吳 紅，劉海霞 ，周明夏，韓大勇

（1.江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院園林園藝學(xué)院，江蘇 泰州 225300；2.江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院動(dòng)物科技學(xué)院，江蘇 泰州 225300）

循環(huán)農(nóng)業(yè)是把農(nóng)林牧副漁各部門(mén)、種養(yǎng)加各環(huán)節(jié)進(jìn)行有機(jī)鏈接和科學(xué)組合，在減少一次性、緊缺性資源（如土地、水）消耗的同時(shí)，將主要農(nóng)業(yè)廢棄物（秸稈和畜禽糞便）資源化以提高資源利用效率的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式［1-2］。近年研究表明，長(zhǎng)期施用畜禽糞便發(fā)酵的有機(jī)肥料可促進(jìn)土壤微生物活動(dòng)和土壤中有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合體的形成，從而改善土壤結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)。例如，馬興林等［3］研究表明，種養(yǎng)結(jié)合可使農(nóng)田土壤有機(jī)N、P2O5、K2O投入總量高達(dá)1 377 kg/hm2；黃小洋等［4］研究發(fā)現(xiàn)，豬糞有機(jī)肥可增加土壤有機(jī)質(zhì)含量；石慧等［5］研究表明，添加豬糞可增加土壤微生物可利用的碳源，因而提高了微生物數(shù)量，從而提高了土壤養(yǎng)分利用效率；胡留杰等［6］發(fā)現(xiàn)，施用豬糞能顯著提高油麥菜產(chǎn)量，且油麥菜中硝酸鹽、氮磷鉀含量與豬糞施用量密切相關(guān)；宋以玲等［7］研究發(fā)現(xiàn)，牛糞可提高土壤養(yǎng)分含量、土壤酶活性以及番茄產(chǎn)量和含糖量，其中土壤堿解氮、全氮、有效鉀、有效磷含量分別顯著提高；徐大兵等［8］研究發(fā)現(xiàn)，施入牛糞可顯著提高玉米籽粒產(chǎn)量、千粒重，且提高了土壤活性有機(jī)碳和有機(jī)質(zhì)含量。羊糞是家畜糞肥中氮、磷、鉀含量最高的優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥，肥效快，適于各種土壤和各類(lèi)作物［9］，目前相當(dāng)部分養(yǎng)殖場(chǎng)會(huì)將羊糞堆積發(fā)酵用做有機(jī)肥料，但是發(fā)酵好的羊糞如何科學(xué)有效利用是羊產(chǎn)業(yè)發(fā)展中遇到的最大問(wèn)題。鑒于此，本研究采用羊糞田間調(diào)控試驗(yàn)，分析比較羊糞對(duì)葡萄園土壤理化性質(zhì)的影響，明確羊糞在葡萄生產(chǎn)中的應(yīng)用效果，為葡萄園土壤肥力提升提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)在江蘇省泰州市高港區(qū)大泗鎮(zhèn)霍堡村（119°58′E、32°21′N(xiāo)），海拔918.7 m，地處長(zhǎng)江三角洲沖積平原，屬亞熱帶海洋性氣候；年平均氣溫17.4℃，年降雨量1 281 mm，全年無(wú)霜期220 d，平均日照數(shù)2 125.8 h，年平均相對(duì)濕度79%，全年盛行偏東風(fēng)；土壤類(lèi)型主要為高砂土，肥力較低但土壤耕性好，土壤有機(jī)質(zhì)含量10.0 g/kg以上、速效氮142.70 mg/kg、全氮1.785 g/kg、堿解氮148.5 mg/kg、速效磷 4.5 mg/kg、速效鉀 57 mg/kg［10］。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2015年3月31日至2017年10月31日進(jìn)行，羊糞還田栽培模式葡萄園面積6 670 m2，以5年生栽培巨峰葡萄為研究對(duì)象，栽植密度為2 250株/hm2，隨機(jī)區(qū)組排列，連續(xù)3年于10月上旬將充分發(fā)酵腐熟的羊糞（有機(jī)質(zhì)24%～27%、氮0.7%～0.8%、磷0.45%～0.6%、鉀0.4%～0.5%）作為基肥，沿定植行開(kāi)溝（深40～50 cm、寬30～40 cm）一次性施入。試驗(yàn)設(shè)施入羊糞基肥20 t/hm2（T1）、40 t/hm2（T2）、60 t/hm2（T3）、80 t/hm2（T4）、100 t/hm2（T5）和不施基肥對(duì)照6個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，小區(qū)面積150 m2（50 m×3 m）。葡萄園管理采取常規(guī)大田管理。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

