朱 琳，安立超*，戴 昕，于家伊，王 勇，李鳴曉*

1.南京理工大學環(huán)境與生物工程學院，江蘇 南京 210094 2.南京萬德斯環(huán)?？萍脊煞萦邢薰荆K 南京 211100 3.北京嘉博文生物科技有限公司，北京 100015 4.中國環(huán)境科學研究院，環(huán)境基準與風險評估國家重點實驗室，北京 100012

我國以傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植為主，是化肥生產(chǎn)和使用大國，長期濫用化肥導致耕地土壤板結、微生物活性降低、水土流失嚴重，使得土壤中過剩的氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)滲入地下水，污染地下水和湖泊，導致嚴重的面源污染[1]. 據(jù)統(tǒng)計，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中氮肥的利用率為30%～35%，氮肥的地下滲漏損失為10%，農(nóng)田排水和暴雨徑流損失為15%，導致地下水污染問題十分突出，部分地區(qū)硝酸鹽含量超過飲用水硝酸鹽含量最大允許濃度(50 mg/L). 此外，化肥流失還造成地下水中硝態(tài)氮含量超標，影響土壤自凈能力[2]. 施用生物有機肥可以改善土壤團粒結構，提高土壤養(yǎng)分有效性，增加土壤保水能力，在提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量的同時減少環(huán)境污染[3-4]. 但是有機肥施用過多會降低肥料的利用率，導致土壤養(yǎng)分的堆積和流失[5]. 而合理施用生物有機肥是代替化肥，緩解面源污染和地下水污染，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一[6].

目前已有學者對不同種類生物有機肥改良土壤的效果進行了研究. Selvakumar等[7]通過田間試驗發(fā)現(xiàn)，畜禽堆肥和綠肥可以提高土壤OM (有機質(zhì))、AP(速效磷)等養(yǎng)分指標，改善土壤肥力狀況. LI等[8]研究發(fā)現(xiàn)，施加以菌渣和雞糞等為主要原料并經(jīng)好氧高溫堆肥制得的生物有機肥，可以提高土壤中w(OM)，也有利于土壤中腐殖質(zhì)的積累，且腐殖質(zhì)含量與有機肥施加量成正比. 侯曉娜等[9]研究表明，以秸稈、畜禽糞便為原料的生物有機肥所含營養(yǎng)元素在微生物的作用下緩慢釋放，其中的腐殖酸可促進團粒結構的形成，并顯著提高土壤w(OM)與w(TN)(TN為全氮)、w(AN)(AN為速效氮)和土壤肥力，改善土壤結構及耕性. 孔濤等[10]通過盆栽試驗發(fā)現(xiàn)，以木霉菌和北蟲草廢棄培養(yǎng)基堆肥制備的生物有機肥可大幅增加土壤中w(OM)、w(TN)、w(TP)(TP為全磷)和w(TK)(TK為全鉀)，并隨施肥量的增加而增加. 傳統(tǒng)有機肥主要由畜禽糞便、農(nóng)作物秸稈等經(jīng)堆肥腐熟制成，施用后可以增加土壤中的養(yǎng)分含量并有利于改善土壤結構，然而堆肥原料的種類和腐熟程度直接影響著有機肥的品質(zhì)和安全性，制約傳統(tǒng)有機肥的應用[11].

據(jù)報道[12-14]，餐廚垃圾富含糖類、淀粉、脂肪和蛋白質(zhì)等有機物及豐富的微量元素，經(jīng)好氧發(fā)酵后可轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖酸和可利用的營養(yǎng)物質(zhì). 餐廚垃圾制備的生物有機肥腐殖酸含量大于50%、易氧化有機物質(zhì)含量大于20%，是理想的貧瘠土壤調(diào)理劑，具有較高的應用價值[15]. 因此，餐廚垃圾經(jīng)發(fā)酵處理后不僅可得到好品質(zhì)、高活性的生物有機肥，還可實現(xiàn)有機廢棄物的資源化利用. 而研究施用餐廚垃圾生物有機肥對土壤團粒結構和營養(yǎng)元素的影響，對指導貧瘠土壤改良和肥料的施用方式也具有現(xiàn)實指導意義.

