【摘要】：畜牧業(yè)和食用菌產(chǎn)業(yè)迅速擴(kuò)張,導(dǎo)致牛糞和菌渣的累積量不斷增加,這已成為環(huán)境污染的重要來(lái)源之一。此外,農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中不合理的施肥管理也會(huì)引起水質(zhì)惡化。堆肥化處理是目前主要的農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用方式。但是傳統(tǒng)堆肥受到堆制時(shí)間、養(yǎng)分含量、微生物多樣性的影響,資源化利用效率較低。與傳統(tǒng)堆肥相比,蚯蚓堆肥是一種高效的生物轉(zhuǎn)化技術(shù),蚯蚓堆肥不僅加快了有機(jī)質(zhì)的礦化速率,還產(chǎn)生具有很高的微生物活性和高含量磷、鉀的蚯蚓糞,它是有效改善土壤質(zhì)量、提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)的土壤改良劑。因此,研究蚯蚓糞對(duì)于土壤質(zhì)量、作物生長(zhǎng)和品質(zhì)及土壤養(yǎng)分流失的影響對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。本研究針對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物牛糞和菌渣,進(jìn)行傳統(tǒng)堆肥和蚯蚓堆肥,通過(guò)測(cè)定傳統(tǒng)堆肥和蚯蚓糞的化學(xué)性質(zhì)、微生物群落多樣性和酶活性,從本質(zhì)上了解堆肥和蚯蚓糞的性質(zhì)區(qū)別。在此基礎(chǔ)上,設(shè)置不施肥、化肥、牛糞堆肥、牛糞蚯蚓糞、牛糞-菌渣堆肥、牛糞-菌渣蚯蚓糞6個(gè)處理,通過(guò)盆栽試驗(yàn),研究蚯蚓糞對(duì)土壤養(yǎng)分、酶活性、微生物量碳以及菜心光合性能、根系形態(tài)、生物量、品質(zhì)等方面的影響。進(jìn)一步探究蚯蚓糞對(duì)土壤養(yǎng)分持留的影響機(jī)理。旨在為農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用以及減少肥料對(duì)環(huán)境的污染提供科學(xué)數(shù)據(jù)。主要研究結(jié)果如下:(1)蚯蚓堆肥過(guò)程加強(qiáng)了對(duì)有機(jī)物的礦化,與牛糞堆肥、牛糞-菌渣堆肥相比,蚯蚓糞的速效磷、硝態(tài)氮含量顯著增加,而銨態(tài)氮含量降低。(2)不同堆肥處理的有機(jī)物料,微生物群落(門)多樣性發(fā)生了明顯變化。與堆肥相比,蚯蚓糞中的Saccharibacteric和放線菌門(Actinobacteria)的相對(duì)豐度增加,這種變化在牛糞-菌渣蚯蚓糞中更加明顯。此外,蚯蚓糞中含有一些促生菌,包括固氮菌:腸桿菌屬(Enterobacter)、根瘤菌屬(Rhizobium)、紅螺菌屬(Rhodospirillales)、伯克霍爾德氏菌科(Burkholderiaceae),解磷細(xì)菌:硫桿菌屬(Thiobacillus)等。(3)不同處理下,土壤的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生顯著變化。與不施肥相比,化肥、牛糞堆肥、牛糞-菌渣堆肥、牛糞蚯蚓糞、牛糞-菌渣蚯蚓糞均提高了土壤全氮、全磷、速效磷、速效鉀含量,速效磷含量在化肥、牛糞堆肥處理下提高最多,分別提高了 45.66%、31.51%。而速效鉀含量在牛糞堆肥、牛糞-菌渣堆肥處理下提高最多,分別提高了178.62%、168.01%。銨態(tài)氮含量在不同處理間變化不明顯。值得注意的是化肥提高了 204.94%的硝態(tài)氮含量,而堆肥和蚯蚓糞對(duì)于土壤硝態(tài)氮含量沒(méi)有顯著影響。(4)施用蚯蚓糞促進(jìn)了土壤微生物活動(dòng)和酶活性,牛糞堆肥、牛糞蚯蚓糞、牛糞-菌渣蚯蚓糞顯著提高了土壤呼吸強(qiáng)度,牛糞-菌渣蚯蚓糞的提升幅度最大,比化肥、不施肥分別提高了 68.97%、81.48%。土壤微生物量碳含量在牛糞蚯蚓糞、牛糞-菌渣蚯蚓糞中最高,與不施肥相比分別提高了 157%和100%。堆肥、蚯蚓糞均提高了土壤轉(zhuǎn)化酶、β-葡萄糖苷酶、N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶活性。轉(zhuǎn)化酶、N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶在蚯蚓糞處理下活性更高,酸性磷酸酶在堆肥處理下活性更高。(5)施用堆肥和蚯蚓糞顯著提高了菜心的凈光合速率、總根長(zhǎng)、總根表面積、分枝數(shù)等光合性能指標(biāo)和根系指標(biāo),并且,蚯蚓糞的提升幅度要大于堆肥。其中,牛糞-菌渣蚯蚓糞的效果最佳。(6)施用蚯蚓糞,不同程度的改善了菜心品質(zhì)。與化肥相比,蚯蚓糞降低了 80%的硝酸鹽含量;另外,牛糞蚯蚓糞、牛糞-菌渣堆肥、牛糞-菌渣蚯蚓糞分別提高了 106%、114%、48%的可溶性糖含量;牛糞蚯蚓糞還顯著提高了菜心氨基酸含量;與不施肥相比,牛糞-菌渣堆肥、牛糞-菌渣蚯蚓糞顯著提高了菜心維生素C含量。(7)與化肥和不施肥相比,施用堆肥僅顯著降低了土壤地表徑流、氨氮和全磷的流失量。而蚯蚓糞除此之外還降低了土壤下滲液和硝態(tài)氮的流失量。從總體來(lái)看,牛糞-菌渣蚯蚓糞對(duì)于減少土壤水分、養(yǎng)分流失效果最好。綜上所述,堆肥和蚯蚓糞均提高了土壤養(yǎng)分含量并減少養(yǎng)分流失,但是蚯蚓糞在養(yǎng)分含量、微生物多樣性、減少養(yǎng)分流失、提高菜品質(zhì)等方面,效果要優(yōu)于傳統(tǒng)堆肥。這有助于農(nóng)業(yè)廢棄物的高效利用以及降低施用化肥帶來(lái)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),對(duì)于改善土壤質(zhì)量,提高蔬菜品質(zhì)有重要指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：海南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S634.5;X71
【圖文】：

