施用滤泥对土壤肥力的影响

练雪萌，陈海悦，耿 贵，王宇光，於丽华

(黑龙江大学现代农业与生态环境学院，哈尔滨 150080)

0 引言

滤泥是制糖企业在利用甘蔗、甜菜制糖过程中产生的一种副产品，滤泥中富含有机质、碳酸钙、碳酸镁、氮磷钾、镁、锰、铁、锌、铜及多种营养元素等[1-5]。糖厂每生产1吨糖，要排出约1吨的滤泥[6]，我国在2020年糖料产量为12 014万吨，其生产加工产生的滤泥更是一个巨大的数字。它们的存在不仅占用场地而且在存放过程中会出现发霉、变质等情况对环境造成侵害[7-8]。因此，对滤泥的处理是目前制糖工业可持续发展急需解决的问题之一。

滤泥具有来源广、价格低等特点，是一种很好的有机肥原料。虎玉森等[9]通过研究发现，滤泥中含有丰富的氮磷及有机质，滤泥的营养成分比农村常用的农家土粪的营养要高，在滤泥中加入适量的Mn、Zn微量元素等，可以制成甜菜专用肥。郭志刚[10]根据糖厂三废(滤泥、废液、煤灰)所含的化学成分，添加一定的微量元素来制成有机复合肥，不仅能实现“废物”的还田再利用，而且还能改良土壤的结构并在一定程度上提高作物产量。樊保宁等人发现[11]在一定的范围内，土壤肥力和有机质越低的地块，施加滤泥有机、无机复混肥料的促进作用效果明显。

且不同作物所需的土壤条件不同。林斯强[12]研究表明在酸性土壤中施加滤泥能提高土壤的pH值，增加土壤有机质含量、改善土壤的速效养分，提高大麦的产量。李任任等[13]用酸性黑土开展甜菜盆栽试验也表明，滤泥能提高土壤有效养分和pH值，促进甜菜幼苗生长。秦芳等[14]研究得出施用甘蔗滤泥有机—无机复混肥提高了土壤肥力、土壤有效磷、有机质，极显著地提高了甘蔗的产量。苏天明等[15]通过研究不同复合肥和甘蔗滤泥有机肥的配比得出施用50%复合肥+50%甘蔗滤泥生物有机肥的茄子产量高、性状好，为将甘蔗滤泥生物有机肥应用于蔬菜生产中提供了很好的参考价值。

目前，对于将滤泥作为饲料、作为原料制造有机肥的研究较多，而关于施加甜菜滤泥对土壤理化性质影响的研究则较少。仅有的研究表明[16-18]施用甜菜糖滤饼和糖蜜可以提高土壤钙、镁、钾的有效性，能够提供微量营养元素，且以生物固体和滤饼为基料的有机无机肥对土壤中磷、锰等有一定的增产作用。为了全面了解施加滤泥对土壤理化性质的影响，本文以甜菜滤泥为试验材料，通过对土壤的pH、有机质、营养元素、过氧化氢酶和磷酸酶活性等指标进行测定，探究滤泥不同施用量，对不同培养时间土壤肥力的影响，为甜菜生产以及制糖厂甜菜滤泥的再利用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验土壤为哈尔滨市黑龙江大学呼兰校区中性黑土。滤泥来自依安东方瑞雪糖业有限责任公司，pH9.26。

1.2 试验设计

在黑龙江大学农作物研究院光照培养室进行滤泥土培试验。滤泥使用前经过风干、磨细、过筛(0.25 mm和1 mm)处理。本试验共设置6个处理，分别是对照组CK(不施加滤泥)和5组滤泥不同施用量处理(滤泥在土壤中占比分别为1%、3%、5%、7%、9%)，每盆统一放置900克滤泥混合土壤，每个处理设置三个重复。各处理每天定时浇等量的水，保持土壤含水量一致。培养期间光照培养室光照/夜晚温度为26℃/20℃，相对湿度为40%～50%。进行为期120天的培养，并在培养不同时期(0、20、40、60、120天)时分别收取、保存土样并测定相关指标。

