不同蚯蚓糞用量對(duì)在稀土尾礦地的一年生飼料桑生長(zhǎng)的影響

陳榮強(qiáng)，雷小文*，黃際發(fā)，謝華亮，邱靜蕓，李建軍，徐樹明，李建明

（1.贛州市畜牧研究所，江西贛州341401；2.定南縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局；3.定南縣鼎瑞肉牛養(yǎng)殖專業(yè)合作社）

江西贛州蘊(yùn)含全國(guó)30%以上的離子型稀土礦，被稱作“稀土王國(guó)”。自20世紀(jì)70年代起，先后采用過(guò)池浸、堆浸、原地浸礦工藝開采稀土礦，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染、生態(tài)破壞，地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)[1]。據(jù)報(bào)道，贛州市在2018年末仍有93.88 km2廢棄稀土礦山待治理。現(xiàn)今遺留的稀土尾礦地表荒漠化、土壤理化性質(zhì)遭受破壞、水土流失嚴(yán)重，還遺留大量有毒元素，雨水沖刷之后嚴(yán)重污染水體[2]。因此，解決稀土尾礦地表荒漠化問題迫在眉捷，植被恢復(fù)成為修復(fù)稀土尾礦的關(guān)鍵要素。

稀土尾礦地表荒漠化主要體現(xiàn)在土壤肥力退化、寸草不生。蚯蚓糞是蚯蚓消化有機(jī)廢棄物后產(chǎn)出的黑色活性物質(zhì)，富含有機(jī)質(zhì)、有益微生物及植物激素等，衛(wèi)生、無(wú)異味、比表面大、顆粒細(xì)小且均勻，吸水、保水、透氣等性能均很強(qiáng)[3～4]。蚯蚓糞作為優(yōu)質(zhì)生物肥，適宜的添加比例，能夠很好的促進(jìn)幼苗發(fā)育[5～6]；促進(jìn)植株生長(zhǎng)、根系生長(zhǎng)，改善果蔬品質(zhì)[7～9]；促進(jìn)土壤微生物生長(zhǎng)、繁殖，增加土壤酶活性[10～11]；同時(shí)蚯蚓糞在土壤修復(fù)上也取得較好效果[12]。因此，蚯蚓糞可用在修復(fù)稀土尾礦土壤上，充當(dāng)植被恢復(fù)的基肥。

飼料桑具有根系發(fā)達(dá)、生長(zhǎng)迅速、造林成活率高、耐刈割、萌發(fā)力極強(qiáng)等生態(tài)學(xué)特性，且前期試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)飼料桑在施用沼液后能夠適應(yīng)稀土尾礦的多重脅迫下的生長(zhǎng)。飼料桑生物量的快速增加，有利于加快稀土尾礦荒漠化的治理。因此，本文選取飼料桑（粵桑11號(hào)）作為試驗(yàn)植物，研究蚯蚓糞對(duì)其在稀土尾礦生長(zhǎng)的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于江西省贛州市定南縣嶺北鎮(zhèn)蔡陽(yáng)村定南縣鼎瑞肉牛養(yǎng)殖專業(yè)合作社。定南稀土資源分布廣、品種多、儲(chǔ)量大、質(zhì)量?jī)?yōu)，是首批11個(gè)國(guó)家稀土規(guī)劃礦區(qū)之一。定南縣中心緯度24.79°，中心經(jīng)度115.03°，定南縣屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，境內(nèi)氣候溫和，多年最高氣溫38℃，年平均氣溫19℃，冬季河流無(wú)冰凍現(xiàn)象，無(wú)霜期293d，多年平均日照時(shí)數(shù)為1 777.1 h，太陽(yáng)總幅射量0.45 MJ/cm2。

1.2 試驗(yàn)材料

飼料桑（粵桑11號(hào)）由廣東四季桑園蠶業(yè)科技有限公司提供。蚯蚓糞（成分檢測(cè)見表1）由贛州東山嘉禾現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司提供。沼液（成分檢測(cè)見表2）由定南鼎瑞肉牛養(yǎng)殖專業(yè)合作社提供。

