摘要：本文以華北理工大學(xué)校內(nèi)肥力貧瘠土壤為研究對(duì)象，采用生物炭、蚯蚓糞、腐殖酸配制的聯(lián)合改良劑對(duì)貧瘠土壤進(jìn)行綜合改良。其間通過(guò)室內(nèi)盆栽試驗(yàn)，設(shè)置三因素四水平試驗(yàn)研究不同配比聯(lián)合改良劑對(duì)土壤pH、全鹽、有效磷、硝態(tài)氮、速效鉀、有機(jī)質(zhì)、番茄出苗率、株高、氧化還原電位（ORP）、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的影響，并采用方差分析和主成分分析法對(duì)供試土壤進(jìn)行肥力綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，3種材料復(fù)合施用對(duì)土壤肥力改良有明顯效果，效果最優(yōu)的組合為S1W4H4（10 g/kg生物炭、160 g/kg蚯蚓糞、80 g/kg腐殖酸），與對(duì)照組（CK）相比，其pH降低0.10，有效磷增加23.91 mg/kg，硝態(tài)氮增加10.82 mg/kg，有機(jī)質(zhì)增加6.27%，速效鉀增加158.40 mg/kg，ORP增加13.50 mV，出苗率增加25.83%，株高增加0.5 cm，分形維數(shù)降低0.03。

關(guān)鍵詞：生物炭；蚯蚓糞；腐殖酸；土壤改良

中圖分類(lèi)號(hào)：S141 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2023）05-00-09

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.05.004

Abstract： Taking the poor fertility soil within the campus of North China University of Science and Technology as the research object， this paper uses a combined improver composed of biochar， earthworm manure， and humic acid to comprehensively improve the poor soil. During this period， through indoor pot experiment， three factors and four levels experiment is set up to study the effects of different combinations of combined improvers on soil pH， total salt， available phosphorus， nitrate nitrogen， available potassium， organic matter， tomato seedling emergence rate， plant height， oxidation reduction potential （ORP）， and granule structure， and variance analysis and principal component analysis are used to comprehensively evaluate the fertility of the tested soil. The results show that the composite application of three materials has obvious effects on soil fertility improvement， and the best combination is S1W4H4 （10 g/kg biochar， 160 g/kg earthworm manure， 80 g/kg humic acid）， compared with the control check （CK）， its pH decreases by 0.10， available phosphorus increases by 23.91 mg/kg， nitrate nitrogen increases by 10.82 mg/kg， organic matter increases by 6.27%， available potassium increases by 158.40 mg/kg， ORP increases by 13.50 mV， emergence rate increases by 25.83%， plant height increases by"0.5 cm， and fractal dimension decreases by 0.03.

Keywords： biochar; earthworm manure; humic acid; soil improvement

華北理工大學(xué)位于河北省唐山市曹妃甸區(qū)，校園濕地土壤呈輕度鹽堿化，透氣性差，土壤較為貧瘠。實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前，校園濕地內(nèi)生長(zhǎng)部分耐鹽堿植物，如蘆葦、堿蓬等，觀賞性或經(jīng)濟(jì)價(jià)值更高的植物無(wú)法存活。該地開(kāi)展土壤改良，對(duì)校園環(huán)境建設(shè)和性質(zhì)相似土壤改良都具有一定意義。