圖２邋ＫＧＥＥ代謝途徑差異性分析逡逑Ｆｉｇ．２邋Ａｎａｌｙｓｉｓ邋ｏｆ邋Ｍｅｔａｂｏｌｉｃ邋Ｐａｔｈｗａｙ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ逡逑

３．２．２對(duì)土壤呼吸的影響逡逑土壤呼吸主要由土壤微生物（異養(yǎng)呼吸）和根系（自養(yǎng)呼吸）代謝產(chǎn)生，土壤呼逡逑吸強(qiáng)度的大小可反映微生物、根系代謝強(qiáng)度。由圖３可以看出，與不施肥（ＣＫ）、逡逑化肥（Ｆ）相比，牛糞堆肥（Ｃ）、牛糞蚯蚓糞（ＣＶ）、牛糞－菌渣蚯蚓糞（ＭＶ）顯逡逑著提高了土壤呼吸強(qiáng)度（尸＜０．０５）。與Ｆ比分別提高了邋３７．９３％、６８．９７％、３７．９３％，逡逑與ＣＫ比分別提高了邋４８．１５％、８１．４８％、４８．１５％。這說(shuō)明Ｃ、ＣＶ、ＭＶ處理提高了土逡逑壤微生物活性。逡逑６邋邐邐邐邐逡逑廣？邋■邋ｂ逡逑＿Ｂ＿逡逑ｕ邋ｉ邐ｉ邐１邐ｉ邐Ｉ邐Ｔ邐—邋ｒ逡逑Ｃ邐ＣＶ邐Ｍ邐ＭＶ邐Ｆ邋ＣＫ逡逑圖３不同處理對(duì)土壤呼吸強(qiáng)度的影響逡逑Ｆｉｇ．３邋Ｅｆｆｅｃｔｓ邋ｏｆ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ邋ｏｎ邋ｓｏｉｌ邋ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ逡逑不同處理間不同小寫字母代表差異顯著性戶＜0．0５逡逑３．２．３對(duì)土壤微生物量碳的影響逡逑土壤微生物量碳也是表征土壤質(zhì)量的指標(biāo)之一，從一定程度上反映了土壤的微生逡逑物量。由圖４可以看出，土壤微生物量碳含量在化肥（Ｆ）和不施肥（ＣＫ）之間沒(méi)有逡逑變化，與化肥和不施肥相比，施用堆肥和蚯蚓糞顯著提高了土壤微生物量碳含量逡逑＜０．０５）。其中

圖５不同處理對(duì)土壤轉(zhuǎn)化酶活性的影響逡逑Ｆｉｇ．５邋Ｅｆｆｅｃｔｓ邋ｏｆ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ邋ｏｎ邋ｓｏｉｌ邋ｉｎｖｅｒｔａｓｅ邋ａｃｔｉｖ不同處理間不同小寫字母代表差異顯著性Ｐ＜０．０５逡逑糖苷酶逡逑土壤碳循環(huán)中主要的酶，在產(chǎn)生糖的低分子量碳水化合１７逡逑

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本文編號(hào)：2745417