3种有机肥对土壤次生盐渍化改良及青菜产量的影响

陈莉莉 黄忠阳 刁春武 徐明喜 马明 吴旭东 吴志鹏 王东升 李伟明

摘 要：通过田间试验，研究了鸡粪、茶渣和蚯蚓粪3种有机肥及石灰对土壤次生盐渍化的修复效果及对青菜生长的影响。试验结果表明，施用鸡粪、蚯蚓粪和茶渣均可以提高土壤pH值，其中蚯蚓粪+石灰处理可以将土壤pH值调至最适青菜生长的范围；各有机肥的施用短时间内可以降低土壤EC值和含盐量，但与不施用任何肥料的处理相比，效果不显著；有机肥施用后青菜株高增加，其中蚯蚓粪和茶渣有机肥还可以促进青菜开展度的增加，有利于青菜光合作用；综合来看，3种有机肥中，蚯蚓粪有机肥对青菜生物量的促进效果最为明显。

关键词：设施蔬菜土壤；次生盐渍化；有机肥；修复

中图分类号：S963.91 文献标识码：A 文章编号：1001-3547（2016）16-0071-04

设施栽培是指在不适宜作物生长发育的环境条件下，通过建立结构设施，人为地创造适宜作物生长发育的生境条件，实现高产高效的现代化农业生产方式[1]。设施栽培实现了一些经济作物的反季节和跨地区种植，对促进农民增收和丰富蔬菜市场品种多样化具有重要作用，因此，在全国范围内，得到了大面积的推广[2]。截至 2013年上半年，江苏省以设施蔬菜为主的设施农业面积已超过 66.67万hm2，占耕地比重达14.6%，占比居全国首位[3]。但是，由于在设施蔬菜种植过程中，大棚长期处于半封闭或封闭状态，使得棚内部形成了具气温高、湿度大等特点的区域小环境，设施种植中的土壤因得不到雨水的冲刷而长期处于过度施肥、复种指数高、集约化生产的状态，加上不合理的水分管理，均不同程度地出现次生盐渍化、酸化、养分失衡等情况，进而导致种植蔬菜产量和品质下降，其中，土壤次生盐渍化问题最为突出[4]。土壤发生次生盐渍化灾害，可以导致土壤盐分积累、土壤性质发生改变，造成作物吸收水分困难，抑制作物生长发育，导致减产或绝收；降低土壤中微生物的数量和活性，改变微生物群落结构，最终导致农作物减产和品质下降，对农业生产造成不利影响[5]。

针对土壤次生盐渍化问题，已有研究者提出了一些改良措施，如灌水洗盐、生物洗盐、地膜覆盖等，但这些措施在降低土壤盐分浓度的同时也带来了一些新的问题，如灌水洗盐过程，容易造成地下水污染；生物洗盐过程存在耐盐作物的筛选及存活率的问题；地膜覆盖一方面增加了劳动成本，另一方面则有可能造成废弃地膜的二次污染[6，7]。因此，利用有机肥来改良次生盐渍化的土壤，一方面可以改变土壤物理性状，改善团粒结构，增加农作物的产量；另一方面，有机肥的施用会增加土壤中微生物的活性和数量，促进土壤中盐分的迁移和转化，降低盐分浓度[8]。因此，选择3种不同的有机肥产品，研究其对土壤次生盐渍化和农作物产量的影响，为提高土壤质量，促进土壤的可持续利用，以及农业废弃物的再循环利用等提供理论支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2015年9～10月在南京市高淳区桠溪镇跃进村蔬菜种植基地设施大棚中进行，土壤类型青泥土，pH值4.74，电导率（EC值）2.30 mS/cm，含可溶性盐分5.00 g/kg、全氮0.96 g/kg、全磷0.36 g/kg、全钾10.40 g/kg、碱解氮78.46 mg/kg、速效磷

195.99 mg/kg、速效钾184.59 mg/kg。

供试作物为十字花科的青菜，品种为改良金品28 F1型，购自江苏省农科院明天种业。

1.2 试验方法

试验共设置7个处理，3次重复，采取随机排列。T1（CK），即不施任何肥；T2，鸡粪1 t/667 m2；T3，鸡粪1 t/667 m2+生石灰80 kg/667 m2；T4，蚯蚓粪

