羊粪堆肥提取液对小油菜生长及土壤盐分含量的影响

杜金伟，付崇毅，姜 伟，薛国萍，白红梅

堆肥提取液是腐熟的有机物料经水浸提后得到的一种高效液体肥料。与固体有机堆肥相比，堆肥提取液中的有效营养成分和有益微生物，更容易针对植物体发挥作用。堆肥提取液中含有植物生长所需的N、P、K、Ca、Mg 等大量元素，其中，N 含量可达8.46%、P 含量可达3.99%、K 含量可达2.85%、Ca 含量可达4.16%、Mg 含量可达1.22%，它们可参与植物体细胞内蛋白质、核酸、磷脂等有机物的合成，Mg 元素还是合成叶绿素必不可少的成分。堆肥提取液中还含有Fe、Zn 等土壤中含量极少的微量元素，Fe 含量可达0.27%、Zn 含量可达0.29%，这些微量元素对植物生长具有重要意义，它们是很多酶、维生素、激素的重要组成部分，直接影响植物体内的代谢过程[1]。堆肥提取液是一种农畜废弃物再利用的良好产物，不仅对植物病虫害有良好的防治效果，而且能大大降低环境污染和食品安全风险。堆肥提取液作为一种新型的液体肥料已经在多个方面发挥重要作用，不仅可以防治植物病虫害、促进植株生长、提高果实产量、改善果实品质，还可以改善土壤的物理、化学及生物性状。此外，堆肥提取液在浸种、催芽、抗旱等方面也能表现出良好的效果。堆肥提取液施加方式多样，可采用人工叶面喷施，还可以利用喷灌、滴灌等技术施肥。因此，堆肥提取液有潜力作为一种新型液体肥料被推广。

堆肥的浸提液可作为一种天然的液体肥料，同时兼具促生、生防和肥效作用。徐大兵[2]研究表明，施用猪粪堆肥提取液可以使土壤中细菌和放线菌的总数显著增加，同时使土壤中真菌的数量减少，提升了土壤中细菌的丰富度和遗传多样性、降低了真菌的丰富度和遗传多样性；利用傅里叶红外光谱技术分析出猪粪—秸秆堆肥提取液样品中含有苯环和酚基官能团抑制土传病害。李欣欣等[3]在研究白灵菇菌糠堆肥提取液对草莓黄萎病的防治效果时发现，利用堆肥提取液提前对草莓植株进行灌根处理，能显著降低草莓植株的患病率。堆肥提取液对病原菌菌丝生长和分生孢子萌发均有显著的抑制作用。由于长期栽培设施蔬菜，导致普遍存在不合理施肥、养分比例失调、肥效下降、资源浪费严重等问题，致使土壤养分富集、盐分积累现象日趋严重。内蒙古拥有广阔的草原和丰富的家畜品种资源，羊粪等有机肥原料充足。羊粪在设施栽培中普遍作为基肥使用，而对羊粪堆肥提取液的研究报道较少。本研究以小油菜为供试作物，采取温室盆栽试验研究了羊粪堆肥提取液对小油菜生长、品质、产量和土壤盐分含量的影响，以期为羊粪有机肥的高效开发利用提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

以小油菜苗为试验材料，选用26 cm×23 cm×50 cm规格塑料种植槽；供试肥料：腐熟羊粪堆肥、好氧和厌氧堆肥提取液、氮磷钾复合肥（N∶P∶K=15∶15∶15）。

1.2 试验方法

1.2.1 堆肥提取液的制备 由羊粪和玉米秸秆在有机肥发酵剂（通用型）的作用下高温堆肥发酵后得到腐熟的羊粪有机堆肥。好氧提取方法：取充分腐熟的堆肥和去离子水（使用前通气10 h）按照羊粪和水1∶10 比例放入聚乙烯塑料桶充分混匀后，制氧机持续通气，使提取液的溶解氧（DO）含量不低于62.00%，7 d 后用双层纱布过滤收集滤液，即为羊粪堆肥好氧提取液。厌氧提取方法：取充分腐熟的堆肥和去离子水（使用前通气10 h）按照羊粪和水1∶10 比例放入聚乙烯塑料桶，充分混匀后密封7 d 后用双层纱布过滤收集滤液，即为羊粪堆肥厌氧提取液。

