孫鳳霞 王鑫瑤 唐鵬 王旭 吳書(shū)華 李超 程毅康 任浩天

摘 ?要：為明確不同沼液灌溉量下橡膠幼苗的生長(zhǎng)狀況及土壤肥力特征，以便科學(xué)指導(dǎo)施肥，本研究以橡膠樹(shù)實(shí)生苗為研究對(duì)象，采用土培試驗(yàn)方法，設(shè)置7個(gè)不同沼液用量處理，分別為0 mL（T0）、471 mL（T1）、942 mL（T2）、1413 mL（T3）、1884 mL（T4）、2355 mL（T5）、2826 mL（T6），測(cè)定分析了不同沼液用量的橡膠幼苗長(zhǎng)勢(shì)及主要土壤肥力因子。結(jié)果表明：沼液灌溉有利于橡膠幼苗生長(zhǎng)，不同處理間橡膠幼苗苗木質(zhì)量指數(shù)大小順序?yàn)椋篢4（1884 mL）>T3（1413 mL）、T5（2355 mL）>T2（942 mL）>T0（0 mL）、T1（471 mL）>T6（2826 mL），沼液施用量為T4處理時(shí)苗木質(zhì)量指數(shù)最佳，株高、地徑指標(biāo)偏優(yōu)，預(yù)示植株定植成活率高;同時(shí)施用沼液有利于土壤養(yǎng)分含量的增加，并提高土壤脲酶、過(guò)氧化氫酶、酸性磷酸酶和多酚氧化酶活性;采用主成分分析法和隸屬度函數(shù)法對(duì)試驗(yàn)組土壤質(zhì)量綜合指數(shù)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果表明，試驗(yàn)組土壤質(zhì)量綜合指數(shù)表現(xiàn)為T3（0.933）>T5（0.906）>T4（0.855）>T2（0.826）>T6（0.794）>T1（0.742）。研究認(rèn)為，施加沼液可明顯改良土壤化學(xué)性質(zhì)，但過(guò)度施加沼液會(huì)降低苗木質(zhì)量指數(shù)，且沼液量為1413～1884 mL時(shí)為最適灌溉量。

關(guān)鍵詞：沼液量;橡膠幼苗;生長(zhǎng)指標(biāo);土壤肥力

中圖分類號(hào)：S794.1 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： The growth of rubber seedlings and the main soil fertility factors were measured by the soil culture method with seven different biogas slurry treatments to clarify the growth status and soil fertility characteristics of rubber seedlings in different quantity of biogas slurry irrigation and to guide its fertilization scientifically. The total amount of biogas liquid irrigation was 0 mL （T0）， 471 mL （T1）， 942 mL （T2）， 1413 mL （T3）， 1884 mL （T4）， 2355 mL （T5） and 2826 mL （T6） respectively. Biogas slurry irrigation was beneficial to the growth of rubber seedlings with the order of quality index （QI） of rubber seedlings in different treatments T4 （1884 mL）>T3 （1413 mL）， T5 （2355 mL）>T2 （942 mL）>T0 （0 mL）， T1 （471 mL）>T6 （2826 mL）. The plant height and ground diameter of treatment T4 were better， and the survival rate of the seedlings was higher after planting. Biogas slurry irrigation was beneficial to the increase of soil nutrient content and the activities of urease， catalase， acid phosphatase and polyphenol oxidase. Using principal component analysis and membership function to calculate the comprehensive index of soil quality in the experimental group， the comprehensive index of soil quality in the experimental group was T3 （0.933）>T5 （0.906）>T4 （0.855）>T2 （0.826）>T6 （0.794）>T1 （0.742）. The results showed that the chemical properties of soil could be improved by biogas slurry irrigation， but the quality index of seedlings might be decreased by over irrigation， and the optimal irrigation amount was when the biogas slurry was 1413-1884 mL.

