全 文 ：中药渣蚓粪对玉米生长及土壤肥力特性的影响*
李静娟摇 周摇 波摇 张摇 池摇 张摇 静摇 许摇 欢摇 杨小雪摇 陈旭飞摇 戴摇 军**
(华南农业大学资源环境学院农业部耕地保育重点实验室 /国土资源部建设用地再开发重点实验室 /广东省土地利用与整治
重点实验室, 广州 510642)
摘摇 要摇 采用盆栽试验,研究了中药渣蚓粪对玉米生长及土壤肥力的影响. 结果表明: 随着
蚓粪施用量的增加,玉米的株高、茎粗、叶面积、叶绿素含量均显著增加;生长 60 d 收获时,多
数蚓粪处理的土壤容重显著降低;蚓粪处理的土壤 pH显著高于对照和相应的化肥处理.蚓粪
处理的土壤全氮、有机质含量也明显高于化肥处理,且随蚓粪施用量的增加,效果越趋显著.
中药渣蚓粪可作为一种高效有机肥,其合理施用有助于改善土壤物理结构,缓解土壤的酸化
进程,提高土壤有机质和氮素含量,有效促进作物生长.
关键词摇 中药渣摇 蚓粪摇 玉米摇 土壤肥力
文章编号摇 1001-9332(2013)09-2651-07摇 中图分类号摇 S158摇 文献标识码摇 A
Effects of herb residue vermicompost on maize growth and soil fertility. LI Jing鄄juan, ZHOU
Bo, ZHANG Chi, ZHANG Jing, XU Huan, YANG Xiao鄄xue, CHEN Xu鄄fei, DAI Jun (Ministry
of Agriculture Key Laboratory of Arable Land Conservation / Ministry of Land and Resources Key Labo鄄
ratory of Construction Land Transformation / Guangdong Province Key Laboratory of Land Use and
Consolidation, College of Resources and Environment, South China Agricultural University, Guang鄄
zhou 510642, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2013,24(9): 2651-2657.
Abstract: A pot experiment was conducted to evaluate the effects of herb residue vermicompost on
maize growth and soil fertility. With the increasing application rate of vermicompost, the plant
height, stem diameter, leaf area, and chlorophyll content of maize all increased significantly. After
60 days growth of maize, the soil bulk density in most vermicompost treatments decreased signifi鄄
cantly. The soil pH in vermicompost treatments was significantly higher than that in CK and in
chemical fertilization treatments. In addition, the soil total nitrogen and organic matter contents in
vermicompost treatments were obviously higher than those in chemical fertilization treatments. It was
suggested that herb residue vermicompost could be used as an efficient and high鄄quality organic fer鄄
tilizer, and its appropriate application could improve soil physical structure, alleviate soil acidifica鄄
tion, increase soil organic matter and nitrogen contents, and promote crop growth.
Key words: herb residue; vermicompost; maize; soil fertility.
*广东省教育部产学研结合项目(2011A090200038)、广东省交通运
输厅科技项目(201202064)、国家自然科学基金青年科学基金项目
(41201305)、中国博士后科学基金面上项目(2012M511819)和广东
省自然科学基金博士启动项目(S2012040007806)资助.
**通讯作者. E鄄mail: jundai@ scau. edu. cn
2013鄄01鄄07 收稿,2013鄄07鄄07 接受.