1.3 飼料桑栽種方法

選擇土壤基礎(chǔ)條件一致的連片約667 m2廢棄稀土礦區(qū)尾砂土壤，平整土壤后施用沼液以便增加土壤肥力和調(diào)節(jié)土壤pH，沼液與水按1∶4的比例對(duì)勻后潑灑土壤表面，施用量為300 m3/hm2；按照株距0.25 m，行距0.6 m于2019年3月13日栽種飼料桑，分為3個(gè)組，每組200 m2，A、B、C組分別每株穴施250 g、500 g、750 g新鮮蚯蚓糞。每隔2個(gè)月施用1次沼液，沼液與水按1∶4的比例交響兌勻后潑灑土壤表面，施用量為30 m3/hm2。遇干旱時(shí)持續(xù)澆水，定期觀察飼料桑的長(zhǎng)勢(shì)。2019年5月9日、7月1日、8月20日收集生長(zhǎng)數(shù)據(jù)。備注：有機(jī)質(zhì)、全氮、硝態(tài)氮、銅、鋅、鉻、砷、汞以干物質(zhì)計(jì)；全磷以干物質(zhì)P2O5計(jì)；全鉀以干物質(zhì)K2O計(jì)。下表同。

表1 蚯蚓糞成分檢測(cè)

表2 沼液成分檢測(cè) g/kg

1.4 飼料桑生長(zhǎng)數(shù)據(jù)收集方法

每組隨機(jī)選取4個(gè)2 m×2 m小區(qū)，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取5株進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量徑粗、株高、枝條總數(shù)、總?cè)~片數(shù)、主枝葉片數(shù)。徑粗用游標(biāo)卡尺測(cè)量，株高用刻度米尺測(cè)量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)先用EXCEL 2007軟件處理，再用SPSS19.0軟件進(jìn)行方差分析及Duncan′s法多重比較，結(jié)果以（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 蚯蚓糞對(duì)飼料桑徑粗的影響

如表3所示，在2019年5月9日，B組徑粗極顯著（P＜0.01）大于A組，C組徑粗顯著（P＜0.05）大于A組；在2019年8月20日，A、B組徑粗極顯著（P＜0.01）大于C組。備注：同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)大寫字母不同表示同一指標(biāo)不同組別間差異極顯著(P＜0.01)，小寫字母不同表示同一指標(biāo)不同組別間差異顯著(P＜0.05)，無(wú)肩標(biāo)表示差異不顯著(P＞0.05)。n=20。下表同。

表3 蚯蚓糞用量對(duì)一年生飼料桑徑粗的影響 mm

2.2 蚯蚓糞對(duì)飼料桑株高的影響

如表4所示，在2019年5月9日，C組株高顯著（P＜0.05）高于B組；在2019年7月1日，A組株高極顯著（P＜0.01）高于B、C組，B組株高顯著（P＜0.05）高于C組；在2019年8月20日，A組株高極顯著（P＜0.01）高于B組，B組株高極顯著（P＜0.01）高于C組。

表4 蚯蚓糞用量對(duì)一年生飼料桑株高的影響 cm

2.3 蚯蚓糞對(duì)飼料桑枝條總數(shù)的影響

如表5所示，在2019年5月9日，A、B組的枝條總數(shù)極顯著（P＜0.01）高于C組；在2019年8月20日，B組枝條總數(shù)極顯著（P＜0.01）高于C組。

表5 蚯蚓糞用量對(duì)一年生飼料桑枝條總數(shù)的影響 條

2.4 蚯蚓糞對(duì)飼料桑葉片總數(shù)的影響

如表6所示，在2019年5月9日，B組葉片總數(shù)顯著（P＜0.05）高于B、C組；在2019年7月1日，A組葉片總數(shù)顯著（P＜0.05）高于B、C組。在2019年8月20日，A、B組的葉片總數(shù)極顯著（P＜0.01）高于C組。

表6 蚯蚓糞用量對(duì)一年生飼料桑葉片總數(shù)的影響 片

2.5 蚯蚓糞對(duì)飼料桑主枝葉片數(shù)的影響

如表7所示，在2019年7月1日，A組主枝葉片數(shù)極顯著（P＜0.01）高于C組，A組主枝葉片數(shù)顯著（P＜0.05）高于B組；在2019年8月20日，A組株高極顯著（P＜0.01）高于B、C組。

