園林綠化廢棄物堆肥對連作色素萬壽菊土壤改良和生長發(fā)育的影響

摘要 為研究園林綠化廢棄物堆肥對連作色素萬壽菊栽培土壤改良，以及對色素萬壽菊生長發(fā)育的影響，將園林綠化廢棄物堆肥與連作色素萬壽菊的素土和基質(zhì)混合后進(jìn)行色素萬壽菊種植，通過測定栽培土壤的理化指標(biāo)和色素萬壽菊的生長指標(biāo)，探討園林綠化廢棄物堆肥對栽培土壤改良和對色素萬壽菊生長發(fā)育的影響。結(jié)果顯示，園林綠化廢棄物堆肥的添加，降低了栽培土壤pH、重碳酸根和有效鎂含量，增加了有效鉀、有效鈣含量，提高了色素萬壽菊的發(fā)芽率、株高、根長、冠幅、葉寬、葉長、鮮質(zhì)量和干質(zhì)量。園林綠化廢棄物堆肥可以改善色素萬壽菊連作栽培土壤的化學(xué)性質(zhì)，能夠促進(jìn)色素萬壽菊的生長發(fā)育。

關(guān)鍵詞 園林綠化廢棄物堆肥；色素萬壽菊；栽培土壤；土壤改良

中圖分類號 S604" " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A" "文章編號 1007-7731（2024）14-0039-05

DOI號 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.14.009

Effects of green waste compost on soil improvement and growth and development of

continuous cropping Tagetes erecta

GAO Chao" " SHI Yuhang" " XU Danni" " WANG Xinyi" " QIU Jingyi" " XIE Bingbing" " WANG Fang

（Suqian College， Suqian 223800， China）

Abstract In order to investigate the effects of green waste compost on the improvement of soil and the growth and development of Tagetes erecta， the green waste compost was mixed with the soil and matrix of continuous cropping Tagetes erecta， and the Tagetes erecta was planted. By measuring the physical and chemical indexes of cultivated soil and the growth indexes of Tagetes erecta， the effects of green waste compost on the improvement of cultivated soil and the growth and development of Tagetes erecta were discussed. The results showed that the addition of green waste compost decreased the pH， bicarbonate and effective magnesium content of the cultivated soil， increased the effective potassium and effective calcium content， and improved the germination rate， plant height， root length， crown width， leaf width， leaf length， fresh and dry mass of Tagetes erecta. The green waste compost can improve the chemical properties of the continuous cropping soil of Tagetes erecta and promote the growth and development of Tagetes erecta.

Keywords green waste compost; Tagetes erecta; cultivated soil; soil improvement

隨著園林城市的建設(shè)，城市綠地面積不斷擴(kuò)大，枯枝、殘葉和草屑等園林綠化廢棄物的產(chǎn)生量逐年增加[1]。填埋法和焚燒法因其具有成本低和處理效果好等優(yōu)點(diǎn)成為園林綠化廢棄物處理的2種主要方法[2]，實踐中該處理方法給自然環(huán)境帶來了一定壓力。有效處理園林綠化廢棄物逐漸成為城市發(fā)展和城市生態(tài)建設(shè)的重點(diǎn)之一。張書瑜等[3]研究表明，園林綠化廢棄物主要成分為木質(zhì)素和纖維素等物質(zhì)。崔萌等[4]研究表明，木質(zhì)素和纖維素等物質(zhì)粉碎、發(fā)酵后可以作為土壤改良劑用于多種植物種植。

萬壽菊（Tagetes erecta L.），又名臭菊、千壽菊和蝎子菊，屬于菊科萬壽菊屬一年生草本植物，可分為觀賞萬壽菊和色素萬壽菊。其中色素萬壽菊主要用于葉黃素的提取，在化妝品、醫(yī)藥和食品生產(chǎn)等方面應(yīng)用廣泛[5]。連作是色素萬壽菊的主要種植方式之一，實踐中長期連作易造成土質(zhì)下降等現(xiàn)象出現(xiàn)[6]。

