練雪萌，陳海悅，耿 貴，王宇光，於麗華

(黑龍江大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與生態(tài)環(huán)境學(xué)院，哈爾濱 150080)

0 引言

濾泥是制糖企業(yè)在利用甘蔗、甜菜制糖過程中產(chǎn)生的一種副產(chǎn)品，濾泥中富含有機(jī)質(zhì)、碳酸鈣、碳酸鎂、氮磷鉀、鎂、錳、鐵、鋅、銅及多種營養(yǎng)元素等[1-5]。糖廠每生產(chǎn)1噸糖，要排出約1噸的濾泥[6]，我國在2020年糖料產(chǎn)量為12 014萬噸，其生產(chǎn)加工產(chǎn)生的濾泥更是一個巨大的數(shù)字。它們的存在不僅占用場地而且在存放過程中會出現(xiàn)發(fā)霉、變質(zhì)等情況對環(huán)境造成侵害[7-8]。因此，對濾泥的處理是目前制糖工業(yè)可持續(xù)發(fā)展急需解決的問題之一。

濾泥具有來源廣、價格低等特點，是一種很好的有機(jī)肥原料。虎玉森等[9]通過研究發(fā)現(xiàn)，濾泥中含有豐富的氮磷及有機(jī)質(zhì)，濾泥的營養(yǎng)成分比農(nóng)村常用的農(nóng)家土糞的營養(yǎng)要高，在濾泥中加入適量的Mn、Zn微量元素等，可以制成甜菜專用肥。郭志剛[10]根據(jù)糖廠三廢(濾泥、廢液、煤灰)所含的化學(xué)成分，添加一定的微量元素來制成有機(jī)復(fù)合肥，不僅能實現(xiàn)“廢物”的還田再利用，而且還能改良土壤的結(jié)構(gòu)并在一定程度上提高作物產(chǎn)量。樊保寧等人發(fā)現(xiàn)[11]在一定的范圍內(nèi)，土壤肥力和有機(jī)質(zhì)越低的地塊，施加濾泥有機(jī)、無機(jī)復(fù)混肥料的促進(jìn)作用效果明顯。

且不同作物所需的土壤條件不同。林斯強(qiáng)[12]研究表明在酸性土壤中施加濾泥能提高土壤的pH值，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量、改善土壤的速效養(yǎng)分，提高大麥的產(chǎn)量。李任任等[13]用酸性黑土開展甜菜盆栽試驗也表明，濾泥能提高土壤有效養(yǎng)分和pH值，促進(jìn)甜菜幼苗生長。秦芳等[14]研究得出施用甘蔗濾泥有機(jī)—無機(jī)復(fù)混肥提高了土壤肥力、土壤有效磷、有機(jī)質(zhì)，極顯著地提高了甘蔗的產(chǎn)量。蘇天明等[15]通過研究不同復(fù)合肥和甘蔗濾泥有機(jī)肥的配比得出施用50%復(fù)合肥+50%甘蔗濾泥生物有機(jī)肥的茄子產(chǎn)量高、性狀好，為將甘蔗濾泥生物有機(jī)肥應(yīng)用于蔬菜生產(chǎn)中提供了很好的參考價值。

目前，對于將濾泥作為飼料、作為原料制造有機(jī)肥的研究較多，而關(guān)于施加甜菜濾泥對土壤理化性質(zhì)影響的研究則較少。僅有的研究表明[16-18]施用甜菜糖濾餅和糖蜜可以提高土壤鈣、鎂、鉀的有效性，能夠提供微量營養(yǎng)元素，且以生物固體和濾餅為基料的有機(jī)無機(jī)肥對土壤中磷、錳等有一定的增產(chǎn)作用。為了全面了解施加濾泥對土壤理化性質(zhì)的影響，本文以甜菜濾泥為試驗材料，通過對土壤的pH、有機(jī)質(zhì)、營養(yǎng)元素、過氧化氫酶和磷酸酶活性等指標(biāo)進(jìn)行測定，探究濾泥不同施用量，對不同培養(yǎng)時間土壤肥力的影響，為甜菜生產(chǎn)以及制糖廠甜菜濾泥的再利用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗土壤為哈爾濱市黑龍江大學(xué)呼蘭校區(qū)中性黑土。濾泥來自依安東方瑞雪糖業(yè)有限責(zé)任公司，pH9.26。