1.3 测定方法

按鲁如坤等[19]的方法进行土壤相关指标的测定。土壤pH采用电位法测定；土壤有效无机氮采用氧化镁-代氏合金蒸馏法测定方法；土壤有效磷采用碳酸氢钠法测定；有效钾采用火焰分光光度计法测定；有效镁、钙、锰采用原子吸收分光光度法测定，土壤有效铁、铜、锌采用DTPA浸提-原子吸收分光光度法测定；土壤有机质采用水合热重铬酸钾氧化-比色法测定；土壤磷酸酶活性采用磷酸苯二钠比色法测定[20-21]；土壤过氧化氢酶活性采用高锰酸钾滴定法测定[21-22]。

1.4 数据计算与统计分析

采用Microsoft Excel 2013进行数据整理与作图；用IBM SPSS statistics20.0软件对指标数据进行显著性检验分析(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 滤泥对土壤pH值、有机质含量的影响

图1-a为中性黑土施加滤泥不同量下土壤pH值的变化情况。由图1-a可知，施用滤泥处理土壤pH均显著上升(P<0.05)；滤泥施用量3%以上处理与滤泥施用量1%处理相比较显著提高了土壤pH(P<0.05)；滤泥量为3%、5%、7%、9%的处理相互之间土壤pH值无显著变化(P>0.05)。滤泥量为1%时土壤pH与CK组相比在各个培养时期(0、20、40、60、120天)分别提高了0.82、0.86、1.01、1.00和0.94；滤泥量为3%时土壤pH与CK组相比在各个培养时期(0、20、40、60、120天)分别提高了0.95、0.99、1.17、1.17和1.04；滤泥量为9%时土壤pH达到最大值，分别较CK组土壤pH值提高了0.95、1.10、1.23、1.22和1.14。

随着培养时间的延长，CK处理土壤pH于不同培养时期无显著变化(P>0.05)；施用滤泥处理(1%、3%、5%、7%和9%)的土壤pH均呈现先上升后下降趋势，且上升和下降趋势均达到显著水平(P<0.05)，在培养40～60天时土壤pH达到最高值。施用滤泥处理在培养60天的土壤pH值分别较培养0天的土壤pH增加了0.02、0.20、0.24、0.28、0.29和0.29，培养120天的土壤pH较培养0天时的土壤pH分别增加了0.02、0.13、0.11、0.19、0.19和0.21。

图1-b为中性黑土施加滤泥不同量下土壤有机质含量的变化情况。由图1-b可知，施用滤泥处理土壤有机质含量均显著上升(P<0.05)；滤泥量为CK、1%、3%的处理互相之间土壤有机质含量无显著变化(P>0.05)；滤泥施用量5%以上处理与滤泥施用量3%处理相比较显著提高了土壤有机质含量(P<0.05)。滤泥量为3%时土壤有机质含量与CK组相比在各个培养时期(0、20、40、60、120天)分别增加了1.79%、2.08%、1.93%、2.38%和2.08%；滤泥量为5%时土壤有机质含量与CK组相比在各个培养时期(0、20、40、60、120天)分别增加了4.77%、5.35%、4.89%、5.05%和5.05%；滤泥量为9%时土壤有机质含量达到最大值，分别较CK组土壤有机质含量增加了9.24%、9.81%、9.34%、9.81%和9.51%。

随着培养时间的延长，CK、3%、5%、7%和9%处理于不同培养时期土壤有机质含量有上升趋势但无显著变化(P>0.05)，施用滤泥量为1%时，培养120天的土壤有机质含量与培养0天时相比呈现显著上升(P<0.05)。培养120天的土壤有机质含量分别较培养0天的土壤有机质含量增加了0.30%、1.19%、0.59%、0.57%、0.28%和0.55%。

2.2 滤泥对土壤大量元素含量的影响

滤泥富含丰富的营养元素，图2-a为中性黑土施加滤泥不同量下土壤有效无机氮含量的变化情况。由图2-a可知，施用滤泥处理土壤有效无机氮含量均显著上升(P<0.05)；滤泥施用量3%以上处理与滤泥施用量1%处理相比较显著提高了土壤有效无机氮含量(P<0.05)，滤泥施用量7%和9%处理与滤泥施用量3%处理相比较亦显著提高了土壤有效无机氮含量(P<0.05)，滤泥量为7%、9%处理之间土壤有效无机氮含量无显著变化(P>0.05)。滤泥量为3%时土壤有效无机氮含量与CK组相比在各个培养时期(0、20、40、60、120天)分别增加了28.50%、24.55%、30.13%、30.62%和31.45%；滤泥量为9%时土壤有效无机氮含量达到最大值，分别较CK组土壤有效无机氮含量增加了54.67%、50.00%、54.37%、58.67%和61.64%。

