不同蚯蚓粪用量对在稀土尾矿地的一年生饲料桑生长的影响

陈荣强，雷小文*，黄际发，谢华亮，邱静芸，李建军，徐树明，李建明

（1.赣州市畜牧研究所，江西赣州341401；2.定南县农业农村局；3.定南县鼎瑞肉牛养殖专业合作社）

江西赣州蕴含全国30%以上的离子型稀土矿，被称作“稀土王国”。自20世纪70年代起，先后采用过池浸、堆浸、原地浸矿工艺开采稀土矿，造成了严重的环境污染、生态破坏，地质灾害频发[1]。据报道，赣州市在2018年末仍有93.88 km2废弃稀土矿山待治理。现今遗留的稀土尾矿地表荒漠化、土壤理化性质遭受破坏、水土流失严重，还遗留大量有毒元素，雨水冲刷之后严重污染水体[2]。因此，解决稀土尾矿地表荒漠化问题迫在眉捷，植被恢复成为修复稀土尾矿的关键要素。

稀土尾矿地表荒漠化主要体现在土壤肥力退化、寸草不生。蚯蚓粪是蚯蚓消化有机废弃物后产出的黑色活性物质，富含有机质、有益微生物及植物激素等，卫生、无异味、比表面大、颗粒细小且均匀，吸水、保水、透气等性能均很强[3～4]。蚯蚓粪作为优质生物肥，适宜的添加比例，能够很好的促进幼苗发育[5～6]；促进植株生长、根系生长，改善果蔬品质[7～9]；促进土壤微生物生长、繁殖，增加土壤酶活性[10～11]；同时蚯蚓粪在土壤修复上也取得较好效果[12]。因此，蚯蚓粪可用在修复稀土尾矿土壤上，充当植被恢复的基肥。

饲料桑具有根系发达、生长迅速、造林成活率高、耐刈割、萌发力极强等生态学特性，且前期试验发现饲料桑在施用沼液后能够适应稀土尾矿的多重胁迫下的生长。饲料桑生物量的快速增加，有利于加快稀土尾矿荒漠化的治理。因此，本文选取饲料桑（粤桑11号）作为试验植物，研究蚯蚓粪对其在稀土尾矿生长的影响。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于江西省赣州市定南县岭北镇蔡阳村定南县鼎瑞肉牛养殖专业合作社。定南稀土资源分布广、品种多、储量大、质量优，是首批11个国家稀土规划矿区之一。定南县中心纬度24.79°，中心经度115.03°，定南县属中亚热带季风湿润气候区，境内气候温和，多年最高气温38℃，年平均气温19℃，冬季河流无冰冻现象，无霜期293d，多年平均日照时数为1 777.1 h，太阳总幅射量0.45 MJ/cm2。

1.2 试验材料

饲料桑（粤桑11号）由广东四季桑园蚕业科技有限公司提供。蚯蚓粪（成分检测见表1）由赣州东山嘉禾现代农业有限公司提供。沼液（成分检测见表2）由定南鼎瑞肉牛养殖专业合作社提供。

1.3 饲料桑栽种方法

选择土壤基础条件一致的连片约667 m2废弃稀土矿区尾砂土壤，平整土壤后施用沼液以便增加土壤肥力和调节土壤pH，沼液与水按1∶4的比例对匀后泼洒土壤表面，施用量为300 m3/hm2；按照株距0.25 m，行距0.6 m于2019年3月13日栽种饲料桑，分为3个组，每组200 m2，A、B、C组分别每株穴施250 g、500 g、750 g新鲜蚯蚓粪。每隔2个月施用1次沼液，沼液与水按1∶4的比例交响兑匀后泼洒土壤表面，施用量为30 m3/hm2。遇干旱时持续浇水，定期观察饲料桑的长势。2019年5月9日、7月1日、8月20日收集生长数据。备注：有机质、全氮、硝态氮、铜、锌、铬、砷、汞以干物质计；全磷以干物质P2O5计；全钾以干物质K2O计。下表同。

表1 蚯蚓粪成分检测

表2 沼液成分检测 g/kg

1.4 饲料桑生长数据收集方法

每组随机选取4个2 m×2 m小区，每个小区随机选取5株进行测量。测量径粗、株高、枝条总数、总叶片数、主枝叶片数。径粗用游标卡尺测量，株高用刻度米尺测量。

1.5 数据分析

试验数据先用EXCEL 2007软件处理，再用SPSS19.0软件进行方差分析及Duncan′s法多重比较，结果以（平均值±标准差）表示。

2 结果与分析

2.1 蚯蚓粪对饲料桑径粗的影响

如表3所示，在2019年5月9日，B组径粗极显著（P＜0.01）大于A组，C组径粗显著（P＜0.05）大于A组；在2019年8月20日，A、B组径粗极显著（P＜0.01）大于C组。备注：同行数据肩标大写字母不同表示同一指标不同组别间差异极显著(P＜0.01)，小写字母不同表示同一指标不同组别间差异显著(P＜0.05)，无肩标表示差异不显著(P＞0.05)。n=20。下表同。