1.2 試驗設(shè)計

在黑龍江大學(xué)農(nóng)作物研究院光照培養(yǎng)室進(jìn)行濾泥土培試驗。濾泥使用前經(jīng)過風(fēng)干、磨細(xì)、過篩(0.25 mm和1 mm)處理。本試驗共設(shè)置6個處理，分別是對照組CK(不施加濾泥)和5組濾泥不同施用量處理(濾泥在土壤中占比分別為1%、3%、5%、7%、9%)，每盆統(tǒng)一放置900克濾泥混合土壤，每個處理設(shè)置三個重復(fù)。各處理每天定時澆等量的水，保持土壤含水量一致。培養(yǎng)期間光照培養(yǎng)室光照/夜晚溫度為26℃/20℃，相對濕度為40%～50%。進(jìn)行為期120天的培養(yǎng)，并在培養(yǎng)不同時期(0、20、40、60、120天)時分別收取、保存土樣并測定相關(guān)指標(biāo)。

1.3 測定方法

按魯如坤等[19]的方法進(jìn)行土壤相關(guān)指標(biāo)的測定。土壤pH采用電位法測定；土壤有效無機(jī)氮采用氧化鎂-代氏合金蒸餾法測定方法；土壤有效磷采用碳酸氫鈉法測定；有效鉀采用火焰分光光度計法測定；有效鎂、鈣、錳采用原子吸收分光光度法測定，土壤有效鐵、銅、鋅采用DTPA浸提-原子吸收分光光度法測定；土壤有機(jī)質(zhì)采用水合熱重鉻酸鉀氧化-比色法測定；土壤磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法測定[20-21]；土壤過氧化氫酶活性采用高錳酸鉀滴定法測定[21-22]。

1.4 數(shù)據(jù)計算與統(tǒng)計分析

采用Microsoft Excel 2013進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與作圖；用IBM SPSS statistics20.0軟件對指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性檢驗分析(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 濾泥對土壤pH值、有機(jī)質(zhì)含量的影響

圖1-a為中性黑土施加濾泥不同量下土壤pH值的變化情況。由圖1-a可知，施用濾泥處理土壤pH均顯著上升(P<0.05)；濾泥施用量3%以上處理與濾泥施用量1%處理相比較顯著提高了土壤pH(P<0.05)；濾泥量為3%、5%、7%、9%的處理相互之間土壤pH值無顯著變化(P>0.05)。濾泥量為1%時土壤pH與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60、120天)分別提高了0.82、0.86、1.01、1.00和0.94；濾泥量為3%時土壤pH與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60、120天)分別提高了0.95、0.99、1.17、1.17和1.04；濾泥量為9%時土壤pH達(dá)到最大值，分別較CK組土壤pH值提高了0.95、1.10、1.23、1.22和1.14。

隨著培養(yǎng)時間的延長，CK處理土壤pH于不同培養(yǎng)時期無顯著變化(P>0.05)；施用濾泥處理(1%、3%、5%、7%和9%)的土壤pH均呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，且上升和下降趨勢均達(dá)到顯著水平(P<0.05)，在培養(yǎng)40～60天時土壤pH達(dá)到最高值。施用濾泥處理在培養(yǎng)60天的土壤pH值分別較培養(yǎng)0天的土壤pH增加了0.02、0.20、0.24、0.28、0.29和0.29，培養(yǎng)120天的土壤pH較培養(yǎng)0天時的土壤pH分別增加了0.02、0.13、0.11、0.19、0.19和0.21。

圖1-b為中性黑土施加濾泥不同量下土壤有機(jī)質(zhì)含量的變化情況。由圖1-b可知，施用濾泥處理土壤有機(jī)質(zhì)含量均顯著上升(P<0.05)；濾泥量為CK、1%、3%的處理互相之間土壤有機(jī)質(zhì)含量無顯著變化(P>0.05)；濾泥施用量5%以上處理與濾泥施用量3%處理相比較顯著提高了土壤有機(jī)質(zhì)含量(P<0.05)。濾泥量為3%時土壤有機(jī)質(zhì)含量與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60、120天)分別增加了1.79%、2.08%、1.93%、2.38%和2.08%；濾泥量為5%時土壤有機(jī)質(zhì)含量與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60、120天)分別增加了4.77%、5.35%、4.89%、5.05%和5.05%；濾泥量為9%時土壤有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到最大值，分別較CK組土壤有機(jī)質(zhì)含量增加了9.24%、9.81%、9.34%、9.81%和9.51%。

