李方志，李丝丝，王　殷，杨汝兰，杜　北，杨　琴，赵敏慧

(玉溪师范学院资源环境学院，云南 玉溪 653100)



环保酵素改良土壤中有机质与磷素的探索性研究

李方志，李丝丝，王殷，杨汝兰，杜北，杨琴，赵敏慧

(玉溪师范学院资源环境学院，云南 玉溪 653100)

以云南省玉溪市红塔区北城镇唐家营已施用农药和化肥20余a的农户农田土壤为研究对象。通过为期8周的实验研究，设计5组不同浓度梯度的环保酵素液，施浇于土壤，研究环保酵素对土壤有机质、全磷以及有效磷的改良效果。试验结果表明：环保酵素有利于提高土壤有机质、全磷和有效磷的含量；施浇环保酵素浓度梯度在1∶500和1∶750，持续施浇环保酵素6～7周，其土壤改良效果最佳。

环保酵素；土壤改良；有机质；有效磷；实验

环保酵素是一种生物酵素液。根据相关资料，环保酵素有利于作物的生长发育，能有效抑制病虫害的发展，可提高作物的抗病力和免疫力，有利于提高土壤肥力。本实验旨在研究施浇不同浓度梯度的环保酵素对土壤磷素和有机质的影响，为提高土壤肥力和改善土壤环境提供科学依据。

1　材料与方法

1.1实验材料

1.1.1环保酵素制作

采用红糖，丢弃水果皮、菜叶等鲜厨余，水为原料，按1∶3∶10的比例混合装入塑胶筒中，持续厌氧发酵至少90d即可制成环保酵素。其中前30d每天打开瓶口搅拌放出发酵过程中的气体，后60d关紧瓶口。

1.1.2供试土样采取与制备

供实土样为云南省玉溪市红塔区北城镇唐家营已施用农药和化肥20余a的农户农田土，为碱性(pH8.2～8.5)褐色土。本次采样先将采样地点表层3～4cm表层土去除,再采集0～15cm的土样。供实验土壤化学性质见表1。

表1　实验土壤理化性质

1.2实验方法

将采集回来的大田土样进行前期预处理后，均匀分装于15个高为25cm、直径为34cm的透气型土陶花盆中。

实验设有4个酵素液浓度梯度及1个空白水样，每个梯度设置3个重复。

本实验土壤改良周期为8周，每周分别在周二、周五、周日施浇不同浓度的环保酵素液，并于下周周二先取土样，后施浇酵素。

前4周主要是进行土壤改良预处理，从第5周开始采样进行检测分析，期间按常规进行管理。其具体方案实施情况见表2。

1.3测定项目及方法

本次试验主要涉及到的测定项目：有机质，有效磷，全磷。

表2　环保酵素改良土壤实施方案操作

有机质检测方法：NY/T 1121.6-2006 土壤有机质的检测。

有效磷检测方法：NY/T1121.7-2006 pH>7.0:LY/T 1233-1999碱性土壤有效磷的测定。

全磷检测方法：NYT 88-1988土壤全磷测定法。

1.4数据处理与分析

通过改良后的土样检测项目数值减去原始试验土样背景值，看其检测项目在原来的基础上的增减情况，并采用Excel 2003软件进行计算绘图。

为了更为合理地体现其改良后各检测项目的增减情况，试验数据采用增幅率来表现，即检测项目在预处理4周后土壤中含量的增加率。其计算方法及表达式如下：

式中：D—通过改良后的土样检测项目数值；Y—原始试验土样背景值。

2　结果与分析

2.1环保酵素对土壤中有机质的影响

通过持续8周对试验土样施浇环保酵素液改良，前4周为预处理阶段，其后4周改良后土壤中有机质的检测数据见表3。其土壤中有机质增减率变化见图1。

从表3和图1中可以看出，持续8周施浇环保酵素改良土壤，其有机质的增加主要集中于施浇环保酵素浓度梯度为500和750的土壤中，施浇环保酵素浓度梯度为750的土壤中有机质的增加率较浓度梯度为500的土壤中有机质增加率要高。第5周、第6周和第7周中有机质含量增加率有持续上升的趋势，但到第8周后其增加率略有下降的趋势。

环保酵素是用蔬菜叶、水果、水果皮、丢弃菜叶等鲜厨余制作而成，其配制的改良液中含有大量的有机质以及微生物等。在改良过程中观察发现，施浇环保酵素浓度在500和750的土壤中蚯蚓数比其它浓度土壤中多。蚯蚓有利于提高土壤中的有机质含量[1-3]。

所以，采用环保酵素进行土壤中有机质的改良：较适施浇环保酵素浓度梯度为750，即1体积环保酵素需要750体积水；较好的改良持续时间是7周。

2.2环保酵素对土壤中有效磷的影响

通过持续8周对试验土样施浇环保酵素液改良，前4周为预处理阶段，后4周改良后关于土壤中有效磷的检测数据见表4。其土壤中有效磷含量增减率变化见图2。

表4　土壤中有效磷含量变化　(mg/kg)

从表4和图2中可以看出，采用环保酵素进行土壤中有效磷的改良，有利于土壤中有效磷的增加。但到了第8周，有效磷的增加率有下降趋势。这是由于在实验过程中，第7周和第8周受下雨的影响，土壤中的有效磷随地表径流流失致使含量降低。但从第5周和第6周可以看出，土壤中有效磷有增加的趋势，其较明显的有效磷增加率是施浇环保酵素浓度梯度为500的改良土壤。

2.3环保酵素对土壤中全磷的影响

通过持续8周对试验土样施浇环保酵素液改良，前4周为预处理阶段，后4周改良后土壤中全磷的检测数据见表5。其土壤中全磷含量增减率变化见图3。

表5　土壤中全磷含量变化　(%)

