蚯蚓糞改良紅壤的效果及對不結球白菜生長的影響

陳小錦??+叢瑋瑋??+陳永林??+魯貝??+承杰??曹雪林??+戴紅衛??+姚粉霞??+盛海君??+錢曉晴??

摘要：采用江西鷹潭紅壤為材料進行模擬培養試驗，探討添加蚯蚓糞對貧瘠紅壤的快速改良培肥效果，旨在為經濟、高效創制高肥力、多用途人造新成土開辟新途徑。試驗設置5個處理，分別添加質量比為0%（CK）、5%（T1）、10%（T2）、15%（T3）、20%（T4）的蚯蚓糞至紅壤中?；旌衔锱囵B一段時間待性質基本穩定后進行不結球白菜試驗，觀測不同處理條件下不結球白菜（Brassica rapa L. chinensis）幼苗的生長狀況及體內營養成分，分析得出蚯蚓糞改良紅壤的適宜比例及改良效果。結果表明，（1）適量的蚯蚓糞可以改善紅壤的pH值、硝態氮含量和速效磷含量等性質，為不結球白菜提供良好的生長環境；（2）蚯蚓糞用量為5%～10%時會促進不結球白菜幼苗生長，但添加20%以上的蚯蚓糞反而會抑制不結球白菜幼苗的生長；（3）蚯蚓糞添加量為5%～10%時，不結球白菜幼苗地上部和根系生長狀況最佳。

關鍵詞：紅壤；蚯蚓糞；紅壤理化性狀；改良綜合肥力；不結球白菜；生長；營養

中圖分類號： S156.6；S141.9文獻標志碼：

文章編號：1002-1302（2016）08-0248-03

隨著我國經濟與社會的快速發展，土壤退化日益嚴重，耕地資源越來越短缺，已對我國糧食安全構成潛在威脅。土壤退化在耕地生產力、農產品安全和生態環境效應方面都產生著很嚴重的影響，因此對現有耕地的合理利用、改良與保護顯得十分重要[1-2]。探討應用蚯蚓糞改良紅壤以作為我國耕地后備資源具有重要的現實意義。紅壤酸性強、易板結、易被侵蝕，很難用于耕作[3]。目前，改良紅壤的措施有平整土地、興修水利、廣辟肥源、培肥改土、因地制宜合理輪作、綠化荒山、保持水土等[4]。在本試驗中采用養分十分匱缺、生產能力性能極低的紅壤為基礎材料，利用蚯蚓糞進行改良，快速培肥形成一種高肥力人工土壤[5]。

蚯蚓糞作為一種特殊的有機肥料，最大特點是能將有機物、微生物和一些作物生長因子合理地結合起來改善土壤環境，最終達到增肥、抗病、養土的目的[6]。蚯蚓糞的顆粒均勻、無味、衛生，保水透氣能力比一般土壤高3倍。蚯蚓糞中含有18種氨基酸，有益菌達20萬～2 億個/g，有機質含量達40%左右，經過多次發酵和動物消化，所形成的有機質活性高、易被植物利用，而且能促進土壤團粒結構的形成，提高土壤通透性、保水性、保肥力[7-12]。蚯蚓糞由于具有產出速度快、有機質含量高、無二次污染、適用pH值廣等特點已被許多國家應用于土壤改良?，F在蚯蚓糞多利用在盆栽試驗中，而且取得了明顯的效果[13]，能提高生物量、果實品質和產量[14]。但目前針對蚯蚓糞對快速改良培肥紅壤形成高肥力人工土壤的研究甚少。

本試驗以江西鷹潭紅壤為研究對象，在土壤中充分融合不同比例的蚯蚓糞，探討蚯蚓糞對紅壤的改良效果，為更好地開發利用紅壤提供理論依據。

1材料與方法

試驗于2014年6—12月在江蘇省揚州大學環境科學與工程學院盆栽試驗場進行。

1.1試驗材料

供試土壤取自江西鷹潭紅壤。試驗前把土壤風干磨細過篩。土壤基本性質：硝態氮16.9 mg/kg、銨態氮9.34 mg/kg、速效磷4.6 mg/kg、速效鉀50.0 mg/kg。供試不結球白菜品種為“四月慢”。