隨著培養(yǎng)時間的延長，CK、3%、5%、7%和9%處理于不同培養(yǎng)時期土壤有機(jī)質(zhì)含量有上升趨勢但無顯著變化(P>0.05)，施用濾泥量為1%時，培養(yǎng)120天的土壤有機(jī)質(zhì)含量與培養(yǎng)0天時相比呈現(xiàn)顯著上升(P<0.05)。培養(yǎng)120天的土壤有機(jī)質(zhì)含量分別較培養(yǎng)0天的土壤有機(jī)質(zhì)含量增加了0.30%、1.19%、0.59%、0.57%、0.28%和0.55%。

2.2 濾泥對土壤大量元素含量的影響

濾泥富含豐富的營養(yǎng)元素，圖2-a為中性黑土施加濾泥不同量下土壤有效無機(jī)氮含量的變化情況。由圖2-a可知，施用濾泥處理土壤有效無機(jī)氮含量均顯著上升(P<0.05)；濾泥施用量3%以上處理與濾泥施用量1%處理相比較顯著提高了土壤有效無機(jī)氮含量(P<0.05)，濾泥施用量7%和9%處理與濾泥施用量3%處理相比較亦顯著提高了土壤有效無機(jī)氮含量(P<0.05)，濾泥量為7%、9%處理之間土壤有效無機(jī)氮含量無顯著變化(P>0.05)。濾泥量為3%時土壤有效無機(jī)氮含量與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60、120天)分別增加了28.50%、24.55%、30.13%、30.62%和31.45%；濾泥量為9%時土壤有效無機(jī)氮含量達(dá)到最大值，分別較CK組土壤有效無機(jī)氮含量增加了54.67%、50.00%、54.37%、58.67%和61.64%。

圖2 不同濾泥量處理在不同培養(yǎng)時期對土壤無機(jī)氮、有效磷、有效鉀含量的影響Fig.2 Effects of different filter mud treatments on soil inorganic nitrogen, available phosphorus and available potassium content in different cultivation periods

隨著培養(yǎng)時間的延長，CK處理土壤有效無機(jī)氮含量于不同培養(yǎng)時期有增加趨勢但無顯著變化(P>0.05)；施用濾泥處理(1%、3%、5%、7%和9%)的土壤有效無機(jī)氮含量于不同培養(yǎng)時期均顯著上升(P<0.05)，培養(yǎng)40天以上時土壤有效無機(jī)氮含量與培養(yǎng)0天時土壤有效無機(jī)氮含量相比上升顯著(P<0.05)，在培養(yǎng)120天時土壤有效無機(jī)氮含量達(dá)到最大值。各處理在培養(yǎng)40天的土壤有效無機(jī)氮含量分別較培養(yǎng)0天的有效無機(jī)氮含量增加了7.01%、6.03%、8.36%、9.68%、9.84%和6.80%；培養(yǎng)120天的土壤有效無機(jī)氮含量較培養(yǎng)0天的土壤有效無機(jī)氮含量分別增加了11.45%、18.32%、14.00%、16.13%、18.85%和16.47%。

圖2-b為中性黑土施加濾泥不同量下土壤有效磷含量的變化情況。由圖2-b可知，施用濾泥處理土壤有效磷含量均顯著上升(P<0.05)；濾泥施用量3%以上處理與濾泥施用量1%處理相比較顯著提高了土壤有效磷含量(P<0.05)；濾泥施用量為7%、9%處理與3%處理相比亦顯著提高了土壤有效磷含量(P<0.05)；濾泥量為7%、9%處理之間土壤有效磷含量無顯著變化(P>0.05)。濾泥量為3%時土壤有效磷含量與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60、120天)分別提高了28.61%、18.67%、19.29%、20.27%和37.76%；濾泥量為9%時土壤有效磷含量達(dá)到最大值，分別較CK組土壤有效磷含量增加了85.83%、56.02%、64.31%、55.74%和73.35%。

