蚯蚓养殖对吹填土的改良效果

李霞 张志华 田书温 付念 郭琮琮 刘洪庆

摘    要：通過蚯蚓养殖田间对比试验，研究蚯蚓养殖对吹填土土壤理化性质的影响。结果表明，与养殖蚯蚓的对照区相比，养殖蚯蚓的试验区土壤含盐量降低70.00%，表层土壤容重降低22.56%，非毛管孔隙度提高5.71个百分点，渗透率提高5.55 mm·h-1，土壤全氮、有效磷、速效钾、有机质分别提高了74.58%，230.76%，60.48%，103.80%。可见，养殖蚯蚓可有效降低吹填土含盐量，同时可有效改善土壤养分及物理结构。

关键词：吹填土;蚯蚓养殖;土壤性质

中图分类号：S156      文献标识码：A       DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2019.01.019

Abstract： This study aimed to explore effects of earthworms on soil physical and chemical properties in coastal dredger fill. The field comparison test was carried out through the treatment with earthworms and the treatment without earthworms. The results showed that compared with the treatment without earthworms， the treatment with earthworms could increase the soil non-capillary porosity content by 5.71 percentages， the soil permeability by 5.55 mm·h-1， the soil total nitrogen content by 74.58%， the available phosphorus by 230.76%， the available potassium by 60.48%， the soil organic matter by 103.80%， and dicrease the soil salinity by 70.00% on average， the soil bulk density by 22.56%. In conclusion， earthworms could be dcreased soil salinity， and also could be effectively improved soil nutrient and physical structure.

Key words： coastal dredger fill; earthworms; soil properties

吹填土是沿海在整治和疏通航道时，用挖泥船把江河和港口底部的泥砂通过水力吹填造陆而形成的沉积土[1]，具有质地黏重、结构性差、盐碱含量高以及自然脱盐率低的特点，严重制约了吹填土在城市和生态建设方面的应用[2]。采用科技手段对吹填土进行改良是其应用于生态建设的前提，但吹填土改良困难[3]，目前主要通过客土改良[4]。

天津海林生态建设股份公司多年致力于盐碱滩地的原土改良与植被构建的技术研发与工程施工，对吹填土综合改良绿化技术进行了大量实践[5-6]，采取“节水型盐碱滩地物理-化学-生物综合改良与植被构建技术”，实行水利工程措施、农业耕作措施和生物化学措施相互结合的综合治理方法，并取得了显著效果[7-10]。目前，在微生物改良基础上拟引进土壤动物改良。蚯蚓是常见的土壤动物，其通过不断地纵横钻洞和吞土排粪等生命活动，不仅能改变土壤的物理性质，而且还能改变土壤的化学性质[11-12]。

本研究在海林吹填土局部改良基础上，通过开展吹填土林下蚯蚓养殖试验，研究其对吹填土的改良效果，旨在为吹填土改良提供理论基础与技术支持。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验地位于天津市临港产业区纬二路的海林生态园内，原始土壤为吹填土，试验所在地经海林技术完成了树穴局部改良并种植苗木1年。试验区域气候属于暖温带半湿润大陆性季风气候，年平均降水量为604.3 mm，主要集中在夏季，约占全年降水量的76%，蒸发量1 602 mm。

1.2 试验材料

试验所用蚯蚓为赤子爱胜蚓（太平2号）品种，引自天津市大港区东河筒村天津海林蚯蚓养殖基地。蚯蚓床材料为牛粪，其性质如表1所示。

1.3 试验设计

选择经海林技术完成了树穴局部改良并种植苗木1年后的地块，分为试验区和对照区。试验区与对照区分别宽20 m、长100 m，种植品种为白榆，株行距为2 m×2 m。试验区于2015年春季在林下行间吹填土未改良区铺设蚯蚓床养殖蚯蚓，把未经发酵的牛粪做成高 15～20 cm，宽 100～150 cm的蚯蚓床，引入蚯蚓种，盖好稻草，铺设微喷带，遮光保湿;对照区林下行间吹填土未改良区未铺设蚯蚓床未进行蚯蚓养殖，苗木常规管理。试验前试验区与对照区林下行间吹填土未改良区土壤理化性质如表2所示。试验进行1年后（2016年6月）分别对试验区及对照区于穴内穴外取土样，检测土壤理化性状。

1.4 测定项目及方法

采用土钻取土样，风干，磨碎，过2 mm筛，制备1∶5土水比浸提液，测定其全盐含量和pH值。全盐含量采用质量法进行测定;pH值采用pHS-3C型pH计和E-201-C型pH复合电极测定（上海精密科学仪器有限公司雷磁仪器厂生产）。土壤容重、渗透率、非毛管孔隙度等采用环刀法测定。土壤全氮用半微量凯氏法测定;水解氮用碱解-扩散法测定;有效磷用碳酸氢钠浸提法测定;速效钾用乙酸铵浸提-火焰光度法测定。

1.5 数据处理

试验数据处理和作图采用Microsoft Excel 2007软件。

2 结果与分析

2.1 蚯蚓养殖对吹填土含盐量的影响

从图1可以看出，穴内试验区与对照区各土层吹填土含盐量无明显差异，而穴外各土层试验区吹填土含量盐显著低于对照区。与对照区土壤相比，试验区穴外0～30 cm、30～60 cm土层土壤含盐量分别降低76.10%，63.89%。说明蚯蚓养殖可有效降低吹填土含盐量，可能是因为一方面蚯蚓养殖期间需要喷灌保持蚯蚓床湿润，此部分水分利于盐分淋出;另一方面蚯蚓床的覆盖抑制了秋冬季盐分的上升。