連續(xù)施肥3年后，用五點(diǎn)法采集各試驗(yàn)區(qū)0～15、15～30、30～45 cm層土樣，采集后土壤過(guò)2 mm篩，風(fēng)干，測(cè)定土樣pH值（電位法）、全氮含量（半微量凱氏定氮法）、速效磷含量（碳酸氫鈉或氟化銨-鹽酸浸提-鉬銻抗比色法）、速效鉀含量（1 mol/L乙酸銨浸提-火焰光度計(jì)法）、有機(jī)質(zhì)含量（重鉻酸鉀容量法-外加熱法）以及陽(yáng)離子交換量（CEC，1 mol/L中性乙酸銨淋洗法）［11］。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel及DPSv7.05進(jìn)行分析和作圖，采用LSD法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同羊糞施用量對(duì)葡萄園土壤含水量的影響

圖1 不同羊糞施用量對(duì)葡萄園土壤含水量的影響

從圖1可以看出，隨著羊糞施用量的增大，不同土層土壤含水量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，0～15 cm土層土壤含水量表現(xiàn)為處理T2＞T3＞T4＞T5＞T1＞CK，各處理分別比對(duì)照增加 8.48%、6.95%、6.43%、4.61%、2.10%， 且各處理之間差異極顯著；15～30 cm土層含水量最大值出現(xiàn)在T3處理，呈現(xiàn)出T3＞T4＞T5＞T2＞T1＞CK，分別比對(duì)照增加13.31%、12.88%、11.81%、11.25%、9.85%，處理T3和T4間差異顯著，其他各處理之間差異極顯著；30～45 cm土層土壤含水量最大值出現(xiàn)在T4處理，呈現(xiàn)出T4＞T5＞T3＞T2＞T1＞CK，分別比對(duì)照增加22.45%、18.58%、16.29%、9.64%、6.72%，且各處理之間差異極顯著?？梢?jiàn)，羊糞還田有利于提高葡萄園土壤含水量，且隨著羊糞施用量的增加，深層土壤蓄水能力增加。

2.2 不同羊糞施用量對(duì)葡萄園土壤pH值的影響

由圖2可知，不同羊糞施用量條件下的土壤pH值與對(duì)照相比均有不同程度下降，隨著羊糞施用量的增大，不同土層土壤pH值下降程度增加，呈現(xiàn)出CK＞T1＞T2＞T3＞T4＞T5，0～15 cm土層分別比對(duì)照降低0.74%、1.44%、2.85%、4.29%、8.36%，15～30 cm土層分別比對(duì)照降低3.99%、5.84%、7.60%、8.62%、12.28%，30～45 cm土層分別比對(duì)照降低1.80%、2.17%、3.02%、4.137%、6.84%。可見(jiàn)，羊糞還田能在一定程度上降低土壤pH值，進(jìn)而有效防止土壤長(zhǎng)期灌溉引起的土壤鹽漬化。經(jīng)方差分析可知，30～45 cm土層處理T1和T2間差異不顯著，處理T2和T3間差異顯著外，其他各處理之間差異極顯著。

圖2 不同羊糞施用量對(duì)葡萄園土壤pH值的影響

2.3 不同羊糞施用量對(duì)葡萄園土壤養(yǎng)分含量的影響

2.3.1 全氮含量 由表1可知，不同羊糞施用量條件下不同土層土壤全氮含量變化趨勢(shì)不同。0～15 cm土層土壤全氮含量呈現(xiàn)“增長(zhǎng)-穩(wěn)定”趨勢(shì)，呈現(xiàn)T5＞T4＞T3＞T2＞T1＞CK的趨勢(shì)變化，分別比對(duì)照增加76.28%、73.32%、66.03%、40.88%、22.01%；方差分析結(jié)果表明，T5和T4全氮含量差異不顯著，其他處理與對(duì)照差異極顯著。15～30 cm和30～45 cm土層土壤全氮含量呈現(xiàn)“增長(zhǎng)-穩(wěn)定-下降”趨勢(shì)，各處理全氮含量均高于對(duì)照。15～30 cm土層在T1～T4之間土壤全氮含量升高，而在T4～T5之間土壤全氮含量明顯降低，最大值出現(xiàn)在T4，分別比對(duì)照增加44.70%、59.09%、90.15.%和92.43%；方差分析表明，除T5、T4和T3全氮含量差異不顯著外，其余處理間差異極顯著。30～45 cm土層，T1～T3全氮含量增加，T4～T5明顯降低，最大值出現(xiàn)在T3處理、比對(duì)照增加117.45%；方差分析表明，除T5、T4之間差異不顯著外，其余處理間差異均表現(xiàn)為極顯著，說(shuō)明羊糞還田有利于提高土壤全氮含量。