隨著培養(yǎng)時間的延長，土壤有效磷含量于不同培養(yǎng)時期呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，且上升和下降趨勢整體均達(dá)到顯著水平(P<0.05)，各處理(CK、1%、3%、5%、7%、9%)在培養(yǎng)20天時土壤有效磷含量達(dá)到最大值。各處理在培養(yǎng)20天時土壤有效磷含量分別較培養(yǎng)0天時土壤有效磷含量增加了31.34%、29.13%、21.19%、15.40%、8.77%和10.26%；培養(yǎng)120天時土壤有效磷含量達(dá)到最小值，分別較培養(yǎng)0天時土壤有效磷含量降低了13.47%、9.62%、7.32%、16.40%、17.66%和19.28%。

圖2-c為中性黑土施加濾泥不同量下土壤有效鉀含量的變化情況。從圖2-c中可知，在培養(yǎng)0天時各處理(1%、3%、5%、7%、9%)與CK組處理相比土壤有效鉀含量無顯著變化(P>0.05)，在培養(yǎng)20、40、60、120天時，施用濾泥量為7%、9%處理與CK組處理相比顯著提高了土壤有效鉀含量(P<0.05)，7%與9%處理之間土壤有效鉀含量無顯著變化(P>0.05)。濾泥量為9%時土壤有效鉀含量達(dá)到最大值，分別較CK組土壤有效鉀含量提高了2.77%、4.85%、5.02%、7.05%和7.28%。

隨著培養(yǎng)時間的延長，土壤有效鉀含量于培養(yǎng)20、40天與培養(yǎng)0天相比土壤有效鉀含量有上升趨勢，但未達(dá)到顯著水平(P>0.05)，培養(yǎng)60、120天與培養(yǎng)40天相比顯著提高了土壤有效鉀含量(P<0.05)，在培養(yǎng)120天時土壤有效鉀含量達(dá)到最大值。各處理在培養(yǎng)40天時土壤有效鉀含量分別較培養(yǎng)0天的土壤有效鉀含量增加了1.03%、2.15%、1.91%、2.84%、1.35%和3.24%；培養(yǎng)60天的土壤有效鉀含量較培養(yǎng)0天的土壤有效鉀含量分別增加了2.68%、3.51%、5.01%、7.69%、6.22%和6.96%；培養(yǎng)120天的土壤有效鉀含量分別較培養(yǎng)0天的土壤有效鉀含量增加了8.23%、9.95%、11.38%、11.41%、11.50%和12.98%。

2.3 濾泥對土壤中、微量元素含量的影響

圖3-a為中性黑土施加濾泥不同量下土壤有效鈣含量的變化情況。由圖3-a可知，施用濾泥處理土壤有效鈣含量均顯著上升(P<0.05)；濾泥施用量3%以上處理與濾泥施用量1%處理相比較顯著提高了土壤有效鈣含量(P<0.05)；濾泥施用量為3%、5%、7%處理相互之間土壤有效鈣含量無顯著變化(P>0.05)；濾泥施用量為9%處理與濾泥施用量為3%處理相比顯著提高了土壤有效鈣含量(P<0.05)。濾泥量為3%時土壤有效鈣含量與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60天)分別增加了29.22%、33.01%、32.24%和28.79%；濾泥量為9%時土壤有效鈣含量達(dá)到最大值，分別較CK組土壤有效鈣含量增加了31.58%、35.89%、34.52%和32.58%。

隨著培養(yǎng)時間的延長，濾泥施用量為1%處理土壤有效鈣含量于不同培養(yǎng)時期有下降趨勢但無顯著變化(P>0.05)；施用濾泥量為(3%、5%、7%、9%)的土壤有效鈣含量均顯著下降(P<0.05)；各處理(CK、1%、3%、5%、7%、9%)在培養(yǎng)60天時土壤有效鈣含量達(dá)到最小值。各處理在培養(yǎng)60天時土壤有效鈣含量分別較培養(yǎng)0天的土壤有效鈣含量降低了3.68%、2.33%、4.01%、3.92%、3.39%和2.95%。