Keywords： amount of biogas slurry; rubber seedlings; growth parameter; soil fertility

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2020.09.028

沼氣工程在防治畜禽廢水污染、改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境等方面，發(fā)揮了重要作用。隨著沼氣技術(shù)的普及與推廣，沼液直排造成的環(huán)境問(wèn)題引起了人們的關(guān)注，沼液中含有大量的氮、磷元素，直接排放極易成為新的污染源導(dǎo)致土壤板結(jié)、酸化，影響土壤質(zhì)量的同時(shí)也會(huì)以淋溶、徑流等形式進(jìn)入水體與大氣，形成二次污染[1]，而過(guò)量還田極易使土壤養(yǎng)分含量超出土壤負(fù)荷警戒值[2]，在此背景下沼液資源化利用研究應(yīng)運(yùn)而生。在海南，沼液農(nóng)業(yè)還田是首選的消納途徑之一，而“豬-沼-熱作”種養(yǎng)結(jié)合的生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式受到關(guān)注，并等到了一定的推廣。

海南省是我國(guó)最大的天然橡膠生產(chǎn)基地，在海南推廣“豬-沼-橡膠”能源生態(tài)模式具有得天獨(dú)厚的地理?xiàng)l件和廣闊的發(fā)展空間。已有研究表明，沼液中豐富的營(yíng)養(yǎng)成分可有效改善膠林土壤理化性狀[3]，為橡膠樹(shù)提供適宜的生長(zhǎng)環(huán)境[4]，同時(shí)可提高橡膠樹(shù)的抗逆性、抑制病蟲(chóng)害[5]，能有效促進(jìn)作物健壯生長(zhǎng)[6]，提高作物自身的抗病能力。但作為一種液態(tài)肥料，沼液還田具有施用量大、施用頻率無(wú)節(jié)制的特點(diǎn)，大量沼液的投入極易導(dǎo)致土壤中養(yǎng)分含量過(guò)剩，在影響橡膠樹(shù)正常生長(zhǎng)的同時(shí)也加劇了環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)關(guān)于沼液與橡膠樹(shù)的適宜消納量的關(guān)系研究較少，而在確保土壤環(huán)境質(zhì)量和橡膠樹(shù)正常生長(zhǎng)的前提下，橡膠樹(shù)對(duì)沼液的響應(yīng)規(guī)律及安全消解容量尚無(wú)定論。因此，本研究通過(guò)室內(nèi)沼液量梯度施肥試驗(yàn)，研究不同沼液施用量對(duì)橡膠苗生長(zhǎng)及土壤肥力的影響，探究最適沼液消納量，以期為橡膠林消納規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)沼液、定向培肥土壤、改善膠園環(huán)境提供必要的科學(xué)依據(jù)。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

1.1.1 ?試驗(yàn)地概況 ?試驗(yàn)地設(shè)于海南大學(xué)熱帶農(nóng)林學(xué)院試驗(yàn)基地內(nèi)（110°32′91″E，20°06′20″N），屬于熱帶季風(fēng)氣候，太陽(yáng)輻射強(qiáng)，光熱充足。年平均日照時(shí)數(shù)2000 h以上，太陽(yáng)輻射量11～ 12 MJ/（m2·a），年平均氣溫24.3 ℃，最高平均氣溫28 ℃左右，最低平均氣溫18 ℃左右。年平均降水量2067 mm，年平均蒸發(fā)量1834 mm，常年風(fēng)向以東南風(fēng)和東北風(fēng)為主，年平均風(fēng)速3.4 m/s。

1.1.2 ?供試材料 ?供試沼液取自海南省屯昌縣國(guó)營(yíng)南呂農(nóng)場(chǎng)內(nèi)南呂種豬場(chǎng)污水處理廠出水口，試驗(yàn)期沼液共取樣3次，每次取樣后均測(cè)定其基本性質(zhì)，各月份沼液基本性質(zhì)平均值為：pH 7.21，COD值524.5 mg/L，總氮含量624 mg/L，總磷含量59 mg/L，BOD值5236.5 mg/L，糞大腸桿菌含量1.2×106 CFU/L，懸浮物含量26 mg/L。