从表5和图3中可以看出，采用环保酵素改良土壤中的全磷，其变化较明显的是施浇环保酵素浓度梯度为500的实验土样。第7周时全磷量增加率最为明显，第6周、第7周和第8周全磷含量增加率有持续上升的趋势，但到第8周时其增加率有下降趋势。

影响土壤中磷的因素很多，如：土壤pH值、有机质、还原条件、无定形氧化物及阳离子交换量等。在改良过程中将稀释后的环保酵素施浇于土壤，对土壤中pH值影响不大；有机质对磷在土壤中的吸附和解吸影响非常复杂，一方面有机质提供了与磷竞争吸附点位的阴离子，使吸附量下降，另一方面它释放出来的H+可使矿物质表面基团质子化，有利于磷的吸附，因此有机质会增加、减少或不影响土壤对磷的吸附[4]。但从本次实验来看施浇环保酵素有利于土壤中的有机质增加，进而释放出H+，使得土壤中的磷得以增加。土壤中磷的增加率趋势与有机质的增加率趋势相似，都集中于施浇环保酵素浓度在500和750的土壤中。

所以，施浇环保酵素于土壤中，有利于土壤中全磷的增加，其较适浓度梯度为500，即1体积环保酵素需要500体积水；其较好的改良持续时间为7周。

3　结论与讨论

环保酵素液在发酵过程中产生了大量的厌氧及兼性厌氧菌，为土壤提供一定量的微生物分解者。土壤中的微生物是土壤营养物质分解转化、有机碳代谢和污染物降解的驱动力，对提高土壤的肥力和促进植物的吸收利用具有重要作用。同时土壤微生物也是土壤中植物有效养料的储备或源[6-8]。环保酵素含有大量的糖分以及小分子的植物组分[5]，具有较高浓度的有机质、氮素、磷素、钾素等成分，施浇于土壤中可使土壤更加肥沃。

研究结果表明，环保酵素对土壤中有机质及磷素含量的提高有一定的效果，且在施浇环保酵素浓度梯度在1∶500和浓度梯度为1∶750，且持续施浇环保酵素6到7周，其土壤改良效果最佳。

在国内外，酵素肥在农业上的应用已经很广泛。但自制的环保酵素之间存在着差异。这与发酵时所采用的厨余(原材料)、发酵环境、发酵菌种和发酵方法等因素有关。本实验只做了为期8周的检测分析，数据量不全面。环保酵素的长期施用对土壤持续改良效果，改良后栽种农作物对农作物生长、发育、抗逆性修养、及和浇施化肥的对比研究是今后深入研究的方向。

[1]L.G.Rodríguez-Canché L .Cardoso Vigueros, Maldo-nado-Montiel,M. Martínez-Sanmiguel ，et al． Pathogen reduction in septic tank sludge through vermicomposting using Eisenia fetida[J]．Bioresource Technology， 2010，101(10):3548-3553.

[2]Jouquet P，Plumere T，Thu T.D，et al． The rehabil-itation of tropical soils using compost and vermicompost is affected by the presence of endogeic earthworms[J]． Applied Soil Ecology， 2010，46(1):125-133.

[3]Ros M， Rodríguez I， García C，et al． Microbial commu-nities involved in the bioremediation of an aged recalcitrant hydrocarbon polluted soil by using organic amendments[J]．Bioresource Technology， 2010，101(18):6916-6923.

[4]杨雪芹,王旭东. 不同结构改良剂对土壤中磷吸附、解吸和迁移的影响[D].杨凌：西北农林科技大学, 2006.

[5]周新萍,付小全,陈桂兰.利用餐厨垃圾制作植物酵素及其活性成分分析[J].东莞理工学院学报 ,2014(5).

[6]Shin H S，Lee M W．StIIdies on the distribution of fungal and Fusarium spp. Propagules in ginseng field soil [J].Korean Journal of Mycology,1986,14(2):102-119.

[7]Shim J O，Lee M W．Nature of suppres siveness and conduciveness of some plant pathogens in soils[J]. Korean Journal of Mycology,1990,18(3):164-177.

[8]马宝围．酵素菌肥对大蒜的增产效应及培肥土壤效果初探[J]．中国农学通报，2002，18(3)：109-112．

Study on improving Soil Organic Matter and Phosphorus by Garbage Enzymes

LI Fang-zhi, LI Si-si, WANG Yin, YANG Ru-lan, DU Bei, YANG Qin, ZHAO Min-hui

(College of Resources and Environment, Yuxi Normal University, Yuxi Yunnan 653100 ,China)

The target soil was selected in Tangjiaying, Hongta district of Yuxi city, Yunnan. The Local farmers have used pesticides and fertilizers for more than 20 years in this area. Through 8 weeks long of experiment, this research designed 5 different groups of concentration gradient of garbage enzyme poured intothesoil farmland to observe the improvement effect of the organic matter, available phosphorus and total phosphorus. The results showed that garbage enzyme liquid could improve the soil quality. The concentration gradient 1∶500 and the concentration gradient of 1∶750 worked best when they were sustained to water garbage enzyme for 6 to 7 cycles.

garbage enzyme; soil improvement; organic matter; available phosphorus; experiment

2016-02-28

玉溪师范学院大学生创新创业训练计划项目“环保酵素对土壤改良效果的研究”(2014B17)。

李方志(1993-)，男，汉族，云南曲靖人，环境科学本科在读。

赵敏慧( 1974-)，女，生态学硕士， 副教授，主要从事景观生态与生态恢复研究。

X53

A

1673-9655(2016)05-0065-05