李霞 張志華 田書溫 付念 郭琮琮 劉洪慶

摘? ? 要：通過蚯蚓養(yǎng)殖田間對比試驗，研究蚯蚓養(yǎng)殖對吹填土土壤理化性質(zhì)的影響。結(jié)果表明，與養(yǎng)殖蚯蚓的對照區(qū)相比，養(yǎng)殖蚯蚓的試驗區(qū)土壤含鹽量降低70.00%，表層土壤容重降低22.56%，非毛管孔隙度提高5.71個百分點(diǎn)，滲透率提高5.55 mm·h-1，土壤全氮、有效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)分別提高了74.58%，230.76%，60.48%，103.80%。可見，養(yǎng)殖蚯蚓可有效降低吹填土含鹽量，同時可有效改善土壤養(yǎng)分及物理結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：吹填土;蚯蚓養(yǎng)殖;土壤性質(zhì)

中圖分類號：S156? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ?DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2019.01.019

Abstract： This study aimed to explore effects of earthworms on soil physical and chemical properties in coastal dredger fill. The field comparison test was carried out through the treatment with earthworms and the treatment without earthworms. The results showed that compared with the treatment without earthworms， the treatment with earthworms could increase the soil non-capillary porosity content by 5.71 percentages， the soil permeability by 5.55 mm·h-1， the soil total nitrogen content by 74.58%， the available phosphorus by 230.76%， the available potassium by 60.48%， the soil organic matter by 103.80%， and dicrease the soil salinity by 70.00% on average， the soil bulk density by 22.56%. In conclusion， earthworms could be dcreased soil salinity， and also could be effectively improved soil nutrient and physical structure.

Key words： coastal dredger fill; earthworms; soil properties

吹填土是沿海在整治和疏通航道時，用挖泥船把江河和港口底部的泥砂通過水力吹填造陸而形成的沉積土[1]，具有質(zhì)地黏重、結(jié)構(gòu)性差、鹽堿含量高以及自然脫鹽率低的特點(diǎn)，嚴(yán)重制約了吹填土在城市和生態(tài)建設(shè)方面的應(yīng)用[2]。采用科技手段對吹填土進(jìn)行改良是其應(yīng)用于生態(tài)建設(shè)的前提，但吹填土改良困難[3]，目前主要通過客土改良[4]。

天津海林生態(tài)建設(shè)股份公司多年致力于鹽堿灘地的原土改良與植被構(gòu)建的技術(shù)研發(fā)與工程施工，對吹填土綜合改良綠化技術(shù)進(jìn)行了大量實踐[5-6]，采取“節(jié)水型鹽堿灘地物理-化學(xué)-生物綜合改良與植被構(gòu)建技術(shù)”，實行水利工程措施、農(nóng)業(yè)耕作措施和生物化學(xué)措施相互結(jié)合的綜合治理方法，并取得了顯著效果[7-10]。目前，在微生物改良基礎(chǔ)上擬引進(jìn)土壤動物改良。蚯蚓是常見的土壤動物，其通過不斷地縱橫鉆洞和吞土排糞等生命活動，不僅能改變土壤的物理性質(zhì)，而且還能改變土壤的化學(xué)性質(zhì)[11-12]。

本研究在海林吹填土局部改良基礎(chǔ)上，通過開展吹填土林下蚯蚓養(yǎng)殖試驗，研究其對吹填土的改良效果，旨在為吹填土改良提供理論基礎(chǔ)與技術(shù)支持。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于天津市臨港產(chǎn)業(yè)區(qū)緯二路的海林生態(tài)園內(nèi)，原始土壤為吹填土，試驗所在地經(jīng)海林技術(shù)完成了樹穴局部改良并種植苗木1年。試驗區(qū)域氣候?qū)儆谂瘻貛О霛駶櫞箨懶约撅L(fēng)氣候，年平均降水量為604.3 mm，主要集中在夏季，約占全年降水量的76%，蒸發(fā)量1 602 mm。

1.2 試驗材料

試驗所用蚯蚓為赤子愛勝蚓（太平2號）品種，引自天津市大港區(qū)東河筒村天津海林蚯蚓養(yǎng)殖基地。蚯蚓床材料為牛糞，其性質(zhì)如表1所示。

1.3 試驗設(shè)計

選擇經(jīng)海林技術(shù)完成了樹穴局部改良并種植苗木1年后的地塊，分為試驗區(qū)和對照區(qū)。試驗區(qū)與對照區(qū)分別寬20 m、長100 m，種植品種為白榆，株行距為2 m×2 m。試驗區(qū)于2015年春季在林下行間吹填土未改良區(qū)鋪設(shè)蚯蚓床養(yǎng)殖蚯蚓，把未經(jīng)發(fā)酵的牛糞做成高 15～20 cm，寬 100～150 cm的蚯蚓床，引入蚯蚓種，蓋好稻草，鋪設(shè)微噴帶，遮光保濕;對照區(qū)林下行間吹填土未改良區(qū)未鋪設(shè)蚯蚓床未進(jìn)行蚯蚓養(yǎng)殖，苗木常規(guī)管理。試驗前試驗區(qū)與對照區(qū)林下行間吹填土未改良區(qū)土壤理化性質(zhì)如表2所示。試驗進(jìn)行1年后（2016年6月）分別對試驗區(qū)及對照區(qū)于穴內(nèi)穴外取土樣，檢測土壤理化性狀。