供試土壤為試驗(yàn)前一次性取樣，取自南呂豬場(chǎng)周邊橡膠林地，取樣后測(cè)定土壤基本性質(zhì)，見(jiàn)表1。土壤取樣于2017年1月進(jìn)行，在橡膠林地中設(shè)置3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣地，于每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣地內(nèi)設(shè)置3個(gè)1 m×1 m樣方，分別于0～10、10～20、20～40 cm土層深度內(nèi)采集土壤樣品，相同土層樣品混勻?yàn)?個(gè)混合樣并去除植物殘?bào)w、根系和大塊石礫后帶回試驗(yàn)室，一部分鮮土過(guò)2 mm篩后貯藏于4 ℃冰箱內(nèi)用于測(cè)定土壤酶，一部分鮮土風(fēng)干磨細(xì)用于測(cè)土壤基本理化性質(zhì)，剩余土壤置于干凈的水泥地面風(fēng)干，將風(fēng)干后的土樣磨細(xì)過(guò)9 mm篩后分層混勻裝入直徑20 cm、高45 cm的橡膠育苗袋中，每袋裝土16 kg。

供試橡膠苗為2016年12月購(gòu)得橡膠實(shí)生苗，2017年1月選取長(zhǎng)勢(shì)一致的橡膠苗移植于橡膠育苗袋中，用清水飽和土壤，使土夯實(shí)，放在大棚內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)，將育苗袋中的幼苗按照株行距均為0.2 m進(jìn)行擺放和固定，每隔15 d將幼苗位置隨機(jī)交換避免光照、溫濕條件造成的位置差異;每2周淋水3次，保持土壤通透，直到橡膠苗第一篷葉穩(wěn)定為止。待幼苗生長(zhǎng)穩(wěn)定后，2017年3月，選取長(zhǎng)勢(shì)良好且形態(tài)指標(biāo)相似的幼苗，分組進(jìn)行試驗(yàn)培養(yǎng)，每盆1株，每組隨機(jī)選取3株橡膠苗測(cè)定生長(zhǎng)指標(biāo)基底值及土壤背景值，剩余橡膠苗進(jìn)行施沼液試驗(yàn)處理。

1.2 ?方法

1.2.1 ?試驗(yàn)設(shè)計(jì) ?對(duì)試驗(yàn)區(qū)設(shè)置7個(gè)不同的處理，采用盆栽試驗(yàn)，每個(gè)處理15個(gè)重復(fù)。通過(guò)實(shí)地調(diào)查、典型種植戶走訪、文獻(xiàn)資料和專家經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算等方法相結(jié)合設(shè)計(jì)沼液總灌溉量梯度，于2017年3月15日起開(kāi)始施用沼液，每2周澆灌1次，持續(xù)灌溉9個(gè)月，沼液施用總量分別為0 mL （T0）、471 mL （T1）、942 mL （T2）、1413 mL （T3）、1884 mL （T4）、2355 mL （T5）、2826 mL （T6），每次施用沼液量分別為0 mL （T0）、33.64 mL （T1）、67.29 mL （T2）、100.93 mL （T3）、134.57 mL （T4）、168.21 mL （T5）、201.86 mL （T6），各處理每次澆灌總量為2 L，不足體積用清水補(bǔ)齊，試驗(yàn)期間，各種除草、防蟲(chóng)、交換位置等田間活動(dòng)均保持一致。

1.2.2 ?指標(biāo)測(cè)定 ?自2017年3月15日起，每2個(gè)月采集土壤樣品并測(cè)定幼苗生理指標(biāo)，在每個(gè)試驗(yàn)小組中隨機(jī)抽取3株橡膠幼苗，避開(kāi)橡膠幼苗主干位置選取取土點(diǎn)，分別于0～10、10～20、20～40 cm土層深度內(nèi)采集土壤樣品后分層混勻帶回，分別處理用于測(cè)定土壤理化性質(zhì)，測(cè)定指標(biāo)包括土壤pH、有機(jī)質(zhì)（OM）全氮（TN）、全磷（TP）、堿解氮（AN）、速效磷（OP）、脲酶（URE）、過(guò)氧化氫酶（CAT）、酸性磷酸酶（ACP）、多酚氧化酶（PPO）。