1 t/667 m2；T5处理，蚯蚓粪1 t/667 m2+生石灰

80 kg/667 m2；T6，茶渣有机肥1 t/667 m2；T7，茶渣有机肥1 t/667 m2+生石灰80 kg/667 m2。每个小区面积为1.9 m×5.4 m，按350 g/667 m2的播种量播种。试验中，所有处理均不施用化肥，采用田间常规管理方法种植。

1.3 测定项目与方法

待青菜出苗（2015年9月15日）以后，每7 d（9月22、30日及10月6、13日）进行1次0～20 cm土壤样品的采集，共采集4次，以测定土壤pH值、EC值和可溶性盐含量的变化。青菜收获时，连根拔出，洗净叶片及根部的泥土，测定株高、开展度，根部和地上部质量。

土壤指标测定参考《土壤农化分析》[9]，其中，pH值采用无CO2水浸提（水土比为2.5∶1），酸碱度计测定；EC值采用无CO2水浸提（水土比为5∶1），电导率仪测定；土壤可溶性盐含量采用质量法测定。

数据使用SPSS 20.0软件进行统计分析，采用最小显著性差异（LSD）法进行差异显著性比较；并用Origin 8.5和Excel 2010作图。

2 结果与分析

2.1 有机肥及石灰对土壤pH值变化的影响

如表1所示，在同一采样时间，施用有机肥的各处理土壤pH值较T1（CK）有所提高。在种植4周后，T1处理相比较于原始土壤而言，pH值变化不明显，这主要是因为该土壤在前期施用氮肥过多，导致土壤发生了严重的酸化现象，Guo 等[10]在其研究中也表明大量地投入氮肥或者氮肥利用率较低，都会导致土壤发生酸化。而T2、T3、T4、T5、T6和T7处理相比较于原始土壤pH值分别增加了10.54%、17.09%、11.18%、35.76%、22.36%和38.50%，并且施用有机肥以后，随着种植时间的延长，土壤pH值呈现不断提高的趋势，表明有机肥的施用可以显著调节土壤酸碱平衡。这是因为有机肥的施用可以改善土壤结构、增强土壤保水保肥能力、使土壤易形成黏粒结构，而土壤黏粒结构上交换电位的盐基离子是土壤缓冲pH值变化的重要方式[11]。从本试验中可以看出，蚯蚓粪和茶渣有机肥配合石灰施用可以显著地改善土壤酸化现象。

2.2 有机肥及石灰对土壤EC值和可溶性盐分含量的影响

由表2可知，各处理土壤EC值随着种植时间的延长均呈现下降趋势，在1个月时，T1～T7各处理EC值分别较原始土壤下降了28.26%、39.13%、32.17%、44.57%、53.70%、48.48%和41.74%，但各处理之间没有显著性差异。从表2可知，蚯蚓粪有机肥和石灰共同处理，在促进土壤EC值降低方面较其他处理更有优势。于跃跃等[12]在研究了蚯蚓粪对草莓生长和土壤肥力的影响之后发现，蚯蚓粪有机肥的施用可以增加土壤pH值和降低土壤EC值。

从表3可以很直观地看出，相较于T1处理，各有机肥在施用1个月以后，土壤中可溶性盐分含量均呈现降低的趋势，但不显著。这表明，有机肥的施用，可以很大程度上促进土壤中可溶性盐分的降低，但对于某一土壤而言，土壤可溶性盐含量的明显降低并不是在短暂时间内可以实现的。其中，施用蚯蚓粪有机肥和石灰处理1个月时，土壤可溶性盐分含量最低，这可能是因为石灰和蚯蚓粪有机肥提高了土壤pH值，促进了青菜根系生长，吸收和消耗了土壤中的一部分可溶性盐分；另外，蚯蚓粪有机肥含有大量的微生物，可以改善土壤中盐分和养分的含量和状态，促进土壤盐分和养分的转化和吸收[13，14]。

2.4 不同处理对青菜植物学性状和产量的影响

由图1可知，在施用有机肥或有机肥+石灰以后，可以明显促进青菜株高增加，与T1处理相比，T2、T3、T4、T5、T6和T7处理青菜株高分别增加9.91%、18.02%、33.11%、

37.16%、14.86%和35.81%，这表明，蚯蚓粪单施、蚯蚓粪+石灰和茶渣+石灰有利于青菜生长。而对于青菜开展度的影响，以T4和T5处理最为明显，2个处理的青菜开展度分别为17.20、16.20 cm，但均与T1处理无显著性差异；鸡粪、茶渣有机肥均可促进植株株高增加，但效果不如蚯蚓粪有机肥。

