陳 婷，韓士群，周 慶

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巢湖藻–草–泥堆制有機(jī)肥對(duì)土壤性質(zhì)的影響①

陳 婷，韓士群*，周 慶

(江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，南京 210014)

通過田間試驗(yàn)，研究施用由巢湖取出物藍(lán)藻、水草和底泥高溫堆肥制作成的有機(jī)肥對(duì)作物產(chǎn)量、土壤理化性質(zhì)及微生物學(xué)特性的影響。結(jié)果表明：施用藻-草-泥有機(jī)肥對(duì)大豆、花生有明顯增產(chǎn)效應(yīng)。施肥土壤中總氮、堿解氮、總磷、有效磷、有機(jī)質(zhì)、腐殖酸、陽(yáng)離子交換量和土壤孔隙度均顯著高于未施肥土壤，而容重顯著降低。與未種植未施肥處理(T1)相比，種植大豆施肥(T4)和種植花生施肥處理(T5)中微生物生物量碳分別增加116.5%、97.8%，微生物生物量氮增加196.7%、170.6%；T4處理的轉(zhuǎn)化酶、脲酶和過氧化氫酶活性分別提高183%、392% 和8.9%，T5處理中相應(yīng)酶活性分別提高116%、268%、1.01%。相關(guān)性分析表明，微生物生物量碳、氮和轉(zhuǎn)化酶、脲酶活性都與多種肥力因子呈顯著相關(guān)，且轉(zhuǎn)化酶及脲酶活性間存在顯著相關(guān)性。T4處理中過氧化氫酶活性與肥力因子間無(wú)顯著相關(guān)性，而T5處理過氧化氫酶活性與有效磷、有機(jī)質(zhì)、腐殖酸、微生物生物量碳、微生物生物量氮間呈顯著相關(guān)。巢湖取出物藍(lán)藻、水草和底泥可作為生產(chǎn)有機(jī)肥的良好材料以達(dá)到資源化利用目的。

藻–草–泥有機(jī)肥；土壤理化性質(zhì)；微生物生物量碳氮；酶活性；產(chǎn)量

巢湖富營(yíng)養(yǎng)化治理過程中，藍(lán)藻、水草和疏浚底泥等湖泊取出物含有豐富的氮、磷和有機(jī)質(zhì)，是一種潛在資源。若不能充分利用，隨意堆放將造成嚴(yán)重的二次污染[1]。藻、草、泥通過厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣，沼液、沼渣肥料化利用以及高溫堆肥生產(chǎn)有機(jī)肥料、基質(zhì)，是目前無(wú)害化處理資源化利用湖泊取出物的主要手段。劉海琴等[2]利用藍(lán)藻的厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣，沼渣沼液等產(chǎn)物作為液體肥料還田施用，發(fā)現(xiàn)沼液對(duì)土壤的培肥效果顯著且對(duì)種植蔬菜具有增產(chǎn)效應(yīng)。朱守誠(chéng)等[3]將藍(lán)藻有機(jī)肥施用于稻田，增加了水稻產(chǎn)量，同時(shí)提高了水稻品質(zhì)。馮瑞興等[4]對(duì)水葫蘆肥料化后的應(yīng)用效果進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其對(duì)小白菜的增產(chǎn)效果明顯，還可緩解土壤酸化等問題。

