蚯蚓糞有機(jī)肥對(duì)葡萄園土壤理化性狀的影響

袁九香,李曉鵬,吳富松,高 陽,鄧萬良,郭曉明,郭麗虹,吳成彧,周 堅(jiān)*

(1.南昌市農(nóng)村社會(huì)事務(wù)服務(wù)中心,江西南昌 330025；2.宜春學(xué)院，江西宜春 336000；3.吉安縣農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心,江西吉安 343100；4.江西省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,江西南昌 330200)

蚯蚓糞是良好的腐熟有機(jī)肥料，同時(shí)也是具有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的土壤，富含 N、P、K 等營養(yǎng)元素，分泌各種激素促進(jìn)作物生長[1]，具有良好的吸水性和吸附性[2]，含有豐富的微生物[3]，能有效改善土壤結(jié)構(gòu)[4]，對(duì)作物生長發(fā)育有較好的促進(jìn)作用。蚯蚓糞有機(jī)肥有增加土壤中的營養(yǎng)成分和促進(jìn)養(yǎng)分活化等顯著作用，還能平衡速效養(yǎng)分的供應(yīng),使土壤供肥能力及肥力得到改善[5]。研究發(fā)現(xiàn)蚯蚓糞有機(jī)肥與化肥配合施用可以增加土壤肥力[6]，認(rèn)為蚯蚓糞代替部分化肥可以降低土壤容重，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，緩解土壤酸化，提高微生物數(shù)量和土壤酶活性，對(duì)土壤速效養(yǎng)分含量也有不同影響[7]。合理施用蚯蚓糞有機(jī)肥可以顯著改善葡萄園土壤的理化性質(zhì)[8]，促進(jìn)葡萄植株的生長和根系發(fā)育[9]，顯著提高葡萄產(chǎn)量[10]。葡萄適合生長在保溫、保水、保肥、排水及通氣性好、微酸至微堿性(pH 6.5～7.5)、有機(jī)質(zhì)含量高的土壤，而蚯蚓糞有保溫保水性好和排水通氣性強(qiáng)、有機(jī)質(zhì)含量高、能使土壤pH趨于中性、有益微生物豐富等優(yōu)點(diǎn)，具有改善土壤理化性質(zhì)、保肥和增肥的能力，符合葡萄對(duì)土壤的需求，因此，筆者研究蚯蚓糞有機(jī)肥對(duì)葡萄園土壤理化性狀的影響。通過對(duì)比分析土壤N、P、K、有機(jī)質(zhì)等含量及含水率等理化性狀，研究蚯蚓糞有機(jī)肥對(duì)提高葡萄園土壤肥力、改善土壤環(huán)境的效果，為蚯蚓糞有機(jī)肥在葡萄園的推廣使用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料施用蚯蚓糞有機(jī)肥土壤(L土壤)、施用普通有機(jī)肥土壤(W土壤)、施用蚯蚓糞有機(jī)肥+化肥土壤(XY土壤)，挖取深度10～20 cm的耕作層土壤(表1)。

表1 各土壤信息Table 1 Each soil information

1.2 方法土壤5點(diǎn)采樣，先去除土壤表面的枯枝落葉，挖一個(gè)20 cm深、40 cm寬的土坑，將坑壁一面切成垂直剖面，然后在垂直剖面的一面挖取寬厚各5～7 cm的10～20 cm深度的土條，將各點(diǎn)采取的土樣收集在一起，小心捏碎混合，用四分法進(jìn)行淘汰土樣至0.5～1.0 kg。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1含水率。將土壤研磨后過1 mm的篩網(wǎng)，對(duì)每份過篩土壤用四分法選取0.5 kg鮮土，稱取土樣50 g(濕重)，在105 ℃的烘箱內(nèi)將土樣烘6～8 h至恒重，然后測定烘干土樣重量(干重)，水分重量即為濕重-干重。

計(jì)算公式：土壤含水率=(濕重-干重)/干重×100%

1.3.2有機(jī)質(zhì)含量。稱取經(jīng)過0.25 mm篩的烘干土樣0.3 g,加入粉末狀硫酸銀0.1 g，加入5 mL重鉻酸鉀溶液(0.8 mol/L)，加入5 mL濃硫酸搖勻進(jìn)行油浴消煮5 min，然后用0.2 mol/L的硫酸亞鐵進(jìn)行滴定，鄰菲羅啉作為指示劑，溶液變色過程先由橙黃變?yōu)樗{(lán)綠，再變?yōu)樽丶t，即達(dá)終點(diǎn)。

