廢棄果皮發(fā)酵有機(jī)肥對土壤改良作用研究

摘要 本文以校園綠化土壤為改良對象，通過實(shí)驗(yàn)室小麥盆栽試驗(yàn)，以不施肥為對照（CK），配施廢棄果皮發(fā)酵有機(jī)肥，施用比例為有機(jī)肥∶水=1∶2，改良過程中通過測定土壤pH、TN、TP、脲酶活性，分析廢棄水果皮發(fā)酵有機(jī)肥對校園綠化土壤的改良作用。結(jié)果表明，校園綠化土壤pH（初始6.02）升至6.60（42 d時(shí)），廢棄果皮發(fā)酵有機(jī)肥可以在一定程度上改進(jìn)土壤酸化狀況；土壤TP含量（初始266.70 mg/kg）在試驗(yàn)28 d時(shí)較高（537.33 mg/kg）；土壤TN含量（初始5.28 g/kg）、土壤脲酶活性（初始229.42 U/g）在改良過程中均較低。

關(guān)鍵詞 廢棄果皮；發(fā)酵；校園綠化土壤；改良

中圖分類號 S158? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 1007-7731（2023）08-0119-04

Effect of Waste Fruit Peel Fermentation Organic Fertilizer on Soil Improvement

WANG Zhenxian? ?WANG Lingli? ?YANG Yanqin? ?LI Jishuang? ?LUO Chunli? ?LI Shuying*

（College of Chemical Biology and Environment， Yuxi Normal University， Yuxi Yunnan 653100）

Abstract This paper took the greening soil of campus as the improvement object， through the pots experiment of wheat in the laboratory， with no organic manure as the control （CK） and the discarded peel fermented organic fertilizer was applied in the proportion of organic fertilizer∶water=1∶2. During the improvement process， the improvement effects of discarded peel fermented organic fertilizer on the campus greening soil were analyzed by measuring the soil pH， TN， TP， and urease activity. The experimental results showed that when the pH of campus greening soil （initial value 6.02） rose to 6.60 （on the 42nd day）， the organic fertilizer from discarded peel could improve the soil acidification to some extent. The soil TP content （initial value 266.70 mg/kg） was higher （537.33 mg/kg） on the 28th day of the experiment. Soil TN content （initial value 5.28 g/kg） and soil urease activity （initial value 229.42 U/g） were lower during the improvement process.

Keywords discarded peel; fermentation; greening soil of campus; improvement

生物廢棄物（園林廢棄物、廚余垃圾、果皮等）有效處理辦法之一是將其堆肥發(fā)酵成有機(jī)肥，這是一種普遍使用、環(huán)保、高效的土壤改良劑，其施用對各類土壤的pH和肥力有明顯改善效果[1-2]，有機(jī)肥能夠改善土壤肥力、提供植物營養(yǎng)、提高作物品質(zhì)，改良土壤結(jié)構(gòu)，減少重金屬活性等[3]。王永齊等[4]采用不同土壤改良措施對植煙土壤改良后發(fā)現(xiàn)，腐熟農(nóng)家肥處理能夠顯著提高有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀含量（P<0.05），孔隙度顯著提高；熊殷俊等[5]收集園林廢棄物、廚余垃圾等經(jīng)過堆肥發(fā)酵成有機(jī)肥，對城市綠地土壤進(jìn)行改良，結(jié)果表明，該有機(jī)肥能有效降低土壤的酸堿度，顯著提升有效磷、速效鉀含量；袁曉明等[6]采用2種微生物有機(jī)肥，一定程度提高了土壤酶活性，使土壤pH、速效磷含量、速效鉀含量和有機(jī)質(zhì)含量等指標(biāo)均得到改善，且可以提高水稻產(chǎn)量。

