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摘要： 采用果园底土（30～60 cm）为材料进行盆栽试验，探讨添加蚯蚓粪对底土的改良效果。混合物培养一段时间待性质基本稳定后进行白菜栽培试验，观测不同处理条件下白菜幼苗的生长状况及营养成分。结果表明：添加适量的蚯蚓粪可以改善底土的pH值、有机质、硝态氮、速效磷含量等理化性质，为白菜提供良好的生长环境；添加5%、10%的蚯蚓粪会促进白菜幼苗生长，但添加15%以上的蚯蚓粪则会抑制白菜幼苗的生长；在蚯蚓粪添加量为5%时，白菜幼苗地上部和根系生长状况最佳。
关键词： 底土；蚯蚓粪；白菜；土壤改良
中图分类号： S156 文献标志码： A
文章编号：1002-1302（2015）08-0351-03
随着我国城市化进程的加快，耕地资源越来越少。人类活动在一定程度上给土地资源造成压力 [1-4]，因此对现有耕地进行合理的利用、改良与保护显得十分重要。采用现代科学技术手段，对贫瘠土壤进行改造，不仅可以原位改造果园，而且可以制造新型人工土壤作为客土，用于修复已经污染或退化的土壤 [5-8]。自然条件下，底土由于成土作用相对较弱，具有有机质积累少、养分含量低、入渗特性差、土壤密度高、综合肥力差等特点，不利于植物生长。底土也是巨大的资源库，如能充分利用底土，对缓解当前的耕地供需矛盾有很大帮助 [9]。蚯蚓粪作为一种特殊的有机肥料，最大特点是能将有机物、微生物与一些作物生长因子合理结合起来改善土壤环境，最终达到增肥、抗病、养土的目的 [10-11]。蚯蚓粪保水透气能力比一般土壤高3倍，有机质含量达40%左右，经过多次发酵、动物消化，所形成的有机质含量高，不仅易被植物利用，而且能促进土壤团粒结构形成，提高土壤通透性、保水性、保肥力 [11-17]。目前蚯蚓粪多被利用于盆栽试验中，能提高果实品质、产量 [18-19]。蚯蚓粪可以改善底土物理性质，提高底土中养分、有机质含量，充分发挥底土的作物生产功能。本试验以江苏省南京市猕猴桃果园底层贫瘠的土壤为研究对象，在土壤中充分融合不同比例的蚯蚓粪，探讨蚯蚓粪对底土的改良效果，旨在为更好地开发利用底土资源提供依据。
1 材料与方法
试验于2013年6—10月年在扬州大学环境科学与工程学院盆栽试验场进行。
1 1 试验材料
供试土壤取自南京绿航生态农业有限公司猕猴桃园的底层土壤（30～60 cm）。土壤基本理化性质为：有机质含量 9 37 g/kg，交换性铵态氮含量8 1 mg/kg，硝态氮含量 5 3 mg/kg，速效磷含量11 0 mg/kg，速效钾含量 101 9 mg/kg。试验前将土壤风干磨细过筛。供试白菜品种为苏州青。 蚯蚓粪取自扬州大学奶牛场蚯蚓养殖基地，蚯蚓食料为新鲜牛粪。蚯蚓粪养分含量为：全氮含量3955 g/kg，全磷含量14 86 g/kg，速效钾含量1 65 g/kg。所用盆钵为上口长17 cm、宽10 cm、高7 cm的塑料花盆。
1 2 试验设计
设5个处理，蚓粪的添加量（按质量计）分别为（底土 蚯蚓粪）混合物的5%、10%、15%、20%，分别称为T1、T2、T3、T4，以不加蚓粪的自然底土为对照（CK），各处理重复3次。每盆装混合物2 kg，备用。10月30日播种，每盆播种100粒，薄层覆盖后定量浇水，保持土壤湿润，置于日光下培养，试验期间根据实际情况适量补水，维持水分条件一致。11月7日采样，进行生物量测定与根系扫描分析，11月30日采收白菜，测定叶片叶绿素含量与养分含量。
1 3 方法
1 3 1 土壤理化性质 水土比5 ∶ 1。采用pH计法测定土壤pH值。采用电导计测定土壤电导率。KCl浸提，采用靛酚蓝比色法测定铵态氮含量。KCl浸提，采用紫外分光光度法测定硝态氮含量。0 5 mol/L NaHCO3浸提，采用钼蓝比色法测定速效磷含量。1 0 mol/L NH4OAc浸提，采用火焰光度法测定速效钾含量。采用重铬酸钾容量法-外加热法测定有机质含量。
1 3 2 生物量 白菜生长1周后，各处理采样3株，采用称重法测量鲜质量（包括根系）。
1 3 3 根系参数 白菜生长1周后，用流水冲洗白菜根系，采用STD1600 Epson数字化扫描仪进行扫描，借助于配套的WinRHIZO（Version 5 0a）根系分析系统分析根长、根表面积、根体积、根尖数等根系参数。