摇 摇 中草药业是我国传统优势产业之一. 随着国家
对中医药事业的高度重视,中医药学的产学研迅速
发展,随之产生了大量的中药渣,全国中药渣的年产
量达 3000 万 t[1] .目前,药渣运出厂后多采用堆放、
填埋和焚烧等方式处理,其中以堆放为主[2-3],既造
成了资源浪费又带来环境污染.研究表明,中药渣富
含有机质及 N、P、K养分,经适当处理可转化为优质
的有机肥料[4] . 蚯蚓作为“土壤生态系统工程师冶,
能够加快植物性材料的分解与转化[5-6],不同程度
地提高氮、磷养分的释放速率,可用于处理有机废弃
物.而蚯蚓排泄的蚓粪可以加速种子发芽,增加植物
株高和生物量[7],改善土壤理化性状,提高土壤肥
力[8-9] .目前,关于蚯蚓处理有机废弃物的研究多集
中在禽畜粪便、蘑菇渣、 污泥、 作物秸秆等方
面[10-12],用蚯蚓处理中药渣是中药渣资源化利用的
一种新途径,但关于药渣蚓粪对作物生长特性及土
壤肥力的影响研究尚未见报道.本文采用盆栽试验,
研究了药渣蚓粪对玉米生长特性及土壤肥力的影
应 用 生 态 学 报摇 2013 年 9 月摇 第 24 卷摇 第 9 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Sep. 2013,24(9): 2651-2657
表 1摇 供试蚓粪和土壤的基本理化性质
Table 1摇 Basic physicochemical properties of vermicompost and test soil
材料
Material
pH 有机质
Organic matter
(g·kg-1)
全氮
Total N
(g·kg-1)
全磷
Total P
(g·kg-1)
全钾
Total K
(g·kg-1)
速效磷
Available P
(mg·kg-1)
速效钾
Available K
(mg·kg-1)
碱解氮
Alkaline
hydrolytic N
(mg·kg-1)
药渣蚓粪
Vermicompost
7. 02 456. 86 21. 15 2. 04 6. 67 283. 27 3016. 48 2153. 17
土壤 Soil 5. 35 11. 48 0. 25 0. 27 3. 63 0. 98 77. 65 58. 96
响,以期为中药渣废弃物生产有机肥提供理论和应
用依据.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 供试材料
1郾 1郾 1 供试蚓粪摇 将自然堆置 30 d的中药渣调整水
分至 60%饱和含水量,按 1 kg中药渣接种赤子爱胜
蚓(Eisenia foetida )100 条(质量约 30 g)的比例,向
中药渣中加入鲜活蚯蚓.在室温条件下培养 30 d,使
中药渣经蚯蚓充分消化,将蚯蚓分离,药渣蚓粪风干
粉碎过 2 mm筛,备用.
1郾 1郾 2 供试作物摇 供试玉米品种为广东省农业科学
院蔬菜研究所提供的丰甜一号.
1郾 1郾 3 供试化肥 摇 尿素(分析纯),含 N 46. 7% ;磷
酸二氢钾 (分析纯),含磷 ( P2 O5 ) 52. 2% ,含钾
(K2O) 34. 6% ;氯化钾 (分析纯 ),含钾 ( K2O)
63郾 1% .
1郾 1郾 4 供试土壤 摇 为发育于花岗岩上的赤红壤,采
自华南农业大学校园. 样品经自然风干,磨细过 5
mm筛后备用. 供试蚓粪及土壤的基本理化性质见
表 1.
1郾 2摇 试验设计
试验于 2011 年 10 月 5 日—12 月 4 日在华南农
业大学资源环境学院温室内进行. 试验设置为作物
栽培条件下的不同施肥水平的单因素试验设计. 共
设 9 个处理:CK为不施肥对照,YF1 ~ YF4为蚓粪处
理组,分别施用 2. 5% 、5% 、7. 5%和 10%的药渣蚓
粪,HF1 ~ HF4为化肥处理组,施用与相应蚓粪处理
组等量的 N、P、K 化肥. 各处理均重复 4 次,共 36
盆.具体用量见表 2.
摇 摇 按照设计用量,将蚓粪和化肥作为基肥,与土壤
混匀装入盆中,玉米生长期间不进行追肥.选择饱满
一致的玉米种子,浸泡萌芽,每盆播 5 粒露白一致的
种子(约 1 cm深).玉米出苗 10 d后间苗,每盆保留
1 株长势旺盛的小苗.每 10 d 测量一次株高、叶长、
叶宽、叶面积、茎粗和叶绿素含量. 60 d 收获,植株
样品经 105 益杀青 30 min,70 益烘干至恒量,测定
植株地上部和地下部干质量.盆栽土壤风干过 2 mm
筛,备用.