為研究園林綠化廢棄物堆肥對連作色素萬壽菊栽培土壤的改良和對色素萬壽菊生長發(fā)育的影響，本研究以連作5年的色素萬壽菊土壤為材料，將該試驗素土、基質(zhì)和園林綠化廢棄物堆肥混合處理，測定混合后栽培土壤的理化指標(biāo)和混合土壤下色素萬壽菊的生長指標(biāo)，分析園林綠化廢棄物堆肥對于色素萬壽菊連作栽培土壤的改良效果和對色素萬壽菊生長發(fā)育的影響，為園林綠化廢棄物的科學(xué)利用和色素萬壽菊連作障礙的突破提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

萬壽菊源自色素萬壽菊種子，購于某園藝公司；素土和基質(zhì)來自宿遷學(xué)院園林實驗基地內(nèi)種植了5年色素萬壽菊的素土和基質(zhì)；園林綠化廢棄物堆肥購于某生態(tài)園藝有限公司，其有效鉀含量691.21 mg/kg，有效鎂含量270.47 mg/kg，有效鈣含量1 104.66 mg/kg，pH值7.53，EC值（電導(dǎo)率）946 μS/cm。

1.2 試驗設(shè)計

本研究于202?3年4—7月在溫室中進(jìn)行。共設(shè)置4個處理，試驗設(shè)計方案見表1。

用0.1%的多菌靈對4個處理的栽培土壤進(jìn)行消毒。將消毒后的栽培土壤裝于橫截面為200 mm×200 mm大小的塑料花盆中，用于色素萬壽菊的栽培和栽培土壤樣品的采集。選取萌發(fā)能力強(qiáng)、顆粒飽滿的色素萬壽菊種子進(jìn)行種植，每盆種植1粒種子，每個處理種植20盆，共80盆。將種植的色素萬壽菊置于溫室內(nèi)的栽培池中，未出芽前覆蓋塑料薄膜，發(fā)芽后撤去塑料薄膜。栽培過程中定期澆水，保證色素萬壽菊生長所需水分供應(yīng)，其他管理措施均一致。每隔10 d對栽培基質(zhì)進(jìn)行一次檢測，共檢測3次。

1.3 指標(biāo)檢測

在色素萬壽菊種植后的第3天調(diào)查色素萬壽菊的發(fā)芽勢，采取隨機(jī)取樣法，各處理各選取色素萬壽菊10株，測定株高、根長、冠幅、葉寬、葉長、根冠比、鮮質(zhì)量和干質(zhì)量。第7天調(diào)查發(fā)芽率。

參考羅雯[7]方法測定重碳酸根含量。栽培基質(zhì)的pH值、有效鉀、有效鈣和有效鎂等化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)參考鮑士旦[8] 方法測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖。采用SPSS 21.0軟件進(jìn)行方差分析和多重比較，分析園林綠化廢棄物堆肥對色素萬壽菊發(fā)芽勢、發(fā)芽率和其他生長指標(biāo)的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 對栽培土壤理化指標(biāo)的影響

2.1.1 土壤pH值" 由表2可知，T1、T2、T3和T4共4?個處理組的pH值都在7.0以上。隨著時間的推移，不同處理組栽培基質(zhì)pH值的變化無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.05）。栽培當(dāng)天，T1和T2處理組的pH值高于T3和T4處理組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05）。第10天，4個處理組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.05）。第20、30天，T1處理組的pH值高于T2處理組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05）；T3處理組的pH值高于T4處理組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05）。

2.1.2 土壤重碳酸根含量" 由表3可知，隨著時間的推移，不同處理組的重碳酸根含量變化不同。T1處理組重碳酸根含量隨時間變化無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.05）；T2處理組的重碳酸根含量在第10天降低，第20天后降低的變化有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05）；T3處理組的重碳酸根含量在第10天后增加，變化有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05）；T4處理組的重碳酸根含量在第10天有所增加，第20天后降低，第10天較栽培當(dāng)天差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05）。栽培當(dāng)天，T1和T2處理組重碳酸根含量差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.05），T3和T4處理組重碳酸根含量差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.05）；第10天，T1處理組重碳酸根含量高于T2處理組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05），與T3和T4處理組差異無統(tǒng)計學(xué)意義；第20、30天，T1和T3處理組重碳酸根含量高于T2和T4處理組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05）。

