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中国是农业大国，其粮食生产占世界第一。但随着粮食产量的增多，稻壳、秸秆等农业废弃物也随之增加。农业废弃物随意抛弃、焚烧现象愈演愈烈，在带来资源浪费的同时也造成了环境污染[1]。据统计[2-3]，我国农业废弃物年产量约 43 亿 t，其中以水稻、玉米、小麦等为主的秸秆年产量 8 亿～10 亿 t；稻壳作为水稻加工过程中的废弃物，年产高达 8000 万 t，且大部分没有被有效利用[4-5]。
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随着农业“减施化肥和配施有机肥”目标的提出，稻壳、秸秆等农业废弃物的资源化利用成为研究热点[6-7]。大量研究表明，水稻废弃物中含有丰富的氮、磷、钾等养分，是一种多用途的绿色生物资源[8-9]。有学者研究发现，稻壳、秸秆还田能够促进植物生长，提高作物产量，改善果实品质[10]。如地膜和稻壳覆盖处理在保持土壤温度和含水量的同时，促进了辣椒根系和幼苗的生长[11]。刘中良等[12]研究发现，麦秸、菌渣和稻壳还田能够降低果实有机酸含量，改善日光温室番茄果实品质。同时，水稻废弃物还田不仅能够促进作物生长发育，还能够抑制杂草生长。赵孔平等[13]将稻壳制成腐解液，研究其对杂草（节节麦）生长的影响发现，稻壳腐解液能够抑制节节麦根系生长，且随着浓度的增加，抑制效果越明显。而在土壤改良方面，水稻废弃物具有固碳减排，提高土壤透气性的作用。如将稻壳、秸秆等炭化还田，长期封存在土壤中，具有固碳和减少大气中二氧化碳排放量的作用[14]。研究发现，稻壳还田能够修复矿山劣变的土壤，使矿山复绿[15]。陈敬华等[16]研究表明，秸秆还田 30% 能够减缓 C 22.38 Tg·年-1 的碳损失，不还田会导致土壤有机碳损失达 C 28.89 Tg·年-1。而稻壳与谷糠还田能够提高土壤团聚体含量，降低土壤容重的同时对烟草根结线虫病的防控也有较好的效果[17]。此外，水稻废弃物对土壤重金属有显著影响，添加稻草能够促使潮沙土中酸提取态镉向可还原态镉和残渣态镉转化[18]。李双丽等[19]通过施加等量稻壳炭发现，施加稻壳炭后，土壤 pH、有机质和有效磷含量有不同程度的提高，且对铅和镉污染土壤具有较好的修复效果。
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稻壳、秸秆等水稻废弃物在修复土壤环境、改善植物生长方面具有积极作用，特别是蔬菜、农作物等方面已经得到普遍关注，但对球根类花卉作用方面的研究目前较少。因此，本研究选择了栽培较为广泛的球根类花卉——鸢尾花为材料，探究了添加腐熟稻壳对鸢尾花生长发育及根际土壤环境的影响，旨在为调控鸢尾花等球根类花卉生长环境提供理论指导。
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1 材料与方法
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1.1 试验材料
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供试鸢尾花品种为“发现”，购买自浙江虹越花卉股份有限公司；腐熟稻壳来源于上海市虹华园艺有限公司。试验地点为上海市虹华园艺有限公司花港基地；试验土壤基本理化性质为：pH 7.70，碱解氮 82.09 mg·kg-1，有效磷 117.18 mg·kg-1，速效钾 316.20 mg·kg-1，有机质 21.62 g·kg-1。
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1.2 试验设计
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1.2.1 腐熟稻壳翻埋试验
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试验设 4 个处理，分别为：对照处理 （CK：不添加腐熟稻壳）；添加稻壳处理（T1： 0.5 kg·m-2 腐熟稻壳翻埋；T2：1.5 kg·m-2 腐熟稻壳翻埋；T3：3.5 kg·m-2 腐熟稻壳翻埋）。在种球种植前，先将腐熟稻壳按照处理要求均匀翻埋于土中，种植时按株行距 15 cm×15 cm 进行定植，种植深度为 3～5 cm，随机排列，每个小区面积为 12 m2，每个处理重复 3 次，种植后进行常规管理。
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1.2.2 腐熟稻壳覆盖试验
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试验共设 4 个处理，分别为：对照处理（CK：无稻壳覆盖）；腐熟稻壳覆盖处理（A：0.5 kg·m-2 稻壳覆盖；B：1.5 kg·m-2 稻壳覆盖；C：3.5 kg·m-2 稻壳覆盖）；待覆盖 120 d 时，测定杂草相关数据，每个处理面积为 3 m2，重复 3 次。
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1.3 测定项目与方法
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1.3.1 生长指标
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于定植 60、90、120 d 对不同处理的鸢尾花的株高、茎粗、生物量及种球性状进行采样测定。其中在鸢尾花定植 120 d 时，每个处理随机选取 5 株鸢尾花植物用电子天平和卷尺测量其种球直径和种球重量。
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1.3.2 土壤环境指标