1.4 測定項目及方法

采用土鉆取土樣，風(fēng)干，磨碎，過2 mm篩，制備1∶5土水比浸提液，測定其全鹽含量和pH值。全鹽含量采用質(zhì)量法進(jìn)行測定;pH值采用pHS-3C型pH計和E-201-C型pH復(fù)合電極測定（上海精密科學(xué)儀器有限公司雷磁儀器廠生產(chǎn)）。土壤容重、滲透率、非毛管孔隙度等采用環(huán)刀法測定。土壤全氮用半微量凱氏法測定;水解氮用堿解-擴(kuò)散法測定;有效磷用碳酸氫鈉浸提法測定;速效鉀用乙酸銨浸提-火焰光度法測定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)處理和作圖采用Microsoft Excel 2007軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 蚯蚓養(yǎng)殖對吹填土含鹽量的影響

從圖1可以看出，穴內(nèi)試驗區(qū)與對照區(qū)各土層吹填土含鹽量無明顯差異，而穴外各土層試驗區(qū)吹填土含量鹽顯著低于對照區(qū)。與對照區(qū)土壤相比，試驗區(qū)穴外0～30 cm、30～60 cm土層土壤含鹽量分別降低76.10%，63.89%。說明蚯蚓養(yǎng)殖可有效降低吹填土含鹽量，可能是因為一方面蚯蚓養(yǎng)殖期間需要噴灌保持蚯蚓床濕潤，此部分水分利于鹽分淋出;另一方面蚯蚓床的覆蓋抑制了秋冬季鹽分的上升。

2.2 蚯蚓養(yǎng)殖對吹填土pH值的影響

從圖2可以看出，穴內(nèi)、穴外試驗區(qū)吹填土pH值均顯著高于對照區(qū)。與對照區(qū)土壤相比，試驗區(qū)穴內(nèi)各土層土壤pH值分別升高2.80%，2.13%，試驗區(qū)穴外各土層土壤pH值分別升高5.82%，5.79%。說明蚯蚓養(yǎng)殖可使吹填土pH值升高，可能是因為蚯蚓床所用材料牛糞pH值較高，經(jīng)灌溉淋溶作用將堿性物質(zhì)帶入了吹填土。

2.3 蚯蚓養(yǎng)殖對吹填土容重的影響

從圖3可以看出，穴內(nèi)試驗區(qū)與對照區(qū)吹填土容重間無明顯差異，而穴外試驗區(qū)吹填土容重顯著低于對照區(qū)。與對照區(qū)土壤相比，試驗區(qū)穴外土壤容重降低22.56%。說明蚯蚓養(yǎng)殖可有效降低吹填土容重。

2.4 蚯蚓養(yǎng)殖對吹填土非毛管孔隙度的影響

從圖4可以看出，穴內(nèi)試驗區(qū)與對照區(qū)吹填土非毛管孔隙度間無明顯差異，而穴外試驗區(qū)吹填土非毛管孔隙度顯著高于對照區(qū);與對照區(qū)土壤相比，試驗區(qū)穴外土壤非毛管孔隙度提高5.71個百分點(diǎn)。說明蚯蚓養(yǎng)殖可有效改善吹填土非毛管孔隙度。

2.5 蚯蚓養(yǎng)殖對吹填土滲透率的影響

從圖5可以看出，穴內(nèi)試驗區(qū)與對照區(qū)吹填土滲透率無明顯差異，而穴外試驗區(qū)吹填土滲透率顯著高于對照區(qū);與對照區(qū)土壤相比，試驗區(qū)穴外土壤滲透率提高了5.55 mm·h-1。說明蚯蚓養(yǎng)殖可有效改善吹填土滲透率。

2.6 蚯蚓養(yǎng)殖對吹填土養(yǎng)分的影響

從表3可以看出，穴內(nèi)試驗區(qū)與對照區(qū)吹填土養(yǎng)分無明顯差異，而穴外試驗區(qū)吹填土表層養(yǎng)分顯著高于對照區(qū);與對照區(qū)土壤相比，試驗區(qū)穴外表層土壤全氮、有效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)分別提高了74.58%，230.76%，60.48%，103.8%，水解氮降低了28.99%。說明蚯蚓養(yǎng)殖可有效改善吹填土全氮、有效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量，但對水解氮有淋失作用。

3 結(jié) 論

本研究表明，蚯蚓養(yǎng)殖能有效降低吹填土的含鹽量，同時使pH值升高，為能控制吹填土鹽堿，建議注意蚯蚓床材料的酸堿性。養(yǎng)殖蚯蚓可降低吹填土土壤密度，增加土壤非毛管孔隙度，提高土壤滲透速率，對吹填土結(jié)構(gòu)有明顯的改善作用。原土改良和客土改良均能有效提高吹填土表層土壤養(yǎng)分含量，尤其是有機(jī)質(zhì)、全氮及有效磷含量。

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收稿日期：2018-08-01

作者簡介：李霞（1986—），女，河北阜平人，農(nóng)藝師，碩士，主要從事土壤鹽堿地改良與植構(gòu)建、生態(tài)農(nóng)業(yè)等方面的研究。

通訊作者簡介：劉洪慶（1970—），男，天津人，高級工程師，碩士，主要從事鹽堿地改良及綠化等方面的研究。