表1 不同羊糞施肥量處理葡萄園土壤速效養(yǎng)分含量變化

2.3.2 速效磷含量 不同羊糞施肥處理下，土壤速效磷含量在不同土層中均表現(xiàn)為隨著羊糞施用量的增加而增大，呈現(xiàn)出T5＞T4＞T3＞T2＞T1＞CK的趨勢(shì)。0～15 cm土層，T5、T4、T3、T2、T1處理的土壤有效磷含量分別比對(duì)照提高18.69%、27.99%、4.82%、54.21%、54.41%；方差分析結(jié)果表明，除T5和T4差異不顯著外，其余處理間差異極顯著。15～30 cm土層，T5、T4、T3、T2、T1處理的土壤有效磷含量分別比對(duì)照提高12.22%、22.64%、26.28%、42.26%、63.62%，除T2和T3差異不顯著外，其余處理間差異均為極顯著。30～45 cm土層，T5、T4、T3、T2、T1處理的土壤有效磷含量分別比對(duì)照提高12.11%、15.87%、22.39%、42.85%、45.44%，除T5和T4差異不顯著、T1和T2差異顯著外，其余處理間差異達(dá)極顯著，說(shuō)明施用有機(jī)肥羊糞可有效提高土壤中速效磷含量。

2.3.3 速效鉀含量 表1顯示，不同羊糞施肥處理下的土壤速效鉀含量均高于對(duì)照，在0～15、15～30、30～45 cm 土層中均表現(xiàn)為隨著羊糞施用量的增加而增大，呈現(xiàn)出T5＞T4＞T3＞ T2＞ T1＞ CK。 在 0～15 cm 土 層 中，T5、T4、T3、T2、T1的土壤有效鉀含量分別比對(duì)照提高9.53%、15.16%、23.54%、31.99%、34.98%，除T5和T4差異不顯著外，其余處理間差異達(dá)極顯著。在15～30 cm土層中，T5、T4、T3、T2、T1的土壤有效鉀含量分別比對(duì)照 提 高 5.89%、28.109%、35.45%、41.40%、53.13%，各處理間差異極顯著；在30～45 cm土層中，T5、T4、T3、T2、T1土壤有效鉀含量分別比對(duì)照提高9.68%、24.43%、41.32%、50.42%、51.23%，除T5和T4差異不顯著、T4和T5差異顯著外，其余處理間差異達(dá)極顯著?？梢?jiàn)，施用有機(jī)肥羊糞可有效提高土壤中速效鉀含量。

2.4 不同羊糞施用量對(duì)葡萄園土壤有機(jī)質(zhì)含量和土壤陽(yáng)離子交換量的影響

2.4.1 有機(jī)質(zhì)含量 土壤有機(jī)質(zhì)是土壤固相部分的重要組成部分，同時(shí)也是土壤酶促底物的重要原料，與土壤的風(fēng)化和演變密切相關(guān)，因此有機(jī)質(zhì)是土壤肥力的基礎(chǔ)［12］。由表2可知，與對(duì)照相比，土壤有機(jī)質(zhì)含量在不同土層中表現(xiàn)為隨著羊糞施用量的增加而增大，在0～15 cm土層中，T5處理土壤有機(jī)質(zhì)含量最高（較CK提高133.10%），顯著高于其他處理；在15～30 cm土層中，T4處理土壤有機(jī)質(zhì)含量最高（較CK提高88.49%），與T5處理差異不顯著，顯著高于其他處理；在30～45 cm土層中，T5處理土壤有機(jī)質(zhì)含量最高（較CK提高97.12%），顯著高于其他處理。說(shuō)明羊糞還田可有效提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，其中施用羊糞80 t/hm2對(duì)增加葡萄耕作層土壤有機(jī)質(zhì)含量效果較好。

表2 不同羊糞施用量對(duì)葡萄園土壤有機(jī)質(zhì)含量和土壤陽(yáng)離子交換量的影響

2.4.2 土壤陽(yáng)離子交換量 土壤陽(yáng)離子交換量（CEC）是土壤中所含有的全部交換性陽(yáng)離子的總量，其大小可作為評(píng)價(jià)土壤保肥能力的指標(biāo)，是土壤緩沖性能的主要來(lái)源，是改良土壤和合理施肥的重要依據(jù)［13］。按照土壤養(yǎng)分等級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，CEC低于10 cmol/kg表明土壤保肥力較弱，本試驗(yàn)地基礎(chǔ)CEC均在10 cmol/kg以上，在試驗(yàn)中各土層隨著羊糞施用量的增加，土壤CEC均有所積累（表2），各土層在T5處理土壤CEC值達(dá)最大值，分別為15.62、14.70和12.25 cmol/kg，同一處理不同土層間表現(xiàn)為隨土層深度增加CEC值遞減的趨勢(shì)。

