芒草盐碱地种植的土壤改良效应及其生物质肥料化利用研究

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我国盐碱地分布广泛、类型多样,是我国可利用土地的重要组成部分。盐碱地土壤的改良及合理开发利用已成为我国农业可持续发展的重要途径之一。植物修复技术在改善土壤理化性质的同时产生生态、经济效应,是盐碱地改良利用的重要发展方向。芒草是一种优质耐盐植物,潜在生态与经济价值极高。本试验主要探究芒草盐碱地种植对土壤的改良效应,在此基础上以盐碱地种植的芒草为原料寻找新的利用方式创造经济价值,减少修复盐碱地所需投入。尝试找到一种盐碱地改良与开发利用、同时合理利用芒草资源,发展芒草产业的综合途径。本研究主要结论如下:(1)芒草种植后可有效改良盐碱地土壤理化性质,其中土壤p H由8.86降为8.44,由中度盐碱地转变为轻度盐碱地。电导率由281μs/cm降为203μs/cm,土壤总盐量显著下降。有机质含量由14.63 g/kg变为34.89 g/kg,全氮含量由0.50 g/kg变为0.67 g/kg,全磷含量由0.69 g/kg变为0.86 g/kg,全钾含量无显著变化,土壤肥沃程度明显增加。(2)3个基因型芒草(G1、G2、G3)土壤种植后与对照(CK)相比,G1中细菌群落多样性最好,G2中真菌、细菌群落丰富度最高。4组样本间真菌群落与细菌群落的组成发生明显变化,各真菌属与细菌科相对丰度也有较大差异,其中G1中柄孢壳属(Podospora)真菌与G2中柄孢壳属、裂壳菌属(Schizothecium)真菌,鞘脂单胞菌科(Sphingomonadaceae)细菌及G3中微球菌科(Micrococcaceae)细菌相对丰度均显著高于CK。冗余RDA分析表明影响土壤真菌群落组成的主要环境因子是全磷,而影响土壤细菌群落组成的主要环境因子是p H、全钾、有机质、总有机碳。进一步分析发现柄孢壳属、裂壳菌属、鞘脂单胞菌科均与有机质、总有机碳、碳氮比呈显著正相关。微球菌科相对丰度与全钾呈显著正相关而与p H呈显著负相关。(3)在芒草堆肥发酵试验中,处理1(T1:好氧发酵+用猪粪做N源的发酵方式)经历高温天数最多(29 d),p H、碳氮比、种子发芽指数最早达到腐熟标准,腐熟过程综合用时最短。处理1产品总孔隙度、大小孔隙比、腐殖质品质、总养分(氮+五氧化二磷+氧化钾)含量均显著高于其余3个处理,密度最适合作为植物栽培基质,有机质含量符合要求,产品品质是4个处理中最好的。因此芒草堆肥发酵最适应的方式是处理1。(4)种植在基质I(芒草腐熟物:南荻碳:腐殖酸=14:3:3)中的兰花其叶长、叶展幅度与水苔(CK)无显著差异,叶宽与叶面积仅次于CK。基质J(芒草菌渣:南荻碳=3:1)、基质K(芒草菌渣:南荻碳:腐殖酸:陶粒=6:4:6:3)、基质M(芒草菌渣:南荻碳:腐殖酸:陶粒=4:1:3:3)中种植的兰花在叶长、叶宽、叶面积、叶展等方面均好于CK或与CK无显著差异,SPAD值均与CK无显著差异或显著高于CK,因此认为基质I、J、K、M可以取代水苔用于种植蝴蝶兰。(5)基质E(芒草腐熟物:南荻碳:腐殖酸=11:2:6)中种植的金线莲在株高、茎粗、叶长、叶面积等方面均是在5个处理中最好的。基质A(芒草腐熟物:南荻碳=8:1)的株高、茎粗、叶面积与栽培土(CK)无显著差异,基质H(芒草腐熟物:南荻碳:菜枯=7:1:2)、基质I(芒草腐熟物:南荻碳:腐殖酸=14:3:3)的株高、叶长、叶面积与CK无显著差异,并且5个处理间SPAD无显著差。因此认为基质A、E、H、I可以替代栽培土作为金线莲栽培基质。
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