1 3 4 茎叶质量分析 白菜生长30 d后，取一定量叶片，用95%乙醇溶液40 ℃浸提，测定665、649、470 nm处吸光度，计算叶绿素a、叶绿素b以及胡萝卜素含量。白菜生长 30 d 后，称取一定量的叶片鲜样，用硫酸-双氧水消煮后，分别采用靛酚蓝比色法、钼锑抗比色法、火焰光度计法测定叶片全氮、全磷、全钾含量。
1 4 数据分析与统计方法
采用Excel 2003、SPSS等软件进行统计分析数据。
2 结果与分析
2 1 添加蚯蚓粪对土壤理化性质的影响
由表1可知，添加蚯蚓粪能显著改善土壤理化性质，与自然底土（对照）相比，添加蚯蚓粪后pH值明显提高，从酸性变成接近中性，为多数植物生长提供更为有利的环境条件。随着蚯蚓粪添加量的增加，土壤电导率、有机质、硝态氮、速效磷含量也明显增加。蚯蚓粪添加量的增加给白菜的生长提供了良好的营养环境。随着蚯蚓粪添加量的增加，铵态氮、速效钾含量并没有出现显著变化。
2 2 添加蚯蚓粪对生长1周的白菜根及根系特征参数的影响
从表2可以看出，随着蚯蚓粪添加比例的提高，根长、根尖数、根系面积、根体积、 平均根直径并没有呈现简单的线性增长趋势。T1处理下，白菜根长、根体积、根表面积均最大，并显著高于对照。随着蚯蚓粪添加比例的提高，白菜根长、根尖数、根系面积、根体积、平均根直径均呈现降低趋势。试验中未观察到根尖数、平均根直径与蚯蚓粪添加比例间的直接关系。 蚯蚓粪添加比例对白菜地上部部分形态指标的影响结果见表3。T2、T3处理下，白菜茎粗大于对照，但各处理间并没有显著差异。T1、T2处理下，白菜株高比对照都增加。随着蚯蚓粪添加比例的不断提高，白菜株高甚至出现显著低于对照的情况。过多地添加蚯蚓粪反而会抑制白菜生长。
2 3 添加蚯蚓粪对白菜种子发芽、幼苗生长量的影响
由表4可知，蚯蚓粪添加比例在一定范围内对白菜的发芽率并没有影响，然而当蚯蚓粪添加比例达到一定水平后，白菜发芽率降低。可能是由于蚯蚓粪含有一定浓度的盐分，较高浓度盐分产生了一定的渗透胁迫，抑制了白菜种子的发芽。各处理下，白菜根质量与对照没有显著差异，但茎叶质量随着蚯蚓粪添加比例的提高呈现先增后减的趋势。T1、T2处理较为适合白菜生长。
2 4 添加蚯蚓粪对白菜叶片叶绿素含量及氮、磷、钾养分含量的影响
由表5可知，随着蚯蚓粪添加比例的增加，白菜叶片叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量均呈现先增加后减少的趋势。蚯蚓粪添加比例为5%、10%处理有利于白菜生长，添加更高
比例蚯蚓粪会产生一定的盐害胁迫，不利于白菜幼苗生长及叶绿素含量的提高。T1处理下，叶片中硝态氮含量略低于对照，T2、T3、T4处理都高于对照。叶片中全磷、全氮含量均随着蚯蚓粪添加比例的提高呈现先增后减趋势。随着蚯蚓粪添加比例的提高，各处理白菜叶片中全钾含量有所增加，但均显著低于对照。
3 结论
本研究结果表明，蚯蚓粪含有丰富的高品质有机质和大量的营养物质，添加适量的蚯蚓粪可以改善底土的pH值、有机质含量、硝态氮含量、速效磷含量等理化性质，提高土壤综合肥力，为作物提供良好的生长环境。添加适量蚯蚓粪，对白菜幼苗生物量的形成有显著的促进作用，而过高比例蚯蚓粪会导致硝酸盐含量大幅度提升，对白菜将产生渗透胁迫作用，进而抑制白菜种子的发芽和幼苗生物量上升。添加适量蚯蚓粪会促进白菜幼苗的根系生长，有助于其对所需营养成分的吸收。添加过多的蚯蚓粪会导致土壤养分供应失衡、电导率的增加，从而抑制白菜幼苗的根系生长。综合来看，在蚯蚓粪添加比例为5%时，白菜幼苗根系生长状况最佳。添加蚯蚓粪有利于白菜叶片的叶绿素含量和类胡萝卜素含量的增加，增强叶片光合能力，提高白菜对氮、磷等养分元素的吸收，促进作物生长。
[HS2 2][HT8 5H]参考文献：
[1] 熊严军 我国土壤污染现状及治理措施[J] 现代农业科技，2010（8）：294-295，297
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[7]周建斌，王春阳，梁 斌，等 长期耕种土壤剖面累积有机碳量的空间分布及影响因素[J] 农业环境科学学报，2009，28（12）：2540-2544
[8]骆永明，滕 应 我国土壤污染退化状况及防治对策[J] 土壤，2006，38（5）：505-508
