李劍 喬衛(wèi)花 王濤 奧巖松

摘要：研究商品有機(jī)肥、蔬菜廢棄物堆肥、商品有機(jī)肥+微生物菌劑、蔬菜廢棄物堆肥+微生物菌劑4種處理對(duì)青菜大棚土壤理化性狀及過(guò)氧化氫酶的影響。結(jié)果表明，各處理均能顯著降低土壤pH，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量和陽(yáng)離子交換量，一定程度降低土壤容重和增加土壤孔隙度，添加微生物菌劑處理效果更為明顯。各處理土壤堿解氮含量顯著增加，速效磷、速效鉀含量不同程度增加，以蔬菜廢棄物堆肥處理效果為好。 各處理均能提高土壤過(guò)氧化氫酶含量，蔬菜廢棄物堆肥效果好于商品有機(jī)肥，以蔬菜廢棄物堆肥配施微生物菌劑效果為好。各處理均能有效改善土壤理化性狀和提高土壤生物活性，對(duì)土壤影響效果由強(qiáng)到弱依次為蔬菜廢棄物堆肥+微生物菌劑、商品有機(jī)肥+微生物菌劑、蔬菜廢棄物堆肥、商品有機(jī)肥。

關(guān)鍵詞：蔬菜廢棄物;微生物菌劑;商品有機(jī)肥;土壤肥力;酶活性

中圖分類(lèi)號(hào)：S141.4;S156.92?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2020）07-0059-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.07.013

Abstract： The effects of four different organic fertilizer treatments，commercial organic fertilizer，vegetable waste compost，commercial organic fertilizer + microbial inoculum，vegetable waste compost + microbial inoculum on the physicochemical properties and catalase of vegetable greenhouse soil were studied. The results show that each treatment can significantly reduce soil pH，increase soil organic matter content and cation exchange capacity，reduce soil bulk density and increase soil porosity to a certain extent，and the effect of adding microbial inoculants is more obvious. The content of alkali-hydrolyzed nitrogen in each treatment increased significantly，and the content of available phosphorus and available potassium increased to varying degrees. The effect of compost treatment of vegetable waste was better. Each treatment can increase the content of catalase in the soil. The composting effect of vegetable waste is better than commercial organic fertilizer. The effect of composting vegetable waste compost with microbial inoculum is better. Each treatment can effectively improve the physical and chemical properties of the soil and increase the biological activity of the soil. The effect on the soil from strong to weak is vegetable waste compost + microbial inoculum，commercial organic fertilizer + microbial inoculum，vegetable waste compost，and commercial organic fertilizer.

Key words： vegetable waste; microbial inoculum; commercial organic fertilizer; soil fertility; enzyme activity

化肥的常年使用造成土壤理化性狀?lèi)夯⑼寥利}漬化、板結(jié)等問(wèn)題，影響農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。隨著有機(jī)農(nóng)業(yè)的興起和環(huán)境保護(hù)的要求，有機(jī)肥的使用得到日益關(guān)注。有機(jī)肥含有豐富的有機(jī)物和各種營(yíng)養(yǎng)元素，具有來(lái)源廣泛、養(yǎng)分全面、施用污染少等優(yōu)點(diǎn)。長(zhǎng)期施用有機(jī)肥可以增加土壤有機(jī)質(zhì)及活性，提高土壤中N、P、K等元素含量，改善土壤理化性狀和結(jié)構(gòu)，對(duì)防止土壤板結(jié)、消除有害的硝態(tài)氮?dú)埩簟⒁种仆寥啦≡淖躺兄匾饔肹1]。本研究對(duì)蔬菜廢棄物進(jìn)行資源化利用，以蔬菜廢棄物、豬糞、稻草秸稈等為原料，接種微生物菌劑進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵腐熟后作為基肥用于青菜的種植，并與傳統(tǒng)商品有機(jī)肥做對(duì)比，通過(guò)檢測(cè)土壤的理化指標(biāo)以及過(guò)氧化氫酶指標(biāo)，研究蔬菜廢棄物堆肥對(duì)土壤性狀的影響。