2.1.3 土壤有效鉀含量" 由表4可知，4個處理組中栽培當(dāng)天有效鉀含量均較低，低于第10、20和30天的有效鉀含量，第10、20和30天有效鉀含量與栽培當(dāng)天差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05），第10、20和30天有效鉀含量差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.05）。栽培當(dāng)天，T1和T2處理組有效鉀含量差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.05），T3和T4處理組有效鉀含量差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.05）；第10、20和30天，T2處理組有效鉀含量高于T1處理組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05），T4處理組有效鉀含量高于T3處理組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05）。

2.1.4 土壤有效鈣含量" 由表5可知，隨著時間的推移，4個處理組有效鈣含量均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，第20天有效鈣含量最高。栽培當(dāng)天，4個處理組有效鈣含量差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.05）；第10天，T1和T3處理組有效鈣含量低于T2和T4處理組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05）；第20天，T2和T4處理組有效鈣含量高于T1和T3處理組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05）；第30天，T1處理組有效鈣含量低于T2處理組，T3處理組有效鈣含量低于T4處理組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05）。

2.1.5 土壤有效鎂含量" 由表6可知，隨著時間的推移，4個處理組栽培土壤中有效鎂的含量均出現(xiàn)先下降后上升的趨勢，栽培當(dāng)天有效鎂含量最高，栽培第20天有效鎂含量最低。栽培當(dāng)天，T1和T2處理組有效鎂含量差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.05），T3和T4處理組有效鎂含量差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.05）；第10天，T3處理組有效鎂含量高于T4處理組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05），T1和T2處理組有效鎂含量差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.05）；第20天，T4處理組有效鎂含量低于T3處理組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05），T1和T2處理組有效鎂含量差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.05）；第30天，T1和T3處理組有效鎂含量高于T2和T4處理組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05）。

2.2 對色素萬壽菊發(fā)芽勢與發(fā)芽率的影響

由表7可知，園林綠化廢棄物堆肥的添加對色素萬壽菊發(fā)芽勢和發(fā)芽率影響有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05）。T3處理組的發(fā)芽勢最高，為0.24，與其他處理組差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05）。T4處理組的發(fā)芽勢與T1處理組、T2處理組差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.05）。T2處理組的發(fā)芽率最高，為62%，與T1、T3處理組差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05），與T4處理組差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.05）。T1處理組的發(fā)芽率最低，為45%，與其他處理組差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05）。

2.3 對色素萬壽菊其他生長指標(biāo)的影響

由表8可知，與未添加園林綠化廢棄物堆肥的T1和T3處理組相比，T2和T4處理組的萬壽菊幼苗在株高、根長、冠幅、葉寬、葉長、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量這7個方面參數(shù)更高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05）。T2和T4處理組在根長、葉寬和葉長上差異無統(tǒng)計學(xué)意義。（Pgt;0.05）T2處理組的株高、冠幅和根冠比小于T4處理組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05），鮮質(zhì)量和干質(zhì)量大于T4處理組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05）。

3 結(jié)論與討論

3.1 對栽培土壤理化指標(biāo)的影響

栽培土壤的化學(xué)性質(zhì)反映了土壤養(yǎng)分的供應(yīng)能力[9]。本研究結(jié)果表明，第20、30天，T2和T4處理組栽培土壤pH和重碳酸根含量小于T1和T3處理組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05）。這是因為鹽堿化程度較高的土壤pH值較高[10-11]，加入園林綠化廢棄物堆肥后，栽培土壤pH值降低。普繼瓊等[12]研究認(rèn)為，土壤中陽離子的交換量與土壤pH值呈負(fù)相關(guān)，土壤中陽離子交換量越大，pH值越低。本研究發(fā)現(xiàn)，由于園林綠化廢棄物堆肥的加入，栽培土壤中鈣離子和鉀離子的含量增加，從而增加了陽離子的交換量，能夠降低栽培土壤的pH值。馮小杰[13]研究認(rèn)為，園林綠化廢棄物堆肥在制作過程中添加了微生物菌劑進(jìn)行發(fā)酵，這可能讓栽培土壤中可以降解鹽類的微生物更加活躍，使得栽培基質(zhì)中重碳酸根含量降低。