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[11]周美荣，孙振江，申晓强 蚯蚓粪的研究及应用[J] 山西农业科学，2012，40（8）：921-924
[12]柏彦超，周雄飞，汪孙军，等 牛粪经蚯蚓消解前后理化性质的比较研究[J] 江西农业学报，2010，22（10）：135-137
[13]宋忠俭，赵海涛，钱晓晴 蚯蚓消解畜禽粪便生态资源化利用探析[J] 现代农业科技，2012（23）：228，230
[14]邓 惠，陈 淼，刁晓平，等 蚯蚓处理甘蔗渣和牛粪混合废弃物的初步研究[J] 江苏农业科学，2013，41（9）：329-331
[15]王凤艳 蚯蚓粪对土壤的影响[J] 吉林农业，2005（10）：25
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[17]张永平，乔永旭，赵绪明，等 蚯蚓粪作基肥对夏播花生生长与产量的影响[J] 江苏农业科学，2014，42（8）：97-99
[18]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
[19]Zaller J G Vermicompost as a substitute for peat in potting media：Effects on germination，biomass allocation，yields and fruit quality of three tomato varieties[J] Scientia Horticulturae，2007，112（2）：191-199
关键词： 底土；蚯蚓粪；白菜；土壤改良
中图分类号： S156 文献标志码： A
文章编号：1002-1302（2015）08-0351-03
随着我国城市化进程的加快，耕地资源越来越少。人类活动在一定程度上给土地资源造成压力 [1-4]，因此对现有耕地进行合理的利用、改良与保护显得十分重要。采用现代科学技术手段，对贫瘠土壤进行改造，不仅可以原位改造果园，而且可以制造新型人工土壤作为客土，用于修复已经污染或退化的土壤 [5-8]。自然条件下，底土由于成土作用相对较弱，具有有机质积累少、养分含量低、入渗特性差、土壤密度高、综合肥力差等特点，不利于植物生长。底土也是巨大的资源库，如能充分利用底土，对缓解当前的耕地供需矛盾有很大帮助 [9]。蚯蚓粪作为一种特殊的有机肥料，最大特点是能将有机物、微生物与一些作物生长因子合理结合起来改善土壤环境，最终达到增肥、抗病、养土的目的 [10-11]。蚯蚓粪保水透气能力比一般土壤高3倍，有机质含量达40%左右，经过多次发酵、动物消化，所形成的有机质含量高，不仅易被植物利用，而且能促进土壤团粒结构形成，提高土壤通透性、保水性、保肥力 [11-17]。目前蚯蚓粪多被利用于盆栽试验中，能提高果实品质、产量 [18-19]。蚯蚓粪可以改善底土物理性质，提高底土中养分、有机质含量，充分发挥底土的作物生产功能。本试验以江苏省南京市猕猴桃果园底层贫瘠的土壤为研究对象，在土壤中充分融合不同比例的蚯蚓粪，探讨蚯蚓粪对底土的改良效果，旨在为更好地开发利用底土资源提供依据。
1 材料与方法
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1 1 试验材料
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1 2 试验设计
设5个处理，蚓粪的添加量（按质量计）分别为（底土 蚯蚓粪）混合物的5%、10%、15%、20%，分别称为T1、T2、T3、T4，以不加蚓粪的自然底土为对照（CK），各处理重复3次。每盆装混合物2 kg，备用。10月30日播种，每盆播种100粒，薄层覆盖后定量浇水，保持土壤湿润，置于日光下培养，试验期间根据实际情况适量补水，维持水分条件一致。11月7日采样，进行生物量测定与根系扫描分析，11月30日采收白菜，测定叶片叶绿素含量与养分含量。
1 3 方法
1 3 1 土壤理化性质 水土比5 ∶ 1。采用pH计法测定土壤pH值。采用电导计测定土壤电导率。KCl浸提，采用靛酚蓝比色法测定铵态氮含量。KCl浸提，采用紫外分光光度法测定硝态氮含量。0 5 mol/L NaHCO3浸提，采用钼蓝比色法测定速效磷含量。1 0 mol/L NH4OAc浸提，采用火焰光度法测定速效钾含量。采用重铬酸钾容量法-外加热法测定有机质含量。