蚯蚓糞取自揚州大學農牧場蚯蚓養殖基地，蚯蚓食料為新鮮牛糞。蚯蚓糞養分含量：全氮39.55 g/kg、全磷 13.74g/kg、速效磷1.54g/kg、速效鉀1.64g/kg。采用上口半徑8 cm、高12 cm的圓形塑料花盆。

1.2試驗設計

試驗設5個處理，蚓糞的添加量（按質量計算）分別為（紅壤與蚯蚓糞）混合物的5%、10%、15%、20%，對照（CK）為不加蚓糞的純紅壤，各處理設3個重復。每盆混合物1 kg，備用。

于10月25日播種，每盆播種50粒，薄層覆蓋后定量澆水，保持土壤濕潤，置于日光下培養，試驗期間根據實際情況適量補水，維持水分條件一致。11月2日采樣，進行根系掃描分析與生物量測定，11月28日采收，測定植株葉片葉綠素含量與養分含量。

1.3測定項目與方法

1.3.1土壤理化性質pH值 ∶[KG-*3]水土比2.5 ∶[KG-*3]1，采用pH計法測定；容重環刀法測定；硝氮含量采用KCl浸提-紫外分光光度法測定；銨氮含量采用KCl浸提-靛酚藍比色法測定；速效鉀含量采用1.0 mol/L NH4OAc浸提-火焰光度法測定；速效磷含量采用0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬藍比色法測定；全氮含量采用濃硫酸消煮-靛酚藍比色法測定。

1.3.2生物量用稱重法測量各處理不結球白菜（Brassica rapa L. chinensis）生長1周后的鮮質量（包括新長成的幼枝和根系），并分析差異性。

1.3.3根系參數不結球白菜（Brassica rapa L. chinensis）生長1周后，采樣并用流水沖洗不結球白菜根系，采用數字化掃描儀（STD1600 Epson USA）進行掃描，借助于配套的WinRHIZO（Version 5.0a）根系分析系統（WinRhizo Regent Instruments，Canada）分析根長、根表面積、根體積、根尖數等根系參數。分析各處理差異性。

1.3.4莖葉質量分析葉片葉綠素含量：生長30 d后，取一定量的不結球白菜葉片，用95%乙醇溶液40 ℃浸提，測定665、649、470 nm處吸光度，計算葉綠素a、葉綠素b以及胡蘿卜素的含量。

葉片全氮、全磷、全鉀含量：生長30 d后，稱取一定量的不結球白菜葉片鮮樣，硫酸-雙氧水消煮后，分別采用靛酚藍比色法、鉬銻抗比色法和火焰光度計法測定全氮、全磷和全鉀的含量。

1.4數據分析與統計方法

對所獲得的數據采用Excel 2003、SPSS等軟件進行統計分析。

2結果與分析

2.1不同蚯蚓糞用量對土壤理化性質的影響

不同蚯蚓糞用量對土壤理化性質的影響如表1所示。從表中數據可以看出，添加蚯蚓糞能顯著（P<0.05）改善紅壤的各項理化性質。與純紅壤（對照）相比，添加蚯蚓糞后pH值顯著提高，為多數植物生長提供更為有利的環境條件。添加蚯蚓糞后土壤容重出現顯著降低，土壤結構性得到顯著改善。硝態氮、速效磷、速效鉀和全氮含量隨著蚯蚓糞添加量的增加，也都出現了顯著（P<0.05）增加，可知，隨著蚯蚓糞比例的增加不結球白菜的生長營養環境越好。試驗中銨態氮的含量隨著蚯蚓糞的加入沒有呈現簡單的線性增長趨勢。在蚯蚓糞含量處在較低水平時（0%～5%），土壤銨態氮含量隨著蚯蚓糞含量的增加迅速增加，之后反而有所下降，在蚯蚓糞含量10%時達到極小值，之后又隨蚯蚓糞的增加而增加?？芍?，5%蚯蚓糞含量土壤銨態氮含量最高，并且過少或過多的蚯蚓糞都不利于銨態氮含量的提高。

