柠条堆肥结合翻耕对设施黄瓜产量和土壤质量的协同影响

研究柠条堆肥结合不同翻耕深度对土壤质量和产量的影响,为西北地区农业废弃资源利用及设施农田稳定健康发展提供理论依据。本研究以设施主栽黄瓜为研究对象,利用连续3茬的田间定位试验,设计传统鸡粪和柠条堆肥两个底肥处理,在此基础上进行不同耕作处理,分别为免耕、翻耕15 cm、翻耕35 cm、翻耕45 cm,共8个处理。分析底肥和翻耕对黄瓜连作土壤养分、酶活性、黄瓜生物量和产量的协同影响作用。结果表明:(1)与传统鸡粪相比,柠条堆肥施用下pH和土壤肥力指数分别显著提升了1.42%和1.84%,土壤EC值、有机质含量、有效磷含量、脲酶活性和磷酸酶活性分别降低了2.61%、5.36%、27.84%、3.51%和3.44%,连续种植后这种差异逐渐减弱,两种肥料处理对黄瓜产量无显著影响。(2)土壤EC值、全氮含量、全磷含量、有效磷含量、脲酶活性均随翻耕深度增加而降低,且免耕和翻耕15 cm处理间的氮素和磷素含量无显著差异,并显著高于其他翻耕处理,而不同耕作处理间黄瓜产量无显著差异。土壤肥力指数随翻耕深度的增加呈先增加后降低的趋势,翻耕15 cm处理土壤肥力指数最高,较其他处理分别显著提高1.20%、5.35%和9.92%。(3)连续种植后土壤有机质和磷素得到累积,且黄瓜产量受栽培季节的影响,秋冬茬黄瓜产量低于早春茬,但土壤肥力变化趋势与之相反。因此,柠条堆肥的连续施用促进了设施黄瓜的增产和土壤肥力的提升,同时结合深翻改善了土壤养分的表层累积,有效缓解了土壤酸化和盐渍化,栽培季节显著影响土壤肥力和黄瓜产量。     

有机营养液灌溉下发酵秸秆添加生物炭对番茄生长和品质影响

针对玉米秸秆资源化利用率低,化肥大量施用造成作物减产、品质下降等问题,利用玉米秸秆直接压缩成块作为栽培基质,设计添加生物炭处理,并进行有机和无机营养液灌溉的研究,具体处理为发酵秸秆块+无机营养液灌溉(SI)、发酵秸秆块+有机营养液灌溉(SO)、发酵秸秆块+生物炭+无机营养液灌溉(SBI)和发酵秸秆块+生物炭+有机营养液灌溉(SBO),系统评价其对番茄植株长势、光合和荧光特性、果实特性与品质的影响。结果表明,生长前期和中期,发酵秸秆块添加生物炭处理相对纯秸秆块处理显著增加株高、地上部和地下部鲜重、地上部干重、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度;同一栽培基质下,有机和无机营养灌溉对番茄植株株高、地上部和地下部生物量累积、气孔导度和蒸腾速率无显著影响,但SBO的株高、地上部与地下部干、鲜重均最高,相比SI,地上部和地下部鲜重分别增加了39.97%和44.26%,地上部与地下部干重分别增加了20.52%和40.15%。发酵秸秆块添加生物炭相比纯秸秆块处理,显著降低了可溶性糖含量,增加了番茄产量;同一栽培基质下,有机营养液灌溉相对无机营养液灌溉显著降低有机酸含量,增加糖酸比,且在秸秆块添加生物炭处理下,SBO可溶性固形物含量和番茄产量相比SI分别显著增加了4.3%和11.19%,有机酸含量降低了31.25%。主成分分析表明,发酵秸秆块添加生物炭处理相对纯发酵秸秆块处理在PC1上显著分开,在PC2上,有机与无机营养液灌溉显著分开,且SBO处理有最高的综合得分。因此,发酵秸秆块添加生物炭处理下有机营养液灌溉显著改善光合和蒸腾速率,增加番茄地上部和地下部生物量累积,提高果实品质,增加番茄产量。     

功能菌对土壤与堆肥原料养分释放的影响

以连作土壤和堆肥原料为材料,以不添加菌剂为对照,添加地衣芽孢杆菌(L1)、侧孢芽孢杆菌(L2)、解磷解钾菌(L3)、胶冻样芽孢杆菌(L4)、酵母菌(L5)和光合细菌(L6)为不同处理,研究不同功能菌对其理化性质以及黄瓜幼苗长势的影响,以期筛选高效释磷、释钾、固氮的菌种。结果表明:各菌剂处理下连作土壤和堆肥原料pH、氮素相似,堆肥原料电导率(除L4)、速效磷和钾均显著高于连作土壤处理。L4处理电导率显著高于其他处理,较CK显著增加311.94%,L5处理连作土壤速效磷、速效钾质量分数较CK分别显著提高91.61%、298.72%,L5处理堆肥原料速效钾质量分数显著高于其他处理,且显著高CK 59.76%。总体而言,各菌剂处理较CK对连作土壤黄瓜种子萌发以及生长影响不大,但L5处理较其他处理有利于连作土壤黄瓜种子的萌发以及幼苗的生长。L5和L6处理对堆肥原料黄瓜幼苗株高、叶面积、鲜质量有明显的促进作用,L5处理下黄瓜幼苗株高、叶面积、平均鲜质量比CK分别提高62.25%、93.54%、58.42%。通过主成分分析表明,L5处理对连作土壤以及堆肥原料土壤养分含量的提高以及黄瓜幼苗的生长有显著促进作用。     