1.2.2 试验设计 试验于内蒙古自治区农牧业科学院智能温室内进行，选择每年种植甜瓜和番茄两茬模式且已连续种植5年以上的温室土壤，每盆装土15 kg，每盆移栽小油菜8 株。施肥处理：CK（不施有机肥和化肥）；处理T1：复合肥含量分别为N 400 mg/kg、P2O5300 mg/kg、K2O 400 mg/kg；处理T2：堆肥提取液残渣用量为1.4×105mg/kg+厌氧堆肥提取液；处理T3：堆肥提取液残渣用量为1.4×105mg/kg+好氧堆肥提取液；处理T4：腐熟羊粪堆肥用量为1.4×105mg/kg；播前土壤记为T0。

2018年10月28日开始定植，追肥在移栽小油菜缓苗5 d 后开始施入，每隔10 d 追施1 次，共追施3 次，各处理每盆每次追施羊粪堆肥提取液1 L。每处理5 盆，重复3 次。定植后每5 d 浇水1 次，每次每盆浇水1 L 。定植43 d 后，12月11日采收小油菜，每处理各重复随机选取10 株，测定盆栽小油菜的株高，小油菜收获后洗净、擦干，测单株重，计算产量；测蛋白质、硝酸盐和VC 含量。在小油菜定植前和采收后，分别将各处理的栽培土混匀，取样测定土壤肥力。

1.3 测定方法

小油菜的品质指标：采用考马斯亮蓝G250 法测定蛋白质含量[4]、水杨酸比色法测定硝酸盐含量、钼蓝比色法测定果实VC 含量[5]。土壤pH 值采用电位法测定；土壤有机质含量采用硫酸-重铬酸钾氧化-外加热，容量法测定；土壤全氮含量采用半微量开氏法测定；土壤全磷含量采用氢氧化钠熔融，钼锑抗比色法测定；土壤全钾含量采用氢氧化钠熔融，火焰光度法测定；土壤有效磷含量采用碳酸氢钠浸提，钼锑抗比色法测定；土壤速效钾含量采用乙酸铵浸提，火焰光度法测定；土壤有效氮含量采用流动分析仪测定[6-7]；土壤水溶性盐含量采用电导法测定[8]。

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel 2010 和SPSS 20.0 软件进行数据处理及方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对小油菜的株高、单株重和产量的影响

由表1 可知，不同施肥处理下，小油菜株高的排序为T2＞T3＞CK＞T4＞T1，厌氧堆肥提取液T2 处理与好氧堆肥提取液T3 处理差异不显著（P＞0.05），但都高于CK，T2 处理与CK、T1、T4 处理差异显著（P＜0.05）。单株重和产量的排序为T3＞T2＞CK＞T4＞T1，好氧堆肥提取液T3 处理与CK、T2 处理差异不显著（P＞0.05），与T4、T1 处理差异显著（P＜0.05）。由此可见，施用厌氧堆肥提取液后，小油菜的株高较高；施用好氧堆肥提取液后，小油菜的单株重、产量较高。

2.2 不同施肥处理对小油菜品质的影响

由表2 可知，T1 处理硝酸盐含量显著高于CK和其他处理（P＞0.05），T2、T3 处理硝酸盐含量显著低于CK、T1、T4 处理（P＜0.05），T2 处理与T3 处理硝酸盐含量差异显著（P＜0.05）。由此可见，羊粪厌氧堆肥提取液，对小油菜体内硝酸盐的积累影响较大。各施肥处理的蛋白质含量排序为T2＞T3＞T4＞T1＞CK，T2 处理显著高于CK、T1、T3、T4 处理（P＜0.05），T1、T3、T4 处理和CK 之间差异不显著（P＞0.05）。T2 处理的VC 含量与CK 差异显著（P＜0.05），与T1、T3、T4 处理间差异不显著（P＞0.05）。由此可见，厌氧堆肥提取液可以改善小油菜的品质。

表1 不同施肥处理对小油菜株高、单株重和产量的影响

表2 不同施肥处理对小油菜品质的影响

2.3 不同施肥处理对小油菜土壤养分的影响

由表3 可知，不同施肥处理土壤有机质含量存在差异，T3 处理最大（47.10 g/kg），CK 最小（33.20 g/kg）。T3 处理与T0、CK、T1、T4 处理相比差异显著（P＜0.05），与T2 处理差异不显著（P＞0.05），由此可见，羊粪堆肥提取液增加了土壤中的有机质含量。

各处理全氮含量均高于播前土壤T0，与播前土壤T0 相比，T1、T2、T3、T4、CK 处理土壤中的全氮含量分别提高了20.6%、12.5%、32.9%、15.2%、2.97%。T3 处理与T0、CK、T1、T2、T4 处理差异显著（P＜0.05），T1 处理、T2 处理、T4 处理间差异不显著（P＞0.05）。由此可见，施用好氧堆肥提取液，土壤全氮含量增加明显。

