餐廚垃圾堆肥對水稻生長、產(chǎn)量及土壤養(yǎng)分含量的影響

滿吉勇 林永鋒 李叢林 袁 凱 吳東雷 田光明, 李 季 劉云慧

(1.中國農(nóng)業(yè)大學 資源與環(huán)境學院，北京 100193；2.中國農(nóng)業(yè)大學 有機循環(huán)研究院 (蘇州)，江蘇 蘇州21510；3.北京京環(huán)新能環(huán)境科技有限公司，北京 100101；4.浙江大學 環(huán)境與資源學院， 杭州 310058)

餐廚垃圾是指由居民、餐飲行業(yè)、學校、機關食堂等在食品生產(chǎn)、加工、消費過程中產(chǎn)生的廢料和食物殘余[1]。預計至2025年，亞洲餐廚垃圾將急劇增加，將達4.16億t/年[2]。考慮到我國的人口規(guī)模，我國已經(jīng)是餐廚垃圾的重災區(qū)，不僅總量大，而且增長率快，餐廚垃圾的年增長率超過10%[3]。迅猛增加、數(shù)量巨大的餐廚垃圾已逐漸超出現(xiàn)有的處理能力，成為我國突出的環(huán)境問題之一[4]。

我國餐廚垃圾的處理相對依賴傳統(tǒng)利用方式，將其直接應用為動物飼料，即“潲水”、“泔水”[5]。然而，餐廚垃圾中含有多種動物成分，直接將其作為動物飼料使用時，易因生物同源問題造成喂養(yǎng)動物品質(zhì)下降，產(chǎn)生同源性污染[6]。目前，此類處理方法被包括我國在內(nèi)的很多國家禁止[7-8]。在傳統(tǒng)的處理方式被限制后，我國目前僅有19.50%的餐廚垃圾可以得到有效的處理和利用[9]，而發(fā)達國家比如日本可以有效處理并利用1/3以上的餐廚垃圾[10]。此外，未被處理利用的餐廚垃圾極可能被不法商販利用來提取危害消費者健康的“地溝油”[11]。因此，隨著我國垃圾分類資源化的推進，餐廚垃圾的處理、處置已成為廣受關注的環(huán)境保護措施[12]。近些來，國內(nèi)一些研究把餐廚垃圾的去向重點放到堆肥化資源化利用上[13]，認為餐廚垃圾富含有機質(zhì)，是一種適合堆肥的良好基質(zhì)[14]，并針對餐廚垃圾處理技術(shù)進行改進[15-18]，以推動餐廚垃圾堆肥的應用，但對處理后尾料的資源利用研究和技術(shù)應用卻開展的很少[19]。陳曉慧[20]以黑麥草為例，將餐廚垃圾堆肥、珍珠巖和泥炭按比例混和制成基質(zhì)，通過栽培試驗發(fā)現(xiàn)適量施用餐廚垃圾堆肥有利于黑麥草進行光合作用，增強黑麥草的生長能力。張婷婷[21]研究表明餐廚垃圾堆肥中豐富的有機質(zhì)及氮磷鉀等營養(yǎng)元素，配施珍珠巖可以有效促進小白菜幼苗的生長；羅珈檸[22]選取上海市餐廚垃圾堆肥為研究對象，探討餐廚垃圾堆肥對植物生長的影響機理及其園林應用適宜性，研究發(fā)現(xiàn)餐廚垃圾堆肥對養(yǎng)分貧瘠、易呈堿性的城市土壤有良好的改善作用；陶啟威等[23]研究表明以青菜和青花菜等餐廚垃圾為試驗材料的液體有機肥，可以有效解土壤酸化、減輕土壤鹽漬化程度、增加土壤有機質(zhì)含量，并促使蔬菜增產(chǎn)達13.73%～31.37%。上述研究大都基于室內(nèi)盆栽試驗，缺少大田試驗驗證，且試驗材料是人工進行調(diào)配，與實際產(chǎn)生餐廚垃圾的組成有所區(qū)別。此外，餐廚垃圾雖富含營養(yǎng)物質(zhì)，但因同時含有鹽分、油脂等具有潛在風險并導致其他可能的次生污染[24-25]，因此地方農(nóng)業(yè)部門對餐廚垃圾肥料利用有所顧慮，擔心其會影響水稻產(chǎn)量和土壤質(zhì)量，限制其進入農(nóng)田利用，導致餐廚垃圾資源利用率很低。羊糞、豬糞等畜禽糞便好氧發(fā)酵堆肥已在農(nóng)田中廣泛運用，并在土壤肥力提升上發(fā)揮作用[26-28]。目前尚缺乏餐廚垃圾好氧堆肥應用的研究，因此，為探究餐廚垃圾原料好氧堆肥后施用到田間的效果以及判斷其是否會引起環(huán)境等問題，本研究擬通過田間試驗比較施用餐廚堆肥、豬糞有機肥、雞糞有機肥、化肥對水稻生長、產(chǎn)量及土壤養(yǎng)分含量的影響，以期為餐廚垃圾的農(nóng)田安全資源化利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