1?材料與方法

1.1?試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在上海多利農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司農(nóng)場(chǎng)內(nèi)具有代表性的塑料管棚內(nèi)進(jìn)行，塑料管棚長(zhǎng)60 m，寬8 m。塑料管棚前茬種植葉用甘薯，清棚后晾棚15 d。

1.2?試驗(yàn)材料

1.2.1?青菜品種?新夏青，上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育的雜交青菜品種。

1.2.2?供試土壤?供試管棚內(nèi)的土壤基本理化性狀背景值（試驗(yàn)前測(cè)得）如下，pH 8.20，導(dǎo)電率（EC）0.96 mS/cm，容重1.42 g/cm3，有機(jī)質(zhì)含量1.93%，堿解氮含量143.85 mg/kg，速效磷含量55.11 mg/kg，速效鉀含量302.50 mg/kg。

1.2.3?供試肥料及微生物菌劑?商品有機(jī)肥;蔬菜廢棄物堆肥（蔬菜廢棄物∶水稻秸稈∶豬糞=20∶30∶50）;微生物菌劑，由上海創(chuàng)博生態(tài)工程有限公司提供，含有枯草芽孢桿菌等多種有益微生物及其活性代謝產(chǎn)物，為淺棕色半透明液體，活菌總數(shù)≥2×108 CFU/mL。

1.3?試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將塑料管棚土壤翻耕后，劃分成20個(gè)小區(qū)，每個(gè)處理4個(gè)小區(qū)，各個(gè)處理完全隨機(jī)排列。試驗(yàn)設(shè)1個(gè)對(duì)照，對(duì)照不施有機(jī)肥，也不使用微生物菌劑;4個(gè)處理見(jiàn)表1。施入有機(jī)肥，按照產(chǎn)品說(shuō)明噴灑微生物菌劑，隨即用小型旋耕機(jī)將各個(gè)小區(qū)再次翻耕，平整后選取長(zhǎng)勢(shì)一致的青菜苗定植。

9月1日開(kāi)始育苗，9月10日整地定植，株行距10 cm×10 cm。青菜生長(zhǎng)期間的管理按照常規(guī)方法進(jìn)行，各處理管理水平一致。

1.4?土壤樣品采集

于定植后4、8、12、16 d隨機(jī)從各處理每個(gè)小區(qū)內(nèi)選取青菜植株3株，用鏟刀連根挖出，取每株根際附近土壤500 g，將土樣放在塑料薄膜上混勻攤開(kāi)，采用四分法選取土樣大約500 g，將土樣裝入取樣袋，立即帶回實(shí)驗(yàn)室，自然風(fēng)干，過(guò)1 mm篩，用于測(cè)定酶活性。10月1—3日青菜采收，清棚后采集各處理土樣測(cè)定土壤理化性質(zhì)。

1.5?測(cè)定指標(biāo)與方法

1.5.1?土壤理化性狀的測(cè)定[2，3]?土壤容重采用環(huán)刀法測(cè)定;孔隙度采用計(jì)算法，即孔隙度=（1-容重/比重）×100%;pH、EC用土∶水=1∶5浸提，用pH計(jì)和電導(dǎo)儀測(cè)定;堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定;速效磷采用M3浸提-鉬銻抗比色法測(cè)定;速效鉀采用NH4OAC浸提，火焰光度計(jì)測(cè)定;有機(jī)質(zhì)采用稀釋熱法測(cè)定;陽(yáng)離子交換量采用NH4Cl-NH4OAc法測(cè)定;全C、全N采用元素分析儀（Elementar Vario EL Ⅲ）測(cè)定。

1.5.2?土壤酶活性的測(cè)定?過(guò)氧化氫酶活性采用高錳酸鉀滴定法（25 ℃，20 min），以0.02 mol/（L·g）表示為1活性單位（U）[4]。

1.6?數(shù)據(jù)處理

用SAS、Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和作圖。

2?結(jié)果與分析

2.1?不同處理土壤理化性狀的變化

2.1.1?pH、EC的變化?土壤的pH是土壤的重要物理指標(biāo)，對(duì)土壤的微生物活性、礦物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)的分解起著重要的作用，并影響土壤養(yǎng)分元素的釋放、固定和遷移[5]。土壤過(guò)酸過(guò)堿都會(huì)影響營(yíng)養(yǎng)元素的利用，當(dāng)pH在6.5～7.5時(shí)，磷的有效性最大，當(dāng)pH大于7.5或是小于6.5時(shí)，磷形成難溶鹽而被固定。pH的大小對(duì)土壤中氮素的硝化作用和有機(jī)質(zhì)的礦化影響較大[6]。