生物炭、蚯蚓糞、腐殖酸是近年來(lái)受到關(guān)注的經(jīng)濟(jì)性高、制作簡(jiǎn)單、環(huán)境友好的土壤改良材料。生物炭具有多孔特性，比表面積大，有利于土壤聚集水分、提高孔隙度、降低容重，從而為植物生長(zhǎng)提供良好的環(huán)境，這對(duì)土壤物理和化學(xué)性質(zhì)具有明顯的改良作用，為污染土壤生態(tài)修復(fù)提供了解決方案[1]。本試驗(yàn)就地取材，用土樣采集點(diǎn)生長(zhǎng)的蘆葦秸稈制備生物炭，合理利用資源，提高經(jīng)濟(jì)性。腐殖酸具有多種活性官能團(tuán)和較大的比表面積，也是一種環(huán)保型吸附劑。隨著腐殖酸研究的深入，腐殖酸類(lèi)產(chǎn)品的應(yīng)用范圍愈加廣泛，為工農(nóng)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造有利條件[2]。蚯蚓糞肥制備簡(jiǎn)單、原料來(lái)源廣，可以改良土壤，改善土壤結(jié)構(gòu)和微生物種群，促進(jìn)作物生長(zhǎng)，提高作物產(chǎn)量和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)[3-4]。

傳統(tǒng)土壤改良措施存在作用效果單一、成本高、消耗量大以及潛在環(huán)境污染威脅等問(wèn)題，但復(fù)合型或多種成分聯(lián)合改良的研究較少。本文基于生物炭、蚯蚓糞、腐殖酸的協(xié)同與功能互補(bǔ)作用，采用正交試驗(yàn)，探索3種材料提高貧瘠土壤肥力的最佳配比，以期集成多種材料改良貧瘠土壤，為鹽堿地治理提供針對(duì)性強(qiáng)、施用方便、成本低、環(huán)境污染小的土壤改良方案。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試土壤來(lái)自河北省唐山市曹妃甸區(qū)的華北理工大學(xué)，校內(nèi)濕地土壤的基本理化性質(zhì)如表1所示。根據(jù)《中國(guó)土壤普查數(shù)據(jù)》[5]和《中國(guó)土壤肥力》[6]，確定待改良土壤屬于輕度鹽堿土。

試驗(yàn)所用腐殖酸由天津百倫斯生物技術(shù)有限公司提供，可以改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤的生物活性；蚯蚓糞由內(nèi)蒙古正時(shí)生物科技有限公司提供，可以為植物生長(zhǎng)提供需要的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；生物炭取材于蘆葦秸稈，經(jīng)攪拌機(jī)打碎后使用，可提高土壤孔隙度，提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用三因素四水平正交設(shè)計(jì)，采用生物炭、蚯蚓糞、腐殖酸3種材料，按不同比例配制多種聯(lián)合改良劑。以中蔬四號(hào)番茄種子作為供試作物進(jìn)行室內(nèi)盆栽試驗(yàn)，研究不同配比聯(lián)合改良劑對(duì)土壤pH、全鹽、有機(jī)質(zhì)、硝態(tài)氮、有效磷、速效鉀、電導(dǎo)率、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、株高及出苗率的影響。試驗(yàn)共設(shè)置17個(gè)組，每組重復(fù)3次。3種調(diào)理材料（S為生物炭，W為蚯蚓糞，H為腐殖酸）在各處理中的用量如表2所示。

1.3 試驗(yàn)方法

將3種調(diào)理材料按表2比例和土壤充分混合，二者的總質(zhì)量為1 kg，將混合后土壤裝入塑料花盆（上直徑、下直徑、盆高分別為24.0 cm、12.5 cm、15.5 cm）中。裝土后充分澆水，放置2 d后播撒番茄種子，每盆有60粒。出苗前，每5 d澆水一次（中午澆水，等量澆水）。7 d后進(jìn)行土壤理化指標(biāo)的測(cè)定。測(cè)定結(jié)束后，種植番茄，并在30 d后進(jìn)行出苗率統(tǒng)計(jì)。

1.4 測(cè)定指標(biāo)及參考標(biāo)準(zhǔn)