图2 不同滤泥量处理在不同培养时期对土壤无机氮、有效磷、有效钾含量的影响Fig.2 Effects of different filter mud treatments on soil inorganic nitrogen, available phosphorus and available potassium content in different cultivation periods

随着培养时间的延长，CK处理土壤有效无机氮含量于不同培养时期有增加趋势但无显著变化(P>0.05)；施用滤泥处理(1%、3%、5%、7%和9%)的土壤有效无机氮含量于不同培养时期均显著上升(P<0.05)，培养40天以上时土壤有效无机氮含量与培养0天时土壤有效无机氮含量相比上升显著(P<0.05)，在培养120天时土壤有效无机氮含量达到最大值。各处理在培养40天的土壤有效无机氮含量分别较培养0天的有效无机氮含量增加了7.01%、6.03%、8.36%、9.68%、9.84%和6.80%；培养120天的土壤有效无机氮含量较培养0天的土壤有效无机氮含量分别增加了11.45%、18.32%、14.00%、16.13%、18.85%和16.47%。

图2-b为中性黑土施加滤泥不同量下土壤有效磷含量的变化情况。由图2-b可知，施用滤泥处理土壤有效磷含量均显著上升(P<0.05)；滤泥施用量3%以上处理与滤泥施用量1%处理相比较显著提高了土壤有效磷含量(P<0.05)；滤泥施用量为7%、9%处理与3%处理相比亦显著提高了土壤有效磷含量(P<0.05)；滤泥量为7%、9%处理之间土壤有效磷含量无显著变化(P>0.05)。滤泥量为3%时土壤有效磷含量与CK组相比在各个培养时期(0、20、40、60、120天)分别提高了28.61%、18.67%、19.29%、20.27%和37.76%；滤泥量为9%时土壤有效磷含量达到最大值，分别较CK组土壤有效磷含量增加了85.83%、56.02%、64.31%、55.74%和73.35%。

随着培养时间的延长，土壤有效磷含量于不同培养时期呈现先上升后下降趋势，且上升和下降趋势整体均达到显著水平(P<0.05)，各处理(CK、1%、3%、5%、7%、9%)在培养20天时土壤有效磷含量达到最大值。各处理在培养20天时土壤有效磷含量分别较培养0天时土壤有效磷含量增加了31.34%、29.13%、21.19%、15.40%、8.77%和10.26%；培养120天时土壤有效磷含量达到最小值，分别较培养0天时土壤有效磷含量降低了13.47%、9.62%、7.32%、16.40%、17.66%和19.28%。

图2-c为中性黑土施加滤泥不同量下土壤有效钾含量的变化情况。从图2-c中可知，在培养0天时各处理(1%、3%、5%、7%、9%)与CK组处理相比土壤有效钾含量无显著变化(P>0.05)，在培养20、40、60、120天时，施用滤泥量为7%、9%处理与CK组处理相比显著提高了土壤有效钾含量(P<0.05)，7%与9%处理之间土壤有效钾含量无显著变化(P>0.05)。滤泥量为9%时土壤有效钾含量达到最大值，分别较CK组土壤有效钾含量提高了2.77%、4.85%、5.02%、7.05%和7.28%。

随着培养时间的延长，土壤有效钾含量于培养20、40天与培养0天相比土壤有效钾含量有上升趋势，但未达到显著水平(P>0.05)，培养60、120天与培养40天相比显著提高了土壤有效钾含量(P<0.05)，在培养120天时土壤有效钾含量达到最大值。各处理在培养40天时土壤有效钾含量分别较培养0天的土壤有效钾含量增加了1.03%、2.15%、1.91%、2.84%、1.35%和3.24%；培养60天的土壤有效钾含量较培养0天的土壤有效钾含量分别增加了2.68%、3.51%、5.01%、7.69%、6.22%和6.96%；培养120天的土壤有效钾含量分别较培养0天的土壤有效钾含量增加了8.23%、9.95%、11.38%、11.41%、11.50%和12.98%。

