不同腐殖土用量对野牛草生长的影响

王 磊，索琳娜，苏 鑫，许 宁，李 佳，梁丽娜*

（1.北京市农林科学院植物营养与资源研究所，北京 100097；2.河北省农业技术推广总站，河北石家庄 050000；3.河北省畜牧总站，河北石家庄 050000）

我国水土流失现象严重，农业面源污染造成水体富营养化，给农林业的可持续发展带来严重的影响，极大地阻碍了当地生态环境的良性循环［1-3］。目前农业面源污染防治采取的主要方法是植物篱和过滤带技术，而野牛草具有耐寒耐旱、生长迅速等特点，已经作为植物篱种植植物的主要品种，野牛草生物量影响着防控面源污染的效果［4-6］。腐殖土是通过动物粪便添加生物菌剂腐熟而得，是使用较为广泛的畜禽粪便循环利用的技术之一［7-9］。基于此，以鸡粪、秸秆为原料，堆肥得到腐殖土，通过添加不同量腐殖土，研究其对野牛草生物量的影响，为促进畜禽粪便再利用、防控面源污染提供一种新方法［10］。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验位于北京市农林科学院植物营养与资源研究所温室大棚中，盆栽试验土壤取自北京市密云区北庄镇朱家湾村面源污染生态防控基地，土壤的基本情况见 表1；腐殖土由面源污染生态防控基地养鸡场鸡粪通过添加生物菌剂发酵堆肥制成，腐殖土的基本情况见表2；试验植物为多年生野牛草。

表1 基础土壤的基本情况

表2 有机肥料（腐殖土）的基本情况

1.2 试验设计

试验于2020 年6—12 月进行，为了便于观测和控制试验条件，采用盆栽试验，花盆规格为上口径30 cm、下地径25 cm、高30 cm，按照试验设置先给每个塑料盆在底部铺上纱布，然后装入6 kg 土壤，轻轻压实。野牛草种子以每平方米30 g 的密度均匀播种到各个花盆中。种子萌发后，定期浇水，每盆浇水量相同。

试验共设5个不同的处理（T1、T2、T3、T4、CK），每个处理设3个重复。分别添加不同质量的腐殖土（T1：200 g，T2：300 g，T3：400 g，T4：500 g），对照不添加。

1.3 植物生物量测定

用自来水充分冲洗掉植物样品上的泥土和杂质，再用去离子水冲洗，用吸水纸吸干野牛草表面水分后，尽量保持其根部的完整性，放于烘箱中，105 ℃下杀青 30 min，在70 ℃下烘干至恒重，用电子天平（精度0.01 g）分别测其植物鲜重和干重［11］。

1.4 数据分析

应用EXCEL2010、SPSS13.0 软件分析处理观测所获得的数据。

2 结果与分析

2.1 不同处理对野牛草株高的影响

如图1 所示（图柱上不同小写字母表示差异达到5%的显著水平，下同），除T1 之外，不同处理之间株高与CK 相比呈显著性差异。株高大小顺序为T3 ＞T4＞T2 ＞T1 ＞CK。T1 比CK 高出26%，T2 比CK高出53%，T3 比CK 高出63%，T4 比CK 高出58%。T3、T4处理与T1、T2 处理呈显著差异（P＜0.05），T2 处理与CK 处理呈显著差异（P＜0.05），T1 处理与CK 无明显差异。

图1 不同处理对野牛草株高的影响

2.2 不同处理对野牛草地上部鲜重的影响

如图2 所示，不同处理之间与CK 相比，地上部鲜重呈显著性差异。就野牛草鲜重而言，T1 比CK 高出89%，T2 比CK 高出84%，T3 比CK 高出119%，T4 比CK高出118%。T3、T4处理与T1、T2处理呈显著差异（P＜ 0.05），T1、T2 处理与CK 处理呈显著差异（P＜0.05）。

图2 不同处理对野牛草地上部鲜重的影响

2.3 不同处理对野牛草地上部干重的影响

如图3 所示，不同处理之间与CK 相比地上部干重呈显著性差异。就干重来说，T1 比CK 高出73%，T2比CK 高出61%，T3 比CK 高出112%，T4 比CK 高出108%。T3、T4 处理与T1、T2 处理呈显著差异（P＜0.05），T1、T2 处理与CK 处理呈显著差异（P＜0.05）。

图3 不同处理对野牛草地上部干重的影响

结果表明：野牛草地上部干重随腐殖土的添加而增加，但在添加到400 g 时，野牛草生物量不再增加。

2.4 腐殖土添加量与野牛草生物量模型的建立

利用腐殖土处理对野牛草地上部分鲜质量数据进行拟合，得到的野牛草地上部分鲜质量（y）与腐殖土质量（x）的回归方程为：

由拟合结果（图4）可以看出，拟合曲线呈线形形状。由拟合曲线所得最佳腐殖土添加量，与T4 处理含量更为接近，符合试验实际情况，可知建立的模型存在实际意义。

图4 野牛草地上部鲜重与腐殖土添加量的关系

3 结论与讨论

本研究将秸秆粉碎后与鸡粪经过堆肥得到了腐殖土，并采用温室盆栽试验，探究不同腐殖土用量对野牛草生物量的影响。结果表明，施用不同量的腐殖土，对野牛草的生物量起到了一定的促进作用，但对野牛草的出苗率无显著影响。由于种子中储藏大量有机物和矿质元素，萌发初期可以满足植物生长的需求，不需要从外界获取营养物质，只需适宜的外界条件就能萌发。

本研究中，当腐殖土添加400 g 时，对野牛草的生长促进最为明显；在添加过多的腐殖土时，虽然可以对野牛草的生长起到促进作用，但增速放缓且生物量比添加腐殖土400 g时减少。

本研究中，腐殖土处理野牛草的平均株高显著高于CK，这是由于施用腐殖土之后，改善了土壤的通透性，为植物生长提供了充足的营养元素，有利于植物对营养元素的吸收和利用，使野牛草初期能迅速生长，随着营养元素的消耗及根系生长空间的限制，后期野牛草生长速度相对减小。腐殖土的加入，有效改善了土壤孔性，提高了土壤持水能力和供水水平；同时土壤改良剂中吸附的营养元素为植物生长提供了必备的养分，所包含的电荷离子，能较好地进行离子交换，从而提高了土壤营养元素的利用效率，加速了植物的生长发育。

添加腐殖土后，野牛草的地上部生物量显著提高，生物量的大小顺序为T3 ＞T4 ＞T1 ＞T2，试验发现，不同腐殖土用量对野牛草生物量的影响呈显著性差异，野牛草生物量随腐殖土的添加而增加，但是效果逐渐缓慢。因此，从经济和生态效益分析来看，每1 kg 土最高添加腐殖土为66 g，之后效果就会逐渐减弱。也就是说，腐殖土的最适添加比例为3%～6%。

本研究建立了腐殖土添加量与野牛草地上部分鲜量的拟合模型，预测了最佳的腐殖土含量，为腐殖土的循环利用提供了可行性。本研究拟合出的模型，只将腐殖土添加量作为单一变量因子，其他因子的影响未考虑，因此拟合结果具有一定的局限性和特异性，后续研究应综合其他影响因子进行分析［12］。此外，本研究采用温室盆栽试验进行了分析，对于所制备的腐殖土的大田应用还有待于进一步研究。