諸如此類的研究甚多，但這些研究中很少涉及藻、草、泥有機(jī)肥施用對(duì)土壤微生物生物量及酶活性產(chǎn)生的影響。但是一些常見有機(jī)肥，如秸稈有機(jī)肥等對(duì)此類影響的研究較多[5]。土壤中的微生物對(duì)外界環(huán)境等其他因素的響應(yīng)較為敏感，土壤進(jìn)行施肥或翻耕等任何管理措施都會(huì)對(duì)土壤中的微生物生物量產(chǎn)生較為強(qiáng)烈的影響[6]。評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量不僅需考慮理化性質(zhì)，其生物學(xué)特性變化也是必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。大量文獻(xiàn)資料明確指出施用有機(jī)肥可有效促進(jìn)微生物繁殖，增加微生物數(shù)量，從而改善土壤質(zhì)量[7-8]。土壤微生物量參與了土壤能量和養(yǎng)分轉(zhuǎn)化及循環(huán)的各個(gè)生化過程中，不僅對(duì)土壤本身肥力有深遠(yuǎn)影響，對(duì)于種植作物生長(zhǎng)過程中的養(yǎng)分供給也起著重要作用[9-10]。并且土壤酶活性也是反映土壤生物學(xué)肥力質(zhì)量的重要指標(biāo)之一[11]。近來年，土壤酶活性與土壤肥力逐漸成為土壤界的研究熱點(diǎn)，土壤中各種酶的活性，在土壤系統(tǒng)物質(zhì)和能量運(yùn)轉(zhuǎn)過程中起著不可忽視的作用，可直接反映土壤中生物活性及生化反應(yīng)的強(qiáng)弱程度[12-13]。目前常用來評(píng)價(jià)土壤肥力的主要為蔗糖酶、脲酶、過氧化氫酶等酶活性。

以往的研究多局限于藍(lán)藻、水生植物或底泥單獨(dú)肥料化，考慮到原料的特殊性，三者共同堆肥生產(chǎn)的有機(jī)肥施用后可能會(huì)對(duì)土壤帶來的影響亟待研究。本研究采用大田試驗(yàn)，探討了施用藻-草-泥有機(jī)肥對(duì)土壤基本理化性質(zhì)、微生物生物量及酶活性等的影響，為湖泊治理過程中取出的藍(lán)藻、水草及淤泥的肥料化和資源化利用提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)于2015年4—9月在合肥市青陽(yáng)山的裸露山體修復(fù)試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)土壤來自修建地鐵時(shí)的未熟化深層土，未曾種植過作物。試驗(yàn)共設(shè)處理5組，重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積為880 m2。試驗(yàn)處理分別為：①未種植未施肥(T1)；②種植大豆不施肥(T2)；③種植花生不施肥 (T3)；④種植大豆施用藻-草-泥有機(jī)肥(12 kg/m2，下同，T4)；⑤種植花生施用藻-草-泥有機(jī)肥(T5)。所有肥料在播種前一次性施入。藻-草-泥有機(jī)肥由巢湖中打撈的藍(lán)藻、水草(主要為水葫蘆)和疏浚底泥脫水干化后按照2∶2∶1的比例，再添加適量小麥秸稈、家畜糞便等輔料后經(jīng)過為期約3個(gè)月的高溫堆肥制備而成。

表1 藻–草–泥有機(jī)肥的基本理化性質(zhì)

1.2 樣品采集和測(cè)定

于大豆和花生的花期及果期(6—9月)期間即施肥后的100、115、130、145和175 d采用“S”形布點(diǎn)，在各處理0 ~ 15 cm耕層隨機(jī)采取5點(diǎn)新鮮土樣混合均勻后帶回實(shí)驗(yàn)室。一部分鮮樣保存于4℃環(huán)境下，用于土壤微生物生物量及酶活性的測(cè)定，另一部分風(fēng)干后用于土壤理化指標(biāo)的測(cè)定。

土壤容重測(cè)定采用環(huán)刀法；土壤孔隙度測(cè)定采用計(jì)算法；全氮含量測(cè)定采用半微量凱氏法；堿解氮含量測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法；全磷含量測(cè)定采用高氯酸-硫酸法；有效磷含量測(cè)定采用0.5 mol/L NaHCO3浸提法；有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定采用重鉻酸鉀外加熱法；腐殖酸含量測(cè)定采用焦磷酸鈉浸提-重鉻酸鉀容量法；陽(yáng)離子交換量(CEC)測(cè)定采用氯化銨-乙酸銨法。具體測(cè)定方法見參考文獻(xiàn)[14]。微生物生物量碳(MBC)和氮(MBN)測(cè)定采用氯仿熏蒸浸提法[15]。土壤酶活性的測(cè)定依據(jù)關(guān)松蔭[16]的方法，其中過氧化氫酶活性測(cè)定，采用高錳酸鉀滴定法，以每克土消耗0.1 mol/L 高錳酸鉀的體積(ml)表示；轉(zhuǎn)化酶活性測(cè)定采用3,5-二硝基水楊酸比色法，以每克土產(chǎn)生葡萄糖的質(zhì)量(mg)表示；脲酶活性測(cè)定采用苯酚鈉比色法，以NH4+-N的產(chǎn)生量表示(mg /(g·d))。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用Microsoft Excel 2013和SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析，不同處理之間采用Duncan法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果