2.3 滤泥对土壤中、微量元素含量的影响

图3-a为中性黑土施加滤泥不同量下土壤有效钙含量的变化情况。由图3-a可知，施用滤泥处理土壤有效钙含量均显著上升(P<0.05)；滤泥施用量3%以上处理与滤泥施用量1%处理相比较显著提高了土壤有效钙含量(P<0.05)；滤泥施用量为3%、5%、7%处理相互之间土壤有效钙含量无显著变化(P>0.05)；滤泥施用量为9%处理与滤泥施用量为3%处理相比显著提高了土壤有效钙含量(P<0.05)。滤泥量为3%时土壤有效钙含量与CK组相比在各个培养时期(0、20、40、60天)分别增加了29.22%、33.01%、32.24%和28.79%；滤泥量为9%时土壤有效钙含量达到最大值，分别较CK组土壤有效钙含量增加了31.58%、35.89%、34.52%和32.58%。

随着培养时间的延长，滤泥施用量为1%处理土壤有效钙含量于不同培养时期有下降趋势但无显著变化(P>0.05)；施用滤泥量为(3%、5%、7%、9%)的土壤有效钙含量均显著下降(P<0.05)；各处理(CK、1%、3%、5%、7%、9%)在培养60天时土壤有效钙含量达到最小值。各处理在培养60天时土壤有效钙含量分别较培养0天的土壤有效钙含量降低了3.68%、2.33%、4.01%、3.92%、3.39%和2.95%。

图3-b为中性黑土施加滤泥不同量下土壤有效镁含量的变化情况。由图3-b可知，施用滤泥处理土壤有效镁含量均显著上升(P<0.05)；施用滤泥量5%以上处理与施用滤泥量3%处理相比显著提高了土壤有效镁含量(P<0.05)；滤泥量为3%时土壤有效镁含量与CK组相比在各个培养时期(0、20、40、60天)分别提高了3.73%、3.15%、3.31%和1.78%；滤泥量为5%时土壤有效镁含量与CK组相比在各个培养时期(0、20、40、60天)分别提高了5.72%、5.22%、4.99%和4.81%；滤泥量为9%时土壤有效镁含量达到最大值，分别较CK组土壤有效镁含量增加了8.20%、7.81%、7.86%和7.62%。

图3 不同滤泥量处理在不同培养时期对土壤中有效钙、镁、铁、铜、锰、锌含量的影响Fig.3 Effects of different filter mud treatments on the contents of available calcium, magnesium, iron, copper, manganese and zinc in soil at different cultivation periods

随着培养时间的延长，滤泥施用量为CK、1%、3%、5%和9%处理土壤有效镁含量于不同培养时期有上升趋势，但未达到显著水平(P>0.05)；滤泥施用量为7%在培养120天时土壤有效镁含量与培养0天时相比增加显著(P<0.05)，CK、1%、5%、7%和9%处理在培养60天时土壤有效镁含量达到最大值，分别较培养0天时土壤有效镁含量增加了1.89%、1.35%、1.02%、1.76%和1.34%；而3%处理在培养40天时土壤有效镁含量达到最大值，较培养0天的土壤有效镁含量增加了0.99%。

图3-c为中性黑土施加滤泥不同量时土壤有效铁含量的变化情况。由图3-c可知，施用滤泥处理土壤有效铁含量均显著下降(P<0.05)；滤泥施用量1%以上处理与CK组相比显著降低了土壤有效铜含量(P<0.05)；滤泥量为3%、5%、7%、9%的处理相互之间土壤有效铜含量无显著变化(P>0.05)。滤泥量为1%时土壤有效铜含量与CK组相比在各个培养时期(0、20、40、60天)分别降低了6.23%、5.93%、11.02%和9.17%；滤泥量为3%时土壤有效铜含量与CK组相比在各个培养时期(0、20、40、60天)分别降低了16.48%、11.25%、14.99%和10.89%；滤泥量为9%时土壤有效铜含量与CK组相比在各个培养时期(0、20、40、60天)分别降低了18.10%、6.28%、10.15%和7.33%。