計(jì)算公式：土壤有機(jī)質(zhì)含量(g/kg)=C×V×(1-V1/V2)×1.1×3×1.724/m。式中，C為重鉻酸鉀溶液濃度(mol/L);V為所用重鉻酸鉀溶液的體積(mL)；V1為滴定所用硫酸亞鐵溶液的體積(mL)；V2空白滴定所用硫酸亞鐵溶液的體積(mL)；3為1/4碳原子的摩爾質(zhì)量；1.724為有機(jī)碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)質(zhì)的系數(shù)；m為稱取的烘干土樣的重量(g)。

1.3.3pH。稱取烘干土樣10.0 g，加入25 mL無二氧化碳的蒸餾水?dāng)嚢桁o置分層，用pH計(jì)對(duì)上層清液測定pH，直接從pH計(jì)上讀出pH。

1.3.4全氮量。稱取經(jīng)過0.25 mm篩的烘干土樣0.5 g，加入1.85 g催化劑；加入2 mL水、5 mL濃硫酸進(jìn)行消煮，消煮至溶液變?yōu)辄S綠色，再消煮1 h，用甲酚綠-甲基紅混合指示劑，用566 μL 稀硫酸進(jìn)行滴定，由藍(lán)綠色滴定至紅紫色即為終點(diǎn)。

計(jì)算公式：土壤全氮量(g/kg)=(V1-V2)×c×14/m。式中，V1為滴定所用酸的體積(mL)；V2為空白滴定所用酸的體積(mL)；c為酸溶液的濃度(mol/L);14為氮原子的摩爾質(zhì)量；m為稱取的烘干土樣重量(g)。

1.3.5全磷量。稱取經(jīng)過0.25 mm篩的烘干土樣0.5 g，加入2 mL水、5 mL硫酸、3 mL高氯酸進(jìn)行消煮定容至100 mL過濾，取過濾樣1 mL，放入50 mL容量瓶中，加水至30 mL，加二硝基酚指示劑2滴，滴加4 mol/L的NaOH溶液至溶液變?yōu)辄S色，再滴加2 mol/L的硫酸溶液至黃色剛好褪去，然后加5 mL鉬銻抗試劑，再定容至50 mL，然后用880 nm波長進(jìn)行比色測定。

標(biāo)準(zhǔn)曲線的制定：將磷標(biāo)準(zhǔn)溶液配制成0、0.025、0.050、0.100、0.200、0.300、0.400 μg/ mL的標(biāo)準(zhǔn)比色溶液，以磷質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，以標(biāo)準(zhǔn)比色液880 nm吸收值為縱坐標(biāo)。

計(jì)算公式：土壤全磷量(mg/g)=C×V/V1×V2/1 000/m。式中，C為待測液中磷的質(zhì)量濃度(μg/mL)；V為樣品制備的體積(mL)；V1為吸取濾樣數(shù)(mL)；V2為消煮溶液定容體積(mL)。

1.3.6全鉀量。稱取經(jīng)過0.25 mm篩的烘干土樣0.5 g,加入2 mL水、5 mL硫酸、3 mL高氯酸進(jìn)行消煮定容到100 mL過濾，取過濾樣2 mL定容到50 mL，然后在火焰光度計(jì)上進(jìn)行測定。

計(jì)算公式：土壤全鉀量(mg/g)=C×V/V1×V2/1 000/m。式中，C為待測液中磷的質(zhì)量濃度(mg/L)；V為樣品制備的體積(mL)；V1為吸取濾樣數(shù)(mL)；V2為消煮溶液定容體積(mL)。

1.3.7電導(dǎo)率。稱取經(jīng)過0.25 mm篩的烘干土樣5 g,加入50 mL水浸提分層，用電導(dǎo)率儀進(jìn)行測定。

1.3.8陽離子交換量(CEC)。稱取經(jīng)過0.25 mm篩的烘干土樣2 g，加入20 mL草酸銨溶液并調(diào)節(jié)pH為7.0條件下浸提過濾，取過濾樣5 mL，用0.1 mol/L的鹽酸溶液定氮滴定，用甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑，溶液滴定至呈酒紅色為終點(diǎn)。

