【摘 要】
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我国每年化肥施用量大,肥料利用效率低,造成土壤板结、土壤盐渍化,严重影响农作物产量品质。农业废弃物经厌氧消化获得的沼渣可以改善土壤环境,是优质的有机肥;而生物炭具有丰富的孔隙结构与和巨大的比表面积,与合适的肥料混合生产炭基缓释肥,能有效解决氮、磷、钾等养分流失的问题,提高作物对养分的吸收和利用效率。本研究将生物炭与牛粪沼渣混合制成炭基沼渣肥,与化肥、牛粪沼渣等进行比较,探究其对土壤理化特性、微生物
【基金项目】
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农业农村部沼气科学研究所科研基金(2019-01):“沼渣沼液介入黄瓜栽培后的土壤及产品质量安全风险评估试验研究”; 陕西省农业科技创新驱动项目(SNYJC-2018-YL43):“果菜茶绿色农业废弃物资源化利用技术集成创新与示范推广”;
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我国每年化肥施用量大,肥料利用效率低,造成土壤板结、土壤盐渍化,严重影响农作物产量品质。农业废弃物经厌氧消化获得的沼渣可以改善土壤环境,是优质的有机肥;而生物炭具有丰富的孔隙结构与和巨大的比表面积,与合适的肥料混合生产炭基缓释肥,能有效解决氮、磷、钾等养分流失的问题,提高作物对养分的吸收和利用效率。本研究将生物炭与牛粪沼渣混合制成炭基沼渣肥,与化肥、牛粪沼渣等进行比较,探究其对土壤理化特性、微生物活性、黄瓜生理形态及产量品质的影响,研究炭基沼渣肥对土壤及黄瓜的提质增效作用。研究内容与主要结果如下:(1)炭基沼渣肥对土壤理化特性与土壤酶活性的影响。通过分析各肥料方案土壤理化特性、酶活性的差异,探明炭基沼渣肥对土壤的作用。结果表明:与化肥相比,炭基沼渣肥具有良好的土壤改良性能,土壤有机质提高了59.79%,容重降低了19.05%,水保持能力提高了42.42%,电导率减少了30.18%,能有效防止土壤盐碱化。炭基沼渣肥对土壤的养分具有一定的缓释作用,土壤全氮、全磷分别增加了35.47%、21.27%,而速效氮、磷、钾含量分别降低了18.23%、31.68%,38.37%,降低了养分的淋溶损失。施用炭基沼渣肥的土壤脲酶活性提高了151.65%,而磷酸酶活性被抑制,这与炭基沼渣肥的缓释作用有关。炭基沼渣肥与化肥混施后,土壤速效氮与速效钾含量提高,炭基沼渣肥的缓释作用不显著,土壤有机质含量较高,土壤环境得到改善。(2)炭基沼渣肥对黄瓜生理特性的影响。通过检测各肥料方案黄瓜株高、根茎叶等生理形态指标的差异,计算黄瓜的平均生长速率,探究炭基沼渣肥能否促进黄瓜生长。结果表明:与化肥相比,施用炭基沼渣肥的黄瓜生长速率显著提高,茎粗增加,根系活性提高了46.34%,然而,施肥量较低时,炭基沼渣肥的缓释作用抑制了黄瓜叶片前期的生长与光合速率。土壤理化特性与黄瓜生长指标的相关性分析可以看出:施用炭基沼渣肥能提高土壤有机质含量,从而降低碱性土壤的p H值及土壤容重,提高土壤水保持能力,减少养分淋失,提高土壤脲酶及黄瓜根系活性;炭基沼渣肥中的生物炭能吸附土壤速效养分,并提高微生物对土壤速效氮的固定作用,土壤全氮、全磷含量维持在较高水平,黄瓜叶面积提高,最终提升了黄瓜植株的生长速率。(3)炭基沼渣肥对黄瓜产量品质的影响及其评价。通过检测黄瓜总产量及营养成分含量,计算氮利用效率,探究炭基沼渣肥是否有提质增效作用。通过Pearson相关性分析土壤与黄瓜各指标之间的相关系数,用平均隶属函数和层次分析法评价各肥料方案的土壤肥力和黄瓜品质,探明炭基沼渣肥能否替代化肥。结果表明:与化肥相比,施用炭基沼渣肥的黄瓜产量提高27.65%,氮利用效率提高了109.27%,黄瓜维生素C含量提高了8.48%,而可溶性糖、硝酸盐含量分别降低了15.59%、16.42%;在17 g/m2施氮水平时,炭基沼渣肥的氮利用效率比牛粪沼渣高,而34 g/m2施氮水平牛粪沼渣的氮利用效率更高。所有处理组中,化肥与炭基沼渣肥混施组CBC-34的黄瓜综合评价最高,而炭基沼渣肥处理组BRC-34土壤肥力综合评分最高。
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