2.1 藻-草-泥有機(jī)肥對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

由表2數(shù)據(jù)分析可得，與T1處理相比，T2和T3處理除土壤孔隙度顯著增加，其他理化指標(biāo)并無(wú)明顯變化。T4、T5處理各土壤養(yǎng)分含量表現(xiàn)出不同程度的上升，且兩處理總體變化趨勢(shì)基本保持一致，均與未施肥的其他3處理間存在顯著性差異(<0.05)。其中，T4處理全氮、全磷、有機(jī)質(zhì)和腐殖酸的含量最高，分別較T1處理增加了4.2倍、0.4倍、2.0倍和2.1倍；T5處理相應(yīng)指標(biāo)含量也顯著提高。T4處理堿解氮和有效磷含量較T1處理分別增加了9.8倍、5倍，T5處理則分別增加了8.7倍、4.3倍。T4和T5處理CEC也與其他3組處理間存在顯著性差異，二者分別較T1處理增加了55.3% 和48.2%。T4和T5處理土壤孔隙度皆高于其他3處理，土壤容重也顯著降低。

表2 不同處理對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

注：表中同行不同小寫字母表示處理間差異顯著(<0.05)；下同。

此外，T4處理各相應(yīng)養(yǎng)分含量與T5處理間差異均達(dá)到顯著水平(<0.05)。T4處理較T5處理而言，全氮、堿解氮、全磷、有效磷、有機(jī)質(zhì)和CEC含量分別高出0.17 g/kg、18.02 mg/kg、0.06 g/kg、33.15 mg/kg、5.04 g/kg和0.55 cmol/kg。在物理性狀方面，T5處理的土壤孔隙度較T4處理增加1.5%，但二者的土壤容重值僅相差0.02 g/cm3，差異未達(dá)到顯著水平(>0.05)。

2.2 藻-草-泥有機(jī)肥對(duì)土壤生物學(xué)性質(zhì)的影響

2.2.1 對(duì)土壤微生物生物量碳氮的影響 整個(gè)試驗(yàn)期間T1處理的MBC、MBN含量基本保持不變，其余4個(gè)處理的MBC和MBN含量在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)均不同程度高于T1處理(表3)。與T1處理相比，T2與T3處理的MBC和MBN含量雖漲幅較小，但差異已達(dá)顯著水平(<0.05)，但T2與T3處理間并未呈現(xiàn)出顯著差異。

T4、T5處理的MBC及MBN含量隨著施肥天數(shù)的不斷增加，變化趨勢(shì)大體一致，總體表現(xiàn)為先增加后減少。二者變化幅度較大，T4處理的MBC變化幅度為427.19 ~ 668.41 mg/kg，MBN變幅為88.58 ~ 143.86 mg/kg。施肥后175 d，T4處理的MBC較T1處理增加了116.5%，T4處理的MBN 較T1處理增加了2倍；T5處理的MBC含量較T1處理增加97.8%，MBN含量較T1處理增加171%。同時(shí)，T4、T5處理的MBC和MBN含量在試驗(yàn)不同階段均與T2和T3處理表現(xiàn)出顯著性差異。

此外，T4和T5處理間各指標(biāo)間差異達(dá)顯著水平(<0.05)。由5次取樣所得數(shù)據(jù)分析可知，T4處理土壤MBC和MBN含量均顯著高于T5處理。施肥后175 d，T4處理土壤的MBC、MBN含量較T5處理分別增加39.51、8.58 mg/kg。