1郾 3摇 测定方法
土壤 pH值测定用 pH 计电位法(2. 5 颐 1 水土
比);有机质测定采用重铬酸钾容量法;全氮测定采
用开氏消煮法;全磷测定采用 NaOH 熔融鄄钼锑抗比
色法;全钾测定采用 NaOH 熔融鄄火焰光度法;速效
磷测定采用 0. 5 mol·L-1 NaHCO3浸提鄄钼锑抗比色
法;碱解氮测定采用碱解扩散法;速效钾测定采用
NH4OAc浸提鄄火焰光度法.
蚓粪 pH值选用 pH 计电位法(1 颐 10 土水比)
测定;有机质用重铬酸钾容量法鄄外加热氧化法测
定;全氮用硫酸鄄过氧化氢消煮,半微量开氏法测定;
全磷用硫酸鄄过氧化氢消煮,矾钼黄法测定;全钾用
硫酸鄄过氧化氢消煮,原子吸收法测定;碱解氮用碱
解扩散法测定;速效磷用 0. 5 mol·L-1 NaHCO3浸
提鄄钼锑抗比色法测定;速效钾采用 NH4OAc 浸提鄄
火焰光度法测定.
植株烘干后采用 H2SO4 鄄H2O2 法消煮,全氮采
用凯氏定氮法测定;全磷采用钒钼黄比色法测定;全
钾采用火焰光度法测定. 叶绿素含量采用日本产的
SPAD鄄502 叶色测量仪测定,以 SPAD值表示[13] .
表 2摇 试验设计
Table 2摇 Experimental arrangement
处理
Treat鄄
ment
土壤
Soil
(g)
蚓粪
Vermico鄄
mpost
(g)
尿素
CO(NH2) 2
(g)
磷酸
二氢钾
KH2PO4
(g)
氯化钾
KCl
(g)
CK 3000 0 0 0 0
YF1 3000 75 0 0 0
YF2 3000 150 0 0 0
YF3 3000 225 0 0 0
YF4 3000 300 0 0 0
HF1 3000 0 3. 4 0. 66 0. 6
HF2 3000 0 6. 8 1. 32 1. 2
HF3 3000 0 10. 2 1. 98 1. 8
HF4 3000 0 13. 6 2. 64 2. 4
2562 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
1郾 4摇 数据处理
采用 SAS 9. 0 统计软件对不同处理进行多重比
较,显著性水平设置为 琢 = 0. 05. 通过 R(ADE鄄4 li鄄
brary) [14]统计软件对土壤肥力各项指标进行主成分
分析和判别分析.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 不同处理对玉米生长特性的影响
2郾 1郾 1 株高、茎粗、叶面积和叶绿素值 摇 由图 1 可
知,在不同生长期,随着蚓粪施用量的增加,玉米株
高增加,且蚓粪处理组的株高始终大于对照,YF3、
YF4处理始终高于 HF1、HF2处理;玉米茎粗显著增
加,蚓粪处理组茎粗始终高于对照,YF3、YF4处理前
40 d茎粗大于 HF1处理,YF2处理大于 HF2处理,第
50 天之后 HF1处理大于 YF3处理,HF2处理大于 YF2
处理.整个生长期内,随着蚓粪施用量的增加,叶面
积显著增加,蚓粪处理组第 40 天叶面积达到最大
值,之后逐渐降低,HF2处理在 50 d 达到最大值,之
后开始降低;整个生长期内 YF2 ~ YF4处理叶面积始
终高于对照. 整个生长期内,随着蚓粪施用量的增
加,蚓粪处理组叶绿素值均显著增加,在 30 d 时达
到最大值,之后逐渐降低,50 d 开始保持稳定,并且
YF2 ~ YF4处理叶绿素值均高于对照;HF1处理叶绿
素值 30 d 达到最大值,之后逐渐降低,HF2处理前
30 d保持稳定,之后逐渐升高. HF4处理的玉米种子
播种后,由于化肥施用量过高,幼苗因烧苗死亡;
HF3处理幼苗生长状况不佳,到 40 d相继死亡.