計(jì)算公式：土壤陽離子交換量(coml(+)/kg)=c×(V-V0)/V1×V2/m/10×1 000。式中，c為滴定鹽酸溶液的濃度(mol/L)；V為滴定土樣所用鹽酸溶液的量(mL)；V0為滴定空白樣本所用鹽酸溶液的量(mL)；V1為量取濾液的量(mL)；V2為濾液總量(mL)；m為稱取烘干土樣的重量(g)；10為將 mmol換算成cmol時(shí)的倍數(shù)關(guān)系；1 000為換算成1 kg 中cmol的倍數(shù)關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 理化指標(biāo)

2.1.1含水率。由表2可知，土壤含水率最高的是L土壤(21.46%)，其次是XY土壤(18.95%)，W土壤的含水率最低(17.74%)，L土壤的含水率顯著高于W土壤和XY土壤，而W土壤與XY土壤之間不存在顯著差異。

2.1.2pH。由表2可知，3種不同施肥處理的土壤pH為XY>L>W,方差分析結(jié)果表明施用蚯蚓糞有機(jī)肥+化肥土壤pH顯著高于單施用蚯蚓糞有機(jī)肥土壤，施用蚯蚓糞有機(jī)肥土壤pH也顯著高于施用普通有機(jī)肥土壤，且XY和L 2種土壤屬中性土壤(pH 6.5～7.5)，W土壤為偏酸性土壤(pH<6.5)。

2.1.3電導(dǎo)率。土壤電導(dǎo)率可以直接反映出土壤混合鹽的含量，也可以判斷土壤是否鹽漬化[11]，從表2可以看出，W土壤的電導(dǎo)率顯著高于L土壤，L土壤電導(dǎo)率也顯著高于XY土壤，說明W土壤混合鹽含量最高，其次是L土壤，最低的是XY土壤。

2.1.4陽離子交換量。土壤陽離子交換量(CEC)是指土壤膠體所能吸附各種陽離子的總量，陽離子交換量的大小基本上代表了土壤可能保持的養(yǎng)分?jǐn)?shù)量，即保肥性的高低，可作為評(píng)價(jià)土壤保肥能力的指標(biāo)[12]，陽離子交換量也是土壤緩沖性能的主要來源。由表2可知，L土壤的陽離子交換量顯著高于W土壤和XY土壤，且W土壤與XY土壤之間不存在顯著差異。

表2 各土壤含水率、pH、電導(dǎo)率和陽離子交換量的比較Table 2 Comparison of soil moisture content,pH,conductivity and cation exchange capacity

2.2 營養(yǎng)成分指標(biāo)

2.2.1全氮量。由表3可知，L土壤全氮含量最高，達(dá)2.79 g/kg，W土壤其次，為2.58 g/kg，XY土壤最低，為2.35 g/kg，L土壤全氮量顯著高于W土壤，且W土壤全氮量也顯著高于XY土壤，3種土壤之間均存在顯著差異。

2.2.2全磷量。測定時(shí)用鉬銻抗比色法，以磷質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，以標(biāo)準(zhǔn)比色液880 nm吸收值為縱坐標(biāo)，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線方程：y=0.685 7x+0.001 8，(R2=0.998 1)。先按吸收值算得磷的質(zhì)量濃度，再根據(jù)磷質(zhì)量濃度計(jì)算全磷量。由表3可知，L土壤全磷量為2.87 g/kg，W土壤總磷量為3.02 g/kg，XY土壤總磷量為2.32 g/kg，L土壤和W土壤總磷量均顯著高于XY土壤，而L土壤和W土壤之間無顯著差異。

2.2.3全鉀量。由表3可知，L土壤全鉀含量達(dá)12.33 g/kg，W土壤全鉀含量為8.81 g/kg，XY土壤全鉀含量為7.13 g/kg，全鉀含量表現(xiàn)為L>W>XY。L土壤全鉀含量顯著高于W土壤，W土壤也顯著高于XY土壤，3種土壤之間存在顯著差異。其中蚯蚓糞有機(jī)肥土壤全鉀量最高，蚯蚓糞有機(jī)肥較普通有機(jī)肥更優(yōu)，但蚯蚓糞+化肥較普通有機(jī)肥更低。