田間試驗于2019年6—10月(6月15日移栽，10月25日收獲)在江蘇省蘇州市臨湖鎮(zhèn)中國農(nóng)業(yè)大學水稻生態(tài)農(nóng)場臨湖基地(31.12° N，120.45° E)，基地東西長約750 m，南北長約500 m，總面積約428 968 m2；屬于北亞熱帶濕潤性季風氣候類型，四季分明、溫暖濕潤且日照充足；年均氣溫為16 ℃，年均降水量達1 160 mm。試驗地土壤類型為長三角地區(qū)典型滲育型水稻土，表層(0～30 cm)土壤基本理化性狀為：pH為6.23，電導率為0.118 mS/cm，有機質(zhì)含量為27.71 g/kg，土壤全氮含量為1.48 g/kg，土壤全磷含量為0.66 g/kg，土壤全鉀含量為18.83 g/kg，土壤速效氮含量為153.42 mg/kg，土壤速效磷含量為28.19 mg/kg，土壤速效鉀含量為171.67 mg/kg。試驗水稻品種為‘南粳46號’，采用移栽插秧的種植方式。

供試肥料包括尾料好氧堆肥產(chǎn)品(以下簡稱餐廚堆肥)為餐廚垃圾生化一體機處理尾料經(jīng)過條垛式好氧堆肥腐熟的肥料產(chǎn)品(其原料主要為餐飲垃圾)(氮磷鉀養(yǎng)分質(zhì)量比為129∶24∶20)；豬糞有機肥為杭州某有機肥料有限公司生產(chǎn)的商品肥料產(chǎn)品 (氮磷鉀養(yǎng)分質(zhì)量比為291∶117∶214)；雞糞有機肥，為南通某生物有機肥有限公司的商品肥料產(chǎn)品 (氮磷鉀養(yǎng)分質(zhì)量比為160∶11∶66)；化肥為當?shù)剞r(nóng)業(yè)部門測土配置的化肥 (氮磷鉀養(yǎng)分質(zhì)量比為16∶12∶17)。

1.2 試驗設計

田間小區(qū)試驗于2019年6—11月進行。試驗共設5個處理：餐廚堆肥(C1)、豬糞有機肥(C2)、雞糞有機肥(C3)、化肥(CF)、和不施肥對照(CK)，每個處理3個重復，采用隨機區(qū)組設計，小區(qū)面積為10 m×10 m。整地、設置保護行，為避免串灌串排，小區(qū)采用單灌單排，各小區(qū)用田埂隔開。小區(qū)試驗區(qū)域總長90 m，寬45 m，總面積約為4 000 m2；試驗田埂寬0.5 m，高度0.4 m，兩邊薄膜埋深0.2 m，預留小口不覆蓋薄膜，設置單獨進出水道，防止竄水竄肥。

施肥量及施肥時間:按照等氮量，氮素施用量為300 kgN/hm2，具體處理及肥料用量見表1，于水稻移栽前作為基肥一次性施用。試驗處理及施肥量見表2。試驗樣地設計如圖1所示。

1.3 樣品采集及處理

水稻植株樣品采集于水稻黃熟期，每個小區(qū)取3點，每點5叢，稱重后，稻穗、莖、葉、根分離，稻穗70 ℃烘干并人工脫粒用于考種；每個小區(qū)取3個1 m×1 m樣方的水稻(避開邊緣部分水稻)稱重后用于地上部生物量和產(chǎn)量的測定；稻莖樣品105 ℃殺青，80 ℃烘干后用植物粉碎機粉碎過篩保存。土壤樣品于水稻分蘗期(2019-07-18)、水稻拔節(jié)期(2019-08-09)、水稻抽穗期(2019-08-30)、水稻揚花期(2019-09-17)、水稻灌漿期(2019-09-29)、水稻黃熟期(2019-10-17)，用土鉆采集土壤表層樣品(0～30 cm)，風干后粉碎過篩保存，用于常規(guī)養(yǎng)分的測試。