表3 不同處理對(duì)土壤微生物生物量碳、氮的影響

2.2.2 對(duì)土壤酶活性的影響 由圖1A可知，至試驗(yàn)結(jié)束，5個(gè)處理轉(zhuǎn)化酶活性的大小順序?yàn)椋篢4＞T5＞T2＞T3＞T1。其中T1處理土壤轉(zhuǎn)化酶活性基本無(wú)變化，T2和T3處理轉(zhuǎn)化酶活性略有升高；而T4和T5處理轉(zhuǎn)化酶活性最初顯著提升，于施肥后130 d左右達(dá)到峰值，此時(shí)T4、T5處理分別為32.45、20.65 mg/(g·d)，之后活性開始減弱，但在各階段均與其余3個(gè)處理表現(xiàn)出顯著差異。至試驗(yàn)結(jié)束，T4和T5處理轉(zhuǎn)化酶活性分別比T1處理高出180% 和120%。此外，T4和T5處理間也存在顯著性差異，T4處理轉(zhuǎn)化酶活性及提升速度均顯著高于T5處理，如施肥后175 d，T4處理轉(zhuǎn)化酶活性比T5處理高30.7%。

5個(gè)處理各階段土壤脲酶活性的變化情況如圖1B所示，脲酶活性的變化趨勢(shì)基本與轉(zhuǎn)化酶活性的變化一致，T4和T5處理脲酶活性均顯著高于其他3個(gè)處理。施肥后175 d，土壤脲酶活性大小排序?yàn)門4>T5>T2≈T3>T，其中，T4和T5處理脲酶活性比T1處理分別提高了3.9倍和2.7倍，T4處理脲酶活性比T5處理高出33.4%。而整個(gè)試驗(yàn)過程中，T2和T3處理間無(wú)顯著性差異。

相比轉(zhuǎn)化酶和脲酶對(duì)施肥處理的強(qiáng)烈響應(yīng)，過氧化氫酶活性變化較小。T4和T5處理土壤過氧化氫酶活性表現(xiàn)為先增后減，在施肥175d后，二者與T1處理相比分別增加8.9% 和10.1%，但二者間未表現(xiàn)出顯著性差異。

圖1 不同處理對(duì)酶活性影響

2.3 土壤性質(zhì)間的相關(guān)性

對(duì)施用藻-草-泥有機(jī)肥的T4、T5處理土壤微生物學(xué)特性指標(biāo)與理化因子進(jìn)行相關(guān)性分析(表4)，由表4數(shù)據(jù)可知，T4處理中MBC含量和MBN含量呈極顯著正相關(guān)，二者與各理化因子間的相關(guān)性較為一致，均與全氮、全磷、有機(jī)質(zhì)和腐殖酸含量存在顯著或極顯著相關(guān)性，與孔隙度、容重及CEC無(wú)顯著相關(guān)性。說明相比于土壤的物理性質(zhì)，化學(xué)因子對(duì)于提升土壤MBC.MBN氮效果更加明顯。此外，MBC和MBN含量與轉(zhuǎn)化酶活性均存在顯著相關(guān)性，與脲酶活性表現(xiàn)出極顯著相關(guān)。除容重和孔隙度外，轉(zhuǎn)化酶活性與其他指標(biāo)皆呈現(xiàn)顯著相關(guān)。脲酶活性與全氮、全磷、有機(jī)質(zhì)和腐殖酸含量之間均為極顯著相關(guān)，且相關(guān)系數(shù)較高。過氧化氫酶活性與孔隙度和容重表現(xiàn)為極顯著相關(guān)，與其他指標(biāo)間不存在顯著相關(guān)性。同時(shí)轉(zhuǎn)化酶活性與脲酶活性間表現(xiàn)出顯著正相關(guān)性。

T5處理中，各理化指標(biāo)與MBC含量、MBN含量、脲酶和轉(zhuǎn)化酶活性間所呈現(xiàn)的相關(guān)性基本與T4處理中相同。差別在于T5處理的過氧化氫酶活性與有效磷、有機(jī)質(zhì)、腐殖酸、MBC及MBN含量之間存在顯著相關(guān)性，而T4處理中未出現(xiàn)此現(xiàn)象。

