Organic fertilizer; Highway; Damaged land; Soil fertility; Soil remediation;Neyraudiareynaudiana

2017-07-26

廣東省交通運(yùn)輸廳科技項(xiàng)目(科技-2012-02-064)

袁中友(1974-),男,河南商水人,副教授,博士,主要從事土地整治、耕地保護(hù)等研究。

戴 軍(1958-),男,廣東廣州人,教授,博士,主要從事土壤生態(tài)、土壤修復(fù)等研究。

S156.99

A

1000-7091(2017)05-0177-08

10.7668/hbnxb.2017.05.027