随着培养时间的延长，各处理(CK、1%、3%、5%、7%和9%)的土壤有效铁含量于不同培养时期均显著上升(P<0.05)；培养20、40、60天与培养0天时相比均显著增加了土壤有效铁含量(P<0.05)；培养20、40、60天之间土壤有效铁含量亦达到显著水平(P<0.05)；土壤有效铁含量在培养60天时达到最大值。培养20天的土壤有效铁含量分别较培养0天的土壤有效铁含量增加了4.43%、4.78%、10.97%、18.84%、21.76%和19.51%；培养60天的土壤有效铁含量分别较培养0天土壤有效铁含量增加了16.78%、13.12%、24.59%、34.79%、33.86%和32.14%。

图3-d为中性黑土施加滤泥不同量时土壤有效铜含量的变化情况。由图3-d可知，土壤有效铜含量在培养20天时于不同滤泥量处理无显著变化(P>0.05)；在培养0、40、60天时土壤有效铜含量于不同滤泥量处理下均显著下降(P<0.05)，滤泥施用量为5%以上处理时与CK处理相比显著降低了土壤有效铜含量(P<0.05)，滤泥量为5%、7%、9%的处理相互之间土壤有效铜含量无显著变化(P>0.05)。滤泥量为5%时土壤有效铜含量与CK组相比在各个培养时期(0、20、40、60)分别降低了10.43%、10.37%、12.28%和11.42%；滤泥量为9%时土壤有效铜含量达到最小值，分别较CK组土壤有效铜含量降低了12.48%、8.77%、15.43%和15.35%。

随着培养时间的延长，土壤有效铜含量均显著上升(P<0.05)。各处理培养20天以上土壤有效铜含量与培养0天时相比增加显著(P<0.05)；培养20、40、60天相互之间土壤有效铜含量无显著变化(P>0.05)；在培养60天时土壤有效铜含量达到最大值。培养20天土壤有效铜含量分别较培养0天的土壤有效铜含量增加了33.44%、29.29%、25.19%、33.54%、41.60%和39.09%；在培养60天时的土壤有效铜含量较培养0天时的土壤有效铜含量分别提高了46.48%、45.02%、43.46%、44.86%、42.61%和41.67%。

图3-e为中性黑土施加滤泥不同量下土壤有效锰含量的变化情况。由图3-e可知，施用滤泥处理土壤有效锰含量均显著上升(P<0.05)。滤泥施用量为1%、3%、5%处理土壤有效锰含量与CK组相比有上升趋势，但未达到显著水平(P>0.05)；滤泥量为7%、9%处理与CK组处理相比显著提高了土壤有效锰含量(P<0.05)，7%、9%处理相互之间土壤有效锰含量无显著变化(P>0.05)；滤泥量为5%时土壤有效锰含量与CK组相比在各个培养时期(0、20、40、60天)分别提高了8.42%、6.45%、8.94%和8.14%；滤泥量为9%时土壤有效锰含量达到最大值，分别较CK组土壤有效锰含量增加了18.37%、12.28%、19.36%和18.13%。

随着培养时间的延长，土壤有效锰含量均显著下降(P<0.05)。施用滤泥处理在培养20天以上土壤有效锰含量与培养0天相比显著降低了土壤有效锰含量(P<0.05)，培养60天时土壤有效锰含量与培养20天时土壤有效锰含量相比亦显著降低(P<0.05)，培养60天时土壤有效锰含量达到最小值。培养20天时各处理(CK、1%、3%、5%、7%和9%)土壤有效锰含量与培养0天时土壤有效锰含量相比分别降低了7.47%、5.36%、4.97%、9.15%、9.33%和12.23%；培养60天时土壤有效锰含量分别较培养0天时土壤有效锰含量降低了35.21%、34.44%、33.01%、35.38%、35.62%和35.34%。

图3-f为中性黑土施加滤泥不同量时土壤有效锌含量的变化情况。由图3-f可知，施用滤泥处理土壤有效锌含量均显著上升(P<0.05)；在培养0、40、60天时滤泥施用量5%以上处理与滤泥施用量3%处理相比显著提高了土壤有效锌含量(P<0.05)；在培养20天时CK、1%、3%、5%、7%处理相互之间土壤有效锌含量无显著变化，滤泥施用量9%处理与滤泥施用量7%处理相比土壤有效性含量上升显著(P<0.05)；滤泥施用量为3%时土壤有效锌含量与CK组相比在各个培养时期(0、20、40、60天)分别提高了12.12%、4.17%、3.72%和4.74%；滤泥量为9%时土壤有效锌含量达到最大值，分别较CK组土壤有效锌含量增加了23.67%、16.50%、11.70%和10.49%。

