【土壤修复】腐殖质的使用提高蔬菜产量

摘要：秸秆、枯树、树枝和干草的植物残渣，含有相当大部分从土壤和植物光合作用的生物量。由碳、氢、氧组合，植物残差很容易被分解,并用于农作物领域促使土壤肥沃。细菌、真菌、植物和动物在具有肥沃力的有机材料土壤中。通常，植物和动物残渣可改善土壤表层的化学物理环境，微生物和微小的动物都在为改良土壤环境茁壮繁殖。在自然农业作物生产中，通过模拟自然过程,如植物残留物的有机材料可以添加到土壤表面土层,逐渐分解和改变土壤有机质。关键是改进微生物和土壤动物在有机材料下的生长条件,即构建一个高生物多样性并改善土壤特性的环境。然而,大部分有机材料往往按照传统方式直接纳入土壤和有机作物生产。在目前的研究中,大部分有机材料,如分解一半的作物残留物被应用于土壤表层与包含相同大部分有机残留物纳入20cm厚度的土壤做对比，测定对卷心菜、黄瓜、甜椒、番茄生产力的影响。

原料和方法：实验构建在2010年松本高原地区的火山灰上。三种试验方法：1.半分解的植物残渣施用在土壤表面土层，施用率为0.02m³m^-2。2.相同的残渣混入土壤20厘米土层。3.没有残渣的作为空白应用，整理设计了一个3×3拉丁方块。施肥前的土壤分析见表1.有机生物肥(N-P-K = 52-30-20 G kg)在干燥基质的3种处理田地中施用量为500g/m²。生物肥料是以发酵米糠,榨油机污泥和鱼粉作为材料和微生物接种菌(EM)作为发酵剂。卷心菜(甘蓝类植物),黄瓜(甜瓜类),甜辣椒(甜椒类)和番茄(茄属植物)在2010年7月5日按行距50厘米和植物株距50厘米的空间实行间作。剩余残渣主要包括水稻,杂草和落叶残渣,大量剩余残渣物质仅仅分解了一半。植物生长动态通过绘制S曲线gM(1 +(1-βt)EXP(-α(t-τ)]1 + g0(1-βt)表示，gM表示生物量指数增加阶段，g0表示植物的有机生物量，a表示快速生长指数，t表示生物量增长到最大值一半的时间点，t表示生长时间（天）。叶子颜色（SPAD叶绿素含量测定仪）,植物的干重和产量都被记录下来。在果实初始阶段顶端五分之一扩大叶子的净光合速率(PN)由Li – 6400体系确定。光合作用能力(PC),量子产率(YQ = KPC)和呼吸率(RD)的分析，使用模型PN =PC (1-e-Ki)-RD,其中K是一个常数,i为光合作用的光子通量。

结果和讨论：将半分解植物残渣应用在土壤表面土层显可著增加植物的生物量和产量，包括重量、大小和水果数量(表2 - 4)。这表明植物残渣在土壤表层的应用改善了土壤的性能和其肥沃力。因此,这个实验中蔬菜产量提高的原因可能归因于植物残渣分解带来的额外营养成分。将残渣混入土壤深处对卷心菜,黄瓜和西红柿没有正效应，但对甜椒产量产生了促生长作用。甜椒产量在混入残渣的田地比空白田地显著增高。光合能力（图1）、植物生物量、叶面积和叶绿素颜色，这四种蔬菜几乎都是一致的，只有卷心菜在残渣纳入土壤深处的田地与空白田地之间产量上存在较小的偏差。总之, 对于某些蔬菜产品半分解有机物料应该施用在土壤的表层而不是纳入土壤深处混合。然而,进一步详细的研究应续阐明，有机残渣在土壤表层以及深度整合对土壤生物、物理、化学性能产生怎样的影响。  

图1植物生长动态及叶子光合作用的回应曲线图