本試驗(yàn)以校園綠化用土壤作為改良對象，收集學(xué)校廢棄的水果皮進(jìn)行堆肥并發(fā)酵成有機(jī)肥，將其施用到種有小麥的校園綠化土壤中，試驗(yàn)過程中測定土壤的pH、總氮、總磷、脲酶活性，分析廢棄果皮發(fā)酵有機(jī)肥對校園綠化土壤的改良作用，為校園綠化土壤的高效使用提供實(shí)踐指導(dǎo)作用。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

土壤：校園綠化土壤。果皮：超市回收的水果皮，包括西瓜皮、哈密瓜皮、柚子皮等。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 廢棄果皮常溫發(fā)酵。將回收的西瓜皮、哈密瓜皮、柚子皮等廢棄果皮適當(dāng)粉碎，總體積為45 L，按照1/2∶1/4∶1/4分別放入發(fā)酵桶內(nèi)進(jìn)行自然發(fā)酵，設(shè)置3個(gè)平行試驗(yàn)，發(fā)酵過程對發(fā)酵桶內(nèi)的果皮間隔2 d充分?jǐn)嚢?，便于其與氧氣充分接觸。依據(jù)有機(jī)肥料國家標(biāo)準(zhǔn)判定其是否完全腐熟，完全腐熟后測定有機(jī)肥的相關(guān)理化性質(zhì)，其中有機(jī)肥的有效活菌數(shù)為4.40×104 CFU/g，酸堿度為5.91，總氮含量為8.858 mg/kg，總磷含量為0.016 mg/kg。

1.2.2 室外小麥種植。挑選飽滿小麥種子均勻播撒在準(zhǔn)備好的校園綠化土壤中，覆蓋土厚度大約3 cm，3 d澆水1次。待小麥發(fā)芽后移至陽光充足的地方，其后間隔2 d澆水1次，待小麥處于三葉期的時(shí)候，除去過于密集的小麥。

1.2.3 發(fā)酵有機(jī)肥的施用。按有機(jī)肥∶水=1∶2的比例將有機(jī)肥稀釋后加入土壤，小麥生長期間每2 d澆水1次，試驗(yàn)組為3個(gè)重復(fù)，同時(shí)設(shè)置3個(gè)CK，每隔7 d定時(shí)取樣測定土壤pH、TN、TP含量和脲酶活性。

1.3 校園綠化土壤理化指標(biāo)測定

1.3.1 校園綠化土壤pH測定。根據(jù)土壤pH的測定（NY/T 1377—2007），測定校園綠化土壤pH。

1.3.2 校園綠化土壤TN含量測定。土壤中TN測定參照文獻(xiàn)[7]進(jìn)行，標(biāo)準(zhǔn)曲線：Y=0.010 2X+0.002 8（R2=0.997）。

1.3.3 土壤有效磷含量的測定。根據(jù)《中華人民共和國國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》中土壤有效磷的測定碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗分光光度法測定，標(biāo)準(zhǔn)曲線：Y=0.458X+0.001 6（R2=0.999 5）。

1.3.4 土壤中脲酶活性的測定。采用苯酚鈉-次氯酸鈉比色法[8]來測定土壤中脲酶的活性，標(biāo)準(zhǔn)曲線：Y=0.178 6X-0.011 5（R2=0.999 2）。

2 結(jié)果與分析

2.1 校園綠化土壤理化性質(zhì)

校園綠化土壤酸堿度為6.02，總氮含量為5.28 g/kg，總磷含量為266.70 mg/kg，脲酶活性為229.42 U/g，總氮、總磷含量相對較高，脲酶活性高，有機(jī)質(zhì)含量豐富，土壤呈酸性（pH為6.02）。

2.2 廢棄果皮發(fā)酵有機(jī)肥對校園綠化土壤pH的影響

土壤酸堿度會影響土壤微生物活性、養(yǎng)分有效性、土壤性狀及作物生長發(fā)育等[9]，是土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)，對土壤養(yǎng)分有效性、微生物活性以及植物病蟲害的發(fā)生都有重要的影響[10-11]。由圖1看出，本試驗(yàn)選擇的校園土壤在小麥種植一段時(shí)間內(nèi)，CK及加入廢棄果皮發(fā)酵有機(jī)肥后土壤pH有一定程度升高，其中加入廢棄果皮發(fā)酵有機(jī)肥進(jìn)行土壤改良，pH明顯高于CK，土壤pH在試驗(yàn)28 d時(shí)最高，由最初的6.02上升至6.66，35 d后開始降低，說明在小麥種植過程中施用廢棄果皮發(fā)酵有機(jī)肥可以在一段時(shí)間內(nèi)提高土壤的pH，有效改善校園綠化土壤的酸堿性。

