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文檔簡介
1、農(nóng)業(yè)廢棄物的積累和不當(dāng)利用造成的資源浪費和環(huán)境問題正逐步被社會所關(guān)注。將農(nóng)業(yè)廢棄物進行堆肥化處理進而還田利用是當(dāng)前廢棄物有效處置的主要手段。但是傳統(tǒng)堆肥在養(yǎng)分、有益菌群、堆制時間、外觀和運輸?shù)确矫娴膯栴}限制了其廣泛推廣。利用取食有機碎屑的蚯蚓進行廢棄物的再循環(huán)利用過程被稱為“蚯蚓堆制過程”,其堆肥終產(chǎn)物即為“蚯蚓堆肥”。相比傳統(tǒng)堆肥,蚯蚓堆肥在改善土壤質(zhì)量、提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)的方面的優(yōu)勢也更加受到重視。
通過比較典型農(nóng)業(yè)廢棄
2、物(牛糞、豬糞和食用菌殘渣)在蚯蚓堆制過程中物料的生物和非生物性質(zhì)的動態(tài)變化,并基于蚯蚓堆肥的重金屬形態(tài)和病原生物進行環(huán)境風(fēng)險評價。在了解蚯蚓堆肥過程的基礎(chǔ)上,進一步探討了蚯蚓堆肥還田對土壤理化和生物學(xué)性質(zhì)及作物產(chǎn)量品質(zhì)的影響,以期系統(tǒng)評價堆肥對土壤和作物的綜合影響。此外,在田間條件下進行了蚯蚓堆肥與根際促生菌協(xié)同效應(yīng)的研究,以期發(fā)揮蚯蚓堆肥的資源豐富與根際促生菌的促生優(yōu)勢,探討蚯蚓堆肥與根際促生菌的協(xié)同積極效應(yīng)。具體研究結(jié)果如下:
3、r> 1、基于蚯蚓堆制試驗,從化學(xué)性質(zhì)分析,蚯蚓可以強化堆肥的礦化和腐殖化過程,強化有機質(zhì)的分解作用,降低有機碳,提高全氮、全磷和全鉀的含量,從而降低C/N比;蚯蚓對可溶性有機物(DOC和DON)的影響分為兩個階段,堆肥初期能夠促進小分子有機化合物的產(chǎn)生,提高其含量,隨著堆肥過程的進行,可溶性有機物不斷被微生物利用,礦化作用產(chǎn)生可供植物直接吸收的無機養(yǎng)分,DOC和DON含量逐漸降低,DOC/DON比也隨之降低。
2、基于蚯蚓
4、堆制試驗,從生物學(xué)性質(zhì)分析,蚯蚓對微生物的作用也可為兩個階段,初期蚯蚓活動可以促進微生物生長,微生物生物量碳氮含量(MBC,MBN)和基礎(chǔ)呼吸強度(BR)升高。隨著堆制過程進行,由于微生物的可利用資源枯竭,BR下降,但由于蚯蚓分泌的粘液及排泄物等的存在可以在一定時期內(nèi)仍然維持微生物生物量在一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)。而蚯蚓對真菌生物量的影響與之相反,在堆肥前期有一定的抑制作用,但到后期反而能夠促進真菌的增長。整個堆肥過程中,蚯蚓是始終抑制線蟲數(shù)
5、量的增長,尤其能抑制食真菌線蟲在堆肥后期的爆發(fā)。
3、分析蚯蚓堆肥中重金屬形態(tài)與病原生物發(fā)現(xiàn),在蚯蚓堆肥系統(tǒng)中,蚯蚓活動可以強化有機質(zhì)的降解,這對重金屬有一定的生物放大作用,導(dǎo)致重金屬的濃度顯著升高。但是,腐殖化過程中腐殖酸組分尤其是胡敏酸組分含量也顯著升高,相應(yīng)的,其對有效態(tài)重金屬就會產(chǎn)生強烈的絡(luò)合作用,加上蚯蚓體對重金屬的富集作用,導(dǎo)致重金屬的有效態(tài)組分在總量中所占的比例是顯著降低的。蚯蚓活動對病原生物有一定的抑制作用,堆
6、肥中糞大腸菌群數(shù)和蛔蟲卵死亡率均達到國家標(biāo)準(zhǔn)。
4、基于蚯蚓堆肥還田野外試驗發(fā)現(xiàn),較之常規(guī)堆肥,蚯蚓堆肥能夠獲得更高的蔬菜產(chǎn)量,更佳的品質(zhì)(提高磷素、維生素C、蛋白和葡萄糖含量);提高土壤速效養(yǎng)分含量,改善土壤生物學(xué)性質(zhì)則主要體現(xiàn)在土壤微生物生物量,對土壤的基礎(chǔ)呼吸強度影響不大。研究發(fā)現(xiàn),施肥后,短期內(nèi)土壤微生物的代謝功能在蚯蚓堆肥與常規(guī)堆肥之間的差異不大,反而堆肥物料的種類對其影響更加明顯。分析土壤細(xì)菌和真菌群落結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn),短
7、期內(nèi),施肥對土壤細(xì)菌群落的影響較大,尤其是在第二季番茄中,蚯蚓堆肥與常規(guī)堆肥間已經(jīng)可以被主成分分開;但對真菌群落的影響相對較弱,整體區(qū)分度不高,僅在第二季中將四個施肥處理與不施肥對照區(qū)分開。
5、基于蚯蚓堆肥與根際促生菌(PGPR)的交互試驗發(fā)現(xiàn),不施蚯蚓堆肥的情況下,PGPR對土壤和作物生長幾乎沒有任何作用,這暗示了外接PGPR沒有能夠在土壤中定殖成功。蚯蚓堆肥與PGPR混施的情況下,蚯蚓堆肥能夠強化PGPR對土壤養(yǎng)分(NO
8、3--N,速效磷和速效鉀)蔬菜產(chǎn)量、品質(zhì)(維生素C和可溶性蛋白)的促進作用。MBC和MBN的增加,DOC和DON的降低以及MBC/MBN的下降,則暗示在蚯蚓堆肥的作用下,PGPR可以在土壤中定殖成功并發(fā)揮相應(yīng)促生功能。此外,我們發(fā)現(xiàn),蚯蚓堆肥與PGPR的協(xié)同作用,依賴于蔬菜品種以及蚯蚓堆肥的施用量。比如,在施用高量和低量蚯蚓堆肥時,PGPR都可以促進番茄的產(chǎn)量,但是只有在施用低量蚯蚓堆肥時,PGPR對菠菜產(chǎn)量才有顯著的積極效果。
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