土壤化學(xué)性質(zhì)測(cè)定參照鮑士旦《土壤農(nóng)化分析》[7]中的方法進(jìn)行：pH采用電位法測(cè)定;有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化外加熱法測(cè)定;全氮采用半微量凱氏定氮法測(cè)定;全磷采用NaOH熔融鉬銻抗比色法測(cè)定;堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定;速效磷采用NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測(cè)定。

土壤酶活性測(cè)定參照魯如坤《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》[8]中的方法進(jìn)行：脲酶采用苯酚-次氯酸鈉比色法測(cè)定;過(guò)氧化氫酶采用高錳酸鉀滴定法測(cè)定;酸性磷酸酶采用磷酸苯二鈉比色法測(cè)定;多酚氧化酶采用碘量滴定法測(cè)定。

幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)包括株高、地徑與干物質(zhì)累積量。使用直尺測(cè)量幼苗株高，游標(biāo)卡尺測(cè)量地徑，生物量測(cè)定采取整株挖掘方式，分地上部分與地下部分分別稱量鮮重，于室內(nèi)以105 ℃殺青30 min，65 ℃下烘干至恒重，稱其干重。

1.2.3 ?指標(biāo)計(jì)算 ?（1）苗木質(zhì)量指數(shù)。苗木質(zhì)量指數(shù)（quality index，QI）是衡量苗木生長(zhǎng)成活期各器官協(xié)調(diào)和平衡狀況的多指標(biāo)綜合指數(shù)[9]，其計(jì)算公式為：

QI=苗木總干重（g）/[（苗高cm/地徑cm）+（徑干重g/根干重g）] ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）

（2）隸屬度與土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指數(shù)。本研究使用加權(quán)和法指數(shù)評(píng)價(jià)模型將單因素評(píng)價(jià)結(jié)果轉(zhuǎn)化為由各評(píng)價(jià)因子構(gòu)成的土壤質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)，計(jì)算公式如下：

其中：SQI為土壤質(zhì)量指數(shù)（soil quality index）;Ki為第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，權(quán)重的大小反映了各評(píng)價(jià)因素的重要性;（xi）為第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的隸屬度，隸屬度的大小體現(xiàn)了各評(píng)價(jià)指標(biāo)的優(yōu)劣;n為評(píng)價(jià)指標(biāo)的個(gè)數(shù)。土壤質(zhì)量指數(shù)是介于0～1之間的數(shù)值，數(shù)值越大土壤條件越好，反之土壤條件越差[10]。式中，評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重以各個(gè)指標(biāo)公因子方差占其公因子方差總和的比例來(lái)計(jì)算，公因子方差采用因子分析法來(lái)獲取;在模糊綜合評(píng)價(jià)中，隸屬度通過(guò)隸屬函數(shù)公式來(lái)計(jì)算，隸屬度函數(shù)公式如（3）（4）所示：

其中：X1和X4為各個(gè)指標(biāo)的最小值與最大值;X2和X3為指標(biāo)最優(yōu)閾值;X為土壤指標(biāo)的測(cè)定數(shù)值。對(duì)于每一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)需要選擇合適的隸屬函數(shù)，在本研究中，pH為拋物線性型隸屬函數(shù)，其余指標(biāo)屬于升型隸屬度函數(shù)[11]。

1.3 ?數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的后期處理與統(tǒng)計(jì)分析，采用Excel 2010和Origin 8.0軟件進(jìn)行作圖。采用Duncans多重比較對(duì)不同試驗(yàn)梯度間各因子差異顯著性進(jìn)行分析;采用主成分分析法計(jì)算土壤質(zhì)量指數(shù)。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?沼液不同灌溉量對(duì)幼苗生長(zhǎng)性狀的影響

2.1.1 ?沼液灌溉量對(duì)株高、地徑、干物質(zhì)累積量的影響 ?從不同施肥量處理橡膠苗株高、地徑、干物質(zhì)累積量的變化情況可以看出，沼液施用量對(duì)苗木生長(zhǎng)產(chǎn)生了一定影響。苗木株高是反映苗木質(zhì)量的重要因子之一，在本研究中，橡膠苗株高隨沼液施用量的增大不斷增加，其中以T5、T6增幅最大，T6較3月份增加了213.8%，較T0增加了97.5%（表2）。