3 結(jié)論與討論

葡萄生長(zhǎng)最適pH值在6.5～7.5之間，有利于葡萄生長(zhǎng)發(fā)育和礦質(zhì)元素的吸收［14］。有機(jī)肥施入土壤后解離出H+，吸附土壤中的K+、Na+、NH4+、Ca2+等，增強(qiáng)土壤的緩沖能力，從而調(diào)節(jié)土壤的pH值，時(shí)向東等［15］研究表明，烤煙施入芝麻餅肥導(dǎo)致植株根際周?chē)a(chǎn)生大量有機(jī)酸，從而引起土壤pH值下降。李丙智等［16］研究發(fā)現(xiàn)，陜西渭北蘋(píng)果園施用羊糞可降低土壤pH值，使用羊糞可使0～20 cm和20～40 cm土層土壤pH值從8.0分別降至7.2和7.0。本試驗(yàn)所在地高港區(qū)土壤為高砂土，羊糞有機(jī)肥施入土壤經(jīng)微生物和物理化學(xué)作用形成大量腐植酸，促進(jìn)了土壤水穩(wěn)性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，使砂土變成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，同時(shí)試驗(yàn)采用羊糞與秸稈混合發(fā)酵，發(fā)酵好的羊糞有機(jī)肥呈弱酸性，因此施入后引起葡萄園土壤pH值下降。

土壤養(yǎng)分是土壤肥力的重要基礎(chǔ)，也是土壤農(nóng)田結(jié)構(gòu)的重要組成部分，而土壤中的氮、磷、鉀則是土壤肥力衡量的重要指標(biāo)［17］。肥料則是土壤養(yǎng)分的主要來(lái)源，也是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)之一。羊糞是一種熱性肥料，羊糞發(fā)酵制成有機(jī)肥施入農(nóng)田，不僅具有肥效好、使用安全方便等好處，還具有抗病促長(zhǎng)、培肥地力等優(yōu)點(diǎn)［18-20］，丁闊等［21］研究表明，施用羊糞可顯著提高土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量。施發(fā)梅等［22］指出，增施羊糞可提高茶園土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀含量，從而改良土壤、培肥地力。本研究結(jié)果表明，羊糞還田3年后葡萄園各土層土壤全氮、速效磷和速效鉀含量較未施入羊糞時(shí)顯著增加，平均提高94.72%、54.49%、46.44%，這與郭潔［23］、呼生春等［24］研究結(jié)果相一致；有研究表明土壤養(yǎng)分的積累并非單純依靠土壤養(yǎng)分，而且依賴于有機(jī)肥施入后土壤非環(huán)境和土壤酶活性改變引起的土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化速率［25-26］，本試驗(yàn)中不同土層氮、磷、鉀含量隨土層深度的增加而降低，可能與不同土層土壤酶活性和微生物等的活動(dòng)有關(guān)，關(guān)于羊糞施入土壤后不同土層酶活性的大小還需進(jìn)一步深入研究。

土壤有機(jī)質(zhì)是土壤的固相組成成分之一，其含量大小決定了土壤的緩沖能力和穩(wěn)定性，也決定了土壤的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)能力［27］。本研究結(jié)果表明羊糞還田可增加葡萄園土壤有機(jī)質(zhì)含量，與丁闊等［28］的研究結(jié)果一致，隨著施肥量增加不同土層有機(jī)質(zhì)含量增加（分別增加17.57%、53.45%、92.63%、102.03%和104.89%），且隨著土層深度增加其含量降低，究其原因，土壤有機(jī)質(zhì)來(lái)源于有生命的生物殘?bào)w，土壤有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程中，無(wú)論是礦質(zhì)化過(guò)程還是腐殖化過(guò)程，都是在微生物直接參與下進(jìn)行的，土壤濕度、通氣狀況和溫度等凡能影響微生物生命活動(dòng)的環(huán)境條件，都會(huì)影響有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化［29］。因此，羊糞還田后表層土壤結(jié)構(gòu)和土壤透氣性的改變以及微生物的活動(dòng)促進(jìn)了土壤表層有機(jī)質(zhì)含量的增加。