土壤粒徑使用土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)分析儀測(cè)定，其型號(hào)為T(mén)PF-10，由浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司生產(chǎn)；氧化還原電位使用便攜式ORP/溫度測(cè)試儀測(cè)定，其型號(hào)為HI991003，由哈納沃德儀器（北京）有限公司生產(chǎn)；pH使用筆式酸度計(jì)測(cè)定，其型號(hào)為PH-100，由上海力辰邦西儀器科技有限公司生產(chǎn)。全鹽測(cè)定采用《土壤全鹽量測(cè)定 重量法》（DB37/T 1303—2009）；土壤硝態(tài)氮測(cè)定采用《土壤硝態(tài)氮的測(cè)定 紫外分光光度法》（GB/T 32737—2016）；土壤有效磷測(cè)定采用《土壤 有效磷的測(cè)定 碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗分光光度法》（HJ 704—2014）；土壤速效鉀測(cè)定采用《酸性土壤銨態(tài)氮、有效磷、速效鉀的測(cè)定 聯(lián)合浸提-比色法》（NY/T 1849—2010）；土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定采用《土壤檢測(cè) 第6部分：土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定》（NY/T 1121.6—2006）。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2019軟件整理后，采用SPSS26.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析、差異顯著性檢驗(yàn)、相關(guān)性分析和主成分分析，顯著性水平設(shè)定為0.05。采用Origin軟件進(jìn)行圖形繪制。

2 結(jié)果分析

2.1 聯(lián)合改良劑對(duì)土壤鹽堿度的影響

植物可生長(zhǎng)的土壤pH范圍為6.0～9.0，偏高或偏低直接影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育，其對(duì)土壤肥力有著重要的指導(dǎo)意義。當(dāng)土壤pH大于10時(shí)，鹽堿脅迫使植物無(wú)法生長(zhǎng)[7-8]。由表3可知，原土pH為8.05，已經(jīng)不適合大多數(shù)植物生長(zhǎng)發(fā)育。S4W1H4與S4W4H1的改良效果最為明顯，pH都降低0.204。經(jīng)主效應(yīng)檢驗(yàn)，生物炭、蚯蚓糞、腐殖酸的聯(lián)合改良對(duì)土壤pH的影響并不顯著（顯著性系數(shù)P＞0.05）。

如表3所示，隨著生物炭、蚯蚓糞和腐殖酸添加量的增加，土壤中全鹽量總體呈上升趨勢(shì)，S4W4H1處理的全鹽量差異顯著（P＜0.05），為8.73 g/kg±0.35 g/kg，除S2W1H2組為1.00 g/kg±0.71 g/kg外，其余處理均高于CK。生物炭含量對(duì)土壤中全鹽量的影響達(dá)到顯著水平（P＜0.05），蚯蚓糞與腐殖酸對(duì)全鹽量的影響未達(dá)到顯著水平（P＞0.05）。經(jīng)分析，生物炭、蚯蚓糞以及腐殖酸聯(lián)合降低土壤全鹽量的效果并不理想，除S2W1H2組外，其余各組均未達(dá)到明顯降低的理想效果，究其原因，原土的全鹽量并不高，屬于輕度鹽堿化，從生物炭和腐殖酸聯(lián)合修復(fù)鹽堿土的研究得知，生物炭、蚯蚓糞以及腐殖酸的大量添加會(huì)導(dǎo)致土壤中灰分增加，能溶于水的鹽分也呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。

2.2 聯(lián)合改良劑對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

土壤配施不同比例的生物炭、蚯蚓糞、腐殖酸后，分析其有效磷、硝態(tài)氮、速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量的變化。各處理土壤養(yǎng)分指標(biāo)的變化如表4所示。