目前，以農(nóng)業(yè)廢棄物和畜禽糞便為原料的有機肥改良貧瘠土壤以及餐廚垃圾制備的有機肥成分含量的研究已有報道，但采用餐廚垃圾制備高品質(zhì)的生物有機肥用于貧瘠黃褐土改良的研究還鮮見報道. 該研究以華中某南水北調(diào)核心水源區(qū)為研究對象，對比分析不同施肥方式對貧瘠黃褐土OM、活性有機碳和土壤團粒結構改良的影響，闡明餐廚垃圾生物有機肥改良貧瘠土壤的作用機制，為我國有機肥土壤改良提供新思路，為農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展提供科學依據(jù).

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗地點位于華中某南水北調(diào)核心水源區(qū)，該地區(qū)屬于亞熱帶濕潤性季風氣候，年均降水量824 mm，年均氣溫13～16 ℃，土壤類型為黃褐土，土壤貧瘠，質(zhì)地較黏重. 試驗前耕地表層土壤(0～15 cm)基本理化性質(zhì)如表1所示.

1.2 試驗設計

表1 供試表層土壤(0～15 cm)基本指標

試驗中有4種施肥方式，不施肥、長期(>5 a)施用化肥、中長期(5 a)施用少量餐廚垃圾生物有機肥和短期(1 a)施用大量餐廚垃圾生物有機肥，分別記為CK組、CF組、LOF-5組和MOF-1組. 試驗面積共0.54 hm2，每個處理組的面積為0.13 hm2，具體施肥條件如表2所示. 供試復合肥和餐廚垃圾生物有機肥購自某肥料銷售公司，其中復合肥由尿素、過磷酸鈣、氯化銨以質(zhì)量比為4∶6∶15混合得到. 餐廚垃圾生物有機肥是餐廚廢棄物與稻殼以質(zhì)量比為11∶4混合后，經(jīng)70 ℃高溫發(fā)酵18 h制成，有機肥中w(OM)為340.6 g/kg、w(TN)為21.72 g/kg、pH為6.78.

表2 不同施肥方式的施肥條件

1.3 土壤樣品采集

采集0～15 cm土壤樣品，采用“S型”采樣法用土鉆多點采集樣品，每個區(qū)域取5個樣品混合成1個土樣，并用四分法留取樣品，去除土壤中動植物殘體、石子等雜物，風干研磨后過2 mm篩，混勻后備用.

1.4 分析方法

土壤w(OM)采用灼燒法測定[16].w(DOC)(DOC為可溶性有機碳)采用DU等[17]的方法測定；w(POC)(POC為顆粒有機碳)采用Bouaiila等[18]的方法測定；w(ROC)(ROC為易氧化有機碳)采用HUO等[19]的高錳酸鉀氧化法測定；w(TN)采用凱氏定氮法測定[20]；w(AN)采用堿解擴散法測定[20]；w(AP)采用碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法測定[20]；w(TP)采用堿熔-鉬銻抗分光光度法測定[20]；w(AK)采用乙酸銨提取-火焰光度法測定[20]；w(TK)采用NaOH熔融-火焰光度法測定[20]；土壤水穩(wěn)性團聚體的質(zhì)量分數(shù)采用濕篩法測定[21].

1.5 計算方法

團聚體的穩(wěn)定性采用MWD(平均重量直徑)、GMD(幾何平均直徑)和DR0.25(大于0.25 mm團聚體含量)來描述，計算公式：

(1)

(2)

DR0.25=MT>0.25/MT

(3)

2 結果與分析

2.1 不同施肥方式對貧瘠土壤OM的影響

OM是土壤的重要組成部分，是植物養(yǎng)分的來源和土壤微生物生命活動的能量來源，與土壤肥力密切相關. 由圖1可見：與CK組的w(OM)(12.43 g/kg)相比，MOF-1組(33.97 g/kg)增加了173.29%，LOF-5組(27.81 g/kg)增加了123.73%，CF組(12.47 g/kg)與其相近. MOF-1組和LOF-5組的w(OM)分別是CF組的2.72和2.23倍，而MOF-1組的w(OM)是LOF-5 組的1.22倍. 可見施用餐廚垃圾生物有機肥可顯著提升w(OM)，其中短期(1 a)施用大量餐廚垃圾生物有機肥提升效果比中長期(5 a)施用少量餐廚垃圾生物有機肥顯著，而化肥對w(OM)提升并不明顯.