2郾 1郾 2 生物量和养分积累 摇 由表3可知,随着蚓粪
图 1摇 不同处理玉米株高、茎粗、叶面积和叶绿素值
Fig. 1摇 Plant height, stem diameter, leaf area and SPAD vale of maize under different treatments (mean依SE, n=4).
同时期不同字母表示处理间差异显著(P<0. 05) Different letters in the same date meant significant difference among treatments at 0. 05 level.
表 3摇 不同处理的玉米生物量和养分含量
Table 3摇 Biomass and nutrient contents of maize in different treatments (mean依SE, n=4)
处理
Treat鄄
ment
生物量 Biomass (g·plant-1)
地下部
Underground
地上部
Aboveground
总 计
Total
全氮 Total N (g·kg-1)
地下部
Underground
地上部
Aboveground
全磷 Total P (g·kg-1)
地下部
Underground
地上部
Aboveground
全钾 Total K (g·kg-1)
地下部
Underground
地上部
Aboveground
CK 0. 67依0. 04e 2. 17依0. 08d 2. 84依0. 12d 5. 91依0. 23b 8. 60依0. 49b 0. 61依0. 04bc 0. 61依0. 08c 9. 09依0. 57d 21. 67依1. 37a
YF1 1. 00依0. 06e 4. 53依0. 20d 5. 53依0. 23d 3. 89依0. 50d 5. 38依0. 16de 0. 92依0. 20a 1. 29依0. 05ab 17. 47依0. 31a 19. 34依0. 40ab
YF2 2. 37依0. 69d 12. 87依3. 85c 15. 23依4. 53c 4. 47依0. 36cd 5. 59依0. 34de 0. 76依0. 02ab 1. 62依0. 27a 15. 78依1. 5ab 17. 91依1. 19b
YF3 5. 67依0. 48c 29. 83依1. 74b 35. 49依2. 12b 4. 01依0. 16d 5. 07依0. 16e 0. 85依0. 04a 1. 00依0. 03b 12. 77依0. 49c 14. 54依0. 65c
YF4 8. 50依0. 76a 41. 88依2. 13a 50. 38依2. 89a 5. 27依0. 19bc 6. 44依0. 60d 0. 76依0. 05ab 1. 06依0. 05b 11. 15依0. 80c 13. 57依0. 74c
HF1 7. 20依0. 40b 28. 86依0. 65b 36. 05依0. 95b 6. 02依0. 53b 7. 51依0. 25c 0. 47依0. 03c 0. 53依0. 04c 5. 03依0. 26e 9. 27依0. 55d
HF2 3. 61依0. 53d 16. 05依2. 16c 19. 66依2. 60c 16. 83依0. 65a 15. 27依0. 59a 0. 79依0. 04ab 1. 06依0. 19b 14. 84依0. 76b 21. 42依1. 36a
HF3 0. 00依0. 00e 0. 00依0. 00d 0. 00依0. 00d 0. 00依0. 00e 0. 00依0. 00f 0. 00依0. 00d 0. 00依0. 00d 0. 00依0. 00f 0. 00依0. 00e
HF4 0. 00依0. 00e 0. 00依0. 00d 0. 00依0. 00d 0. 00依0. 00e 0. 00依0. 00f 0. 00依0. 00d 0. 00依0. 00d 0. 00依0. 00f 0. 00依0. 00e
同列不同字母表示处理间差异显著(P<0. 05) Different letters in the same column meant significant difference among treatments at 0. 05 level.下同
The same below.