2.2不同蚯蚓糞用量對不結球白菜根系的影響

生長1周后不結球白菜根系的特征參數如表2所示。從表中可以看出，隨著蚯蚓糞添加比例的提高，平均根直徑顯著增長。根長、根尖數、根表面積、根體積并沒有表現出簡單的線性增長趨勢，但都是先隨著蚯蚓糞添加比例的提高而增大，達到一個最大值后隨著蚯蚓糞含量提高又呈現降低的趨勢，但所有處理均顯著大于對照。根長、根表面積、根體積在蚯蚓糞含量為15%時達到最大，且顯著高于對照。根尖數在蚯蚓糞含量為10%時達到最大，顯著高于對照。

2.3不同蚯蚓糞用量對不結球白菜種子發芽和幼苗生長量的影響

3小結

（1）蚯蚓糞中有大量的有機質和營養物質，蚯蚓糞用量適量可以改善紅壤的pH值、容重、硝態氮和速效磷含量等理化性質，提高土壤綜合肥力，為作物生長提供良好的環境。（2）蚯蚓糞用量適中時會促進不結球白菜幼苗的根系生長，有助于其對所需營養成分的吸收。過多的蚯蚓糞會導致土壤養分的供應失衡或鹽分含量過高而抑制不結球白菜幼苗的根系生長。在蚯蚓糞用量為5%～10%時，不結球白菜幼苗根系生長狀況最佳。（3）適中的蚯蚓糞比例可以顯著促進不結球白菜幼苗生物量的形成，但過高比例的蚯蚓糞則會導致硝酸鹽大量積累和部分養分供應失衡，反而抑制不結球白菜種子的發芽和幼苗生物量的增加。（4）添加蚯蚓糞有利于不結球白菜中葉綠素含量和類胡蘿卜素含量的增加，從而增強葉片光合能力，促進作物生長。

參考文獻：

[1]熊嚴軍. 我國土壤污染現狀及治理措施[J]. 現代農業科技，2010（8）：294-295，297.

[2]林強. 我國的土壤污染現狀及其防治對策[J]. 福建水土保持，2004，16（1）：25-28.

[3]賀湘逸，謝為民. 我國紅黃壤利用改良的成就和問題[J]. 土壤通報，1983（2）：1-4.

[4]范業成. 江西土壤肥料研究四十年[J]. 江西農業科技，1991（1）：8-11.

[5]劉勛，賀湘逸. 江西紅壤科研進展與成就[J]. 江西農業學報，1991，3（1）：66-75.

[6]Arancon N Q，Edwards C A，Bierman P. Influences of vermicomposts on field strawberries：part 2. Effects on soil microbiological and chemical properties[J]. Bioresource Technology，2006，97（6）：831-840.

[7]周美榮，孫振江，申曉強. 蚯蚓糞的研究及應用[J]. 山西農業科學，2012，40（8）：921-924.

[8]柏彥超，周雄飛，汪孫軍，等. 牛糞經蚯蚓消解前后理化性質的比較研究[J]. 江西農業學報，2010，22（10）：135-137.

[9]宋忠儉，趙海濤，錢曉晴. 蚯蚓消解畜禽糞便生態資源化利用探析[J]. 現代農業科技，2012（23）：228，230.[ZK）]

[10]王鳳艷. 蚯蚓糞對土壤的影響[J]. 吉林農業，2005（10）：25.

[11]斐慶海. 蚯蚓糞的優點，作用和對土壤的影響[J]. 農村實用科技信息，2005（10）：18.

[12]蚯蚓糞改良老化土壤效果好[J]. 技術與市場，2004（1）：29.

[13]Arancon N Q，Edwards C A，Babenko A，et al. Influences of vermicomposts，produced by earthworms and microorganisms from cattle manure，food waste and paper waste，on the germination，growth and flowering of petunias in the greenhouse[J]. Applied Soil Ecology，2008，39（1）：91-99.

[14][JP3]Zaller J G. Vermicompost as a substitute for peat in potting media：Effects on germination，[JP4]biomass allocation，yields and fruit quality of three [JP3]tomato varieties[J]. Scientia Horticulturae，2007，112（2）：191-199.