2.2.4有機(jī)質(zhì)含量。由表3可知，雖然3種土壤有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)為L>W>XY，但方差分析結(jié)果表明3種土壤之間并不存在顯著差異。

表3 各土壤營養(yǎng)成分含量Table 3 Contents of nutrients in soil g/kg

3 結(jié)論與討論

土壤是植物生長的根本，研究葡萄園土壤及理化性質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)，可以通過測定結(jié)果有效地解決葡萄園施肥和土壤改良等問題。葡萄適宜在通氣排水性良好、土質(zhì)疏松的礫質(zhì)土壤上生長，對(duì)于氮、磷、鉀具有較高的需求，適宜弱酸、中性和弱堿性土壤[13]。

該試驗(yàn)結(jié)果表明，在理化指標(biāo)上，單施蚯蚓糞有機(jī)肥較普通有機(jī)肥+化肥配施，土壤含水率、pH和陽離子交換量均顯著提高,而電導(dǎo)率顯著降低；單施蚯蚓糞有機(jī)肥較蚯蚓糞+化肥配施，土壤含水率、電導(dǎo)率和陽離子交換量均顯著提高，pH顯著降低。研究發(fā)現(xiàn)，蚯蚓糞有較大的酸堿緩沖容量，將蚯蚓糞施去酸、堿土壤，可以使土壤的pH趨向中性[14]，增施蚯蚓糞有機(jī)肥可以有效提高土壤的pH,降低土壤的EC值，防止土壤酸化和次生鹽漬化[15]，斐慶海[16]發(fā)現(xiàn)蚯蚓糞可以改善土壤理化性質(zhì)，增強(qiáng)保溫保水性。結(jié)合前人研究結(jié)果表明蚯蚓糞有機(jī)肥較普通有機(jī)肥+化肥可以更好地提高土壤的保水保肥性，緩解土壤的酸化和鹽漬化；也表明蚯蚓糞有機(jī)肥較蚯蚓糞+化肥可以更好地提高土壤保水保肥性，但在緩解土壤酸化和鹽漬化上蚯蚓糞+化肥更好。說明蚯蚓糞可以影響土壤的各理化指標(biāo)，防止土壤酸化和鹽漬化，提高土壤保水保肥性，有改善土壤環(huán)境的作用。

在營養(yǎng)成分指標(biāo)上，單施蚯蚓糞有機(jī)肥較普通有機(jī)肥+化肥配施，總氮和總鉀顯著提高，有機(jī)質(zhì)和總磷之間差異不顯著；單施蚯蚓糞較蚯蚓糞+化肥配施，總氮、總磷和總鉀均顯著提高，有機(jī)質(zhì)差異不顯著。研究發(fā)現(xiàn)蚯蚓糞可以起到增肥和促進(jìn)作物生長的作用[17]，王明友等[18]研究發(fā)現(xiàn)，與普通施肥相比，施用蚯蚓糞使土壤全氮量提高，杭瓊[19]研究發(fā)現(xiàn)蚯蚓糞可以顯著增加土壤全氮和全磷量。周東興等[20]研究發(fā)現(xiàn)蚯蚓糞有機(jī)肥配施化肥較常規(guī)施肥可顯著提高土壤肥力、土壤酶活性和植株產(chǎn)量。劉祥等[21]發(fā)現(xiàn)施用合適比例的化肥+蚯蚓糞有機(jī)肥，可以促進(jìn)植株生長、提高產(chǎn)量和提升品質(zhì)。結(jié)合前人研究結(jié)果表明蚯蚓糞有機(jī)肥較普通有機(jī)肥+化肥更能提高土壤肥力；也表明蚯蚓糞有機(jī)肥較蚯蚓糞+化肥也更能提高土壤肥力。但也說明使用合適的蚯蚓糞有機(jī)肥+化肥配比更能提高土壤肥力。

綜上所述，對(duì)于葡萄園土壤，蚯蚓糞有機(jī)肥更優(yōu)于普通有機(jī)肥+化肥和蚯蚓糞+化肥，可以改善葡萄園土壤理化性質(zhì)，在一定程度上提高了葡萄園土壤肥力。其中蚯蚓糞+化肥配施較單施蚯蚓糞有機(jī)肥更差，其原因可能是蚯蚓糞+化肥的配比不合適，沒有單施蚯蚓糞有機(jī)肥效果好。