1.4 水稻測產(chǎn)方法

水稻成熟后，小區(qū)全部收獲脫粒測產(chǎn)，產(chǎn)量以風干質(zhì)量表示。

1.5 測試指標

外觀形態(tài)指標：分別于水稻分蘗期、水稻拔節(jié)期、水稻抽穗期、水稻揚花期、水稻灌漿期、水稻黃熟期，測定植株株高 (為地面至植株最高點的距離)，每個小區(qū)隨機選取10株調(diào)查 (避開長勢明顯異常的水稻)。

表1 不同肥料基本信息Table 1 Basic information of different fertilizers

表2 試驗處理及施肥量Table 2 Experimental treatments and fertilizer application amount kg/hm2

圖1 試驗樣地設計Fig.1 Test plots design

土壤肥力指標：土壤有機質(zhì)采用重鉻酸鉀法測定，土壤速效氮采用堿解擴散法測定，速效磷按《土壤農(nóng)化分析》[29]所述方法進行測定，速效鉀采用醋酸銨浸提-火焰光度法測定。

1.6 數(shù)據(jù)處理方法

數(shù)據(jù)采用Excel 2016整理，在SPSS 25.0進行方差分析，多重比較采用Duncan法進行差異顯著性檢驗 (α=0.05)，數(shù)據(jù)用平均數(shù)±標準差表示。有機質(zhì)相關計算公式如下：

有機質(zhì)絕對增量= 施肥處理后有機質(zhì)含量-有機質(zhì)初始含量

(1)

有機質(zhì)相對增量=(施肥處理后有機質(zhì)含量-有機質(zhì)初始含量) /有機質(zhì)初始含量

(2)

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對水稻株高和株重的影響

由表3可知:在水稻分蘗期，與對照相比，化肥、雞糞有機肥顯著促進水稻植株生長，株高分別增加11.00和4.56 cm；在水稻拔節(jié)期，化肥、餐廚堆肥、雞糞有機肥、豬糞有機肥均顯著促進水稻植株生長，與對照相比，株高分別增加14.03、7.90、8.57、4.77 cm；在水稻抽穗期至水稻揚花期，化肥處理顯著促進水稻植株生長，與對照相比，株高分別增加7.93、5.08 cm;在水稻灌漿期，化肥、雞糞有機肥、餐廚堆肥處理顯著促進水稻植株生長，與對照相比，株高分別增加9.97、9.17、6.63 cm；在水稻黃熟期，化肥、餐廚堆肥處理顯著促進水稻生長，分別較對照處理增加11.09、9.08 cm。綜上，在水稻的全發(fā)育時期，施用化肥對水稻株高的促進效果最佳，且在分蘗期和拔節(jié)期對于株高的影響顯著高于其他各處理組，但自抽穗期至黃熟期，施用餐廚堆肥處理可以取得與化肥相近的株高促進效果，且效果略優(yōu)于豬糞有機肥，水稻收獲時株高表現(xiàn)為：化肥>餐廚堆肥>雞糞有機肥>豬糞有機肥>對照。

不同肥料處理對水稻株重的影響如圖2所示，可見施用化肥、餐廚堆肥處理水稻地上部生物量顯著增加，分別較對照增加38.71%、32.26%，其中施用化肥處理的水稻地上部生物量最高，達到0.14 kg/株，而雞糞、豬糞有機肥在水稻地上部生物量的積累方面與對照相比無顯著差異。這表明，與畜禽源的雞糞、豬糞有機肥相比，餐廚堆肥在地上部生物量的積累上更加有益，甚至可以取得與化肥相近的促進效果。

圖2 不同肥料處理對水稻地上部生物量的影響Fig.2 Effects of different fertilizer treatments on aboveground biomass of rice