微咸水灌溉对玉米秸秆有机复合基质番茄生长及品质特性的影响

为探究以玉米秸秆为主要成分的栽培基质在微咸水和淡水灌溉下对作物生长和品质影响.以单一玉米秸秆为对照(S)、设置添加生物炭(SB)、蚯蚓粪(SE)、生物炭+蚯蚓粪(SBE)4个栽培基质处理,分别进行微咸水和淡水灌溉,共8个处理.结果表明,相同栽培基质下,不同灌溉水处理对苗期株高和茎体积相对生长率无显著影响,在拉秧期SE微咸水相对淡水灌溉增加了株高相对生长率,相对淡水增加了79.49％,且总生物量和根冠比无显著差异;S和SB处理,微咸水相对淡水灌溉显著增加光合速率和蒸腾速率,SE降低蒸腾速率,SBE和SB增加水分利用效率,且SB缓解微咸水胁迫效果最优;相同栽培基质下,微咸水相对淡水灌溉显著增加可溶性固形物含量,在SB处理下含量最高,相对淡水增加了5.56％.SE和SB处理,微咸水相对淡水灌溉显著增加了可溶性糖含量,分别增加53.84％,50.15％,但产量间无显著差异.相对S处理,SE处理增加淡水灌溉下蒸腾速率,具有最高的Fv/Fm,在淡水和微咸水灌溉下,SBE降低了根冠比,SB增加水分利用效率.相对S处理,SB在微咸水灌溉下增加可溶性固形物效果最显著,SE降低有机酸含量和增加可溶性糖含量效果最显著.因此,在不同水灌溉下添加生物炭和有机质可以促进番茄生长、缓解盐胁迫危害以及改善果实品质.     

不同基质下咸、淡水灌溉对番茄生长和品质的影响

设置草炭(P)、草炭+蚯蚓粪(PE)、草炭+生物炭(PB)3种栽培基质,以及微咸水灌溉(b)和淡水灌溉(f)两种灌溉水质,共6个处理,分析栽培基质和灌溉水质对番茄植株生长、光合荧光特性、果实品质和产量的影响。结果表明,各基质处理在淡水和微咸水灌溉下株高和茎体积相对生长率均无显著差异。与草炭处理相比,在淡水灌溉下PE_f显著增加果实可溶性糖11.17%以及可溶性固形物19.84%,PB_f处理显著增加总生物量32.01%和地上部干物质量32.21%;在微咸水灌溉下PE_b、PB_b均显著增加总生物量和地上部生物量,分别为49.41%、63.59%和54.04%、61.27%,且PE_b显著增加光合速率13.2%和气孔导度381.75%,PB_b显著增加光合速率、气孔导度、WUE、qP、ETR,分别为32.69%,71.94%,23.27%,58.87%、14.35%。在相同基质下,PE_b相对PE_f显著增加蒸腾速率49.29%、气孔导度222%和Fm 5.6%,PB_b相对PB_f增加果实Vc含量37.43%和可溶性糖6.25%。在微咸水灌溉下各基质处理产量低于淡水处理,但是相比草炭处理,草炭添加生物炭产量增加32.26%。综合分析表明,在相同基质下,P_b和PB_b相对于淡水灌溉显著降低了综合得分,提高了PE_b的综合得分,且微咸水灌溉下相对P_b处理,PE_b、PB_b均增加了综合得分。因此草炭添加生物炭和蚯蚓粪均有利于缓解微咸水胁迫,提高作物生物量,但根据隶属函数综合排名,在淡水和微咸水灌溉下,草炭添加生物炭处理对番茄生长效果均为最优。     

微咸和淡水灌溉对秸秆复合基质养分特性的影响

为探究以玉米秸秆为主要成分的栽培基质在微咸水和淡水灌溉下对基质养分的影响,以单一玉米秸秆为对照(S),设置玉米秸秆添加生物炭(SB)、蚯蚓粪(SE)、生物炭+蚯蚓粪(SBE)3个处理,分别进行微咸水(b)和淡水(f)灌溉,共8个处理。采用两个栽培茬口进行田间试验,结果表明,冬春茬基质通气孔隙度和容重较夏秋茬呈升高趋势。夏秋茬,微咸水相对淡水灌溉增加了基质容重。冬春和夏秋两茬不同灌溉水下,添加蚯蚓粪和生物炭可显著提高基质持水孔隙度和含水量,且添加生物炭增加容重、降低通气孔隙度。相同基质下,不同灌溉水对基质全氮、全磷、pH无显著影响;微咸水相对淡水灌溉,夏秋茬显著降低了Sb和SEb基质有机质含量,两茬均增加其有效磷和速效钾含量,淡水灌溉下,添加蚯蚓粪和生物炭不同程度增加了基质速效养分含量,SBEf降低了有机质含量、EC,增加了pH。相同基质下,不同灌溉水对基质微量元素无显著影响,但对大量元素有显著影响,冬春茬,微咸水相对淡水灌溉下SBb和SBEb显著增加了基质磷和钾含量,且SBEf显著增加了钙含量,添加蚯蚓粪显著增加了基质磷含量,降低钾含量,SBE处理降低钙和钾含量,增加磷含量。夏秋茬,微咸水灌溉降低了SEb和SBb处理的钙含量,且降低SBEb处理磷含量、SBb处理钾含量。通过主成分分析表明,冬春和夏秋两茬不同灌溉水下显著影响了基质养分含量,两茬试验均表明,微咸水灌溉显著增加基质速效养分,SBEb显著降低基质EC,增加pH。