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在整地做畦前，随机多点采集鸢尾种植基地0～20 cm 深度土壤，混合作为基础土样；在定植 120 d 时，采集鸢尾花根际土壤。pH 和电导率利用 pH 计和电导率仪测定，其水土比为 5∶1；土壤紧实度、土壤温度等环境指标采用便携式土壤环境检测仪测定。
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1.3.3 杂草防效
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在稻壳覆盖 120 d 时，分别对每个小区杂草进行统计，测定杂草的防效作用，其中鲜重防效和株防效的计算参考张建华等[20]的方法。
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株防效 =（对照区杂草株数-处理区杂草株数）× 对照区杂草株数 ×100%
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鲜重防效 =（对照区杂草鲜质量-处理区杂草鲜质量）× 对照区杂草鲜质量 ×100%
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1.4 数据处理
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试验数据用 Excel 2003 和 SPSS 17.0 进行整理，并用 Duncan 法进行分析，用 GrapHPad 软件作图。
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2 结果与分析
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2.1 腐熟稻壳翻埋对鸢尾花生长的影响
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从图1 可以看出，腐熟稻壳对鸢尾花生长在各个时期均有显著性影响（P<0.05）。与 CK 相比， T1 和 T2 处理在定植 90 d 时，鸢尾花株高分别增加了 20.52% 和 14.70%，茎粗分别增加了 38.59% 和 22.16%；在定植 120 d 时，鸢尾花株高分别增加了 14.33% 和 11.41%，茎粗分别增加了 34.66% 和 28.24%。
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2.2 腐熟稻壳翻埋对鸢尾花生物量的影响
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由图2 可知，稻壳翻埋处理增加了鸢尾花的生物量，各处理的地上部干鲜重、地下部鲜重、总干重均与 CK 存在显著性差异。与 CK 相比，T2 在鸢尾花定植 90 d 时，其地上部、地下部鲜重分别增加了 38.76% 和 62.47%；而 T1 在鸢尾花定植 120 d 时，地上部、地下部鲜重分别增加了 39.53% 和 47.65%。从干重指标看，T1、T2、T3 在定植 120 d 时，各处理总干重分别增加了 65.67%、63.65% 和 45.29%。
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2.3 腐熟稻壳翻埋对鸢尾花种球及花朵性状的影响
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如表1 所示，腐熟稻壳翻埋后，鸢尾花种球性状有了一定的改善。在鸢尾花定植 120 d 时，对其种球性状进行测定，T1、T2、T3 处理的种球直径和种球干重分别较对照增加了 18.83%、10.74%、 13.97% 和 60.40%、53.13%、34.32%，但侧球数量差异不显著。
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图1 腐熟稻壳翻埋试验不同处理对鸢尾花生长的影响
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注：柱状图上不同小写字母表示相同时间各处理间差异显著（P<0.05）。下同。
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图2 腐熟稻壳翻埋试验不同处理对鸢尾花生物量的影响
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注：表中数据为平均值 ± 标准误；同列数据不同小写字母表示处理间差异显著（P<0.05）。下同。
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2.4 腐熟稻壳翻埋对土壤环境的影响
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良好的土壤环境是作物生长的基础。表2 表明，添加腐熟稻壳后，土壤紧实度显著降低，与 CK 相比，分别降低了 8.51%、26.29% 和 37.46%。土壤 pH 值有所降低，土壤水分有所增加，但差异均不显著。
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2.5 腐熟稻壳覆盖对杂草抑制的作用
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由表3 和图3 可以看出，稻壳覆盖对杂草具有良好的防控效果，在覆盖 120 d 时，通过测定杂草类型发现，稻壳覆盖后能够减少禾草类和阔叶草类杂草，与 CK 相比，A、B、C 处理的杂草株数分别减少了 11.71%、38.93% 和 87.02%。从防效结果看， 3 个处理的株防效和鲜重防效分别达到了 11.43%、 38.73%、86.99% 和 44.56%、64.13%、88.78%。
