不同蚯蚓糞用量對在稀土尾礦地的一年生飼料桑生長的影響

陳榮強，雷小文*，黃際發，謝華亮，邱靜蕓，李建軍，徐樹明，李建明

（1.贛州市畜牧研究所，江西贛州341401；2.定南縣農業農村局；3.定南縣鼎瑞肉牛養殖專業合作社）

江西贛州蘊含全國30%以上的離子型稀土礦，被稱作“稀土王國”。自20世紀70年代起，先后采用過池浸、堆浸、原地浸礦工藝開采稀土礦，造成了嚴重的環境污染、生態破壞，地質災害頻發[1]。據報道，贛州市在2018年末仍有93.88 km2廢棄稀土礦山待治理。現今遺留的稀土尾礦地表荒漠化、土壤理化性質遭受破壞、水土流失嚴重，還遺留大量有毒元素，雨水沖刷之后嚴重污染水體[2]。因此，解決稀土尾礦地表荒漠化問題迫在眉捷，植被恢復成為修復稀土尾礦的關鍵要素。

稀土尾礦地表荒漠化主要體現在土壤肥力退化、寸草不生。蚯蚓糞是蚯蚓消化有機廢棄物后產出的黑色活性物質，富含有機質、有益微生物及植物激素等，衛生、無異味、比表面大、顆粒細小且均勻，吸水、保水、透氣等性能均很強[3～4]。蚯蚓糞作為優質生物肥，適宜的添加比例，能夠很好的促進幼苗發育[5～6]；促進植株生長、根系生長，改善果蔬品質[7～9]；促進土壤微生物生長、繁殖，增加土壤酶活性[10～11]；同時蚯蚓糞在土壤修復上也取得較好效果[12]。因此，蚯蚓糞可用在修復稀土尾礦土壤上，充當植被恢復的基肥。

飼料桑具有根系發達、生長迅速、造林成活率高、耐刈割、萌發力極強等生態學特性，且前期試驗發現飼料桑在施用沼液后能夠適應稀土尾礦的多重脅迫下的生長。飼料桑生物量的快速增加，有利于加快稀土尾礦荒漠化的治理。因此，本文選取飼料桑（粵桑11號）作為試驗植物，研究蚯蚓糞對其在稀土尾礦生長的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于江西省贛州市定南縣嶺北鎮蔡陽村定南縣鼎瑞肉牛養殖專業合作社。定南稀土資源分布廣、品種多、儲量大、質量優，是首批11個國家稀土規劃礦區之一。定南縣中心緯度24.79°，中心經度115.03°，定南縣屬中亞熱帶季風濕潤氣候區，境內氣候溫和，多年最高氣溫38℃，年平均氣溫19℃，冬季河流無冰凍現象，無霜期293d，多年平均日照時數為1 777.1 h，太陽總幅射量0.45 MJ/cm2。

1.2 試驗材料

飼料桑（粵桑11號）由廣東四季桑園蠶業科技有限公司提供。蚯蚓糞（成分檢測見表1）由贛州東山嘉禾現代農業有限公司提供。沼液（成分檢測見表2）由定南鼎瑞肉牛養殖專業合作社提供。

1.3 飼料桑栽種方法

選擇土壤基礎條件一致的連片約667 m2廢棄稀土礦區尾砂土壤，平整土壤后施用沼液以便增加土壤肥力和調節土壤pH，沼液與水按1∶4的比例對勻后潑灑土壤表面，施用量為300 m3/hm2；按照株距0.25 m，行距0.6 m于2019年3月13日栽種飼料桑，分為3個組，每組200 m2，A、B、C組分別每株穴施250 g、500 g、750 g新鮮蚯蚓糞。每隔2個月施用1次沼液，沼液與水按1∶4的比例交響兌勻后潑灑土壤表面，施用量為30 m3/hm2。遇干旱時持續澆水，定期觀察飼料桑的長勢。2019年5月9日、7月1日、8月20日收集生長數據。備注：有機質、全氮、硝態氮、銅、鋅、鉻、砷、汞以干物質計；全磷以干物質P2O5計；全鉀以干物質K2O計。下表同。

表1 蚯蚓糞成分檢測

表2 沼液成分檢測 g/kg

1.4 飼料桑生長數據收集方法

每組隨機選取4個2 m×2 m小區，每個小區隨機選取5株進行測量。測量徑粗、株高、枝條總數、總葉片數、主枝葉片數。徑粗用游標卡尺測量，株高用刻度米尺測量。

1.5 數據分析

試驗數據先用EXCEL 2007軟件處理，再用SPSS19.0軟件進行方差分析及Duncan′s法多重比較，結果以（平均值±標準差）表示。

2 結果與分析

2.1 蚯蚓糞對飼料桑徑粗的影響

如表3所示，在2019年5月9日，B組徑粗極顯著（P＜0.01）大于A組，C組徑粗顯著（P＜0.05）大于A組；在2019年8月20日，A、B組徑粗極顯著（P＜0.01）大于C組。備注：同行數據肩標大寫字母不同表示同一指標不同組別間差異極顯著(P＜0.01)，小寫字母不同表示同一指標不同組別間差異顯著(P＜0.05)，無肩標表示差異不顯著(P＞0.05)。n=20。下表同。