随着培养时间的延长，CK、1%处理土壤有效锌含量于不同培养时期无显著变化(P>0.05)，施用滤泥(3%、5%、7%、9%)处理在培养20天以上土壤有效锌含量与培养0天时土壤有效锌含量相比显著下降(P<0.05)，培养20、40、60天相互之间土壤有效锌含量无显著变化(P<0.05)，培养60天时土壤有效锌含量达到最小值。各处理(CK、1%、3%、5%、7%、9%)在培养20天时土壤有效锌含量分别较培养0天时土壤有效锌含量降低了0.46%、0.43%、7.52%、10.43%、10.74%和6.23%；培养60天的土壤有效锌含量分别较培养0天的土壤有效锌含量分别降低了3.21%、3.61%、9.59%、12.40%、12.29%和13.52%。

2.4 滤泥对土壤磷酸酶活性的影响

下图为中性黑土施加滤泥不同量时土壤磷酸酶活性的变化情况。如图所示，施用滤泥处理土壤磷酸酶活性均显著降低(P<0.05)；滤泥施用量1%以上处理与CK组处理相比土壤磷酸酶活性显著降低(P<0.05)；滤泥量为5%、7%、9%的处理相互之间土壤磷酸酶活性无显著变化(P>0.05)。滤泥量为1%时土壤磷酸酶活性与CK组相比在各个培养时期(0、20、40、60、120天)分别降低了4.97%、25.56%、31.04%、17.67%和23.42%；滤泥量为9%时土壤磷酸酶活性达到最小值，分别较CK组土壤磷酸酶活性降低了19.90%、34.22%、43.26%、24.92%和33.99%。

随着培养时间的延长，CK处理磷酸酶活性于不同培养时期呈现先上升后下降趋势，且上升和下降均达到显著水平(P<0.05)，在培养40天时达到最大值，培养120天时达到最小值；施用滤泥量1%以上处理土壤磷酸酶活性于不同培养时期均呈现先下降后上升再下降趋势，且趋势均达到显著水平(P<0.05)，在土壤培养120天时土壤磷酸酶活性达到最小值。培养40天时土壤磷酸酶活性分别较培养0天时土壤磷酸酶活性降低了18.37%、17.47%、11.53%、12.20%和20.33%；施加滤泥(1%、3%、5%、7%、9%)处理培养60天时土壤磷酸酶活性分别较培养0天时土壤磷酸酶活性降低了11.33%、9.92%、4.59%、5.61%和4.07%；培养120天时土壤磷酸酶活性分别较培养0天时土壤磷酸酶活性降低了35.88%、39.00%、35.23%、34.08%和34.44%。

图4 不同滤泥量处理在不同培养时期对土壤磷酸酶活性的影响Fig.4 Effects of different filter mud treatments on soil phosphatase activity in different cultivation periods

2.5 滤泥对土壤过氧化氢酶活性的影响

下图为中性黑土施加滤泥不同量时土壤过氧化氢酶活性的变化情况。如图所示，施用滤泥处理土壤过氧化氢酶活性均显著上升(P<0.05)；滤泥施用量7%以上处理与CK组相比显著提高了土壤过氧化氢酶活性(P<0.05)。滤泥量为7%时土壤过氧化氢酶活性与CK组相比在各个培养时期(0、20、40、60、120天)分别提高了14.22%、3.77%、6.97%、4.33%和4.70%；滤泥量为9%时土壤过氧化氢酶活性达到最大值，分别较CK组土壤过氧化氢酶活性提高了16.81%、5.25%、7.11%、6.24%和5.95%。

随着培养时间的延长，施用滤泥处理(CK、1%)土壤过氧化氢酶活性于不同培养时期呈现先上升后下降趋势，且上升趋势达到显著水平(P<0.05)；施用滤泥(3%、5%、7%、9%)处理的土壤过氧化氢酶活性于不同培养时期均呈现先降低后升高再降低趋势，且趋势均达到显著水平(P<0.05)。施用滤泥(3%、5%、7%、9%)处理在培养20天时土壤过氧化氢酶活性达到最小值，分别较培养0天时土壤过氧化氢酶活性降低了5.62%、6.16%、9.01%和9.77%；培养120天时土壤过氧化氢酶活性较培养0天时的土壤过氧化氢酶活性分别降低了5.89%、6.09%、7.59%和8.56%。