注：不同小寫字母分別表示不同處理組之間0.05水平上差異顯著. 下同.圖1 不同施肥方式對土壤w(OM)的影響Fig.1 Effects of different fertilization methods on w(OM) in soil

2.2 不同施肥方式對貧瘠土壤活性有機碳的影響

2.2.1不同施肥方式對POC的影響

土壤POC主要由碳水化合物和木質(zhì)素構成，是處于腐殖化有機物和新鮮的動植物殘體之間短暫的或過渡的有機碳庫，可以反映土壤中易遷移轉(zhuǎn)化和利用的有機碳[22-23]. 如圖2所示，MOF-1組的w(POC)最高(4.71 g/kg)，分別是CK組(0.34 g/kg)和CF組(0.72 g/kg)的13.85、6.54倍，顯著增加了土壤中w(POC). LOF-5組的w(POC)為2.05 g/kg，分別是CK組和CF組的6.02和2.85倍. CF組w(POC)為0.72 g/kg，是CK組的2.11倍. 施用餐廚垃圾生物有機肥可以顯著增加土壤中w(POC)，短期(1 a)施用大量餐廚垃圾生物有機肥對土壤w(POC)的提升效果更加顯著.

圖2 不同施肥方式對土壤w(POC)的影響Fig.2 Effects of different fertilization methods on w(POC) in soil

2.2.2不同施肥方式對ROC的影響

土壤ROC在指示土壤質(zhì)量和肥力變化時比OM更加靈敏，可以及時反映土壤的物理性質(zhì)和肥力變化[24]. 如圖3所示，MOF-1組的w(ROC)最高(4.37 g/kg)，相比于CK組(3.14 g/kg)增加了39.17%，分別是CF組(3.68 g/kg)和LOF-5組(3.54 g/kg)的1.19和1.23倍. CF組的w(ROC)為3.68 g/kg，相比于CK組(3.14g/kg)增加了17.19%. 而LOF-5組的w(ROC)為3.54 g/kg，相比于CK組增幅較少，僅為12.77%. 相比長期(>5 a)施用化肥和中長期(5 a)施用少量餐廚垃圾生物有機肥，短期(1 a)施用大量餐廚垃圾生物有機肥對土壤w(ROC)的提升效果最顯著.

圖3 不同施肥方式對土壤w(ROC)的影響Fig.3 Effects of different fertilization methods on w(ROC) in soil

2.2.3不同施肥方式對DOC的影響

土壤中DOC是土壤有機碳中非?；钴S的一類，可以用來反映環(huán)境條件的變化[25]. 如圖4所示，不同施肥方式均可以增加土壤中w(DOC)，其中MOF-1組(0.32 g/kg)對w(DOC)提升最多，分別是CK組(0.031 g/kg)、CF組(0.051 g/kg)、LOF-5組(0.10 g/kg)的10.32、6.27、3.2倍. LOF-5組的w(DOC)為0.10 g/kg，分別是CK組和CF組的3.23和1.96倍. CF組的w(DOC)為0.051 g/kg，相比于CK組只增加了64.52%. 相比于長期(>5 a)施用化肥和中長期(5 a)施用少量餐廚垃圾生物有機肥，短期(1 a)施用大量餐廚垃圾生物有機肥對DOC的提升效果最顯著.