地徑是評(píng)判苗木抗逆性的重要指標(biāo)，已有研究表明，對(duì)于幼苗來(lái)講，地徑與造林成活率呈顯著正相關(guān)關(guān)系，地徑越大苗木穩(wěn)定性越高，質(zhì)量越好[12]。所有處理中，T4處理的橡膠苗地徑最大（3.56 cm），地徑隨沼液量的增加呈先上升后下降的趨勢(shì)，這說(shuō)明過(guò)高的沼液量并不會(huì)促進(jìn)苗木莖稈變壯，相反有抑制和損害作用（表2）。

苗木高徑比是反映苗木抗性及造林成活率的重要指標(biāo)，一般在苗高達(dá)到要求的情況下，苗木高徑比越小，苗木越粗壯、抗性越強(qiáng)。在處理試驗(yàn)組中，高徑比T0

干物質(zhì)累積量是苗木對(duì)其生長(zhǎng)的生物環(huán)境與非生物環(huán)境適應(yīng)能力的綜合體現(xiàn)，施用沼液后橡膠苗各部分干物質(zhì)累積量均顯著高于對(duì)照，各處理生物量大小為T0

2.1.2 ?沼液灌溉量對(duì)苗木質(zhì)量指數(shù)的影響 ?苗木質(zhì)量指數(shù)（QI）是反映苗木質(zhì)量的重要指標(biāo)。不同處理間橡膠幼苗苗木質(zhì)量指數(shù)大小順序?yàn)椋篢4>T3、T5>T2>T0、T1>T6。隨著沼液量的增加，苗木質(zhì)量指數(shù)呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)（圖1）。綜上所述，以幼苗生長(zhǎng)性狀來(lái)衡量，T4處理的沼液施用量為最優(yōu)灌溉量，在該處理下苗木質(zhì)量指數(shù)最佳，株高、地徑指標(biāo)較優(yōu)，預(yù)示植株定植成活率高。

2.2 ?沼液不同灌溉量對(duì)土壤肥力的影響

2.2.1 ?沼液不同灌溉量對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)的影響 ?土壤酸堿度對(duì)土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化與土壤肥力變化有深刻影響。試驗(yàn)地土壤pH背景值在5.0左右，由圖2A可知，與對(duì)照T0相比，各試驗(yàn)組土壤pH均有所降低。不同沼液澆灌量對(duì)土壤pH的影響有所差異，說(shuō)明沼液施用量影響土壤pH，且不同土層深度內(nèi)影響程度不同。已有研究表明，施于土壤后沼液中的有機(jī)物質(zhì)在微生物的作用下會(huì)分解出各種有機(jī)酸與無(wú)機(jī)酸，因此會(huì)使土壤pH有所下降[13]。說(shuō)明施用沼液會(huì)使土壤pH下降，且土壤pH的下降程度與沼液灌溉量有關(guān)，適宜的沼液灌溉量有助于土壤pH得以緩沖維持，相反則易造成土壤酸化。

土壤有機(jī)質(zhì)含量是衡量土壤肥力狀況的重要指標(biāo)。由圖2B土壤有機(jī)質(zhì)變化情況來(lái)看，與不施沼液對(duì)照組相比，施沼液有助于土壤有機(jī)質(zhì)的提高，且對(duì)表層土壤有機(jī)質(zhì)含量提高具有顯著影響，有機(jī)質(zhì)含量增幅為3.4%～14.3%，且有機(jī)質(zhì)總量隨著沼液施加量的增加逐漸增大。結(jié)果表明，有機(jī)質(zhì)含量隨著土層深度的增加而減小，在表層土壤中，有機(jī)質(zhì)含量范圍是34.3～41.7 g/kg，T5、T6有機(jī)質(zhì)含量最大，較對(duì)照增加21%。亞表層土壤有機(jī)質(zhì)變化與沼液施用量間無(wú)顯著相關(guān)性，有機(jī)質(zhì)含量為34.1～36.8 g/kg。下層土壤有機(jī)質(zhì)含量范圍為30.6～35.8 g/kg，與對(duì)照相比T3～T6有機(jī)質(zhì)含量增加近17%。