各處理土壤的pH均比背景值有所下降（圖1），分別下降1.9%、6.1%、2.2%和5.8%，各處理與背景值之間均呈顯著差異。S+EM、C+EM處理較S、C處理降低效果更為明顯，差異顯著。這是因?yàn)槭┤胗袡C(jī)肥后，土壤中有機(jī)質(zhì)含量增加，對(duì)土壤的酸堿度有一定的緩沖作用;微生物制劑中含有多種有益微生物及其代謝產(chǎn)物，對(duì)土壤起到一定的酸化作用，對(duì)降低鹽漬化土壤的高pH效果更為明顯。

除S處理外，其余3個(gè)處理土壤的EC比背景值均顯著下降（圖1）。兩組噴施微生物菌劑效果相反，S+EM處理比S處理EC明顯下降，而C+EM處理比C處理EC明顯上升，這可能與兩種有機(jī)肥中所含礦質(zhì)元素的狀態(tài)有關(guān)，也可能與不同處理下植株對(duì)土壤礦物質(zhì)的吸收量有關(guān)。

2.1.2?土壤容重、孔隙度的變化?土壤容重及孔隙度是反映土壤緊實(shí)程度、孔隙狀況等結(jié)構(gòu)特性的重要指標(biāo)。關(guān)系到土壤水、氣、熱的流通和貯存[7]。容重是土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、孔隙等物理性狀的綜合反映，同時(shí)也受到外部因素，如降水、灌溉等的影響。一般來(lái)說(shuō)，容重可以大體上反映土壤的結(jié)構(gòu)狀況。容重越?。ú恍∮?.14），土壤越疏松，結(jié)構(gòu)性越好，反之，表明土壤緊實(shí)，結(jié)構(gòu)性差。

孔隙度狀況影響水、氣含量，影響土壤中營(yíng)養(yǎng)的轉(zhuǎn)化和保水保肥能力，對(duì)土溫有一定的作用。土壤的松緊度和孔隙狀況對(duì)土壤肥力的影響較大[8]，進(jìn)而對(duì)作物的生長(zhǎng)產(chǎn)生影響。土壤過(guò)于緊實(shí)，孔隙度小，會(huì)影響植物根系的生長(zhǎng);土壤過(guò)于疏松，孔隙度大，植物扎根不穩(wěn)，易倒伏。

各處理均一定程度降低了土壤容重（圖2），分別比背景值降低了11.9%、6.0%、6.5%和4.5%。除S外，其余各處理對(duì)土壤容重的影響均不顯著，而4種處理之間差異也不顯著。各處理均增加了土壤孔隙度，分別比背景值增加20.8%、21.1%、19.4%和14.8%，其中只有S+EM處理與背景值差異顯著。說(shuō)明施用有機(jī)肥能夠降低土壤容重和提高土壤孔隙度，改善土壤物理性狀，但不同有機(jī)肥處理間并無(wú)明顯差異。

2.1.3?有機(jī)質(zhì)和陽(yáng)離子交換量的變化?有機(jī)質(zhì)是土壤的重要組成部分，常被作為土壤肥力的重要指標(biāo)。由于有機(jī)質(zhì)具有膠體性質(zhì)，可吸附較多離子，對(duì)土壤肥力起著重要的調(diào)節(jié)作用，使土壤具有保肥性和緩沖性[9]。

各處理均顯著提高了土壤的有機(jī)質(zhì)含量（圖3），S、S+EM、C和C+EM處理有機(jī)質(zhì)含量分別比背景值提高0.80、0.99、1.30和1.23個(gè)百分點(diǎn)，提高幅度分別為41.5%、51.4%、67.0%和63.4%。這是因?yàn)橛袡C(jī)肥中含有豐富的有機(jī)質(zhì)，除被土壤微生物及植物消耗外，還有一定的積累，從而造成土壤有機(jī)質(zhì)含量的增加。