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图3 腐熟稻壳覆盖试验不同处理对杂草的防效
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注：不同小写字母表示各处理间差异显著（P<0.05）。
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3 讨论
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农业废弃物资源化利用是我国推行的培肥地力、改良土壤、减少污染的重要措施。关于稻壳及其衍生物还田对作物的影响，前人作了大量研究，其过程就是将稻壳富含的营养元素经过腐解转化归还到土壤中，提高土壤肥力，改善土壤环境，进而促进植物生长[21]。本研究中，添加腐熟稻壳翻埋能够促进鸢尾花生长发育，其中 T1 和 T2 处理效果较好，与 CK 相比，在定植 90 d 时，鸢尾花的株高分别增加了 20.52% 和 14.70%，茎粗分别增加了 38.59% 和 22.16%。这与吴恒容等[22]研究的稻壳能够促进空心菜的生长结果一致；进一步说明，施入稻壳增加了土壤孔隙度和透水速率，为根系生长创造良好环境，进而促进鸢尾花的生长。物质的积累量与植物生长状况密切相关[23]。本研究发现，3 种腐熟稻壳添加量均能提高鸢尾花生物量的增加，且差异显著 （P<0.05），与 CK 相比，T2 在定植 90 d 时，其地上部鲜重、地下部鲜重分别增加了 38.76% 和 62.47%。而在定植 120 d 时，T1、T2、T3 的总干重分别增加了 65.67%、63.65% 和 45.29%。从腐熟稻壳对鸢尾花种球性状看，3 种处理对鸢尾花种球性状有了一定的改善。在鸢尾花定植 120 d 时，T1、T2、T3 处理的种球直径和种球干重分别较 CK 增加了 18.83%、 10.74%、13.97% 和 60.40%、53.13%、34.32%。但侧球数量无差异性。这可能是添加腐熟稻壳后增加了鸢尾花的物质积累量，从而改善了其种球性状。
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土壤性状直接或间接影响植物对养分的吸收和转化[24-26]。如不合理的耕作方式和过量施肥会导致土壤板结，降低了土壤地力水平，直接影响作物生产能力[27]。张开银等[28]研究发现，过于紧实的土壤会造成植物根系穿透能力下降，阻碍根系向外生长；因此，改善土壤环境对植物生长发育尤为关键。本研究结果表明，添加腐熟稻壳翻埋后，土壤紧实度显著降低，与 CK 相比，分别降低了 8.51%、26.29% 和 37.46%。这与张殊慧等[29]研究的炭化稻壳能够增加土壤孔隙度，降低土壤容重结果类似。但土壤 pH 和土壤水分差异并不显著，这可能跟腐熟稻壳还田后维持了土壤酸碱平衡有关，不至于引起 pH 过高或过低，还有待进一步研究。
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此外，本试验研究发现，腐熟稻壳覆盖能够减少禾草类和阔叶草类杂草，与 CK 相比，A、B、 C 处理的杂草株数分别减少了 11.71%、38.93% 和 87.02%。从防效结果看，3 个处理的株防效和鲜重防效分别达到了 11.43%、38.73%、86.99% 和 44.56%、64.13%、88.78%。这与赵孔平等[13] 研究稻壳腐解液抑制节节麦、金京德等[30]稻壳覆盖抑制田间杂草的结果一致。可能是由于稻壳含有微量稻壳内酯和苯酚等成分，可引起植物化感作用，从而抑制杂草生根发芽。进一步说明稻壳及其衍生物还田对杂草具有良好的防控效果。
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4 结论
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本研究结果表明，添加腐熟稻壳能够在不同程度上促进鸢尾花的生长发育，改善种球性状；同时降低土壤紧实度，调控其根际土壤微环境。此外，采用稻壳覆盖对田间禾本科杂草和阔叶杂草具有良好的防控作用，对减少禾草类和阔叶草类杂草效果明显。综上所述，本研究结果可为今后花卉化肥减量研究提供理论指导。
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摘要
以鸢尾花为材料，采用大田试验，探究添加腐熟稻壳对鸢尾花生长及根际土壤环境的影响。腐熟稻壳翻埋试验设置 4 个处理：对照处理（CK：不添加腐熟稻壳）；腐熟稻壳处理（T1：0.5 kg·m-2 腐熟稻壳翻埋； T2：1.5 kg·m-2 腐熟稻壳翻埋；T3：3.5 kg·m-2 腐熟稻壳翻埋）。腐熟稻壳覆盖抑制杂草试验设置 4 个处理：对照处理（CK：无腐熟稻壳覆盖）；腐熟稻壳覆盖处理（A：0.5 kg·m-2 腐熟稻壳覆盖；B：1.5 kg·m-2 腐熟稻壳覆盖；C：3.5 kg·m-2 腐熟稻壳覆盖）。结果表明，添加腐熟稻壳翻埋能够促进鸢尾花生长发育，其中 T1 和 T2 处理效果较好；与 CK 相比，T2 在定植 90 d 时，其地上部、地下部鲜重分别增加了 38.76% 和 62.47%；而 T1 在鸢尾花定植 120 d 时，地上部、地下部鲜重分别增加了 39.53% 和 47.65%。各处理后的鸢尾花种球性状有了一定的改善；在鸢尾花定植 120 d 时，T1、T2、T3 处理的种球直径和种球干重分别较对照增加了 18.83%、10.74%、 13.97% 和 60.40%、53.13%、34.32%，但侧球数量无差异性。从土壤环境指标看，3 种处理显著降低了土壤紧实度，但土壤 pH 和土壤水分差异并不显著。此外，腐熟稻壳覆盖对杂草具有良好的防控效果，其能够减少禾草类和阔叶草类杂草，与 CK 相比，A、B、C 处理的杂草株数分别减少了 11.71%、38.93% 和 87.02%。从防效结果看， 3 个处理的株防效和鲜重防效分别达到了 11.43%、38.73%、86.99% 和 44.56%、64.13%、88.78%。综上，添加腐熟稻壳能够促进鸢尾花生长发育，改善土壤环境，本研究结果可为今后花卉化肥减量研究提供理论指导。
