互花米草_羊粪混合堆肥还田对滨海盐碱土壤的改良效应_实验室研究

摘要：外来物种互花米草由于缺乏资源化利用途径，近年来已在我国沿海滩涂蔓延扩展。为了探索互花米草的控制与资源化利用途径，尝试将互花米草作为秸秆资源用于滨海盐碱土壤改良，为此选择适合于堆肥和还田的收割季节和部位，首先研究了不同部位互花米草成分的季节差异，结果显示，秋季互花米草秸秆的营养组分及其生物量较适合于堆肥和还田。堆肥结果表明，在耐盐菌和VT 菌的共同作用下，添加羊粪后的互花米草秸秆经54 d 堆肥后，水浸提液的E4/E6 值由初始的3.35 提高到9.21，腐解过程显著；10 min 水洗脱盐率达到81.83%，较生米草大幅提高。8个月的盆栽（50 kg 级）试验表明，投加腐熟堆料后，土壤容重和含盐量降低，土壤有机碳、TN、TP、蔗糖酶活性显著提高，植物生物量为对照的3.74 倍。这些结果初步表明，互花米草/羊粪混合堆肥还田能改善土壤理化性质，提高土壤肥力，增加作物产量，是一条实现资源化的可能途径。

     互花米草（Spartina alterniflora）是一种多年生耐盐植物，原产于大西洋沿岸，具有很高的生产力，在相同环境条件下，互花米草的净光合速率高，能够迅速进行生物量的生产和积累[1]，每年干物质产率[2]高达3 154.8 g·m-2。1979 年引入我国沿海地区后，互花米草在固滩、护堤方面取得了良好效果[3]，同时可使根际土壤中有机碳含量增加[4]。然而，由于缺乏资源化利用途径，近几年互花米草已在一些地区出现了迅速扩张的现象[5]，对当地土著生物的生长造成严重威胁，导致生物多样性下降[6-7]。2003 年初我国环境保护部自然生态保护司在关于发布中国第一批外来入侵物种名单的通知中，已将其列入该名单。如何实现互花米草的资源化利用、控制其蔓延成为当前生态学研究的热点之一[8-11]。
    崇明是上海的农业大县，然而其农业用地多来于沿海滩涂的围垦，土壤含盐量高、土壤贫瘠，导致作物生长发育不良，农业生产效率低下。同时崇明东滩湿地互花米草大量繁殖，由于缺乏有效的利用途径，面积已扩展到910.17 hm2，约占植被总面积的33.1%[12]，严重威胁东滩湿地的生物多样性。土壤贫瘠和盐碱化以及互花米草的蔓延已成为崇明建设生态岛，发展生态农业必须解决的两个重要问题。
    农作物秸秆是重要的肥料资源。秸秆还田是秸秆的主要利用方式，也是土壤改良的重要手段[13]。目前主要的还田措施有直接还田、堆沤还田和过腹还田3种形式[14]。堆肥是农业废弃物资源化利用的有效途径之一，在堆肥过程中，堆料有机物向腐殖化和稳定化方向转化[15]。相关研究表明，秸秆堆肥还田具有改善土壤理化性质，增加作物产量等作用[16-18]。
    互花米草秸秆是一种潜在的生物质资源，是崇明目前最丰富的秸秆资源之一。互花米草秸秆还田用于崇明滨海贫瘠土壤改良是一个资源化的可能途径，然而目前关于互花米草秸秆还田的研究鲜见报道。这可能是因为互花米草生长于海滩、含盐量高且不易洗脱，直接还田将导致土壤盐分的聚集等。为实现互花米草秸秆的还田，首先必须阐明不同季节互花米草的营养成分以期获得适合堆肥还田的收割季节，同时需要通过堆肥使互花米草初步腐殖化，并有利于盐分的洗脱。
    本文从互花米草的资源化和滨海盐碱土壤改良角度出发，分析了不同季节互花米草的不同部位营养元素的差异，并在此基础上选择合适的季节收获互花米草的有效部位，添加羊粪作为外加氮源，通过好氧堆肥得到盐分易于洗脱的腐熟秸秆混合堆料，最后通过盆栽试验（50 kg 级）验证腐熟脱盐米草混合堆料对滨海盐碱土壤的改良效应。研究结果将为今后米草秸秆还田用于滨海盐碱土壤改良提供有益的参考数据和理论指导。