2.4 藻–草–泥有機(jī)肥對(duì)作物產(chǎn)量的影響

由圖2可知，施用了藻-草-泥有機(jī)肥的花生和大豆產(chǎn)量較未施肥處理大幅提升，分別增加了21.1%、19.5%，差異達(dá)到顯著水平(<0.05)。

3 討論

本試驗(yàn)使用的土壤來自附近修建地鐵時(shí)采挖的地下深層土壤，未曾經(jīng)歷過種植和施肥，土壤各類指標(biāo)的本底值較低。試驗(yàn)結(jié)果表明施用藻-草-泥有機(jī)肥可顯著改善土壤理化性質(zhì)。施肥后土壤中氮、磷和有機(jī)質(zhì)等含量大幅增加，土壤孔隙度提高，容重降低，這可能是因?yàn)橛袡C(jī)肥本身孔隙度較高且容重低，同時(shí)有機(jī)肥的施用促進(jìn)了土壤中微生物的活性，使得土壤物理結(jié)構(gòu)得以優(yōu)化，養(yǎng)分含量獲得提升。孫建等[17]研究結(jié)果顯示，施用有機(jī)肥可調(diào)節(jié)土壤容重與孔隙度，土壤各養(yǎng)分不同程度提高，而單施化肥的優(yōu)勢(shì)并不明顯。這是因?yàn)橛袡C(jī)肥料依靠土壤本身的周期性水熱循環(huán)活動(dòng)，為微生物繁殖和活動(dòng)提供了良好的環(huán)境，使的有機(jī)肥通過腐殖化階段后形成保水保肥力高的腐殖質(zhì)，從而提高土壤肥力[18]。而有機(jī)肥對(duì)CEC的影響主要是通過調(diào)控土壤中有機(jī)質(zhì)的含量來間接實(shí)現(xiàn)，二者之間存在一定的正相關(guān)性，有機(jī)質(zhì)含量越高，CEC越大[19]。相對(duì)于全量養(yǎng)分的變化，有效磷和堿解氮的增加速度和增加量更加顯著，皆成倍增加。土壤的有效磷含量可以反映土壤本身的供磷水平，在短期施肥的情況下，有機(jī)肥本身含有的部分較易分解的有機(jī)磷被釋放入土壤中，直接進(jìn)入土壤的速效養(yǎng)分庫(kù)，使得土壤中的有效磷大幅度增加。施用有機(jī)肥可短時(shí)間內(nèi)快速提升土壤中有效磷的含量[20-21]。邱現(xiàn)奎等[22]通過田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在花生的整個(gè)生育期間施用有機(jī)肥處理的土壤中各養(yǎng)分含量都高于化肥處理。此外大量資料[23-24]都指出施用有機(jī)肥在改善土壤理化性質(zhì)方面較化肥具有明顯優(yōu)勢(shì)。本研究未施肥的3個(gè)處理可能因?yàn)闊o(wú)外源營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸入，只能依靠土壤中原有微生物及較為微弱的作物根系作用來維持各項(xiàng)養(yǎng)分的穩(wěn)定，所以其養(yǎng)分含量基本不變。而在施肥條件一致的情況下，種植作物的種類對(duì)土壤中氮磷等元素轉(zhuǎn)化的效果也不同。如施肥175 d后，大豆土壤中主要的養(yǎng)分含量都顯著高于花生土壤，其中全氮含量高0.17 g/kg，有機(jī)質(zhì)高5.04 g/kg，CEC高0.55 cmol/kg。可見，大豆的培肥效果要優(yōu)于花生，這可能是由于大豆根部的固氮微生物作用的效果。