Abstract
The field experiment was conducted to investigate the effects of adding decomposed rice husk on the growth of iris and the rhizosphere soil environment. Four treatments were set up in the experiment of turning and burying the decomposed rice husk：control treatment（CK：no decomposed rice husk），and treatments of decomposed rice husk（T1：0.5 kg·m-2 decomposed rice husks；T2：1.5 kg·m-2 decomposed rice husks；T3：3.5 kg·m-2 decomposed rice husks）. Four treatments were set up in the experiment of controlling weeds by covering with decomposed rice hull：control treatment（CK： no decomposed rice hull covering treatment）and treatments of decomposed rice hull covering（A：0.5 kg·m-2 decomposed rice hull covering；B：1.5 kg·m-2 decomposed rice hull covering；C：3.5 kg·m-2 decomposed rice hull covering）. The results showed that the addition of decomposed rice husk had a significant effect on the growth and development of iris， and the effects of T1 and T2 treatments were better. Compared with CK，T2 increased by 38.76% and 62.47% in fresh weight aboveground and underground，respectively，after 90 d of planting. When the iris was planted for 120 d in T1，the aboveground fresh weight and underground fresh weight increased by 39.53% and 47.65%，respectively. The characters of iris seed ball were improved，the diameter and dry weight of bulbs in T1，T2 and T3 treatments increased by 18.83%， 10.74%，13.97% and 60.40%，53.13%，34.32%，respectively，compared with the control after 120 d of iris planting. However，there was no difference in the number of side balls. In terms of soil environmental indicators，the three treatments reduced the soil compactness significantly. However，the soil pH value decreased and the difference of soil moisture were not significant. In addition，the decomposed rice hull mulching has a good control effect on weeds，which can reduce grass and broad-leaf weeds. Compared with CK，the number of weeds in treatment A，B and C decreased by 11.71%，38.93% and 87.02%，respectively. From the results of control effect，the plant control effect and fresh weight control effect of the three treatments reached 11.43%，38.73%，86.99% and 44.56%，64.13% and 88.78%，respectively. In conclusion，the addition of decomposed rice husk can promote the growth and development of iris and improve the soil environment. The results of this study can provide theoretical guidance for the future research on chemical fertilizer reduction of flowers.