开展度是表征作物在成熟期于自然状态下，上部枝叶所形成的最大宽度[15]。开展度越大，植物进行光合作用的区域也会变大，越有利于植物进行光合作用，进而促进产量增加。从图1C、D可以得知，蚯蚓粪有机肥的施用可以明显促进青菜生物量的增加，T4、T5处理青菜叶部和根部生物量分别为71.80、68.57 g和2.07、2.00 g，这2个处理之间无显著差异，但均高于其他处理。从植物生物量数据可以得出，3种有机肥对青菜的促进作用表现为蚯蚓粪有机肥>茶渣有机肥>鸡粪有机肥。

3 结论

试验结果表明，施用鸡粪、蚯蚓粪和茶渣有机肥均可以提高土壤pH值，其中蚯蚓粪+石灰的处理可以调节土壤pH值至最适青菜生长的范围。虽然各有机肥的施用均可以降低土壤EC值和可溶性盐分含量，但相较于T1处理，均不显著，表明想要达到更好的效果，需要长期施用。

从青菜的植物学性状表现可以看出，各有机肥可以促进青菜株高增加，其中蚯蚓粪和茶渣有机肥还可以促进青菜开展度增加，增强青菜的光合作用。从对青菜地上部和地下部生物量的影响来看，蚯蚓粪有机肥可以显著地促进青菜生物量的增加。

参考文献

[1] 张乃明.设施农业理论与实践[M].北京：化学工业出版社，2006.

[2] 张晓虎，李新平.设施农业土壤次生盐渍化研究进展[J].商洛学院学报，2008（22）：50-54.

[3] 曾晓萍，周军，曹光亮，等.江苏省设施蔬菜部分主要栽培品种[J].中国蔬菜，2014（1）：86-89.

[4] 李尚科，沈根祥，郭春霞，等.有机肥及秸秆对设施菜田次生盐渍化土壤修复效果研究[J].广东农业科学，2012（39）：60-62.

[5] 苏红.保护地土壤次生盐渍化形成原因、危害及防治措施[J].农业开发与装备，2015（3）：36-37.

[6] 沈根祥，杨建军，黄沈发，等.塑料大棚盐渍化土壤灌水洗盐对水环境污染负荷的研究[J].农业工程学报，2015（21）：124-127.

[7] 严昌荣，刘恩科，舒帆，等.我国地膜覆盖和残留污染特点与防控技术[J].农业资源与环境学报，2014（31）：95-102.

[8] 陶磊，褚贵新，刘涛，等.有机肥替代部分化肥对长期连作棉田产量、土壤微生物数量及酶活性的影响[J].生态学报，2014（34）：6 137-6 146.

[9] 鲍士旦.土壤农化分析[M].北京：中国农业出版社，2000.

[10] GuoJ， Liu X，Zhang Y， et al. Significant acidification in major Chinese croplands[J]. Science， 2010（327）： 1 008-1 010.

[11] 王见月，刘庆花，李俊良，等.胶东果园土壤酸度特征及酸化原因分析[J].中国农学通报，2010（26）：164-169.

[12] 于跃跃，王胜涛，金强，等.施用蚯蚓粪对草莓生长和土壤肥力的影响[J].中国农学通报，2014（30）：219-223.

[13] 胡亚林，汪思龙，黄宇，等.凋落物化学组成对土壤微生物学性状及土壤酶活性的影响[J].2005（10）：2 662-2 668.

[14] 李辉信，胡锋，仓龙，等.蚯蚓堆制处理对牛粪性状的影响[J].农业环境科学学报，2004（23）：588-593.

[15] 龚明霞，何铁光，董文斌，等.辣椒种质资源植株和果实性状的相关性及因子分析[J].辣椒杂志，2013（4）：1-5.

Abstract： The field experiment was set to investigate the effects of three organicmanures as chicken manure， tea residue， earthworm manure and lime on the soil secondary salinization remediation and pakchoi yield. The results showed that all the three organicmanures could enhance the soil pH value， and the earthworm manure mixed lime could improve the soil pH value to the optimal scope for pakchoi growth. The soil EC value and soluble salt content were both reduced with the organic manure used only in a short time， but the differences were not significant when compared with the control treatment. It could found that all of the three manures could enhance the plant height， and the earthworm and tea residue could also improve the plant width， which could enhance photosynthesis. For the pakchoi biomass， the earthworm manure played a more important role than the other two manures.

Key words： Facility vegetable soil； Secondary salinization； Manure； Remediation