不同施肥处理下土壤全磷含量为T4（1.52 g/kg）＞T3（1.51 g/kg）＞T1（1.48 g/kg）＞T2（1.43 g/kg）＞CK（1.30 g/kg），与T0 相比，除CK 低于T0 外，其他施肥处理显著高于T0，表明腐熟羊粪堆肥、好氧堆肥提取液、复合肥、厌氧堆肥提取液均能提高土壤全磷含量。

土壤中的全钾含量为T1 （21.30 g/kg）＞T2（20.30 g/kg）＞T3（20.00 g/kg）＞CK（19.40 g/kg）＞T0（19.30 g/kg）＞T4（18.40 g/kg），T1 处理显著高于其他处理（P＜0.05），T2 处理与T3 处理间差异不显著（P＞0.05），但与播前土壤T0 差异显著（P＜0.05）。T4 处理全钾含量最低。

T1 处理土壤中的有效氮含量显著高于其他处理（P＜0.05）。除CK 外，不同施肥处理的土壤有效磷含量与播前土壤T0 相比差异显著（P＜0.05），T1 和T3 处理、T4 和T2 处理间差异不显著（P＞0.05），T2 和T3 处理间差异显著（P＜0.05）；T1 处理有效磷含量最高（205.20 mg/kg），比播前土壤T0 高94.3%。T2 处理速效钾含量大于T3 处理，两者与其他处理相比差异显著（P＜0.05）；CK 的速效钾含量最低，为306.00 mg/kg。

不同施肥处理下，小油菜土壤水溶性盐含量排序为T2＜T3＜T4=CK＜T1＜T0、T1、T4、CK、播前土壤T0 显著高于T2、T3 处理（P＜0.05），说明施用厌氧堆肥提取液和好氧堆肥提取液土壤的水溶性盐含量明显降低，可以达到降低盐分含量、改善土壤盐渍化状况、有利于作物健康生长的目的。

除T1 处理外，各处理与播前土壤T0 相比土壤pH 值差异显著（P＜0.05）。施腐熟羊粪堆肥后，T4 处理pH 值下降明显，pH 值为8.00。

表3 不同施肥处理对小油菜土壤养分的影响

3 结论与讨论

本试验中，施化肥T1 处理对土壤中的全钾含量和有效氮含量影响显著；T2 处理对小油菜的株高、硝酸盐含量、蛋白质含量和VC 含量影响显著；T3 处理对小油菜的单株重、产量影响显著，对土壤中全氮含量影响显著。由此可见，羊粪的厌氧、好氧堆肥提取液不仅能明显增加小油菜的株高、单株重和产量，改善小油菜品质，还能提高土壤的养分含量、降低土壤中的水溶性盐含量。这与徐大兵等[9]、陈鑫等[10]的研究结果一致。本试验中CK 表现较好，小油菜的株高、单株重和产量优于T4 处理和T1 处理，这可能与土壤中长期连作施肥有关，实践中经常会有在连作地块不施任何肥料，植物仍可以保持旺盛生长的现象，可见现在提倡的减药减肥政策很有必要。坚持化肥与有机肥混合施用，可改良土壤理化性状，使迟效与速效肥料优势互补，减少化肥的挥发与流失，增强保肥性能，较快提高供肥能力，从而提高作物抗逆性、改善品质，并对减少环境污染有显著效果[11-13]。有研究认为，有机质含量越高，土壤盐渍化程度越低，会显著促进作物生长[14]。研究表明，施用微生物菌肥能不同程度地提升盐渍土中有机质的含量[15]。T3 处理能够提高小油菜土壤的全氮含量，且与其他处理差异显著，说明施用好氧堆肥提取液可以使土壤的水溶性盐含量降低。有试验表明，设施内长期施用有机肥和无机肥均会造成水溶性盐分在土壤中大量积累，单施化肥和有机无机肥配施且施肥量大则更易造成盐分在表层土壤中的积累[16-17]。研究表明，有机肥施用也会引起土壤pH 值降低，这是由于有机氮发生矿化产生NH4+随后硝化而使土壤pH值降低，而单施化肥则会导致土壤pH 值升高，从而有效防止土壤酸化[18]。本试验中堆肥提取液的pH 值下降，原因可能是堆肥中的大多数微生物在中性pH 值条件下存活较好，而堆肥提取液的pH 值在整个提取过程中会略有升高，造成其中的微生物对阴离子的总体吸收多于对阳离子的吸收。