2.2 不同施肥處理對水稻產(chǎn)量的影響

由圖3可知：施用餐廚堆肥、雞糞有機肥、化肥處理的水稻產(chǎn)量顯著高于對照，增產(chǎn)分別達19.40%、15.53%、13.13%，其中施用餐廚堆肥處理的水稻產(chǎn)量最高，其產(chǎn)量為8 380.45 kg/hm2，且較豬糞有機肥處理顯著提高，產(chǎn)量提升為12.95%，較雞糞有機肥和化肥，產(chǎn)量雖有提高，但未達到顯著差異。綜合來看，施用餐廚堆肥可以顯著提高水稻產(chǎn)量，甚至在增產(chǎn)效果上優(yōu)于豬糞有機肥，略優(yōu)于雞糞有機肥和化肥。

從產(chǎn)量構(gòu)成因素上來看，餐廚堆肥處理水稻有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)高于其余各處理組，但彼此之間差異不顯著(表4)。此外，豬糞有機肥在稻谷千粒重上顯著高于化肥處理，但與對照、餐廚堆肥、雞糞有機肥處理差異不顯著。綜合來看，施用餐廚堆肥并不會對水稻成穗、結(jié)實、稻谷大小和飽和程度造成負面影響，甚至在促進成穗和結(jié)實上，略優(yōu)于豬糞和雞糞有機肥(表4)。

2.3 不同施肥處理對土壤養(yǎng)分含量的影響

土壤測定結(jié)果顯示(圖4)：與對照處理相比，施用餐廚堆肥處理可以顯著提高土壤有機質(zhì)含量，且效果優(yōu)于豬糞和雞糞有機肥處理，提升比例分別達19.87%、11.64%，施用豬糞和雞糞有機肥暫未導致土壤有機質(zhì)含量的顯著提高。施用餐廚堆肥、雞糞有機肥有機質(zhì)絕對增量和相對增量會發(fā)生顯著增加，其中餐廚堆肥處理提升效果最為顯著，絕對增量為6.45 g/kg、相對增量為23.29%，化肥、豬糞有機肥絕對增量和相對增量并未發(fā)生顯著增加(圖5和6)。

圖3 不同肥料處理對水稻產(chǎn)量的影響Fig.3 Effects of different fertilizer treatments on rice yield

表4 不同施肥處理水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素Table 4 Yield and composition factors of rice under different fertilization treatments

圖4 不同肥料處理對土壤有機質(zhì)含量的影響Fig.4 Effects of different fertilizer treatments on soil organic matter

圖5 不同肥料處理對土壤有機質(zhì)絕對增量的影響Fig.5 Effects of different fertilizer treatments on the absolute increment of soil organic matter

圖6 不同肥料處理對土壤有機質(zhì)相對增量的影響Fig.6 Effects of different fertilizer treatments on the relative increment of soil organic matter

土壤速效氮測定結(jié)果顯示，從水稻分蘗期至水稻黃熟期，以餐廚堆肥處理土壤速效氮含量最高，最高可達224.00 mg/kg，且在分蘗期、抽穗期、黃熟期顯著高于豬糞有機肥處理(圖7)。土壤速效磷測定結(jié)果顯示：各施肥處理在水稻各發(fā)育時期，對于土壤速效磷含量的提升上無顯著差異；餐廚堆肥處理較對照處理土壤速效磷含量雖有提升，但提升效果不顯著。土壤速效鉀的測定結(jié)果顯示，與對照處理相比，餐廚堆肥處理可以在分蘗期顯著提高土壤速效鉀含量，土壤速效鉀含量為188.00 mg/kg，且提升效果顯著高于豬糞有機肥處理，但在水稻揚花期顯著低于豬糞有機肥處理、在水黃熟期顯著低于雞糞有機肥、豬糞有機肥處理(表5)。

水稻收獲后，與未施肥前相比，餐廚堆肥處理土壤速效氮含量發(fā)生提升，增加量為2.28%，豬糞、雞糞有機肥處理土壤速效氮含量發(fā)生下降，減少量為2.47%、1.14%，但均未達到顯著差異，而化肥處理土壤速效氮含量發(fā)生顯著下降，較未施肥前下降8.37%；豬糞有機肥、化肥、餐廚堆肥、雞糞有機肥處理土壤速效磷含量均發(fā)生顯著下降，分別較未施肥前下降41.68%、39.32%、33.58%、28.26%；餐廚堆肥、化肥處理土壤速效鉀含量發(fā)生顯著下降，分別較未施肥前下降22.72%、9.03%，豬糞、雞糞有機肥處理土壤速效鉀含量較施肥前并未發(fā)生顯著下降(表5)。

圖7 不同肥料處理對土壤速效氮含量的影響Fig.7 Effects of different fertilizer treatments on the soil available nitrogen content