沼液灌溉顯著提高了土壤中全氮含量，沼液施用組中全氮含量為2.02～2.54 g/kg，隨著沼液灌溉量的增加，土壤全氮含量呈先上升后下降再上升的趨勢(shì)，其中T3、T6處理組土壤全氮含量較高（圖2C）。與全氮不同，土壤全磷含量與沼液灌溉量無(wú)顯著相關(guān)，沼液施用組中全磷含量為0.71～ 1.78 g/kg，但表層土壤中，大量沼液灌溉（T4～T6）下土壤全磷累積量相對(duì)較大（圖2D）。試驗(yàn)結(jié)果顯示，沼液灌溉量與土壤氮磷速效養(yǎng)分關(guān)系密切，其中T2、T3處理更易增加土壤中的速效養(yǎng)分含量，與對(duì)照T0相比，T2、T3處理組堿解氮分別增加了27.4%、33.9%（圖2E），速效磷分別增加了61.0%、70.5%（圖2F），說(shuō)明過(guò)量的沼液輸入雖增加了土壤全氮、全磷含量，但因植物自身及土壤環(huán)境的影響，養(yǎng)分供應(yīng)量與有效養(yǎng)分吸收量并不成正比。

2.2.2 ?沼液不同灌溉量對(duì)土壤生物學(xué)性質(zhì)的影響 ?土壤酶是土壤生物活性強(qiáng)弱的直接反映[14]。由試驗(yàn)結(jié)果可知，施用沼液對(duì)土壤酶活性有一定影響，且隨著月份的增加呈現(xiàn)一定的波動(dòng)變化（圖3）。施用沼液試驗(yàn)組中土壤脲酶活性范圍為0.07～ 0.28 mg/g，過(guò)氧化氫酶活性范圍為0.72～3.76 mL/g，酸性磷酸酶活性范圍為0.86～1.33 mg/g，多酚氧化酶活性范圍為0.84～1.33 mL/g。截至11月，土壤酸性磷酸酶活性隨沼液施用量的增加逐漸增大，脲酶、過(guò)氧化氫酶活性隨著沼液施用量的增加先上升后降低，多酚氧化酶活性與沼液施用量間無(wú)顯著相關(guān)性。

沼液中含有豐富的有機(jī)成分，其肥效的持久釋放能力與土壤酶活性的動(dòng)態(tài)變化有很大關(guān)系[15]，從時(shí)間尺度上看，3—7月，沼液灌溉量對(duì)土壤酸性磷酸酶與多酚氧化酶活性影響較大，7—11月主要對(duì)脲酶與過(guò)氧化氫酶活性造成影響，這可能與溫度變化有關(guān)。與不施加沼液對(duì)照組相比，除多酚氧化酶外，施加沼液試驗(yàn)組試驗(yàn)后期土壤中酶活性均高于對(duì)照組，這主要由于沼液中含有大量未完全分解的有機(jī)物質(zhì)、微量元素等原料，施入土壤后緩慢釋放養(yǎng)分，有助于長(zhǎng)期供肥[16-18]。

2.3 ?土壤肥力質(zhì)量評(píng)價(jià)

為進(jìn)一步探討不同沼液灌溉量對(duì)橡膠苗土壤質(zhì)量狀況的影響，本研究對(duì)試驗(yàn)所得主要土壤因子進(jìn)行主成分分析。為確保統(tǒng)計(jì)學(xué)分析的客觀性與準(zhǔn)確性，首先將數(shù)量級(jí)存在差異的土壤因子原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，使每個(gè)變量平均值為0，標(biāo)準(zhǔn)差為1，用以消除各指標(biāo)間的量綱差異和數(shù)量級(jí)間的差異，然后對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析（PCA）分析，當(dāng)主成分累積貢獻(xiàn)率≥80%時(shí)可反映系統(tǒng)的變異信息[19-21]。根據(jù)此原則確定主成分（PC）個(gè)數(shù)，并采用正交旋轉(zhuǎn)方法計(jì)算各土壤因子在各個(gè)主成分上的成分因子載荷大小。表4為土壤主成分的特征根和方差貢獻(xiàn)率，特征值大于1的主成分有2個(gè)，累積方差貢獻(xiàn)率（80.626%）大于80%，因此2個(gè)主成分的綜合指標(biāo)可作為反映土壤質(zhì)量變異信息的主要影響因素。