2.2.1 有效磷

試驗(yàn)測(cè)得對(duì)照組CK中有效磷含量為81.89 mg/kg±13.23 mg/kg，S2W4H3和S4W4H1這兩組處理改良效果最好，有效磷含量分別為125.90 mg/kg±39.06 mg/kg和130.17 mg/kg±35.32 mg/kg，與對(duì)照組CK相比，顯著增加53.74%和58.96%（P＜0.05），且兩組蚯蚓糞添加量最多，均為160 g/kg。經(jīng)主效應(yīng)檢驗(yàn)，蚯蚓糞對(duì)有效磷含量的影響達(dá)到極顯著水平，腐殖酸對(duì)有效磷含量的影響達(dá)到顯著水平，因此蚯蚓糞可以有效提升土壤中有效磷含量，這與張寧等[7]露地栽培方式下添加蚯蚓糞的研究結(jié)果一致；其余各組差異不顯著（P＞0.05）。其中，S1W2H2、S2W1H2、S2W2H1、S2W3H4、S3W2H4、S3W4H2、S4W1H4這七個(gè)處理與CK相比，有效磷含量出現(xiàn)不同程度的降低，降低范圍介于0.06%～18.66%。究其原因，有效磷被生物炭、腐殖酸吸附形成固定性的磷，或與黏粒礦物反應(yīng)，形成化學(xué)固定[8]。由此得出，提高有效磷含量的最佳配比為S2W4H3和S4W4H1。

2.2.2 硝態(tài)氮

對(duì)照組CK中，土壤硝態(tài)氮含量為2.36 mg/kg±0.17 mg/kg，由表4可知，經(jīng)S1W1H1、S1W2H2、S1W4H4、S2W1H2、S2W2H1、S2W3H4、S3W1H3、S3W3H1和S4W2H3處理的土壤中硝態(tài)氮含量均顯著提高（P＜0.05），與CK相比，最高的S1W1H1和S1W4H4含量分別提升9.69 mg/kg、10.82 mg/kg。經(jīng)主效應(yīng)檢驗(yàn)，生物炭對(duì)硝態(tài)氮含量的影響達(dá)到顯著水平，秸稈是土壤氮素的重要物質(zhì)來(lái)源，蘆葦秸稈對(duì)土壤有一定的保氮作用，可以減少土壤硝態(tài)氮的淋失，這與董林林等[9]的研究結(jié)論相印證。但隨著秸稈量增加，土壤硝態(tài)氮增加量呈下降趨勢(shì)。究其原因，秸稈腐解時(shí)形成的含氮物質(zhì)或化學(xué)組成影響土壤中硝態(tài)氮的形成與遷移轉(zhuǎn)化，這與汪軍等[10]的研究結(jié)果一致。由此得出，提高硝態(tài)氮含量的最佳配比為S1W1H1和S1W4H4。

2.2.3 速效鉀

由圖1可知，與對(duì)照組CK相比，經(jīng)過(guò)生物炭、蚯蚓糞和腐殖酸處理的土壤中，速效鉀含量呈上升趨勢(shì)且均顯著提高（P＜0.05），增加幅度為95.6%～236.3%。其中，S2W3H4、S2W4H3這兩組改善效果最為顯著（P＜0.05），含量分別為353.55 mg/kg±29.16 mg/kg、326.03 mg/kg±17.41 mg/kg。經(jīng)主效應(yīng)檢驗(yàn)，腐殖酸施加量對(duì)速效鉀含量提高的影響最為顯著（P＜0.05），而生物炭和蚯蚓糞對(duì)其影響不顯著（P＞0.05）[11]，這與韓劍宏等[12]的研究結(jié)果一致。由此可得，當(dāng)腐殖酸施加量達(dá)到40 g/kg時(shí)，土壤速效鉀改良效果最佳，提高速效鉀含量的最佳聯(lián)合改良劑是S2W3H4。

2.2.4 有機(jī)質(zhì)

對(duì)照組CK有機(jī)質(zhì)含量為3.64%±0.32%，各處理土壤有機(jī)質(zhì)含量介于6.24%～11.95%，與CK相比，增加幅度在71.43%～228.30%。除S1W1H1處理外，其余各處理土壤有機(jī)質(zhì)含量均顯著增加（P＜0.05），這說(shuō)明聯(lián)合改良劑可提高土壤有機(jī)質(zhì)含量。S4W1H4、S3W3H1、S4W2H3處理的土壤有機(jī)質(zhì)增加最多，與CK相比，增加幅度分別為228.30%、216.21%、210.71%。經(jīng)主效應(yīng)檢驗(yàn)，生物炭和腐殖酸對(duì)有機(jī)質(zhì)含量的影響達(dá)到極顯著水平，蚯蚓糞對(duì)土壤中有機(jī)質(zhì)含量的影響不顯著，表明生物炭和腐殖酸施加量的增加可以有效提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，這與鄭健等[13]的研究成果一致。因此，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量的最佳配比為S4W1H4、S3W2H4和S4W2H3。