圖3-b為中性黑土施加濾泥不同量下土壤有效鎂含量的變化情況。由圖3-b可知，施用濾泥處理土壤有效鎂含量均顯著上升(P<0.05)；施用濾泥量5%以上處理與施用濾泥量3%處理相比顯著提高了土壤有效鎂含量(P<0.05)；濾泥量為3%時土壤有效鎂含量與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60天)分別提高了3.73%、3.15%、3.31%和1.78%；濾泥量為5%時土壤有效鎂含量與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60天)分別提高了5.72%、5.22%、4.99%和4.81%；濾泥量為9%時土壤有效鎂含量達(dá)到最大值，分別較CK組土壤有效鎂含量增加了8.20%、7.81%、7.86%和7.62%。

圖3 不同濾泥量處理在不同培養(yǎng)時期對土壤中有效鈣、鎂、鐵、銅、錳、鋅含量的影響Fig.3 Effects of different filter mud treatments on the contents of available calcium, magnesium, iron, copper, manganese and zinc in soil at different cultivation periods

隨著培養(yǎng)時間的延長，濾泥施用量為CK、1%、3%、5%和9%處理土壤有效鎂含量于不同培養(yǎng)時期有上升趨勢，但未達(dá)到顯著水平(P>0.05)；濾泥施用量為7%在培養(yǎng)120天時土壤有效鎂含量與培養(yǎng)0天時相比增加顯著(P<0.05)，CK、1%、5%、7%和9%處理在培養(yǎng)60天時土壤有效鎂含量達(dá)到最大值，分別較培養(yǎng)0天時土壤有效鎂含量增加了1.89%、1.35%、1.02%、1.76%和1.34%；而3%處理在培養(yǎng)40天時土壤有效鎂含量達(dá)到最大值，較培養(yǎng)0天的土壤有效鎂含量增加了0.99%。

圖3-c為中性黑土施加濾泥不同量時土壤有效鐵含量的變化情況。由圖3-c可知，施用濾泥處理土壤有效鐵含量均顯著下降(P<0.05)；濾泥施用量1%以上處理與CK組相比顯著降低了土壤有效銅含量(P<0.05)；濾泥量為3%、5%、7%、9%的處理相互之間土壤有效銅含量無顯著變化(P>0.05)。濾泥量為1%時土壤有效銅含量與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60天)分別降低了6.23%、5.93%、11.02%和9.17%；濾泥量為3%時土壤有效銅含量與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60天)分別降低了16.48%、11.25%、14.99%和10.89%；濾泥量為9%時土壤有效銅含量與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60天)分別降低了18.10%、6.28%、10.15%和7.33%。

隨著培養(yǎng)時間的延長，各處理(CK、1%、3%、5%、7%和9%)的土壤有效鐵含量于不同培養(yǎng)時期均顯著上升(P<0.05)；培養(yǎng)20、40、60天與培養(yǎng)0天時相比均顯著增加了土壤有效鐵含量(P<0.05)；培養(yǎng)20、40、60天之間土壤有效鐵含量亦達(dá)到顯著水平(P<0.05)；土壤有效鐵含量在培養(yǎng)60天時達(dá)到最大值。培養(yǎng)20天的土壤有效鐵含量分別較培養(yǎng)0天的土壤有效鐵含量增加了4.43%、4.78%、10.97%、18.84%、21.76%和19.51%；培養(yǎng)60天的土壤有效鐵含量分別較培養(yǎng)0天土壤有效鐵含量增加了16.78%、13.12%、24.59%、34.79%、33.86%和32.14%。

圖3-d為中性黑土施加濾泥不同量時土壤有效銅含量的變化情況。由圖3-d可知，土壤有效銅含量在培養(yǎng)20天時于不同濾泥量處理無顯著變化(P>0.05)；在培養(yǎng)0、40、60天時土壤有效銅含量于不同濾泥量處理下均顯著下降(P<0.05)，濾泥施用量為5%以上處理時與CK處理相比顯著降低了土壤有效銅含量(P<0.05)，濾泥量為5%、7%、9%的處理相互之間土壤有效銅含量無顯著變化(P>0.05)。濾泥量為5%時土壤有效銅含量與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60)分別降低了10.43%、10.37%、12.28%和11.42%；濾泥量為9%時土壤有效銅含量達(dá)到最小值，分別較CK組土壤有效銅含量降低了12.48%、8.77%、15.43%和15.35%。