圖4 不同施肥方式對土壤w(DOC)的影響Fig.4 Effects of different fertilization methods on w(DOC) in soil

2.3 不同施肥方式對土壤水穩(wěn)性團聚體的影響

2.3.1不同施肥方式對土壤團聚體粒徑分布的影響

土壤水穩(wěn)性團聚體是土壤中比較穩(wěn)定的團聚體，反映了土壤的抵抗侵蝕能力，在調(diào)節(jié)土壤結構、提高土壤肥力和改善生態(tài)功能中有著重要的地位. 由表3可知，不同處理下團聚體分布的大致規(guī)律：CK組、CF組、LOF-5組、MOF-1組均以<0.25 mm的水穩(wěn)性團聚體為主，質(zhì)量分數(shù)范圍為33.17%～47.46%；從各粒級土壤水穩(wěn)團聚體來看，LOF-5組>2 mm粒徑的水穩(wěn)性團聚體的質(zhì)量分數(shù)(28.75%)提升最多，分別是CK組(6.14%)、MOF-1組(10.25%)、CF組(25.52%)的4.68、2.81、1.13倍；MOF-1組0.25～0.5 mm的水穩(wěn)性團聚體質(zhì)量分數(shù)最高，比CK組增加了30.97%. 與不施肥相比，中長期(5 a)施用少量餐廚垃圾生物有機肥有利于增加土壤中較大粒徑的比例，減少較小粒徑的比例.

表3 不同施肥方式下各粒級水穩(wěn)性團聚體的質(zhì)量分數(shù)

2.3.2不同施肥方式對土壤團聚體穩(wěn)定性的影響

MWD、GMD、DR0.25可以較好地反映土壤團聚體的大小分布變換狀況，MWD、GMD、DR0.25值越大，說明團聚體的平均粒徑團聚程度越高，團聚體越穩(wěn)定[26]. 如表4所示，各處理組的MWD、GMD、DR0.25均有提升，其中LOF-5組的提升效果最明顯，MWD、GMD、DR0.25比CK組分別增加了100%、 82.98%、27.20%. CF組的 MWD、GMD、DR0.25比CK組分別增加了98.64%、63.83%、12.09%. MOF-1組的MWD、GMD、DR0.25最低. 綜上，化肥和有機肥的施用都有利于增加MWD、GMD和DR0.25，相比長期(>5 a)施用化肥和中長期(5 a)施用少量餐廚垃圾生物有機肥，短期(1 a)施用大量餐廚垃圾生物有機肥對土壤團聚體穩(wěn)定性作用不明顯.

表4 不同施肥方式對土壤團聚體穩(wěn)定性的影響

2.4 不同施肥方式對土壤養(yǎng)分含量的影響

2.4.1不同施肥方式對土壤氮的影響

氮是土壤中最為活躍的營養(yǎng)元素之一，也是植物需要量較大的營養(yǎng)元素[1]. 由圖5可知，CF組的w(TN)、w(AN)最高，分別為 2 225、210 mg/kg，相比CK組(分別為945、127.48 mg/kg)，分別增加了135.45%和64.94%；其次是LOF-5組，w(TN)和w(AN)分別為1 676.67、153.82 mg/kg，與CK組相比，分別增加了77.42%和20.82%；MOF-1組w(TN)為1 440 mg/kg，與CK組相比，增加了52.38%，而w(AN)為120.3 mg/kg，相比CK組，卻減少了5.48%. 可見，長期(>5 a)施用化肥和中長期(5 a)施用少量餐廚垃圾生物有機肥均可以增加土壤中的w(TN)和w(AN)，而短期(1 a)施用大量餐廚垃圾生物有機肥可以增加土壤中w(TN)，但對土壤中w(AN)的影響并不明顯.