35629 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 李静娟等: 中药渣蚓粪对玉米生长及土壤肥力特性的影响摇 摇 摇 摇 摇
施用量的增加,植株地上部、地下部以及总质量显著
增加,YF1 ~ YF4处理的总质量分别比对照增加了
94. 6% 、436. 4% 、1149. 6% 、1673. 9% ;蚓粪处理组
植株全氮含量(地上部、地下部)均小于对照、HF1和
HF2处理,且 YF1、YF2、YF3处理之间无显著差异;蚓
粪处理组植株全磷含量(地上部、地下部)无显著差
异,均高于 CK,并显著高于 HF1,说明施用蚓粪可以
促进植株全磷的积累;YF1 ~ YF4处理的地下部全钾
含量显著高于 CK 和 HF1处理,说明施用蚓粪可以
促进地下部全钾含量的积累.
2郾 2摇 不同处理对土壤肥力特性的影响
由表 4 可知,玉米收获以后,蚓粪处理组土壤
pH(H2O)和 pH(KCl)显著高于 CK 和相应的化肥
处理,YF3和 YF4处理之间无显著差异,并且在一定
施用比例内,蚓粪施用量越大效果越显著;YF2 ~
YF4处理土壤容重显著低于 CK,YF1处理与 CK之间
无显著差异,YF3、YF4处理显著低于 HF3、HF4处理;
蚓粪处理组有机质和全氮含量均显著高于 CK 和相
应的化肥处理,有机质含量分别比 CK 提高了
123郾 9%、229. 6%、378. 7%、403. 5%,全氮含量分别比
CK 提高了 281. 4%、537. 0%、808. 2%、1025郾 8%;蚓
粪处理组碱解氮含量显著高于 CK,并随蚓粪施用量
的增加而显著增加,其中 YF2 ~ YF4处理显著高于相
应的化肥处理;蚓粪处理中 YF2 ~ YF4处理速效磷含
量显著高于 CK,但显著低于相应的化肥处理;除
HF3和 HF4处理外,其他各处理的速效钾含量无显著
差异.
2郾 3摇 不同处理对作物生长及土壤肥力影响的综合
分析
2郾 3郾 1 对作物生长及养分积累影响的综合分析摇 图
2a显示,第 1、2主成分累计方差贡献率达到 73郾 6% .
图 2摇 植株生长和养分积累的主成分分析
Fig. 2摇 Principal component analysis of plant growth and nutri鄄
ent accumulation.
a)AX1 和 AX2 主成分载荷 Load of principal components on AX1 and
AX2; b)AX1 和 AX2 主成分得分,图中黑圆圈代表各处理在得分图
上的位置,黑圆圈周围连接的是该处理的 4 个重复的位置 Scores of
principal components on AX1 and AX2, the black dots represented loca鄄
tion of treatments and four replicates on AX1 and AX2. ATN:地上部全
氮 Aboveground total N; ATP:地上部全磷 Aboveground total P; ATK:
地上部全钾 Aboveground total K; UTN:地下部全氮 Underground total
N; UTP:地下部全磷 Underground total P; UTK:地下部全钾 Under鄄
ground total K; SV:叶绿素值 SPAD value; LA:叶面积 Leaf area; SD:
茎粗 Stem diameter; PH:株高 Plant height; UB:地下部干质量 Under鄄
ground biomass; AB:地上部干质量 Aboveground biomass; TB:总干质
量 Total biomass. 下同 The same below.