隨著培養(yǎng)時間的延長，土壤有效銅含量均顯著上升(P<0.05)。各處理培養(yǎng)20天以上土壤有效銅含量與培養(yǎng)0天時相比增加顯著(P<0.05)；培養(yǎng)20、40、60天相互之間土壤有效銅含量無顯著變化(P>0.05)；在培養(yǎng)60天時土壤有效銅含量達(dá)到最大值。培養(yǎng)20天土壤有效銅含量分別較培養(yǎng)0天的土壤有效銅含量增加了33.44%、29.29%、25.19%、33.54%、41.60%和39.09%；在培養(yǎng)60天時的土壤有效銅含量較培養(yǎng)0天時的土壤有效銅含量分別提高了46.48%、45.02%、43.46%、44.86%、42.61%和41.67%。

圖3-e為中性黑土施加濾泥不同量下土壤有效錳含量的變化情況。由圖3-e可知，施用濾泥處理土壤有效錳含量均顯著上升(P<0.05)。濾泥施用量為1%、3%、5%處理土壤有效錳含量與CK組相比有上升趨勢，但未達(dá)到顯著水平(P>0.05)；濾泥量為7%、9%處理與CK組處理相比顯著提高了土壤有效錳含量(P<0.05)，7%、9%處理相互之間土壤有效錳含量無顯著變化(P>0.05)；濾泥量為5%時土壤有效錳含量與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60天)分別提高了8.42%、6.45%、8.94%和8.14%；濾泥量為9%時土壤有效錳含量達(dá)到最大值，分別較CK組土壤有效錳含量增加了18.37%、12.28%、19.36%和18.13%。

隨著培養(yǎng)時間的延長，土壤有效錳含量均顯著下降(P<0.05)。施用濾泥處理在培養(yǎng)20天以上土壤有效錳含量與培養(yǎng)0天相比顯著降低了土壤有效錳含量(P<0.05)，培養(yǎng)60天時土壤有效錳含量與培養(yǎng)20天時土壤有效錳含量相比亦顯著降低(P<0.05)，培養(yǎng)60天時土壤有效錳含量達(dá)到最小值。培養(yǎng)20天時各處理(CK、1%、3%、5%、7%和9%)土壤有效錳含量與培養(yǎng)0天時土壤有效錳含量相比分別降低了7.47%、5.36%、4.97%、9.15%、9.33%和12.23%；培養(yǎng)60天時土壤有效錳含量分別較培養(yǎng)0天時土壤有效錳含量降低了35.21%、34.44%、33.01%、35.38%、35.62%和35.34%。

圖3-f為中性黑土施加濾泥不同量時土壤有效鋅含量的變化情況。由圖3-f可知，施用濾泥處理土壤有效鋅含量均顯著上升(P<0.05)；在培養(yǎng)0、40、60天時濾泥施用量5%以上處理與濾泥施用量3%處理相比顯著提高了土壤有效鋅含量(P<0.05)；在培養(yǎng)20天時CK、1%、3%、5%、7%處理相互之間土壤有效鋅含量無顯著變化，濾泥施用量9%處理與濾泥施用量7%處理相比土壤有效性含量上升顯著(P<0.05)；濾泥施用量為3%時土壤有效鋅含量與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60天)分別提高了12.12%、4.17%、3.72%和4.74%；濾泥量為9%時土壤有效鋅含量達(dá)到最大值，分別較CK組土壤有效鋅含量增加了23.67%、16.50%、11.70%和10.49%。

隨著培養(yǎng)時間的延長，CK、1%處理土壤有效鋅含量于不同培養(yǎng)時期無顯著變化(P>0.05)，施用濾泥(3%、5%、7%、9%)處理在培養(yǎng)20天以上土壤有效鋅含量與培養(yǎng)0天時土壤有效鋅含量相比顯著下降(P<0.05)，培養(yǎng)20、40、60天相互之間土壤有效鋅含量無顯著變化(P<0.05)，培養(yǎng)60天時土壤有效鋅含量達(dá)到最小值。各處理(CK、1%、3%、5%、7%、9%)在培養(yǎng)20天時土壤有效鋅含量分別較培養(yǎng)0天時土壤有效鋅含量降低了0.46%、0.43%、7.52%、10.43%、10.74%和6.23%；培養(yǎng)60天的土壤有效鋅含量分別較培養(yǎng)0天的土壤有效鋅含量分別降低了3.21%、3.61%、9.59%、12.40%、12.29%和13.52%。