由于初始因子載荷矩陣并不能滿足因子分析中最佳綜合與簡(jiǎn)化降維的準(zhǔn)則，因此研究中采用正交旋轉(zhuǎn)法對(duì)因子載荷矩陣進(jìn)行迭代旋轉(zhuǎn)，使原始矩陣簡(jiǎn)化且相對(duì)集中[22]，并根據(jù)前述方法計(jì)算各因子Norm值、公因子方差和權(quán)重，結(jié)果如表5所示，使用加權(quán)綜合法和模糊數(shù)學(xué)中的加乘法則[23]，根據(jù)公式（2）～（4）最終對(duì)試驗(yàn)組土壤質(zhì)量綜合指數(shù)進(jìn)行計(jì)算，土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果如圖4所示，不同沼液處理水平橡膠幼苗土壤質(zhì)量有明顯差異，土壤質(zhì)量綜合指數(shù)表現(xiàn)為T3（0.933）> T5（0.906）>T4（0.855）>T2（0.826）>T6（0.794）>T1 （0.742）。施用沼液有利于土壤養(yǎng)分的積累與肥力的提高，但過(guò)度施用不僅易造成土壤污染，也對(duì)苗木生長(zhǎng)有所損害。綜合試驗(yàn)結(jié)果可得，沼液灌溉量為1413 （T3）～1884 mL （T4）時(shí)對(duì)土壤及苗木生長(zhǎng)均有利。

3 ?討論

研究結(jié)果顯示，橡膠幼苗生長(zhǎng)質(zhì)量與沼液灌溉量無(wú)正相關(guān)關(guān)系，這可能由于沼液過(guò)量施用導(dǎo)致土壤含水率過(guò)高，影響了幼苗根系的呼吸作用，且沼液中過(guò)量的養(yǎng)分并不能被及時(shí)分解吸收，產(chǎn)生的抑制因子限制了植株生長(zhǎng)。施用沼液后土壤有機(jī)質(zhì)含量大量增加，且隨著沼液施用量的增加有機(jī)質(zhì)含量逐漸增大，這是由于沼液在發(fā)酵過(guò)程中尚未被完全降解的大量纖維素、半纖維素等有機(jī)物質(zhì)在施入土壤后被分解轉(zhuǎn)化，從而增加了土壤有機(jī)質(zhì)含量[24]。沼液是一種全效肥料，施入土壤后有效增加了土壤全氮、全磷含量，但沼液中同時(shí)含有大量速效養(yǎng)分，因此土壤堿解氮、速效磷含量有所增加，但試驗(yàn)結(jié)果表明，施用過(guò)量沼液雖增加了土壤全氮、全磷的含量，而土壤速效養(yǎng)分并未隨之增加，說(shuō)明過(guò)量輸入沼液難以被完全轉(zhuǎn)化利用，易引發(fā)養(yǎng)分累積的風(fēng)險(xiǎn)。