2.3 聯(lián)合改良劑對(duì)土壤透氣性的影響

2.3.1 氧化還原電位

通過(guò)圖2可以看出，除S2W1H2、S2W4H3、S3W1H3、S3W2H4這四組外，相比對(duì)照組CK，其余處理的氧化還原電位都有顯著提高（P＜0.05），最高為121 mV±2.83 mV（S4W3H2），最低為107.5 mV±6.36 mV（S3W2H4）。經(jīng)主效應(yīng)檢驗(yàn)，生物炭顯著影響土壤的氧化還原電位（P＜0.001），可以顯著改善土壤的透氣性，蚯蚓糞和腐殖酸的施加不能顯著影響土壤的氧化還原電位[14-15]。有機(jī)物一般以?xún)煞N方式影響土壤透氣性，直接的是在分解過(guò)程中消耗土壤中的氧氣并產(chǎn)生二氧化碳，間接的是刺激微生物的生長(zhǎng)，微生物通過(guò)分解土壤原有的有機(jī)物增加土壤的呼吸作用，這就是所謂的起爆效應(yīng)[16]。S4W1H4、S4W3H2、S4W4H1改良效果最好，比CK提高19.3%、26.0%、22.9%。生物炭施加可有效提高土壤的氧化還原電位（P＜0.05），當(dāng)生物炭施加量為40 g/kg時(shí)，土壤氧化還原電位的提升效果最好。

2.3.2 團(tuán)粒結(jié)構(gòu)

由表5可知，從團(tuán)粒結(jié)構(gòu)來(lái)看，供試土壤中粒徑小于0.25 mm的占比高達(dá)73.84%，因此原始土壤通氣性不好，土壤中好氧微生物不活躍，有機(jī)質(zhì)分解和養(yǎng)分供給慢。試驗(yàn)使用土壤分形維數(shù)反映土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，楊培嶺等[17]提出用粒徑質(zhì)量分布取代粒徑數(shù)量分布來(lái)描述土壤分形特征。下面利用常規(guī)的土壤顆粒資料，計(jì)算其分形維數(shù)，如表6所示。

土壤分形維數(shù)與粒徑不小于0.25 mm團(tuán)粒含量的關(guān)系如圖3所示。

分形維數(shù)與水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量、水穩(wěn)性大團(tuán)聚體含量存在顯著線性關(guān)系。分形維數(shù)越低，土壤越松散，通透性越好。反之，土壤結(jié)構(gòu)越緊實(shí)，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性越差[18]。分形維數(shù)大于2.88時(shí)，土壤質(zhì)地緊實(shí)，通透能力弱[17]。土壤配施不同比例的聯(lián)合改良劑后，各處理分形維數(shù)在2.8～3.0變化。與對(duì)照組CK相比，除S3W2H4處理外，其余處理分形維數(shù)均小于對(duì)照值，說(shuō)明聯(lián)合改良劑可以改變土壤結(jié)構(gòu)，使土質(zhì)更加疏松，其中團(tuán)粒結(jié)構(gòu)較好的為S2W2H1（分形維數(shù)為2.806）。S2W2H1和S1W1H1腐殖酸施加量都為20 g/kg，S2W2H1的生物炭和蚯蚓糞施加量是S1W1H1的2倍，后者分形維數(shù)為2.878，較前者升高0.072，隨著生物炭和蚯蚓糞配施量的增加，土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)趨于改善。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，改良土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的最優(yōu)配比是S2W2H1。