以上結(jié)果表明，相對于化肥，餐廚堆肥可以持續(xù)的供應氮素，以滿足水稻各發(fā)育時期對于速效氮的需求，且效果優(yōu)于豬糞、雞糞有機肥，但在土壤速效磷的提升上與豬糞、雞糞有機肥相比，無明顯優(yōu)勢，甚至在土壤速效鉀的提升上，略差于豬糞、雞糞有機肥。

2.4 不同施肥處理對土壤pH、重金屬和鹽分含量的影響

稻田土壤中重金屬Hg、Pb、Cd、Cr、As含量各不相同(表6)，對照處理中Cr的含量最高，Hg的含量最低，Cd、As、Pb含量介于 Hg和Cr之間。土壤重金屬的測定結(jié)果顯示，與對照處理相比，各施肥處理不同程度顯著提高了土壤Hg、Pb、As的總含量，其中，施用雞糞有機肥后土壤Hg和As含量增加最多，分別較對照增加0.08、5.72 mg/kg；施用豬糞有機肥后Pb含量增加最多，較對照增加18.10 mg/kg；施用餐廚堆肥處理土壤Hg、Pb、As含量發(fā)生顯著增加，分別較對照增加0.05，16.00，3.32 mg/kg。土壤pH的測定結(jié)果顯示，與對照處理相比，化肥處理土壤pH顯著提高，餐廚堆肥及其他肥料處理土壤pH無顯著變化。土壤鹽分含量測定結(jié)果顯示，與對照處理相比，各施肥處理不同程度的提高了土壤Na+含量和EC值，但彼此之間無顯著差異，土壤全鹽含量并未發(fā)生顯著變化；其中，餐廚堆肥處理土壤Na+含量發(fā)生顯著增加，其增加值為0.02%，EC值和全鹽含量無顯著變化。

3 討 論

3.1 對水稻生長的影響

水稻的生長發(fā)育會受到肥料類型的影響:化學肥料以速效養(yǎng)分為主，養(yǎng)分釋放快，因此可以快速地提供水稻生長發(fā)育所需養(yǎng)分;有機物料以緩效養(yǎng)分為主，氮素釋放延后，可能會造成水稻前期缺氮[30]。本研究中，施用化肥和有機物料后，水稻生長較對照有明顯改善，水稻株高顯著增加，其中化肥自水稻發(fā)育前期就對水稻株高的增加有最佳的促進效果，并貫穿水稻整個發(fā)育周期，這可能是因為化肥可以快速釋放礦質(zhì)肥料養(yǎng)分，短期內(nèi)提高土壤和地表水的有效氮、磷含量，進而促進水稻的生長[31]。但株高增加后倒伏風險也會相應增加，且可能會提高對于稻田害蟲的吸引力，因而產(chǎn)量只有在一定范圍內(nèi)株高的增加，才有利于產(chǎn)量的提高[32]。畜禽糞便源的豬糞有機肥和雞糞有機肥雖然可以促進水稻生長，且在株高上有顯著的促進作用，但是效果不如餐廚堆肥，這可能因餐廚堆肥中含有豐富的脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物等營養(yǎng)物質(zhì)[22]，減緩土壤氮素的遷移轉(zhuǎn)化，延長土壤中銨態(tài)氮的停留時間，顯著減少氮素損失，提高氮肥利用率。也有可能與肥料中氮、磷、鉀等養(yǎng)分含量的比例相關[33]，肥料中磷的含量過高可能會影響水稻對于其他元素的吸收[34]，進而影響水稻生長。因此，在餐廚堆肥實際應用中，還需要根據(jù)水稻特性配置出最優(yōu)氮磷鉀質(zhì)量比。