表7 蚯蚓糞用量對(duì)一年生飼料桑主枝葉片數(shù)的影響 片

3 討論

蚯蚓糞在物理、化學(xué)和生物學(xué)上都能提高土壤肥力[13]。物理性質(zhì)方面，蚯蚓糞呈顆粒狀或紡錘狀，多孔、比表面積大，施用后能使土壤具有較好的通氣性、孔隙率、容重和保水性。化學(xué)性質(zhì)方面，土壤的pH值、電導(dǎo)率、有機(jī)質(zhì)含量、氮、磷、鉀等都得到改善，以提高作物產(chǎn)量。生物學(xué)方面，土壤中有益酶的活性和有益微生物的數(shù)量增加，植物激素如生長(zhǎng)素、赤霉素和細(xì)胞分裂素等的增加，均對(duì)植物生長(zhǎng)有顯著的影響。Blouin等薈萃分析發(fā)現(xiàn)蚯蚓糞對(duì)植物生長(zhǎng)有顯著影響[14]，施用蚯蚓糞后植物的總生物量平均增加13%，地上部生物量平均增加78%，根系生物量平均增加57%，商品產(chǎn)量平均增加26%。

前期試驗(yàn)檢測(cè)稀土尾礦的pH值為4.26，有機(jī)質(zhì)含量為3.39 g/kg，在無(wú)肥料施用情況下，一年生飼料桑在栽種后并無(wú)明顯生長(zhǎng)跡象。因此從肥料經(jīng)濟(jì)成本考慮，本試驗(yàn)先在稀土尾礦上穴施不同用量的蚯蚓糞作為基肥，飼料桑生長(zhǎng)期間再補(bǔ)施沼液，結(jié)果表明在一年生飼料桑的緩慢生長(zhǎng)期（2019年5月9日），每株穴施較低用量的蚯蚓糞更有助于飼料桑枝條總數(shù)的增加，每株穴施較高用量的蚯蚓糞更有助于徑粗、株高的增加；在旺盛生長(zhǎng)期（2019年8月20日），每株穴施較低用量的蚯蚓糞更有助于飼料桑徑粗、株高、葉片總數(shù)、主枝葉片數(shù)的增加。蚯蚓糞、沼液對(duì)稀土尾礦土壤均有一定的改良作用，如土壤的pH趨于中性，有機(jī)質(zhì)含量增加等，這對(duì)飼料桑的生長(zhǎng)起到了間接促進(jìn)作用；蚯蚓糞中豐富的腐殖酸、常量及微量元素、有益微生物、土壤酶、生長(zhǎng)素等對(duì)飼料桑的生長(zhǎng)起到了直接促進(jìn)作用。蚯蚓糞的最佳用量因植物品種不同有所差異，且過(guò)量的蚯蚓糞用量將阻礙植物生長(zhǎng)，影響土壤酶活性、微生物生物量。郭良川發(fā)現(xiàn)蚯蚓糞比例的增加能夠提高藍(lán)果忍冬根際土壤酶活性、微生物生物量，且對(duì)植株生長(zhǎng)、果實(shí)品質(zhì)有促進(jìn)作用[15]，40%蚯蚓糞效果最為明顯。任常琦發(fā)現(xiàn)施用蚯蚓糞能夠促進(jìn)土壤微生物活動(dòng)和酶活性[16]，提高菜心的光合性能指標(biāo)和根系指標(biāo)，具有改善菜心品質(zhì)的效果。周東興等發(fā)現(xiàn)蚯蚓糞配比為20%～80%的各處理對(duì)提高番茄座果率、增加番茄維生素C、可溶性糖、可溶性固形物含量有不同程度的促進(jìn)作用[7]，其中40%蚯蚓糞配施化肥為最佳處理。本文結(jié)果與之類似，適宜用量的蚯蚓糞促進(jìn)飼料桑生長(zhǎng)，過(guò)量的蚯蚓糞用量阻礙了飼料桑的生長(zhǎng)?？赡芤?yàn)轵球炯S中含有植物生長(zhǎng)抑制因子，蚯蚓糞用量過(guò)高導(dǎo)致植物生長(zhǎng)抑制因子含量過(guò)高，阻礙了飼料桑的生長(zhǎng)，相關(guān)推斷需要進(jìn)一步試驗(yàn)證明。