2.3 廢棄果皮發(fā)酵有機(jī)肥對土壤TN的影響

由圖2看出，在小麥種植初期CK土壤中的TN含量有增加趨勢（本試驗(yàn)為7 d），后期土壤中的TN含量逐漸降低；小麥種植過程中加入廢棄果皮發(fā)酵有機(jī)肥改良后土壤中TN含量初期（本試驗(yàn)為7 d、14 d時(shí)）在減少，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到21 d時(shí)土壤TN含量增加，達(dá)到最高1.47 g/kg，廢棄果皮發(fā)酵有機(jī)肥在一段時(shí)間內(nèi)可增加校園綠化土壤中TN含量，發(fā)酵有機(jī)肥改良校園綠化土壤可以在一定時(shí)間內(nèi)有效增加土壤全氮的含量。

2.4 廢棄果皮發(fā)酵有機(jī)肥對土壤有效磷含量的影響

由圖3看出，在校園綠化土壤改良過程中，CK土壤與加入廢棄果皮發(fā)酵有機(jī)肥后的土壤在一段時(shí)間內(nèi)（本試驗(yàn)28 d）土壤中磷含量有增加趨勢，35 d后逐漸降低。施加廢棄果皮發(fā)酵有機(jī)肥后土壤的磷含量略高于CK，研究[6]發(fā)現(xiàn)基施微生物有機(jī)肥能在一定程度上增加土壤速效磷含量。

2.5 廢棄果皮發(fā)酵劑有機(jī)肥對土壤脲酶活性的影響

土壤的生物活性和酶活性是反映土壤熟化程度和肥力的指標(biāo)之一[12]，其中脲酶是對尿素轉(zhuǎn)化起關(guān)鍵作用的酶類[13]。圖4顯示，CK土壤和加入廢棄果皮發(fā)酵有機(jī)肥改良后的土壤，土壤中脲酶活性出現(xiàn)先降低再逐漸增加的趨勢，種植小麥的CK土壤到42 d時(shí)土壤脲酶活性達(dá)到19.83 U/g，CK土壤脲酶活性的增加受到種植小麥根系分泌物對土壤的影響，校園綠化土壤加入廢棄果皮發(fā)酵有機(jī)肥進(jìn)行改良，42 d時(shí)土壤中脲酶增加至35.50 U/g，廢棄果皮發(fā)酵有機(jī)肥能夠促使校園綠化土壤脲酶活性的改善。

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)選擇的校園綠化用土壤初始pH為6.02，為酸性土壤，在種植小麥過程中采用廢棄果皮發(fā)酵有機(jī)肥進(jìn)行改良后，一段時(shí)間內(nèi)（本試驗(yàn)為42 d）土壤pH升至6.60，廢棄果皮發(fā)酵有機(jī)肥對校園綠化土壤pH有一定改良作用；校園綠化土壤改良后TN和TP的含量在28 d時(shí)有增加；校園綠化土壤改良過程中脲酶活性增加明顯，初始土壤脲酶活性為29.42 U/g，42 d時(shí)土壤中脲酶增加至35.50 U/g。生物有機(jī)肥將成為未來肥料的主流，其具有傳統(tǒng)有機(jī)肥和添加生物菌劑的優(yōu)勢，被越來越多的人認(rèn)可[6，14]。研究認(rèn)為[15]在發(fā)酵過程中起主要作用的有細(xì)菌、放線菌和真菌，它們相互作用，共同促進(jìn)有機(jī)肥的發(fā)酵。微生物發(fā)酵的有機(jī)肥能夠有效提高作物的產(chǎn)量、改善作物的營養(yǎng)與風(fēng)味、提高土壤的肥力，是生產(chǎn)天然無公害且切實(shí)可行的施肥技術(shù)措施，也是創(chuàng)建綠色可持續(xù)生態(tài)環(huán)境的有效手段。