2.4 濾泥對土壤磷酸酶活性的影響

下圖為中性黑土施加濾泥不同量時土壤磷酸酶活性的變化情況。如圖所示，施用濾泥處理土壤磷酸酶活性均顯著降低(P<0.05)；濾泥施用量1%以上處理與CK組處理相比土壤磷酸酶活性顯著降低(P<0.05)；濾泥量為5%、7%、9%的處理相互之間土壤磷酸酶活性無顯著變化(P>0.05)。濾泥量為1%時土壤磷酸酶活性與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60、120天)分別降低了4.97%、25.56%、31.04%、17.67%和23.42%；濾泥量為9%時土壤磷酸酶活性達(dá)到最小值，分別較CK組土壤磷酸酶活性降低了19.90%、34.22%、43.26%、24.92%和33.99%。

隨著培養(yǎng)時間的延長，CK處理磷酸酶活性于不同培養(yǎng)時期呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，且上升和下降均達(dá)到顯著水平(P<0.05)，在培養(yǎng)40天時達(dá)到最大值，培養(yǎng)120天時達(dá)到最小值；施用濾泥量1%以上處理土壤磷酸酶活性于不同培養(yǎng)時期均呈現(xiàn)先下降后上升再下降趨勢，且趨勢均達(dá)到顯著水平(P<0.05)，在土壤培養(yǎng)120天時土壤磷酸酶活性達(dá)到最小值。培養(yǎng)40天時土壤磷酸酶活性分別較培養(yǎng)0天時土壤磷酸酶活性降低了18.37%、17.47%、11.53%、12.20%和20.33%；施加濾泥(1%、3%、5%、7%、9%)處理培養(yǎng)60天時土壤磷酸酶活性分別較培養(yǎng)0天時土壤磷酸酶活性降低了11.33%、9.92%、4.59%、5.61%和4.07%；培養(yǎng)120天時土壤磷酸酶活性分別較培養(yǎng)0天時土壤磷酸酶活性降低了35.88%、39.00%、35.23%、34.08%和34.44%。

圖4 不同濾泥量處理在不同培養(yǎng)時期對土壤磷酸酶活性的影響Fig.4 Effects of different filter mud treatments on soil phosphatase activity in different cultivation periods

2.5 濾泥對土壤過氧化氫酶活性的影響

下圖為中性黑土施加濾泥不同量時土壤過氧化氫酶活性的變化情況。如圖所示，施用濾泥處理土壤過氧化氫酶活性均顯著上升(P<0.05)；濾泥施用量7%以上處理與CK組相比顯著提高了土壤過氧化氫酶活性(P<0.05)。濾泥量為7%時土壤過氧化氫酶活性與CK組相比在各個培養(yǎng)時期(0、20、40、60、120天)分別提高了14.22%、3.77%、6.97%、4.33%和4.70%；濾泥量為9%時土壤過氧化氫酶活性達(dá)到最大值，分別較CK組土壤過氧化氫酶活性提高了16.81%、5.25%、7.11%、6.24%和5.95%。

隨著培養(yǎng)時間的延長，施用濾泥處理(CK、1%)土壤過氧化氫酶活性于不同培養(yǎng)時期呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，且上升趨勢達(dá)到顯著水平(P<0.05)；施用濾泥(3%、5%、7%、9%)處理的土壤過氧化氫酶活性于不同培養(yǎng)時期均呈現(xiàn)先降低后升高再降低趨勢，且趨勢均達(dá)到顯著水平(P<0.05)。施用濾泥(3%、5%、7%、9%)處理在培養(yǎng)20天時土壤過氧化氫酶活性達(dá)到最小值，分別較培養(yǎng)0天時土壤過氧化氫酶活性降低了5.62%、6.16%、9.01%和9.77%；培養(yǎng)120天時土壤過氧化氫酶活性較培養(yǎng)0天時的土壤過氧化氫酶活性分別降低了5.89%、6.09%、7.59%和8.56%。

圖5 不同濾泥量處理在不同培養(yǎng)時期對土壤中過氧化氫酶活性的影響Fig.5 Effects of Different Filter Mud Treatments on Catalase Activity in Soil at Different Cultivation Periods