表4 土壤性質(zhì)間的相關(guān)性

注：*、**分別表示在<0.05和<0.01 水平顯著相關(guān)。

圖2 不同處理對(duì)作物產(chǎn)量的影響

關(guān)于施用有機(jī)肥對(duì)土壤中MBC、MBN含量的影響較為一致，普遍認(rèn)同施用有機(jī)物料可以顯著地提高土壤二者的含量[25-27]。T4和T5處理中MBC、MBN含量與其他3個(gè)處理差異達(dá)顯著水平，是因?yàn)橛袡C(jī)肥料本身攜帶了較多數(shù)量的微生物，故隨著有機(jī)肥的施入，土壤中微生物數(shù)量和種類增加。此外，施用有機(jī)物料可培肥土壤且改善土壤結(jié)構(gòu)，加速有機(jī)碳分解，增強(qiáng)土壤同化作用[28]，為土壤中微生物的生存提供了充足的營(yíng)養(yǎng)及適宜的生存環(huán)境，更有益于微生物的繁殖。陳桂芬等[29]研究了不同施肥處理對(duì)土壤微生物生物量的影響，其結(jié)果表明MBC、MBN的增加量都是有機(jī)肥處理高于化肥處理，另外，張奇春等[30]研究認(rèn)為，適量化肥的施用有助土壤中微生物生物量的提高，但應(yīng)嚴(yán)格控制化肥用量，否則將會(huì)對(duì)其產(chǎn)生有害影響。本次試驗(yàn)中土壤MBC和MBN含量與有機(jī)質(zhì)及全氮含量表現(xiàn)出極顯著性正相關(guān)性，可知MBC和MBN含量的變化趨勢(shì)與有機(jī)質(zhì)及全氮含量變化趨勢(shì)較為一致，此結(jié)論也與李娟等[31]相同。T1處理中MBC和MBN含量基本不變，T2與T3處理中含量增加，可能是由于根系分泌物及植物根部微生物作用產(chǎn)生的影響。由此可推斷，種植作物對(duì)于改善土壤中微生物生物量具有一定的促進(jìn)作用。

本試驗(yàn)中脲酶和轉(zhuǎn)化酶活性在施肥處理后均顯著提升，與王燦等[32]大部分人的研究基本一致。且二者與全氮、全磷、有機(jī)質(zhì)及腐殖酸含量呈顯著相關(guān)，可充分反映出脲酶和轉(zhuǎn)化酶活性對(duì)有機(jī)肥培肥的積極響應(yīng)。武曉森等[33]的研究結(jié)果顯示，脲酶活性對(duì)于有機(jī)肥的響應(yīng)程度要大于化肥。本研究中過氧化氫酶的活性變化與任祖淦等[34]報(bào)道的長(zhǎng)期施肥可以提高土壤過氧化氫酶活性的結(jié)論相同。但也有一些研究[35]認(rèn)為過氧化氫酶活性在施肥處理間差異較小。過氧化氫酶活性與土壤中有機(jī)質(zhì)及陽(yáng)離子交換量之間存在一定相關(guān)性[36]。但此結(jié)論在T4處理中并未體現(xiàn)，可能是由于所研究的土壤類型、施肥方式及肥料用量不同，及施肥時(shí)間較短土壤中有機(jī)質(zhì)及陽(yáng)離子交換量的轉(zhuǎn)化行為還不明顯導(dǎo)致。而陳歡等[37]指出，單獨(dú)施用化肥處理的土壤中脲酶、轉(zhuǎn)化酶及過氧化氫酶活性因?yàn)槭艿揭种茖?dǎo)致活性降低，而施用有機(jī)肥可顯著提高此3種酶的活性。從相關(guān)性分析結(jié)果來看，一種酶活性與多個(gè)肥力因子間呈現(xiàn)出顯著或極顯著的相關(guān)性，而各類酶之間也存在著互相促進(jìn)或互相制約的密切聯(lián)系。

本試驗(yàn)中，施用藻-草-泥有機(jī)肥后大豆、花生增產(chǎn)幅度較高，超出了常規(guī)增產(chǎn)效應(yīng)，這是因?yàn)樵囼?yàn)土壤未曾耕作過，其氮、磷、有機(jī)質(zhì)等含量均較低，土壤理化性狀也不適合大豆、花生的生長(zhǎng)，施肥后大幅度增加了土壤的營(yíng)養(yǎng)成分，顯著改善了土壤的理化性狀和微生物活性。但在常規(guī)土壤上施用藻-草-泥有機(jī)肥的增產(chǎn)效應(yīng)有待進(jìn)一步研究。