第10、20和30天，T2和T4處理組栽培土壤有效鎂含量均低于未添加園林綠化廢棄物堆肥處理組。這是因為第10天色素萬壽菊已經(jīng)萌發(fā)，其在生長過程中會大量吸收栽培土壤中的鎂，同時由于本研究使用的園林綠化廢棄物堆肥中有效鎂含量較低，低于全素土和全基質(zhì)中有效鎂含量，可能導(dǎo)致添加園林綠化廢棄物堆肥后的栽培土壤中有效鎂含量降低。

第10、20和30天，添加了園林綠化廢棄物堆肥的T2和T4處理組栽培土壤有效鉀、有效鈣含量均高于未添加園林綠化廢棄物堆肥的T1和T3處理組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05）。普繼瓊等[12]研究認(rèn)為，這可能是因為園林綠化廢棄物堆肥中含有大量的鈣、鎂和鉀等元素，隨著時間的推移，鈣和鉀釋放到栽培土壤中，從而提高了土壤中有效鈣和有效鉀的含量。

3.2 園林綠化廢棄物堆肥對萬壽菊生長發(fā)育的影響

本研究結(jié)果表明，園林綠化廢棄物堆肥的添加提高了色素萬壽菊的發(fā)芽率、株高、根長、冠幅、葉寬、葉長、鮮質(zhì)量和干質(zhì)量，降低了萬壽菊的發(fā)芽勢。李德安[14]研究結(jié)果表明，新萌蘗的萬壽菊幼芽難以突破厚重板結(jié)的土壤，覆土過厚或栽培基質(zhì)板結(jié)嚴(yán)重會提高萬壽菊幼芽死亡率。添加了園林綠化廢棄物堆肥的栽培土壤較為疏松，有利于幼芽突破土壤生長，所以本試驗中使用園林綠化廢棄物堆肥的2組栽培土壤的種子發(fā)芽率更高。添加了園林綠化廢棄物堆肥的基質(zhì)更加疏松，在萬壽菊種子萌發(fā)的前3天，萌發(fā)率較高，由于生長高度較低，很難突破較為疏松的基質(zhì)，所以其發(fā)芽勢較低。殷澤欣等[15]研究表明，添加園林綠化廢棄物堆肥可以擴(kuò)大栽培土壤的孔隙度和容重，有利于栽培土壤中微生物活動和根的生長，從而可以提高植物的產(chǎn)量和品質(zhì)。本研究發(fā)現(xiàn)，添加園林綠化廢棄物堆肥后，栽培土壤中有效鈣和有效鉀的含量增加，pH值和重碳酸根含量降低。土壤高pH值和高重碳酸根含量不利于植物的生長[11]。因此，園林綠化廢棄物的添加可以促進(jìn)色素萬壽菊的生長。

綜上，本研究以連作5年的色素萬壽菊土壤為材料，將該試驗素土、基質(zhì)和園林綠化廢棄物堆肥混合處理，測定混合后栽培土壤的理化指標(biāo)和混合土壤下色素萬壽菊的生長指標(biāo)，分析園林綠化廢棄物堆肥對于色素萬壽菊連作栽培土壤的改良效果和對色素萬壽菊生長發(fā)育的影響，為園林綠化廢棄物的科學(xué)利用和色素萬壽菊連作障礙的突破提供參考。園林綠化廢棄物堆肥添加后，隨著時間的增加，栽培土壤pH值、重碳酸根和有效鎂含量降低，有效鉀、有效鈣含量增加。園林綠化廢棄物堆肥的添加，提高了色素萬壽菊的發(fā)芽率、株高、根長、冠幅、葉寬、葉長、鮮質(zhì)量和干質(zhì)量，有利于色素萬壽菊的生長。

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（責(zé)任編輯：張 蓓）

基金項目 宿遷學(xué)院校級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目（2023XSJ171Y）；宿遷市科技計劃資助項目“重點(diǎn)研發(fā)計劃社會發(fā)展”（S202310）。

作者簡介 高超（2003—），男，江蘇無錫人，從事園林綠化廢棄物堆肥研究。

通信作者 王芳（1982—），女，江蘇宿遷人，碩士，講師，從事土壤修復(fù)研究。

收稿日期 2024-03-20