第 1 主成分(AX1)贡献率为 51. 4% ,与地上部全
钾、地下部全钾、株高、茎粗、叶面积、地上部干质量、
地下部干质量、总干质量等密切相关;第 2 主成分
(AX2)方差贡献率为 22. 2% ,依次与地上部全氮、
地下部全氮、地上部全钾、叶绿素值等紧密相关. 主
成分得分图(图 2b)显示,通过判别分析,不同施肥
量之间的差异达到极显著水平(P<0. 001),通过各
处理得分点的位置明显可以看出,CK、YF1和 YF2处
理与地上部全钾、地下部全钾、地上部全磷、地下部
全磷 4 个变量呈正相关关系,与株高、茎粗、叶面积、
叶绿素值、地上部干质量、地下部干质量和总生物量
表 4摇 各处理的土壤肥力特征
Table 4摇 Soil fertility characteristics of different treatments (mean依SE, n=4)
处理
Treat鄄
ment
pH
(H2O)
pH
(KCl)
容重
Bulk density
(g·cm-3)
有机质
Organic matter
(g·kg-1)
全氮
Total N
(g·kg-1)
碱解氮
Alkaline
hydrolytic N
(mg·kg-1)
速效磷
Available P
(mg·kg-1)
速效钾
Available K
(mg·kg-1)
CK 5. 36依0. 04e 4. 78依0. 04e 1. 67依0. 01a 11. 50依0. 81d 0. 24依0. 02f 38. 23依7. 17e 0. 64依0. 05g 16. 77依2. 33c
YF1 6. 58依0. 04c 6. 13依0. 01c 1. 70依0. 01a 25. 75依0. 55c 0. 92依0. 03d 112. 26依5. 73d 2. 20依0. 06fg 73. 35依1. 55c
YF2 6. 99依0. 02b 6. 50依0. 05b 1. 53依0. 02b 37. 91依2. 16b 1. 53依0. 06c 325. 38依15. 09c 3. 55依0. 18ef 81. 96依17. 29c
YF3 7. 23依0. 02a 6. 92依0. 06a 1. 40依0. 02c 55. 05依1. 85a 2. 18依0. 08b 495. 80依13. 84b 5. 05依0. 18de 45. 06依8. 12c
YF4 7. 32依0. 01a 7. 01依0. 03a 1. 30依0. 03d 57. 90依1. 75a 2. 70依0. 10a 585. 95依9. 91a 6. 02依0. 11d 37. 68依2. 10c
HF1 5. 27依0. 05e 4. 52依0. 03f 1. 38依0. 01c 12. 11依1. 03d 0. 29依0. 01f 53. 04依9. 04de 3. 76依0. 00ef 16. 15依1. 74c
HF2 4. 77依0. 04f 4. 21依0. 02g 1. 50依0. 02b 12. 97依0. 79d 0. 34依0. 02f 58. 37依5. 90de 13. 55依0. 59c 56. 74依11. 78c
HF3 6. 15依0. 17d 5. 56依0. 20d 1. 54依0. 04b 12. 87依0. 39d 0. 57依0. 03e 529. 03依111. 68c 23. 98依0. 53b 360. 10依62. 71b
HF4 6. 72依0. 04c 6. 11依0. 03c 1. 55依0. 04b 13. 06依0. 58d 0. 64依0. 02e 554. 63依74. 41b 35. 92依1. 48a 550. 73依3. 13a
4562 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
等呈负相关关系;YF3、YF4和 HF1处理则与株高、茎
粗、叶面积、叶绿素值、地上部干质量、地下部干质量
和总干质量等呈正相关关系,与地上部全钾、地下部
全钾、地上部全磷、地下部全磷等呈负相关关系;
HF2处理则与地上部全氮、地下部全氮和叶绿素值
等呈正相关关系.
2郾 3郾 2 对土壤理化性状影响的综合分析 摇 图 3a 显
示,第 1、2 主成分累计方差贡献率达到 85. 3% .第 1
主成分(AX1)贡献率为 54. 5% ,依次与碱解氮、pH
(H2O)、pH(KCl)、全 N、有机质、容重等密切相关;
第 2 主成分(AX2)方差贡献率为 30. 8% ,其与碱解
氮、有效磷、速效钾等紧密相关. 主成分得分图(图
3b)显示,通过判别分析,不同施肥量之间的差异达
到极显著水平(P<0. 001),通过各处理得分点的位
置明显可以看出,YF2 ~ YF4处理与 pH(H2 O)、pH
(KCl)、全 N、有机质、碱解氮等呈正相关关系,与容
重呈负相关关系;CK、HF1和 HF2处理与 pH(H2O)、
pH(KCl)、全 N、有机质、碱解氮等呈负相关关系,与
容重呈正相关关系;HF3和 HF4处理与碱解氮、有效
磷、速效钾呈正相关关系.