2.4 聯(lián)合改良劑對(duì)作物生長(zhǎng)的影響

番茄幼苗的生長(zhǎng)情況可反映土壤肥力。不同處理下番茄幼苗的生長(zhǎng)情況如圖4所示，不同處理間出苗率和株高的影響呈現(xiàn)顯著性差異（P＜0.05）。長(zhǎng)勢(shì)最好的處理是S2W4H3，與對(duì)照組CK相比，出苗率提升50%，同期株高提升2 cm；其次長(zhǎng)勢(shì)較好的處理是S2W3H4，與CK相比，出苗率提升45%，同期株高提高2 cm。蚯蚓糞和腐殖酸對(duì)株高的影響達(dá)到極顯著水平。S2W3H4和S2W4H3是生長(zhǎng)情況最好的組，出苗率與株高均超過(guò)其他處理。這與主成分分析結(jié)果比較吻合，也反映了主成分分析法的可信度。

2.5 主成分分析土壤綜合肥力

2.5.1 土壤性質(zhì)相關(guān)性分析

經(jīng)分析，出苗率與有機(jī)質(zhì)和速效鉀的相關(guān)系數(shù)分別為0.537和0.675，呈顯著正相關(guān)；株高與速效鉀的相關(guān)系數(shù)為0.366，呈顯著正相關(guān)；有機(jī)質(zhì)與pH和速效鉀的相關(guān)系數(shù)分別為-0.409和0.653，呈顯著正相關(guān)。某些指標(biāo)存在不同程度的相關(guān)性，這說(shuō)明它們存在信息重疊，單一指標(biāo)評(píng)定不同土壤品質(zhì)的優(yōu)劣不客觀，因此采用主成分分析法進(jìn)行評(píng)價(jià)。由于番茄幼苗的株高和出苗率不直接影響土壤品質(zhì)，因此主成分分析將株高和出苗率2個(gè)指標(biāo)去除。全鹽、分形維數(shù)與土壤品質(zhì)呈負(fù)相關(guān)，土壤肥力主成分分析結(jié)果如表7所示。

選擇主成分對(duì)改良后土壤pH、全鹽、有效磷、硝態(tài)氮、速效鉀、有機(jī)質(zhì)、氧化還原電位、分形維數(shù)8個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析。由表7可知，第一主成分、第二主成分、第三主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)71.281%，綜合土壤改良指標(biāo)的大部分信息，因此可以用這3個(gè)主成分代替上述8個(gè)指標(biāo)對(duì)不同處理土壤品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.5.2 土壤評(píng)價(jià)主成分綜合得分與排名

計(jì)算不同處理土壤品質(zhì)的主成分綜合得分并排名，依此評(píng)價(jià)不同復(fù)合調(diào)理劑對(duì)土壤的改良效果，如表8所示。若綜合得分為正，則該主成分在平均發(fā)展水平之上，得分越高，土壤改良效果越好；若綜合得分為負(fù)，則該主成分在平均發(fā)展水平之下，得分越低，土壤改良效果越差。對(duì)照組CK（原始土壤）的綜合得分最低，為-1.74，各處理土壤的綜合得分均高于CK。其中，S1W4H4的綜合得分最高，為0.77，綜合改良土壤的效果最好。由此可得，聯(lián)合改良劑的最佳配比為10 g/kg生物炭、160 g/kg蚯蚓糞、80 g/kg腐殖酸。

3 討論

3.1 土壤鹽堿度對(duì)聯(lián)合改良劑施用的響應(yīng)