2.2 蚯蚓养殖对吹填土pH值的影响

从图2可以看出，穴内、穴外试验区吹填土pH值均显著高于对照区。与对照区土壤相比，试验区穴内各土层土壤pH值分别升高2.80%，2.13%，试验区穴外各土层土壤pH值分别升高5.82%，5.79%。说明蚯蚓养殖可使吹填土pH值升高，可能是因为蚯蚓床所用材料牛粪pH值较高，经灌溉淋溶作用将碱性物质带入了吹填土。

2.3 蚯蚓养殖对吹填土容重的影响

从图3可以看出，穴内试验区与对照区吹填土容重间无明显差异，而穴外试验区吹填土容重显著低于对照区。与对照区土壤相比，试验区穴外土壤容重降低22.56%。说明蚯蚓养殖可有效降低吹填土容重。

2.4 蚯蚓养殖对吹填土非毛管孔隙度的影响

从图4可以看出，穴内试验区与对照区吹填土非毛管孔隙度间无明显差异，而穴外试验区吹填土非毛管孔隙度显著高于对照区;与对照区土壤相比，试验区穴外土壤非毛管孔隙度提高5.71个百分点。说明蚯蚓养殖可有效改善吹填土非毛管孔隙度。

2.5 蚯蚓养殖对吹填土渗透率的影响

从图5可以看出，穴内试验区与对照区吹填土渗透率无明显差异，而穴外试验区吹填土渗透率显著高于对照区;与对照区土壤相比，试验區穴外土壤渗透率提高了5.55 mm·h-1。说明蚯蚓养殖可有效改善吹填土渗透率。

2.6 蚯蚓养殖对吹填土养分的影响

从表3可以看出，穴内试验区与对照区吹填土养分无明显差异，而穴外试验区吹填土表层养分显著高于对照区;与对照区土壤相比，试验区穴外表层土壤全氮、有效磷、速效钾、有机质分别提高了74.58%，230.76%，60.48%，103.8%，水解氮降低了28.99%。说明蚯蚓养殖可有效改善吹填土全氮、有效磷、速效钾、有机质含量，但对水解氮有淋失作用。

3 结 论

本研究表明，蚯蚓养殖能有效降低吹填土的含盐量，同时使pH值升高，为能控制吹填土盐碱，建议注意蚯蚓床材料的酸碱性。养殖蚯蚓可降低吹填土土壤密度，增加土壤非毛管孔隙度，提高土壤渗透速率，对吹填土结构有明显的改善作用。原土改良和客土改良均能有效提高吹填土表层土壤养分含量，尤其是有机质、全氮及有效磷含量。

参考文献：

[1]刘莹， 王清， 肖树芳.不同地区吹填土基本性质对比研究[J].岩土工程技术， 2003（4）：197-200.

[2]王晓颖， 赵秀芳， 王振宇， 等. 室内淋洗条件下脱硫石膏对滨海吹填土理化性质的影响[J].水土保持学报， 2012（1）： 120-123.

[3]张兴， 赵凌云， 皮学杰. 枯枝碎屑对吹填土的脱盐效果[J]. 安徽农业科学， 2017， 45（1）： 73-75.

[4]李寿冰， 崔焕岗， 郇庆国， 等. 客土绿化种植模式在滨海盐碱地园林工程中的应用[J]. 安徽农业科学， 2011， 39（19）：11612-11614.

[5]张蕊， 刘洪庆， 高雅星， 等.土壤调理剂对滨海吹填土的改良效应[J]. 中国土壤与肥料， 2014（5）： 27-31.

[6]李霞， 张志华， 韩桂鸥， 等.土壤调理剂对滨海吹填土脱盐过程及效果的影响[J]. 天津农业科学，2017， 23（10）： 84-88.

[7]毛建华， 郑托， 刘太祥， 等. 浙江温州瓯江口新区新围涂地治理对策及改良绿化技术研究[J]. 天津农业科学，2015， 21（8）： 1-5.

[8]毛建华，刘太祥.曹妃甸填海造地新陆地的土壤及其改良与绿化[J].天津农业科学， 2010，16（2）：1-4.

[9]冯国梧. 围海造田吹填土摇身一变成绿洲 [N]. 科技日报， 2010-10-09.

[10]许晓静， 刘洪庆， 张蕊， 等. 天津临港吹填土植被生态重建中土壤改良及绿化技术研究[J]. 安徽农业科学， 2016， 44（10）： 82-84.

[11]曾郁珉， 周跃华， 李萍翠， 等. 蚯蚓对西南桦林地土壤及林木的影响[J]. 东北林业大学学报， 2010， 38（9）： 48-49.

[12]韩桂鸥， 李霞， 刘洪庆， 等. 林下养殖蚯蚓对盐碱地土壤和苗木生长的影响[J]. 天津农业科学， 2016， 22（4）： 79-82.

收稿日期：2018-08-01

作者简介：李霞（1986—），女，河北阜平人，农艺师，硕士，主要从事土壤盐碱地改良与植构建、生态农业等方面的研究。

通讯作者简介：刘洪庆（1970—），男，天津人，高级工程师，硕士，主要从事盐碱地改良及绿化等方面的研究。