2郾 3郾 3 对作物鄄土壤体系影响的综合分析摇 图 4a 显
示,第 1、2 主成分累计方差贡献率达到 78. 0% .第 1
主成分(AX1)贡献率为 50. 7% ,依次与土壤速效
磷、土壤速效钾、株高、茎粗、叶面积、叶绿素、地上部
干质量、地下部干质量、总干质量、地上部全磷、地下
部全磷、地上部全钾、地下部全钾、地上部全氮、地下
部全氮等密切相关;第 2 主成分(AX2)方差贡献率
为 27. 3% ,其与碱解氮、pH(H2O)、pH(KCl)、土壤
全氮、有机质、容重等紧密相关. 主成分得分图(图
4 b)显示,通过判别分析,不同施肥量之间的差异达
图 3摇 土壤理化性质主成分分析
Fig. 3 摇 Principal component analysis of soil physicochemical
properties.
SOM:土壤有机质 Soil organic matter; STN:土壤全氮 Soil total N;
SAK:土壤速效钾 Soil available K; SAP:土壤速效磷 Soil available P;
SAHN:土壤碱解氮 Soil alkaline hydrolytic N; BD:容重 Bulk density.
下同 The same below.
图 4摇 不同处理对作物鄄土壤体系影响的综合分析
Fig. 4摇 Comprehensive analysis of crop鄄soil system in different
treatments.
到极显著水平(P<0. 001),通过各处理得分点的位
置明显可以看出,随着蚓粪施入量的增加,YF1 ~
YF4偏向于地上部干质量、地下部干质量、总干质
量、全 N、有机质高的方向,HF1、HF2偏向于地上部
全氮、地下部全氮含量高的方向,HF3、HF4偏向于有
效磷、速效钾含量高的方向.
3摇 讨摇 摇 论
3郾 1摇 施用蚓粪对作物生长的影响
作物的生长过程实际上是干物质不断积累的过
程[15],干物质是叶片的光合产物,也是产量形成的
基础.蚯蚓粪有机肥可以促进作物植株的生长发育,
叶面积、干物质积累量明显增多[16] .苏晓红等[17]研
究表明,施用蚯蚓粪可显著增加油菜的生物量.张俊
英等[18]研究表明,蚯蚓粪处理的黄瓜幼苗株高显著
高于对照.本研究结果显示,栽培 60 d后,YF2 ~ YF4
处理的玉米植株地上、地下部及总生物量、株高、茎
粗、叶面积均显著高于 CK,且随着蚓粪施入量的增
多而升高(图 1,表 3),与植株生长及养分积累的主
成分分析结果相一致(图 2). 化肥处理组随着施入
量的增加植株生长状况变差(图 1),HF3、HF4处理
玉米出现烧苗死亡现象.
叶绿素是光合作用过程中影响光能吸收和转化
的关键色素,其含量高低是衡量叶片衰老的敏感指
标[19] .由于植株的氮和钾素[20]水平与叶绿素值紧
密相关,因此叶绿素也能影响植株体内的各种生理
生化反应过程. 王小治等[21]研究表明,蚓粪处理的
匍匐翦股颖草叶绿素值均显著高于非蚓粪处理. 本
研究结果显示,玉米生长期内,随着蚓粪施入量的增
多叶绿素值增大,且 YF2 ~ YF4处理叶绿素值均高于
CK(图 1);蚓粪处理组植株全磷含量(地上部、地下
部)、地下部全钾含量均高于 CK 和 HF1处理 (表
55629 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 李静娟等: 中药渣蚓粪对玉米生长及土壤肥力特性的影响摇 摇 摇 摇 摇
3),说明施用蚓粪可以显著提高植株磷和地下部钾
的积累,这与前人研究结果一致[8] . 但植株单位质
量全氮含量(地上部、地下部)和地上部全钾含量均
低于 CK,可能是因为蚓粪处理组生物量积累显著高
于 CK,降低了植株体内的养分浓度.