圖5 不同施肥方式對土壤中w(TN)和w(AN)的影響Fig.5 Effects of different fertilization methods on w(TN) and w(AN) in soil

2.4.2不同施肥方式對土壤磷的影響

磷在構成植株體調(diào)節(jié)代謝、增強作物抗逆能力中起重要作用[27]. 由圖6可見，CF組的w(AP)和w(TP)均最高，分別為162.79、408.39 mg/kg，w(AP)是CK組(9.86 mg/kg)的16.51倍，w(TP)相比CK組(240.65 mg/kg)增加了69.70%. LOF-5組的w(AP)和w(TP)分別為92.95、370.75 mg/kg，w(AP)是CK組的9.43倍，w(TP)相比CK組，增加了54.06%. MOF-1組w(AP)和w(TP)均是施肥處理組中最低值. 長期(>5 a)施用化肥和中長期(5 a)施用少量餐廚垃圾生物有機肥都增加了土壤中磷含量，短期(1 a)施用大量餐廚垃圾生物有機肥雖然可以大幅增加土壤中w(TP)，但對土壤中易利用的w(AP)沒有顯著影響.

圖6 不同施肥方式對土壤中w(TP)和w(AP)的影響Fig.6 Effects of different fertilization methods on w(TP) and w(AP) in soil

2.4.3不同施肥方式對土壤鉀的影響

鉀作為作物必需的大量營養(yǎng)元素之一，對植物的生長、發(fā)育均起著重要的作用，由圖7可見，LOF-5組的w(AK)和w(TK)最高，分別為871、6 270 mg/kg，w(AK)是CK組(257 mg/kg)的3.39倍，w(TK)相比CK組(5 370 mg/kg)增加了16.76%. MOF-1組和CF組的w(AK)和w(TK)均減少了，其中MOF-1組降低量小于CF組降低量. MOF-1組和CF組的w(AK)分別為200、125 mg/kg，相比CK組分別減少了22.18%、51.36%，MOF-1組和CF組的w(TK)分別為 4 930、1 930 mg/kg，相比CK組分別減少了8.19%、64.06%. 可見，中長期(5 a)施用少量餐廚垃圾生物有機肥能夠大幅增加土壤中w(TK)和w(AK)，有利于鉀元素的固存. 與長期(>5 a)施用化肥相比，短期(1 a)施用大量餐廚垃圾生物有機肥可減緩土壤中鉀的流失.

圖7 不同施肥方式對土壤中w(TK)和w(AK)的影響Fig.7 Effects of different fertilization methods on w(TK) and w(AK) in soil

3 討論

3.1 不同施肥方式對貧瘠土壤OM的影響

該研究發(fā)現(xiàn)中長期(5 a)施用少量餐廚垃圾生物有機肥和短期(1 a)施用大量餐廚垃圾生物有機肥對w(OM)均有顯著提升的作用，其中短期(1 a)施用大量餐廚垃圾生物有機肥會顯著提升w(OM)，但引起的土壤碳素提升不穩(wěn)定，需要較長時間的礦化穩(wěn)定化過程. 餐廚垃圾生物有機肥富含糖類、蛋白質(zhì)等有機物，短期內(nèi)可以提高土壤活性有機碳的含量. 此外，餐廚垃圾生物有機肥也含有大量腐殖酸類大分子物質(zhì)，在土壤中經(jīng)過長期的積累和轉(zhuǎn)化，可以形成土壤膠體物質(zhì)，有利于土壤團粒結構的形成，在一定程度上可減少OM的礦化和流失，促進土壤OM積累，改善貧瘠土壤的土壤狀況[11]. 而施用化肥對w(OM)提升效果并不明顯，長期施用化肥，作物的根茬殘留量較低，土壤ROC礦化分解，不利于貧瘠土壤w(OM)的提高[28-29].

3.2 不同施肥方式對貧瘠土壤活性有機碳的影響

該研究表明施用餐廚垃圾生物有機肥可增加土壤w(POC)，其中短期(1 a)施用大量餐廚垃圾生物有機肥對w(POC)提升效果最顯著，是長期(>5 a)施用化肥的6.54倍. 一方面餐廚垃圾生物有機肥含有大量腐殖酸，可作為土壤膠結劑與部分砂粒結合，直接提供與POC組成相近的有機碳組分[30]；另一方面生物有機肥富含腐殖酸等有膠結作用的物質(zhì)，可以改善土壤的結構，對POC的形成和轉(zhuǎn)化有促進作用[31-32].