沼液中含有大量的葡萄糖、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，施入土壤后為微生物的活動(dòng)提供了充足的碳源和氮源，保證了微生物繁殖的能量與養(yǎng)料[25]。本研究中，施用沼液增加了土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷的含量，同時(shí)使土壤脲酶、過(guò)氧化氫酶、酸性磷酸酶活性有所增加，這印證了沼液所提供的碳源和礦源有助于提升酶活性的結(jié)論。其另一原因是沼液中豐富的酶在施入土壤中會(huì)直接起到“加酶”作用，且有機(jī)質(zhì)含量的提高更增加了土壤中酶的保護(hù)性位點(diǎn)，促進(jìn)了微生物繁殖，刺激了酶活性的提高[26]。在時(shí)間尺度上，5—7月為酶活性主要增長(zhǎng)期，主要是溫度的升高增加了土壤微生物的活性，同時(shí)加速了土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化分解，增強(qiáng)了土壤酶活性。不同沼液施用量對(duì)土壤酶活性的影響程度不同，但因土壤酶活性受土壤環(huán)境等因素影響較大，使土壤酶活性對(duì)沼液量的響應(yīng)無(wú)明顯規(guī)律，但試驗(yàn)后期出現(xiàn)了沼液過(guò)量導(dǎo)致土壤酶活性驟降現(xiàn)象，說(shuō)明過(guò)量施用沼液會(huì)引發(fā)一定的施肥負(fù)效應(yīng)。當(dāng)沼液施用量為T3時(shí)，土壤質(zhì)量指數(shù)值最大，研究結(jié)果表明，適量施用沼液有助于土壤養(yǎng)分積累，而過(guò)度施加沼液雖會(huì)增大土壤質(zhì)量指數(shù)，但在降低苗木質(zhì)量的同時(shí)更易造成養(yǎng)分流失，從而提高了大氣、水和土環(huán)境的污染風(fēng)險(xiǎn)[27]。

4 ?結(jié)論

沼液中含有大量生化分解后形成的小分子及離子狀營(yíng)養(yǎng)元素，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含量豐富，容易被植物吸收同化[28]。試驗(yàn)結(jié)果表明，施用沼液對(duì)橡膠幼苗株高、地徑、生物量積累、土壤養(yǎng)分均有明顯促進(jìn)作用，并可有效增強(qiáng)土壤生物活性。這與已有研究結(jié)論相符[29]。隨著沼液施用量的增加，幼苗株高逐漸增加，地徑、干物質(zhì)累積量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，說(shuō)明施用沼液量過(guò)大雖可有效增加幼苗株高，但并不會(huì)促進(jìn)苗木莖稈變壯與干物質(zhì)積累，相反有抑制和損害作用。不同處理間橡膠苗苗木質(zhì)量指數(shù)大小順序?yàn)椋篢4 （1884 mL）>T3（1413 mL）、T5（2355 mL）>T2（942 mL）> T0（0 mL）、T1（471 mL）>T6（2826 mL）。隨著沼液量的增加，苗木質(zhì)量指數(shù)呈先上升后下降的趨勢(shì)，說(shuō)明適宜的沼液量有助于提高苗木生長(zhǎng)質(zhì)量，有助于苗木各項(xiàng)指標(biāo)平衡增長(zhǎng)，而施用沼液量過(guò)大則會(huì)使苗木質(zhì)量指數(shù)下降，不利于植株生長(zhǎng)。試驗(yàn)結(jié)果表明，施用沼液能有效改善土壤的化學(xué)性質(zhì)，提高土壤有機(jī)質(zhì)及氮、磷含量，且土壤養(yǎng)分含量隨沼液施用量的變化存在一定差異。施加沼液后，土壤脲酶、過(guò)氧化氫酶、酸性磷酸酶活性有所提高，其中5—7月為酶活性主要增長(zhǎng)期。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)所得主要土壤因子進(jìn)行主成分分析表明，當(dāng)沼液施用量為T3（1413 mL）時(shí)，土壤質(zhì)量指數(shù)值最大。

沼液中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量豐富，但組成成分相對(duì)復(fù)雜[30]，本研究在土壤肥力與幼苗生長(zhǎng)的基礎(chǔ)上對(duì)橡膠苗的最適沼液消納量進(jìn)行了討論，但已有研究中相關(guān)成果較少，因此亟需進(jìn)一步研究探討。在海南，橡膠林消納沼液是解決養(yǎng)殖場(chǎng)沼液排放難題的有效方法，有助于定向培肥土壤、改善膠園環(huán)境，但頻繁的割膠、除草或鋤撫等管理方式對(duì)成年橡膠土壤肥力影響顯著[31]。在今后的研究中還有待于進(jìn)一步探討沼液施用量對(duì)定植橡膠土壤生態(tài)環(huán)境的影響。

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