陽(yáng)離子交換量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)，常被作為評(píng)價(jià)土壤保肥能力的指標(biāo)。由圖3可見(jiàn)，S+EM、C+EM處理下土壤的陽(yáng)離子交換量分別比背景值提高了29.6%和28.4%，兩個(gè)處理與背景值差異顯著;S+EM處理比S處理陽(yáng)離子交換量提高20.1%，C+EM處理比C處理提高30.0%。這說(shuō)明有機(jī)肥處理可提高土壤的緩沖性能，噴施微生物菌劑對(duì)土壤緩沖性能的提高效果更為明顯。

2.1.4?土壤速效養(yǎng)分含量的變化?土壤中的養(yǎng)分是可以循環(huán)利用的，作物吸收的養(yǎng)分只占土壤養(yǎng)分的一小部分。被植物吸收利用的一般是速效養(yǎng)分，其含量高低決定土壤的肥力水平，也是土壤供肥能力的標(biāo)志[10]。土壤中速效氮、磷、鉀的含量直接影響作物產(chǎn)量。

各處理的堿解氮含量均比試驗(yàn)前顯著增加（圖4），S和S+EM處理比背景值提高了89%、57%，而C和C+EM處理比背景值提高了1.11和1.13倍。說(shuō)明有機(jī)肥處理可以增加土壤中有效氮含量，蔬菜廢棄物堆肥在效果上比商品有機(jī)肥更好。處理S+EM、C和C+EM的速效磷含量比背景值顯著增加，分別提高 16.86%、21.10%和23.05%;處理C+EM增加效果最為顯著。

各處理土壤中速效磷含量增加量為C+EM>C>S+EM>S。除S處理外，S+EM、C和C+EM均較背景值顯著增加，分別增加了9.29、11.63、12.70 mg/kg，增加幅度為16.86%、21.10%和23.05%。各處理土壤速效鉀含量增加量為C+EM>S+EM>C>S。處理C+EM較背景值顯著增加，增加了101.67 mg/kg，處理S、處理S+EM和處理C比背景值有所增加，但是差異不顯著。對(duì)照的速效磷和速效鉀含量均較背景值顯著降低。

2.2?不同處理土壤過(guò)氧化氫酶活性的變化

過(guò)氧化氫酶主要來(lái)源于細(xì)菌、真菌及植物根系的分泌物，它能破壞土壤中生化反應(yīng)生成的過(guò)氧化氫，減輕對(duì)植物的危害。過(guò)氧化氫酶的活性可表征土壤腐殖化強(qiáng)度大小和有機(jī)質(zhì)積累程度[11]，也可參與土壤有機(jī)氯污染的修復(fù)[12]。過(guò)氧化氫酶活性與土壤中好氧微生物數(shù)量密切相關(guān)。

在青菜的整個(gè)生長(zhǎng)期，過(guò)氧化氫酶活性隨時(shí)間的推移呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì)，最后趨于平穩(wěn)（圖5）。在定植8 d內(nèi)，各處理的過(guò)氧化氫酶活性差異不顯著，且在這期間過(guò)氧化氫酶活性變化不明顯，隨著定植時(shí)間的延長(zhǎng)，其活性差異逐漸增大，表明各處理對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響具有時(shí)間效應(yīng)。在12 d時(shí)，處理S+EM和處理C+EM活性較高，兩者之間無(wú)顯著差異，比處理S和處理C分別高出27.0%和62.7%，說(shuō)明微生物菌劑中的有益菌對(duì)提高過(guò)氧化酶活性有促進(jìn)作用;在16 d和種植試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，各處理過(guò)氧氫酶活性比對(duì)照有顯著性提高，處理S、處理S+EM、處理C和處理C+EM分別比對(duì)照提高29.1%～49.3%、45.2%～58.7%、31.9%～51.1%和58.8%～59.7%。從不同處理對(duì)土壤過(guò)氧氫酶活性的影響來(lái)看，施入有機(jī)肥可以提高過(guò)氧化氫酶活性，有機(jī)肥與微生物菌劑配施效果更佳。試驗(yàn)中，蔬菜廢棄物堆肥對(duì)提高過(guò)土壤氧氫酶活性的效果比商品有機(jī)肥更好。