本研究中餐廚堆肥在水稻揚花至黃熟的中后期取得與化肥相近的促進效果。與對照相比，地上部生物量顯著增加，說明餐廚堆肥在水稻發(fā)育中后期發(fā)揮作用，釋放營養(yǎng)物質(zhì)，有利于增加水稻的有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)，更加符合水稻吸收營養(yǎng)的需要[35]。但此結(jié)果與盆栽試驗中餐廚堆肥抑制水稻生長的結(jié)論不一致[16]，這可能與餐廚垃圾的原料的成分和處理工藝相關，也可能與試驗樣地所在的蘇州地區(qū)雨水充沛有關。7、8月份雨季充足的雨水會有效稀釋餐廚堆肥中的油鹽，從而避免其對水稻生長產(chǎn)生抑制效果；如果在雨水較少的地區(qū)，餐廚垃圾原料未經(jīng)過有效處理，較高的含鹽量可能會抑制水稻生長，甚至導致土壤鹽堿化的發(fā)生[36-38]。此外，雨水雖可以稀釋油鹽，但治標不治本， 油鹽隨著雨水的沖洗，會進入地表或地下水中造成次生污染[39]。因此提高餐廚垃圾堆肥對于水稻生長的促進效果，還需從源頭對餐廚垃圾的原料進行把控，通過三相分離技術(shù)[40]、水洗-脫水[41]、添加微生物菌劑[42]、添加輔料[43]等方法，將油鹽控制到安全濃度范圍內(nèi)，最大程度的發(fā)揮餐廚垃圾堆肥的肥力，促進水稻生長。

3.2 對水稻產(chǎn)量的影響

在不施用殺蟲劑和殺菌劑的情況下，水稻的產(chǎn)量的高低主要取決于生長季節(jié)病蟲害造成損失的輕重[14]。施用化肥處理的水稻產(chǎn)量低于餐廚堆肥處理，可能與化肥處理在水稻生長發(fā)育前期植株內(nèi)氮素積累過多相關，氮素積累雖然可以刺激水稻光合作用，進一步促進植物生長，但會導致植株顏色更綠，更吸引稻田害蟲[14]，并影響最終產(chǎn)量。與其相比，有機物料氮素緩慢釋放，可以在一定程度上避免葉面過綠，減輕蟲害的發(fā)生程度。

水稻的產(chǎn)量與抽穗期的氮吸收量息息相關[44]，餐廚堆肥處理中，較高的有效穗數(shù)(表4)有利于水稻在抽穗期對于氮素的吸收，增加結(jié)實率，進而提高水稻產(chǎn)量。此外，施用餐廚堆肥可以保證水稻生育后期土壤有效氮的充足供應(表5)，從而在有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重、結(jié)實率等方面，均表現(xiàn)較好，取得與豬糞、雞糞有機肥相近的效果，并在各施肥處理中，獲得最高產(chǎn)量。已有研究認為施用氮肥增加產(chǎn)量是因為有效穗數(shù)和千粒重的增加[45]。本研究中施用餐廚堆肥處理稻谷千粒重與對照無顯著差異，有效穗數(shù)雖有增加，但未與對照形成顯著差異，這可能是因為在水稻分蘗前期，餐廚堆肥處理土壤速效氮含量釋放過多，致使水稻前期氮素積累過多，對后期氮素的轉(zhuǎn)運產(chǎn)生一定的抑制作用，影響有效穗數(shù)的增加。此外，與對照相比，施用豬糞有機肥后，水稻產(chǎn)量并未發(fā)生顯著增加，這可能是因為豬糞有機肥養(yǎng)分釋放緩慢，不利于水稻分蘗，進而降低有效穗數(shù)，影響水稻產(chǎn)量[46]。施用餐廚堆肥處理水稻產(chǎn)量發(fā)生顯著增加，且顯著高于豬糞有機肥、略高于雞糞有機肥處理，說明餐廚堆肥在水稻增產(chǎn)上的潛力，可能是因為餐廚垃堆肥礦化速率快于豬糞、雞糞有機肥，從而可以更快的釋放養(yǎng)分，提高水稻產(chǎn)量。有關餐廚堆肥在水稻田的養(yǎng)分礦化速率和特性，目前研究尚少，仍需進一步了解餐廚垃圾堆肥特性，以便準確控制肥料的施用量，達到精準施用，最大程度提高產(chǎn)作用。