1 3 2 生物量 白菜生长1周后，各处理采样3株，采用称重法测量鲜质量（包括根系）。
1 3 3 根系参数 白菜生长1周后，用流水冲洗白菜根系，采用STD1600 Epson数字化扫描仪进行扫描，借助于配套的WinRHIZO（Version 5 0a）根系分析系统分析根长、根表面积、根体积、根尖数等根系参数。
1 3 4 茎叶质量分析 白菜生长30 d后，取一定量叶片，用95%乙醇溶液40 ℃浸提，测定665、649、470 nm处吸光度，计算叶绿素a、叶绿素b以及胡萝卜素含量。白菜生长 30 d 后，称取一定量的叶片鲜样，用硫酸-双氧水消煮后，分别采用靛酚蓝比色法、钼锑抗比色法、火焰光度计法测定叶片全氮、全磷、全钾含量。
1 4 数据分析与统计方法
采用Excel 2003、SPSS等软件进行统计分析数据。
2 结果与分析
2 1 添加蚯蚓粪对土壤理化性质的影响
由表1可知，添加蚯蚓粪能显著改善土壤理化性质，与自然底土（对照）相比，添加蚯蚓粪后pH值明显提高，从酸性变成接近中性，为多数植物生长提供更为有利的环境条件。随着蚯蚓粪添加量的增加，土壤电导率、有机质、硝态氮、速效磷含量也明显增加。蚯蚓粪添加量的增加给白菜的生长提供了良好的营养环境。随着蚯蚓粪添加量的增加，铵态氮、速效钾含量并没有出现显著变化。
2 2 添加蚯蚓粪对生长1周的白菜根及根系特征参数的影响
从表2可以看出，随着蚯蚓粪添加比例的提高，根长、根尖数、根系面积、根体积、 平均根直径并没有呈现简单的线性增长趋势。T1处理下，白菜根长、根体积、根表面积均最大，并显著高于对照。随着蚯蚓粪添加比例的提高，白菜根长、根尖数、根系面积、根体积、平均根直径均呈现降低趋势。试验中未观察到根尖数、平均根直径与蚯蚓粪添加比例间的直接关系。 蚯蚓粪添加比例对白菜地上部部分形态指标的影响结果见表3。T2、T3处理下，白菜茎粗大于对照，但各处理间并没有显著差异。T1、T2处理下，白菜株高比对照都增加。随着蚯蚓粪添加比例的不断提高，白菜株高甚至出现显著低于对照的情况。过多地添加蚯蚓粪反而会抑制白菜生长。
2 3 添加蚯蚓粪对白菜种子发芽、幼苗生长量的影响
由表4可知，蚯蚓粪添加比例在一定范围内对白菜的发芽率并没有影响，然而当蚯蚓粪添加比例达到一定水平后，白菜发芽率降低。可能是由于蚯蚓粪含有一定浓度的盐分，较高浓度盐分产生了一定的渗透胁迫，抑制了白菜种子的发芽。各处理下，白菜根质量与对照没有显著差异，但茎叶质量随着蚯蚓粪添加比例的提高呈现先增后减的趋势。T1、T2处理较为适合白菜生长。
2 4 添加蚯蚓粪对白菜叶片叶绿素含量及氮、磷、钾养分含量的影响
由表5可知，随着蚯蚓粪添加比例的增加，白菜叶片叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量均呈现先增加后减少的趋势。蚯蚓粪添加比例为5%、10%处理有利于白菜生长，添加更高
比例蚯蚓粪会产生一定的盐害胁迫，不利于白菜幼苗生长及叶绿素含量的提高。T1处理下，叶片中硝态氮含量略低于对照，T2、T3、T4处理都高于对照。叶片中全磷、全氮含量均随着蚯蚓粪添加比例的提高呈现先增后减趋势。随着蚯蚓粪添加比例的提高，各处理白菜叶片中全钾含量有所增加，但均显著低于对照。
3 结论
本研究结果表明，蚯蚓粪含有丰富的高品质有机质和大量的营养物质，添加适量的蚯蚓粪可以改善底土的pH值、有机质含量、硝态氮含量、速效磷含量等理化性质，提高土壤综合肥力，为作物提供良好的生长环境。添加适量蚯蚓粪，对白菜幼苗生物量的形成有显著的促进作用，而过高比例蚯蚓粪会导致硝酸盐含量大幅度提升，对白菜将产生渗透胁迫作用，进而抑制白菜种子的发芽和幼苗生物量上升。添加适量蚯蚓粪会促进白菜幼苗的根系生长，有助于其对所需营养成分的吸收。添加过多的蚯蚓粪会导致土壤养分供应失衡、电导率的增加，从而抑制白菜幼苗的根系生长。综合来看，在蚯蚓粪添加比例为5%时，白菜幼苗根系生长状况最佳。添加蚯蚓粪有利于白菜叶片的叶绿素含量和类胡萝卜素含量的增加，增强叶片光合能力，提高白菜对氮、磷等养分元素的吸收，促进作物生长。
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