3?小結(jié)與討論

1）各處理的土壤理化性狀均比試驗(yàn)前有所改善。各處理土壤的pH均顯著下降，尤其是S+EM和C+EM兩個(gè)處理，分別比背景值下降6.1%和5.8%;各處理對(duì)土壤EC的影響沒(méi)有明顯的規(guī)律。各處理在一定程度上降低了土壤容重，并增加了土壤孔隙度，說(shuō)明有機(jī)肥和微生物菌劑處理對(duì)改善土壤的物理結(jié)構(gòu)有明顯作用。

各處理都顯著增加了土壤的有機(jī)質(zhì)含量。施用蔬菜廢棄物堆肥比商品有機(jī)肥增加效果更為明顯，C和C+M處理均與S處理之間呈顯著差異。有機(jī)肥配施微生物菌劑顯著提高了陽(yáng)離子交換量，S+EM、C+EM處理分別比背景值提高29.6%和28.4%。

2）各處理土壤堿解氮含量均顯著增加，說(shuō)明施用有機(jī)肥除滿足植物生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)氮素需求外，還可以增加土壤中有效氮含量。對(duì)照處理的堿解氮比試驗(yàn)前有所增加，但是差異不顯著，這可能是因?yàn)橥寥乐形⑸锘顒?dòng)使有機(jī)質(zhì)礦化，增加土壤中有效氮含量。

綜合分析可以得出，各處理對(duì)土壤堿解氮、速效磷、速效鉀的影響效果C+EM>C>S+EM>S，對(duì)有效鉀，S+EM比C效果好。說(shuō)明蔬菜廢棄物堆肥比商品有機(jī)肥效果要好，可能是因?yàn)槎逊手泻械奶厥獾奈⑸镉兄诜纸夂歪尫庞行юB(yǎng)分。噴施微生物菌劑的處理要比沒(méi)有噴施的好，這可能與菌劑中含有的微生物有關(guān)。微生物大量繁殖促進(jìn)土壤中有機(jī)質(zhì)的礦化，使土壤中的被固定養(yǎng)分向有效養(yǎng)分轉(zhuǎn)化。

3）不同處理均能提高土壤過(guò)氧化氫酶活性。在4個(gè)處理中，蔬菜廢棄物堆肥配施微生物菌劑效果最好，且蔬菜廢棄物堆肥處理比商品有機(jī)肥處理效果要好。

綜合4個(gè)處理對(duì)土壤理化性質(zhì)及過(guò)氧化氫酶活性的影響效果可見(jiàn)，處理效果是C+EM>S+EM>C>S。

參考文獻(xiàn)：

[1] SANTAMARIA P，ELIA A，PARENTE A，et al. Fertilization strategies for lowing nitrate content in leafy vegetable，Chicory and rocket salad cases[J]. Plant Nutr，1998，21（9）：1791-1803.

[2] 鮑士旦. 土壤農(nóng)化分析[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2000.

[3] 魯如坤. 土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，1999.

[4] 關(guān)松萌. 土壤酶及其研究方法[M]. 北京：農(nóng)業(yè)出版社，1986.

[5] 黃昌勇. 土壤學(xué)[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2000.

[6] 中國(guó)農(nóng)科院土壤肥料研究所. 中國(guó)肥料[M]. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1994.

[7] 廖?萍，黃國(guó)勤. 紅壤寒地保護(hù)性耕作對(duì)土壤理化性狀的影響[J]. 耕作與栽培，2006（5）：301-302.

[8] 林成谷. 土壤學(xué)[M]. 北京：農(nóng)業(yè)出版社，1983.

[9] 任紅樓. 有機(jī)廢棄物的堆肥化處理及在茶園中的應(yīng)用效果研究[D]. 陜西楊凌： 西北農(nóng)林科技大學(xué)，2009.

[10] 武繼承. 土壤氮素的變化特征研究[J]. 土壤肥料，2001（2）： 14-17.

[11] 鄭郁善，黃寶龍. 福建含笑杉木混交林生物量和土壤肥力的研究[J]. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1998，22（2）：49-52.

[12] 逄煥成，嚴(yán)慧峻，劉繼芳，等.土壤有機(jī)氯污染的生物修復(fù)和土壤酶活性的關(guān)系[J]. 土壤肥料，2002（1）：30-33.