3 討論

作物的生長需要吸收土壤中的養(yǎng)分，因此向土壤中補充肥料是維持土壤養(yǎng)分的關(guān)鍵，響應(yīng)資源回收再利用的號召，將制糖廠產(chǎn)生的甜菜濾泥作為土壤化肥使用，對其進(jìn)行回收再利用，以發(fā)揮其最大價值。在上述的試驗中可以看出，隨著施加濾泥量的升高，土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、無機(jī)氮、有效磷、有效鉀含量及土壤過氧化氫酶活性呈現(xiàn)上升趨勢；土壤中有效錳、有效鋅、有效鎂、有效鈣等含量均呈現(xiàn)上升趨勢，有效鐵、有效銅含量及土壤磷酸酶活性呈現(xiàn)下降趨勢。

林克勤等研究表明[23]，施用一定量的濾泥復(fù)合肥能夠增加土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷和有效鉀的含量；牙翠蓮研究表明[24]，增施濾泥能提高土壤有機(jī)質(zhì)含量并且能改善土壤的pH；且有研究表明[25]秸稈還田能有效提高土壤氮素的供應(yīng)率，增加土壤表層的無機(jī)氮含量，這與本文試驗結(jié)果基本一致。

Mg、Ca是為作物提供營養(yǎng)的中量元素，F(xiàn)e、Cu、Mn、Zn是作物生長發(fā)育所必需的微量元素，它們具有很高的生理活性，是多種酶的組成成分，并參與植物細(xì)胞內(nèi)的各種生化反應(yīng)，在植物的光合作用和新陳代謝過程中起著重要作用，這些都是土壤所不可缺少的成分[26-27]。鈣、鎂等是植物生理代謝必需元素[28]，土壤中Fe、Cu、Mn、Zn等的有效性，在很大程度上可以反應(yīng)土壤中這些元素的供應(yīng)能力[29]，因此土壤中保持具有足夠的元素才能保證作物的正常生長。本試驗得出隨著施用濾泥量的增加，土壤中有效鈣、鎂、鋅、錳等養(yǎng)分的含量呈上升趨勢，表明濾泥中含有豐富的鈣、鎂、鋅、錳等元素，這與前人研究的濾泥中含有豐富的鐵、銅、錳、鋅、鎂、鈣等元素[30-31]相同，但土壤中有效Fe、Cu含量總體卻呈現(xiàn)下降趨勢，有研究表明pH在3.60-8.76時土壤有效鐵含量與pH表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)關(guān)系[32]，因此具體原因還需要做進(jìn)一步研究。

磷酸酶是土壤中最重要的酶類之一，在土壤磷素循環(huán)中起到重要的作用，而且土壤磷酸酶活性的高低直接影響著土壤中有機(jī)磷的分解轉(zhuǎn)化[33]。本試驗通過測定磷酸酶活性得出隨著土壤濾泥量的增加，土壤磷酸酶活性降低，但土壤中有效磷含量卻隨著施加濾泥量的增加呈現(xiàn)上升趨勢，因此可能是由于pH值升高的原因?qū)е峦寥乐辛姿崦富钚越档?，且有研究表明[34]在過酸或過堿條件下，土壤中的磷酸酶活性都會受到一定的影響，水稻的秸稈還田可以使土壤的酸堿度保持在中性狀態(tài)，以利于水稻生長。

土壤過氧化氫酶對評價土壤肥力水平有重要意義[35]，同時，土壤中過氧化氫酶活性的變化可以反映出環(huán)境條件是否會對作物產(chǎn)生脅迫，進(jìn)而為作物耕作提供指示[36]。施用濾泥量的升高，土壤中過氧化氫酶(CAT)活性升增加，這表明施用濾泥會影響土壤的抗氧化系統(tǒng)。并且在不同濾泥量處理下，取樣時期的不同對土壤過氧化氫酶活性的影響也是各有不同。

4 結(jié)論

本試驗在室內(nèi)盆栽土培試驗的基礎(chǔ)上研究了甜菜濾泥對中性黑土土壤理化性質(zhì)的影響。結(jié)果證明，施加不同濾泥量與不同培養(yǎng)時期對土壤理化性質(zhì)的影響存在差異，隨著施加濾泥量的增加和培養(yǎng)時期的延長，中性土壤的pH、土壤肥力等呈現(xiàn)上升趨勢，該結(jié)果對施加濾泥土壤的理化性質(zhì)進(jìn)行更深入地研究以及甜菜濾泥廢棄物的再利用具有一定的參考價值。