3.3 對土壤養(yǎng)分含量的影響

徐明崗等[47]的10年長期定位試驗表明，不施肥和施化肥處理土壤活性和有機含量會發(fā)生不同程度的下降，而有機肥配施化肥可以顯著提高土壤有機質(zhì)含量。衛(wèi)婷等[48]通過4年的定位試驗證明，與施化肥相比較，有機肥可以提高土壤活性碳含量。但不同的有機肥料會因礦化速率的不同，對土壤養(yǎng)分含量產(chǎn)生不同的影響[49-50]。謝鈞宇等[51]研究表明畜禽糞便有機肥主要通過增加粗顆粒有機碳含量來增加土壤有機質(zhì)含量。有關餐廚堆肥提高土壤有機質(zhì)含量的機理研究相對較少。本研究中，在等氮量施用的條件下，餐廚堆肥對土壤有機質(zhì)含量、土壤速效氮含量的增加程度顯著高于雞糞、豬糞有機肥，可能是因為餐廚堆肥原料的有機質(zhì)含量高于豬糞、雞糞有機肥(表1)；也有可能是因為餐廚堆肥較畜禽有機肥更易分解，從而礦化效率更快，養(yǎng)分釋放更加迅速。王站付等[52]研究也表明餐廚垃圾堆肥中有機質(zhì)、易氧化有機質(zhì)含量均顯著高于畜禽有機肥，具有較強的供肥潛力，利于土壤有機質(zhì)的積累，培肥地力。

本研究發(fā)現(xiàn)餐廚堆肥對土壤速效氮含量的增加程度顯著高于豬糞有機肥、略高于雞糞有機肥，但在土壤速效鉀的提升上低于豬糞、雞糞有機肥，可能與肥料本身的酸堿性相關，餐廚堆肥pH較小呈酸性，會抑制土壤中銨態(tài)氮向硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)化，減少氮素損失，不利于土壤速效磷、速效鉀的釋放；豬糞、雞糞有機肥呈堿性，可能有利于肥料中速效磷、速效鉀的釋放，但不利于土壤中氮素的保留；也有可能與餐廚堆肥中有機質(zhì)含量較高相關，土壤活性有機碳的增加可以為微生物提供充足的碳源，從而促進固氮微生物的生長，減少氮素損失[53]。本研究中，施用餐廚堆肥和其余有機肥料對土壤磷鉀速效養(yǎng)分的提升效果不明顯，可能與本試驗施用時間較短相關[48]，長期施用各類有機肥或者與化肥配施，或可顯著提高土壤速效磷鉀含量[54]。餐廚垃圾成分多以可降解的有機物為主，包括主食所含的淀粉、蔬菜及植物莖葉所含的纖維素、聚戊糖， 肉類食物所含的蛋白質(zhì)和脂肪等，化學組成以C、H、O、N、S、Cl 為主[55]，可能是餐廚堆肥處理土壤速效氮增加效果高于其余肥料、土壤速效磷、速效鉀含量略低于其他施肥處理的主要原因。因此，餐廚堆肥對于土壤養(yǎng)分含量的影響，還需要長期定位試驗對其進行監(jiān)測。此外，有機肥料的效果，還與土壤特性、作物種類、氣候等因素相關[56-57]，在餐廚堆肥的應用中，應進一步探索適宜的施用方式和施用時間。

4 結(jié) 論

1)與對照組相比，在南方單季晚稻區(qū)餐廚堆肥在田間可以有效促進水稻生長，暫未造成土壤鹽堿化現(xiàn)象的發(fā)生，且在等氮量施用的條件下，餐廚堆肥在水稻中后期可取得與化肥近似的水稻生長促進效果，優(yōu)于豬糞有機肥。

2)餐廚堆肥并未對水稻成穗、結(jié)實、稻谷大小和飽和程度造成負面影響。與對照相比，餐廚堆肥可以不同程度的提高水稻有效穗數(shù)和每穗粒數(shù)，顯著促進水稻產(chǎn)量的提高，增產(chǎn)達19.40%，且增產(chǎn)效果明顯優(yōu)于豬糞有機肥，取得與化肥、雞糞有機肥相近的效果。

3)與對照組相比，餐廚堆肥可以持久供應土壤速效氮，以滿足水稻各發(fā)育時期對于氮素的需求，供氮能力優(yōu)于豬糞、雞糞有機肥，且在土壤有機質(zhì)含量的提升上優(yōu)于豬糞、雞糞有機肥，可以有效改善土壤質(zhì)量。

4)腐熟的餐廚堆肥可以在改善土壤養(yǎng)分環(huán)境的同時，保障水稻產(chǎn)量，具備大面積推廣和應用的潛力。

未來需要進一步改進堆肥工藝，提高堆肥效率，不斷控掘餐廚垃圾堆肥產(chǎn)品潛力。此外，本試驗時間較短，長期施用餐廚堆肥后是否會導致土壤鹽堿化的發(fā)生，能否持久有效的改良土壤質(zhì)量，仍需要長期定位試驗來檢驗其施用效果。