研究發(fā)現(xiàn)，生物炭、蚯蚓糞和腐殖酸聯(lián)合改良土壤時(shí)，其對(duì)pH的影響并不顯著[19]，原因可能與聯(lián)合改良劑中的生物炭施加量有關(guān)[20]。生物炭為堿性，生物炭施加可能引起土壤pH升高[21]。土壤有機(jī)質(zhì)含量也是影響pH的重要因素，與pH呈負(fù)相關(guān)，能顯著提高土壤的緩沖性。使用聯(lián)合改良劑后，土壤可溶鹽含量顯著增多。經(jīng)分析，生物炭、蚯蚓糞以及腐殖酸的大量添加會(huì)導(dǎo)致土壤中灰分增加，能溶于水的鹽分也會(huì)增加。

3.2 土壤養(yǎng)分對(duì)聯(lián)合改良劑施用的響應(yīng)

總體來(lái)看，施用不同比例的生物炭、腐殖酸及蚯蚓糞復(fù)合肥料，均能提高土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀以及硝態(tài)氮的含量。經(jīng)主效應(yīng)檢驗(yàn)，有機(jī)質(zhì)含量增加主要與生物炭和腐殖酸的添加量有關(guān)，研究證明，腐殖酸的添加可提升土壤有機(jī)質(zhì)含量，S4W1H4、S3W3H1、S4W2H3處理效果最佳。有效磷含量的增加主要與蚯蚓糞和腐殖酸的添加量有關(guān)，S2W4H3、S4W4H1處理效果最佳。試驗(yàn)期間，有效磷含量出現(xiàn)下降，降幅為0.06%～18.66%，有效磷可能被化學(xué)固定或被吸附固定[8]。速效鉀含量增加主要與腐殖酸的添加量有關(guān)，腐殖酸的使用可以減少土壤固定[22]。硝態(tài)氮主要與生物炭添加量有關(guān)，隨著生物炭的添加，硝態(tài)氮含量下降，這可能與其腐解后形成的物質(zhì)對(duì)土壤的影響有關(guān)。

3.3 土壤透氣性對(duì)聯(lián)合改良劑施用的響應(yīng)

研究發(fā)現(xiàn)，施加不同比例的聯(lián)合改良劑后，各處理土壤的氧化還原電位都有所增加，增幅為3.65%～26.04%，通過(guò)氧化還原電位可以直接判斷土壤通氣狀況。經(jīng)主效應(yīng)檢驗(yàn)，聯(lián)合改良劑中對(duì)氧化還原電位有顯著影響的是生物炭。聯(lián)合改良劑生物炭含量達(dá)到40 g/kg時(shí)，土壤氧化還原電位的提升效果最好。生物炭是一種良好的土壤改良劑，可以有效提高土壤的透水性與透氣性。施加不同比例的聯(lián)合改良劑后，除S3W2H4處理外，其余處理的土壤分形維數(shù)均小于對(duì)照值，其中效果最好的為S2W2H1。

4 結(jié)論

生物炭、蚯蚓糞與腐殖酸復(fù)合施用能夠顯著增加土壤養(yǎng)分，同時(shí)能夠促進(jìn)團(tuán)聚體的形成。經(jīng)土壤綜合改良效果評(píng)價(jià)，聯(lián)合改良劑的最優(yōu)配方為S1W4H4（生物炭10 g/kg、蚯蚓糞160 g/kg、腐殖酸80 g/kg）。土壤改良后，pH為7.95，全鹽量為4.23 g/kg，有效磷含量為105.80 mg/kg，硝態(tài)氮含量為13.18 mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量為9.91%，速效鉀含量為258.16 mg/kg，氧化還原電位為109.50 mV，分形維數(shù)為2.89，出苗率為50.83%，株高為5.25 cm。與對(duì)照組CK相比，其pH降低0.10，有效磷增加23.91 mg/kg，硝態(tài)氮增加10.82 mg/kg，有機(jī)質(zhì)增加6.27%，速效鉀增加158.40 mg/kg，氧化還原電位增加13.50 mV，出苗率增加25.83%，株高增加0.5 cm，分形維數(shù)降低0.03。結(jié)果表明，3種材料復(fù)合施用能夠改良貧瘠土壤，同時(shí)改善土壤結(jié)構(gòu)，提升土壤肥力。

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