綜上，本試驗(yàn)驗(yàn)證廢棄果皮經(jīng)發(fā)酵為有機(jī)肥后可以改善校園綠化土壤的酸堿度，可在一段時(shí)間內(nèi)增加校園綠化土壤的脲酶活性及氮、磷含量，提高校園綠化土壤肥力。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 葛長明.不同生物有機(jī)肥處理對農(nóng)田栽參土壤理化性狀及人參產(chǎn)量的影響[D].延吉：延邊大學(xué)，2018.

[2] 熊殷俊，俞高強(qiáng)，劉小麗，等.廢棄物有機(jī)肥對城市綠地土壤的改良效果[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（29）：42-48.

[3] HUANG Q Q，YU Y，WAN Y N，et al.Effects of continuous fertilization on bioavailability and fractionation of cadmium in soil and its uptake by rice （Oryza sativa L.）[J].Journal of Environment，2018（215）：13-21.

[4] 王永齊，潘義宏，符秀華，等.不同土壤改良措施對植煙土壤理化性質(zhì)及煙葉品質(zhì)的影響[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2020，32（4）：84-89.

[5] 熊殷俊，俞高強(qiáng)，劉小麗，等.廢棄物有機(jī)肥對城市綠地土壤的改良效果[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（29）：42-44，48.

[6] 袁曉明，張國江，蔡明清，等.基施微生物有機(jī)肥對土壤改良效果及水稻產(chǎn)量的影響[J].上海農(nóng)業(yè)科技，2020（5）：101-105.

[7] 梁娟，黃建，韓麗娟，等.堿性過硫酸鉀消解-離子色譜法測定印染廢水中總氮含量[J].印染，2019，45（18）：46-50.

[8] 王玉功，劉婧晶，劉貽熙，等.苯酚-次氯酸鈉比色法測定土壤脲酶活性影響因素的研究[J].土壤通報(bào)，2019，50（5）：1166-1170.

[9] 季淑楓，李丹，章林英，等.杭州市郊水稻田土壤酸堿度現(xiàn)狀及改良措施[J].中國農(nóng)技推廣，2014（9）：42-44.

[10] 侯雪燕.土壤 pH 對硝化作用和氨氧化微生物群落結(jié)構(gòu)的影響[D].重慶：西南大學(xué)，2014.

[11] SHEN Z Z，ZHONG S，WANG Y，et al. Induced soil microbial suppression of banana fusarium wilt disease using compost and biofertilizers to improve yield and quality[J]. European Journal of Soil Biology，2013（57）：1-8.

[12] 韓長澤，劉云，完顏華，等.不同配比有機(jī)肥和改良劑對土壤理化性質(zhì)及酶活性的影響[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（4）：2161-2165.

[13] 朱姍姍.水稻根際土壤重金屬形態(tài)分布及其對酶活性的影響[D]. 長沙：中南林業(yè)科技大學(xué)，2013.

[14] 李夢梅.生物有機(jī)肥對提高蔬菜產(chǎn)量品質(zhì)的作用機(jī)理研究[D]. 南寧：廣西大學(xué)，2005．

[15] 王鑫，曹志強(qiáng)，王成金，等.微生物發(fā)酵有機(jī)肥對溫室番茄產(chǎn)量、品質(zhì)和土壤肥力的影響[J].中國土壤與肥料，2013（1）：80-84.

（責(zé)編：王 菁）

基金項(xiàng)目 2021年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（2021A053）；國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31960263）。

作者簡介 王振鮮（1999—），女。研究方向：應(yīng)用生物科學(xué)。

收稿日期 2023-02-06