土壤ROC是土壤活性有機碳重要的組分之一，由于其循環(huán)速率快、穩(wěn)定性差、易受到外界因素的影響從而造成碳損失[33]. 有研究[34]表明，長期施用化肥會增加土壤中難氧化有機碳的含量，不利于作物對有機碳的利用，導致土壤w(ROC)下降. 該研究發(fā)現(xiàn)，施用餐廚垃圾生物有機肥和化肥均可以增加土壤w(ROC)，但是增加的效果并不明顯. 可能是由于餐廚垃圾生物有機肥含有速效小分子碳，可激發(fā)土壤微生物活性，加劇了土壤微生物礦化作用和作物吸收利用養(yǎng)分，導致土壤w(ROC)增加不明顯[22]. 此外，長期(>5 a)施用生物有機肥可能使ROC向深層土壤遷移，有利于土壤的碳固定[35].

土壤DOC是在土壤微生物分泌代謝、OM分解和微生物死亡等過程產(chǎn)生的，是易被微生物分解利用的碳. 該研究表明，施用化肥和餐廚垃圾生物有機肥均可以增加土壤w(DOC)，其中短期(1 a)施用大量餐廚垃圾生物有機肥增加效果顯著，是長期(>5 a)施用化肥的6.27倍. 生物有機肥和化肥均可以改變土壤中有效養(yǎng)分含量，促進作物根系生長發(fā)育，使根系分泌物和有機殘體等歸還量增加；而施用餐廚垃圾生物有機肥既增加了土壤有機碳庫，其中的小分子有機物又激活了土壤功能微生物，經(jīng)過微生物的分解代謝進一步釋放出更多的DOC[34,36].

3.3 不同施肥方式對土壤水穩(wěn)性團聚體的影響

該研究發(fā)現(xiàn)，中長期(5 a)施用少量餐廚垃圾生物有機肥可以增加土壤中較大粒徑團聚體的比例以及團聚體的穩(wěn)定性. 餐廚垃圾生物有機肥中含有多糖、蛋白質(zhì)等不穩(wěn)定碳水化合物，可提高土壤微生物活性，而微生物代謝分解產(chǎn)生的腐殖酸、真菌菌絲和DOC，又可促進土壤小粒徑團聚體膠結成大粒徑團聚體. 中長期(5 a)施用少量餐廚垃圾生物有機肥對團聚體結構和穩(wěn)定性影響最明顯，其大團聚體占比為66.83%，提高了土壤的團聚程度和穩(wěn)定性，在一定程度上彌補了耕作對土壤團聚體的破壞[7,37-39]. 短期(1 a)施用大量餐廚垃圾生物有機肥對大團聚體含量和團聚體穩(wěn)定性的影響并不顯著，可能是施肥周期較短，主要提升了土壤中活性有機碳的含量，有利于促進土壤中小團聚體形成，而對大團聚體沒有產(chǎn)生較大影響. 有研究[38]表明，化肥的施用對土壤中大團聚體含量和團聚體穩(wěn)定性沒有顯著影響. 而該研究發(fā)現(xiàn)，化肥的施用也可增加土壤中大團聚體含量和團聚體穩(wěn)定性可能是因為化肥可以促進作物生長，增加植物根系和落葉等有機物物料，促進土壤中真菌生長，有利于土壤團粒結構的形成[40].

3.4 不同施肥方式對土壤中養(yǎng)分含量的影響

氮是土壤中最為活躍的大量營養(yǎng)元素之一，也是植物需要量較大的營養(yǎng)元素[1]. 該研究發(fā)現(xiàn)，施用餐廚垃圾生物有機肥和化肥均可以增加土壤w(TN)，而短期(1 a)施用大量餐廚垃圾生物有機肥對w(AN)影響不顯著，可能是由于有機肥的肥效緩釋慢，營養(yǎng)物質(zhì)需要經(jīng)微生物進一步分解才能釋放. 而中長期(5 a)施用少量餐廚垃圾生物有機肥可提高w(AN)，有利于激發(fā)土壤微生物對有機物質(zhì)的礦化分解，進而促進土壤活性氮組分的增加[41-42]. 該研究表明，中長期(5 a)施用化肥可以顯著增加土壤氮含量，因為化肥中主要為速效無機氮，施用后可以快速提高土壤中w(TN)和w(AN)，施用氮肥增加了根茬、根系和根分泌物的含量，從而增加了歸還土壤的有機氮量[1]. 但過量施用化肥會導致土壤養(yǎng)分供應失衡，影響作物正常吸收利用，進而引起土壤鹽分累積和土壤退化[43].