图5 不同滤泥量处理在不同培养时期对土壤中过氧化氢酶活性的影响Fig.5 Effects of Different Filter Mud Treatments on Catalase Activity in Soil at Different Cultivation Periods

3 讨论

作物的生长需要吸收土壤中的养分，因此向土壤中补充肥料是维持土壤养分的关键，响应资源回收再利用的号召，将制糖厂产生的甜菜滤泥作为土壤化肥使用，对其进行回收再利用，以发挥其最大价值。在上述的试验中可以看出，随着施加滤泥量的升高，土壤pH值、有机质、无机氮、有效磷、有效钾含量及土壤过氧化氢酶活性呈现上升趋势；土壤中有效锰、有效锌、有效镁、有效钙等含量均呈现上升趋势，有效铁、有效铜含量及土壤磷酸酶活性呈现下降趋势。

林克勤等研究表明[23]，施用一定量的滤泥复合肥能够增加土壤有机质、有效磷和有效钾的含量；牙翠莲研究表明[24]，增施滤泥能提高土壤有机质含量并且能改善土壤的pH；且有研究表明[25]秸秆还田能有效提高土壤氮素的供应率，增加土壤表层的无机氮含量，这与本文试验结果基本一致。

Mg、Ca是为作物提供营养的中量元素，Fe、Cu、Mn、Zn是作物生长发育所必需的微量元素，它们具有很高的生理活性，是多种酶的组成成分，并参与植物细胞内的各种生化反应，在植物的光合作用和新陈代谢过程中起着重要作用，这些都是土壤所不可缺少的成分[26-27]。钙、镁等是植物生理代谢必需元素[28]，土壤中Fe、Cu、Mn、Zn等的有效性，在很大程度上可以反应土壤中这些元素的供应能力[29]，因此土壤中保持具有足够的元素才能保证作物的正常生长。本试验得出随着施用滤泥量的增加，土壤中有效钙、镁、锌、锰等养分的含量呈上升趋势，表明滤泥中含有丰富的钙、镁、锌、锰等元素，这与前人研究的滤泥中含有丰富的铁、铜、锰、锌、镁、钙等元素[30-31]相同，但土壤中有效Fe、Cu含量总体却呈现下降趋势，有研究表明pH在3.60-8.76时土壤有效铁含量与pH表现为负相关关系[32]，因此具体原因还需要做进一步研究。

磷酸酶是土壤中最重要的酶类之一，在土壤磷素循环中起到重要的作用，而且土壤磷酸酶活性的高低直接影响着土壤中有机磷的分解转化[33]。本试验通过测定磷酸酶活性得出随着土壤滤泥量的增加，土壤磷酸酶活性降低，但土壤中有效磷含量却随着施加滤泥量的增加呈现上升趋势，因此可能是由于pH值升高的原因导致土壤中磷酸酶活性降低，且有研究表明[34]在过酸或过碱条件下，土壤中的磷酸酶活性都会受到一定的影响，水稻的秸秆还田可以使土壤的酸碱度保持在中性状态，以利于水稻生长。

土壤过氧化氢酶对评价土壤肥力水平有重要意义[35]，同时，土壤中过氧化氢酶活性的变化可以反映出环境条件是否会对作物产生胁迫，进而为作物耕作提供指示[36]。施用滤泥量的升高，土壤中过氧化氢酶(CAT)活性升增加，这表明施用滤泥会影响土壤的抗氧化系统。并且在不同滤泥量处理下，取样时期的不同对土壤过氧化氢酶活性的影响也是各有不同。

4 结论

本试验在室内盆栽土培试验的基础上研究了甜菜滤泥对中性黑土土壤理化性质的影响。结果证明，施加不同滤泥量与不同培养时期对土壤理化性质的影响存在差异，随着施加滤泥量的增加和培养时期的延长，中性土壤的pH、土壤肥力等呈现上升趋势，该结果对施加滤泥土壤的理化性质进行更深入地研究以及甜菜滤泥废弃物的再利用具有一定的参考价值。