然而，由于藻-草-泥有機(jī)肥原料的特殊性，一些有害元素諸如重金屬等可能引起的安全隱患也值得關(guān)注。經(jīng)過安全性評(píng)價(jià)，本試驗(yàn)藻-草-泥有機(jī)肥中5種重金屬(Pb、As、Cr、Cd、Hg)含量符合有機(jī)肥料的重金屬安全標(biāo)準(zhǔn)，其綜合污染指數(shù)遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)值。另外，從材料的來源上分析，韓小勇[38]的研究結(jié)果表明，巢湖水體以富營(yíng)養(yǎng)化污染為主，主要表現(xiàn)為氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素的高度超標(biāo)，重金屬等其他污染并不十分顯著。劉偉等[39]對(duì)巢湖清淤合肥項(xiàng)目區(qū)域污染底泥調(diào)查結(jié)果顯示，底泥中Pb、Cr、Cd、As的含量對(duì)巢湖尚不構(gòu)成潛在生態(tài)危害。童華軍等[40]對(duì)巢湖水體及沉積物中的Cu、Pb、Cd、Cr等元素進(jìn)行檢測(cè)表明，巢湖水體中重金屬含量偏低。基于此類研究可間接證明巢湖中藍(lán)藻、水草和底泥中富集的重金屬含量較低。至于其他湖泊或河道的藻、草、泥是否可作為肥料利用，需要對(duì)其進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)。

4 結(jié)論

施用藻–草–泥有機(jī)肥可顯著改善土壤性質(zhì)，提高土壤中氮、磷、有機(jī)質(zhì)及速效養(yǎng)分等的含量，微生物生物量碳、氮等含量的提升較為顯著，土壤中脲酶和轉(zhuǎn)化酶的活性也隨著藻–草–泥有機(jī)肥的施用明顯增強(qiáng)，并且對(duì)作物產(chǎn)量具有顯著增產(chǎn)效應(yīng)。

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Effects of Organic Fertilizer Made from Algae-Grass-Mud in Chaohu Lake on Soil Properties

CHEN Ting, HAN Shiqun*, ZHOU Qing

(Institute of Agricultural Resource and Environmental Sciences, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014, China)

Organic fertilizer was made from cyanobacteria, macroohytes and sediment salvaged from Chaohu Lake by the high temperature composting and its effects on crop yield, soil physiochemical properties and microbial characteristics were studied through a field experiment. The results showed that this algae-grass-mud organic fertilizer could significantly increased soybean and peanut yields, the values of total nitrogen (TN), alkali solution nitrogen, total phosphorus (TP), Olsen phosphorus, organic matter, humic acid, soil porosity and CEC, significantly reduced soil bulk density. Compared with the treatment of non plant and non fertilization (T1), soil MBC and MBN of fertilization-planting soybean (T4) and fertilization–planting peanut (T5) increased by 116.5%, 97.8%, and 196.7%, 170.6%, respectively; the activities of invertase, urease and catalase in T4 and T5 treatments increased by 183%, 392%, 8.9% and 116%, 268%, 1.01%, respectively. In addition, significant correlation was found among soil MBC, MBN and soil TN, TP, organic matter, humic acid, invertase and urease activities. No significant correlation existed between catalase activity and soil fertility factors in T4 treatment, However, significant correlation was found among urease activity, Olsen phosphorus, organic matter, humic acid, soil MBC and MBN in T5 treatment. It is feasible to recycling use cyanobacteria, macroohytes and sediment salvaged in Chaohu Lake in producing organic fertilizer.

Algae-grass-mud organic fertilizer; Soil physiochemical properties; Microbial biomass carbon and nitrogen; Enzyme activity; Yield

國(guó)家水專項(xiàng)巢湖項(xiàng)目(2012ZX07103-005)資助。

(shqunh@126.com)

陳婷(1990—)，女，安徽合肥人，碩士，主要從事湖泊廢棄物資源化利用及水體修復(fù)研究。E-mail：316640108@qq.com

10.13758/j.cnki.tr.2018.05.008

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