表3 蚯蚓糞用量對一年生飼料桑徑粗的影響 mm

2.2 蚯蚓糞對飼料桑株高的影響

如表4所示，在2019年5月9日，C組株高顯著（P＜0.05）高于B組；在2019年7月1日，A組株高極顯著（P＜0.01）高于B、C組，B組株高顯著（P＜0.05）高于C組；在2019年8月20日，A組株高極顯著（P＜0.01）高于B組，B組株高極顯著（P＜0.01）高于C組。

表4 蚯蚓糞用量對一年生飼料桑株高的影響 cm

2.3 蚯蚓糞對飼料桑枝條總數的影響

如表5所示，在2019年5月9日，A、B組的枝條總數極顯著（P＜0.01）高于C組；在2019年8月20日，B組枝條總數極顯著（P＜0.01）高于C組。

表5 蚯蚓糞用量對一年生飼料桑枝條總數的影響 條

2.4 蚯蚓糞對飼料桑葉片總數的影響

如表6所示，在2019年5月9日，B組葉片總數顯著（P＜0.05）高于B、C組；在2019年7月1日，A組葉片總數顯著（P＜0.05）高于B、C組。在2019年8月20日，A、B組的葉片總數極顯著（P＜0.01）高于C組。

表6 蚯蚓糞用量對一年生飼料桑葉片總數的影響 片

2.5 蚯蚓糞對飼料桑主枝葉片數的影響

如表7所示，在2019年7月1日，A組主枝葉片數極顯著（P＜0.01）高于C組，A組主枝葉片數顯著（P＜0.05）高于B組；在2019年8月20日，A組株高極顯著（P＜0.01）高于B、C組。

表7 蚯蚓糞用量對一年生飼料桑主枝葉片數的影響 片

3 討論

蚯蚓糞在物理、化學和生物學上都能提高土壤肥力[13]。物理性質方面，蚯蚓糞呈顆粒狀或紡錘狀，多孔、比表面積大，施用后能使土壤具有較好的通氣性、孔隙率、容重和保水性。化學性質方面，土壤的pH值、電導率、有機質含量、氮、磷、鉀等都得到改善，以提高作物產量。生物學方面，土壤中有益酶的活性和有益微生物的數量增加，植物激素如生長素、赤霉素和細胞分裂素等的增加，均對植物生長有顯著的影響。Blouin等薈萃分析發現蚯蚓糞對植物生長有顯著影響[14]，施用蚯蚓糞后植物的總生物量平均增加13%，地上部生物量平均增加78%，根系生物量平均增加57%，商品產量平均增加26%。

前期試驗檢測稀土尾礦的pH值為4.26，有機質含量為3.39 g/kg，在無肥料施用情況下，一年生飼料桑在栽種后并無明顯生長跡象。因此從肥料經濟成本考慮，本試驗先在稀土尾礦上穴施不同用量的蚯蚓糞作為基肥，飼料桑生長期間再補施沼液，結果表明在一年生飼料桑的緩慢生長期（2019年5月9日），每株穴施較低用量的蚯蚓糞更有助于飼料桑枝條總數的增加，每株穴施較高用量的蚯蚓糞更有助于徑粗、株高的增加；在旺盛生長期（2019年8月20日），每株穴施較低用量的蚯蚓糞更有助于飼料桑徑粗、株高、葉片總數、主枝葉片數的增加。蚯蚓糞、沼液對稀土尾礦土壤均有一定的改良作用，如土壤的pH趨于中性，有機質含量增加等，這對飼料桑的生長起到了間接促進作用；蚯蚓糞中豐富的腐殖酸、常量及微量元素、有益微生物、土壤酶、生長素等對飼料桑的生長起到了直接促進作用。蚯蚓糞的最佳用量因植物品種不同有所差異，且過量的蚯蚓糞用量將阻礙植物生長，影響土壤酶活性、微生物生物量。郭良川發現蚯蚓糞比例的增加能夠提高藍果忍冬根際土壤酶活性、微生物生物量，且對植株生長、果實品質有促進作用[15]，40%蚯蚓糞效果最為明顯。任常琦發現施用蚯蚓糞能夠促進土壤微生物活動和酶活性[16]，提高菜心的光合性能指標和根系指標，具有改善菜心品質的效果。周東興等發現蚯蚓糞配比為20%～80%的各處理對提高番茄座果率、增加番茄維生素C、可溶性糖、可溶性固形物含量有不同程度的促進作用[7]，其中40%蚯蚓糞配施化肥為最佳處理。本文結果與之類似，適宜用量的蚯蚓糞促進飼料桑生長，過量的蚯蚓糞用量阻礙了飼料桑的生長。可能因為蚯蚓糞中含有植物生長抑制因子，蚯蚓糞用量過高導致植物生長抑制因子含量過高，阻礙了飼料桑的生長，相關推斷需要進一步試驗證明。