表3 蚯蚓粪用量对一年生饲料桑径粗的影响 mm

2.2 蚯蚓粪对饲料桑株高的影响

如表4所示，在2019年5月9日，C组株高显著（P＜0.05）高于B组；在2019年7月1日，A组株高极显著（P＜0.01）高于B、C组，B组株高显著（P＜0.05）高于C组；在2019年8月20日，A组株高极显著（P＜0.01）高于B组，B组株高极显著（P＜0.01）高于C组。

表4 蚯蚓粪用量对一年生饲料桑株高的影响 cm

2.3 蚯蚓粪对饲料桑枝条总数的影响

如表5所示，在2019年5月9日，A、B组的枝条总数极显著（P＜0.01）高于C组；在2019年8月20日，B组枝条总数极显著（P＜0.01）高于C组。

表5 蚯蚓粪用量对一年生饲料桑枝条总数的影响 条

2.4 蚯蚓粪对饲料桑叶片总数的影响

如表6所示，在2019年5月9日，B组叶片总数显著（P＜0.05）高于B、C组；在2019年7月1日，A组叶片总数显著（P＜0.05）高于B、C组。在2019年8月20日，A、B组的叶片总数极显著（P＜0.01）高于C组。

表6 蚯蚓粪用量对一年生饲料桑叶片总数的影响 片

2.5 蚯蚓粪对饲料桑主枝叶片数的影响

如表7所示，在2019年7月1日，A组主枝叶片数极显著（P＜0.01）高于C组，A组主枝叶片数显著（P＜0.05）高于B组；在2019年8月20日，A组株高极显著（P＜0.01）高于B、C组。

表7 蚯蚓粪用量对一年生饲料桑主枝叶片数的影响 片

3 讨论

蚯蚓粪在物理、化学和生物学上都能提高土壤肥力[13]。物理性质方面，蚯蚓粪呈颗粒状或纺锤状，多孔、比表面积大，施用后能使土壤具有较好的通气性、孔隙率、容重和保水性。化学性质方面，土壤的pH值、电导率、有机质含量、氮、磷、钾等都得到改善，以提高作物产量。生物学方面，土壤中有益酶的活性和有益微生物的数量增加，植物激素如生长素、赤霉素和细胞分裂素等的增加，均对植物生长有显著的影响。Blouin等荟萃分析发现蚯蚓粪对植物生长有显著影响[14]，施用蚯蚓粪后植物的总生物量平均增加13%，地上部生物量平均增加78%，根系生物量平均增加57%，商品产量平均增加26%。

前期试验检测稀土尾矿的pH值为4.26，有机质含量为3.39 g/kg，在无肥料施用情况下，一年生饲料桑在栽种后并无明显生长迹象。因此从肥料经济成本考虑，本试验先在稀土尾矿上穴施不同用量的蚯蚓粪作为基肥，饲料桑生长期间再补施沼液，结果表明在一年生饲料桑的缓慢生长期（2019年5月9日），每株穴施较低用量的蚯蚓粪更有助于饲料桑枝条总数的增加，每株穴施较高用量的蚯蚓粪更有助于径粗、株高的增加；在旺盛生长期（2019年8月20日），每株穴施较低用量的蚯蚓粪更有助于饲料桑径粗、株高、叶片总数、主枝叶片数的增加。蚯蚓粪、沼液对稀土尾矿土壤均有一定的改良作用，如土壤的pH趋于中性，有机质含量增加等，这对饲料桑的生长起到了间接促进作用；蚯蚓粪中丰富的腐殖酸、常量及微量元素、有益微生物、土壤酶、生长素等对饲料桑的生长起到了直接促进作用。蚯蚓粪的最佳用量因植物品种不同有所差异，且过量的蚯蚓粪用量将阻碍植物生长，影响土壤酶活性、微生物生物量。郭良川发现蚯蚓粪比例的增加能够提高蓝果忍冬根际土壤酶活性、微生物生物量，且对植株生长、果实品质有促进作用[15]，40%蚯蚓粪效果最为明显。任常琦发现施用蚯蚓粪能够促进土壤微生物活动和酶活性[16]，提高菜心的光合性能指标和根系指标，具有改善菜心品质的效果。周东兴等发现蚯蚓粪配比为20%～80%的各处理对提高番茄座果率、增加番茄维生素C、可溶性糖、可溶性固形物含量有不同程度的促进作用[7]，其中40%蚯蚓粪配施化肥为最佳处理。本文结果与之类似，适宜用量的蚯蚓粪促进饲料桑生长，过量的蚯蚓粪用量阻碍了饲料桑的生长。可能因为蚯蚓粪中含有植物生长抑制因子，蚯蚓粪用量过高导致植物生长抑制因子含量过高，阻碍了饲料桑的生长，相关推断需要进一步试验证明。