磷在促進植株體調(diào)節(jié)代謝、增強作物抗逆能力中起著重要作用[44]. 該研究發(fā)現(xiàn)，長期(>5 a)施用化肥可顯著提高土壤w(AP)和w(TP). 但有研究[45]表明，土壤中95%以上的磷以非活性形式存在，磷肥當季作物的利用率僅為5%～25%，大部分轉(zhuǎn)化為難溶性磷酸鹽，且長期施用化肥的土壤對磷的吸附較強，新加入的磷很難被解吸出來，不利于作物的吸收利用. 而餐廚垃圾生物有機肥富含OM，OM在分解過程中產(chǎn)生的有機酸會競爭土壤中磷的吸附位，減少土壤對磷的固定，從而增強土壤磷的移動性和有效性[46-47].

該研究發(fā)現(xiàn)，長期施用化肥會加速土壤中鉀的流失，而施用餐廚垃圾生物有機肥可以顯著提高土壤w(AK)和w(TK). 主要是因為餐廚垃圾生物有機肥中腐殖酸含量高，其中富里酸可以溶出釋放礦物質(zhì)的鉀[48]. 此外，生物有機肥中的膠體物質(zhì)可以使團粒結構穩(wěn)定，吸附更多解鉀微生物，促進作物植物對鉀的吸收利用，提高土壤中鉀的可利用性[49].

綜上，中長期(5 a)少量施用餐廚垃圾生物有機肥的生態(tài)環(huán)境效益最顯著，可使0～15 cm表層土壤減少施用氮素 1 957.35 kg/hm2、磷素262.2 kg/hm2、鉀素 2 413.13 kg/hm2. 以當?shù)爻Ｄ旮孛娣e為 36 544 hm2計，可減施氮素7.1×104t、磷素9.5×103t、鉀素8.4×104t，相當于減少1.5×105t尿素、2.2×104t磷肥和1.8×105t鉀肥的施用，共減少化肥施用量3.52×104t. 可見，中長期(5 a)施用餐廚垃圾生物有機肥進行貧瘠黃褐土改良，可顯著削減化肥施用量，有效提升貧瘠黃褐土的肥力，減少土壤養(yǎng)分流失，緩解水體富營養(yǎng)化，是我國耕地土壤綠色可持續(xù)發(fā)展的施肥模式.

4 結論

a) 通過對比分析化肥與餐廚垃圾生物有機肥對貧瘠黃褐土的影響，發(fā)現(xiàn)施用餐廚垃圾生物有機肥可有效提高貧瘠黃褐土的w(OM). 與不施肥相比，施用餐廚垃圾生物有機肥后w(OM)提升了123.73%～173.29%，是長期(>5 a)施用化肥的2.23～2.72倍.

b) 短期(1 a)施用大量餐廚垃圾生物有機肥有助于增加土壤中不穩(wěn)定、易被利用的活性有機碳含量，而中長期(5 a)施用少量餐廚垃圾生物有機肥有利于增加土壤團聚體中較大粒徑的比例，減少較小粒徑比例，增加MWD、GMD和DR0.25，有助于土壤團聚體的形成和穩(wěn)定，從而有利于改善土壤結構和土壤耕性.

c) 短期(1 a)施用大量餐廚垃圾生物有機肥僅增加了土壤中w(TN)、w(TP)，而中長期(5 a)施用少量餐廚垃圾生物有機肥可以顯著提高土壤中氮磷鉀的含量，并增強土壤對養(yǎng)分的固持能力，從而減少化肥施用量.