由此可见,在土壤中施用一定比例的中药渣蚓
粪能够促进作物生长和干物质的积累. 主要原因是
蚓粪中含有丰富的氨、尿素、有机质、交换性钾、磷等
植物生长所需的矿质养分[22-23],这些养分可以直接
促进植物的生长;其次,蚓粪中的微生物活动和蚓粪
含有的激素类物质也对作物生长有促进作用[24] .
3郾 2摇 施用蚓粪对土壤肥力的影响
pH 值是土壤的一个重要理化指标,pH(H2O)
值直接反映了土壤溶液中氢离子浓度的大小,pH
(KCl)是土壤交换性酸强度的指标, 其 H+来源包括
自由扩散于溶液中的 H+和土壤胶体上吸附的部分
可交换的 H+两部分[25] . 本试验所采用的盆栽土是
pH为 5. 35 的赤红壤,偏酸.盆栽结束后,蚓粪处理
组 pH(H2O)和 pH(KCl)均显著高于 CK 和对应的
化肥处理(表 4),说明施用蚓粪有利于缓解土壤酸
性.这与前人研究结果一致[26] . 主要是由于添加的
药渣蚓粪呈中性,而赤红壤呈酸性,且蚓粪施用比例
越大,土壤碱性越强,说明添加蚓粪对酸性土壤起到
一定的中和作用;其次,与有机物分解的生物化学过
程有关,有机肥中有机物质在矿化过程中产生大量
的有机酸和腐殖质,它们包含如羟基、苯酚等官能
团,可消耗土壤中的质子氢,与土壤中羟基铝、铁水
合氧化物发生配位体交换,降低土壤酸度[27] .
土壤有机质是植物氮、磷等养分的主要来源,同
时也能提高土壤的保水、保肥能力,促进作物的生长
发育,是土壤肥力的基础[28] . 邓立宝等[26]研究表
明,施用蚓粪后柑橘土壤有机质含量明显增加,同时
诱导出大量的新根,并且与常规施肥相比,蚓粪施入
使土壤有机质碳和全氮含量显著提高.张俊英等[18]
研究表明,施加蚓粪有利于降低土壤容重,提高土壤
全氮和有机质含量.本研究结果显示,蚓粪处理组有
机质、全氮含量显著高于 CK和相应的化肥处理,并
随着蚓粪施用量的增加而显著增加;蚓粪处理组碱
解氮含量显著高于 CK,并随蚓粪施用量的增加而显
著增加(表 4). 土壤理化性状主成分分析结果也显
示,YF2、YF3、YF4处理与 pH(H2 O)、pH(KCl)、全
氮、有机质、碱解氮等呈正相关关系,与容重呈负相
关关系(图 3).这与前人研究结果一致.主要原因是
蚯蚓吞食分解有机废弃物,加速了有机质的矿化和
养分的释放[29],最终以蚓粪的形式排出,蚯蚓粪含
有大量的有机质和腐植酸,氮、磷、钾养分齐全,并且
含多种酶、微量元素和氨基酸,既能有效促进作物生
长,又能改善产品品质[30] . YF2 ~ YF4处理速效磷含
量显著高于对照,但显著低于相应的化肥处理;除
HF3和 HF4处理外,其他各处理速效钾含量无显著差
异(表 4).这可能是因为 HF3、HF4处理在玉米生育
早期出现烧苗死亡现象,土壤养分没有被作物吸收,
盆栽结束时,土壤速效养分含量较高.
4摇 结摇 摇 论
合理施用中药渣蚓粪可以显著降低土壤容重,
增加土壤有机质、全氮、碱解氮及速效磷含量,其中
蚓粪施用量达到 7. 5%时,对土壤 pH和有机质含量
提高的效果最明显.此外,施用中药渣蚓粪能够促进
作物生长和干物质的积累,且在供试范围内蚓粪施
用比例越大效果越显著.可见,中药渣生产的蚓粪作
为一种高效有机肥,有助于改善土壤物理结构,适当
缓解土壤的酸化进程,提高土壤有机质和氮素含量,
促进作物生长.
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