银杏叶残叶残叶生物有机堆肥的研制与应用结题报告南京林业大学.docx
- 文档编号:9357800
- 上传时间:2023-02-04
- 格式:DOCX
- 页数:17
- 大小:186.92KB
银杏叶残叶残叶生物有机堆肥的研制与应用结题报告南京林业大学.docx
《银杏叶残叶残叶生物有机堆肥的研制与应用结题报告南京林业大学.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《银杏叶残叶残叶生物有机堆肥的研制与应用结题报告南京林业大学.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
银杏叶残叶残叶生物有机堆肥的研制与应用结题报告南京林业大学
银杏残叶生物有机堆肥对玉米生长及土壤性质的影响
苗静王雅琼
指导老师:
张焕朝张瑞丽
(南京林业大学森林资源与环境学院)
摘要:
在人类社会生活、生产中,有机废弃物是一项不可避免的污染物。
畜禽废弃物的随意排放和秸秆的就地焚烧堆积乱放,不仅造成资源浪费、环境污染,而且这种农业有机废弃物未经任何处理直接用于肥料、燃料和饲料的传统应用模式制约着农业有机废弃物利用率、转化率和经济效益的进一步提高。
堆肥作为一种保持良好环境效应的产物,成为处理有机固体废弃物的有效方法之一。
银杏叶中含有天然活性黄酮及苦内酯等多种有益成份以及多种营养成分,其主要营养成分含量较高,尤其是蛋白质、糖、VC、VE、胡萝卜素含量相当丰富,同时含有较丰富的矿物质和微量元素。
银杏叶在被提取物提取完就会弃之,变成废弃物,所以为免造成浪费,本课题将银杏残叶堆肥分别用于田间种植与盆栽试验,并与其它肥料作出对比,研究其对植物生长及其土壤的影响,从而研究利用银杏残叶制成的有机堆肥是否能高效、高质地改良土壤,促进植物的生长发育。
关键词:
银杏叶堆肥土壤植物生长
随着人类社会的发展、科学技术的进步,人类为满足自身活动的需要,在生产和生活过程中会山城大量的有机固体废弃物。
这些有机固体废弃物主要包括农作物秸秆、畜禽粪便、城市生活垃圾以及污水处理厂污泥等。
但是,农业有机废弃物并没有被很好的利用。
目前,我国集约化养殖场的畜禽废弃物只有30%左右得到初步处理和利用,其余70%直接则向环境中排放。
秸秆中只有2.6%左右经过技术处理后被直接还田或者用作动物饲料。
畜禽废弃物的随意排放和秸秆的就地焚烧堆积乱放。
不仅造成资源浪费、地力损伤、环境污染,还对人类健康和周围动植物的生态环境造成严重危害。
另一方面,农业有机废弃物未经任何处理直接用于肥料、燃料和饲料的传统应用模式,正制约着农业有机废弃物利用率、转化率和经济效益的进一步提高。
随着其产量急速增长,有机固体废物累积和对环境污染日趋严重,其处理处置已成为人类面临的重要问题之一。
堆肥作为一种保持良好环境效应的产物,具有生物处理的可持续性和废弃资源的循环利用等特征,成为处理有机固体废弃物的有效方法之一,堆肥化的实质是微生物在适宜的条件下进行新陈代谢作用。
微生物在堆肥过程中扮演着重要角色,不仅与堆肥周期、堆肥质量密切相关,还与臭味控制紧密相关。
银杏(GinkgobilobaL.)是现存种子植物中最古老的孑遗植物。
银杏在我国除黑龙江、吉林、内蒙古、青海、西藏以外,其他地区均有分布。
我国银杏叶年产量在2万吨以上最近几年来还在不断增加中。
现代药理学研究表明,银杏叶及其提取物中含有丰富的黄酮类、内酯类、酚类等多种活性成分等有效成分,具有抗氧化、清除体内有毒游离自由基、扩张血管、保护机体组织和耐缺氧、抗脂质过氧化、改善神经调节,增强自身抗病能力等多种功能,且副作用较小,具有极高的营养、保健、医疗价值。
目前已被广泛应用于医疗、食品防腐、植物保护、畜禽及水产养殖等领域。
而有关银杏叶用于微生物堆肥的报道少见。
银杏叶在被提取物提取完就会弃之,变成废弃物,所以为避免造成浪费,利用银杏残叶中特殊的有益成分,探讨出一种新型的微生物有机无机复合肥,从而更好的为环境的可持续发展做出贡献。
1材料与方法
1.1银杏残叶堆肥:
试验地选为泗洪,工艺流程:
畜禽粪便(含水量>60%)→自然脱水(含水量为50%)→混合(添加料、银杏残叶)→堆制发酵(温度:
60℃左右)→翻料→熟化→干燥→粉碎→包装→生物有机肥。
本试验设2个处理,底料均猪粪和秸秆和少量无机材料,各处理均堆为半径1m高1.5m圆柱体垛形堆体,每个处理重复3次。
处理1:
(代码HC1)秸秆+猪粪。
处理2:
(代码HC2)30%银杏叶+秸秆+猪粪。
过程中统一采用人工翻堆和定时补水,保证通气量和含水率。
用水银温度计分别于每天上午9:
00和下午4:
00测定堆体内部的温度然后取平均值,并用水银温度计记录室温。
堆肥时间控制在60d左右,取样时间为第0d、3d、7d、14d、21d、28d、35d、42d、50d、60d。
由于堆体具有一定体积,为了减小实验数据的误差,在每次翻堆均匀后采取两部分:
一部分放置于室内自然风干,风干后用粉碎机粉碎,然后过100mm目筛,供理化指标的分析;另一部分新鲜样品置于4℃冰箱冷藏室内,供发芽试验等生物学性质以及其它理化指标的分析。
在堆肥第0d、3d、7d、14d、21d、28d、35d、42d、50d、60d取样,每次从堆肥外层、中层、里层各取约200g样品,混匀。
然后把样品一分为二,一份4℃冰箱保存,一份风干、磨细、备用。
1.2盆栽试验
盆栽试验是玉米幼苗盆栽,分为4个处理3次重复。
A、HC2肥料;B、HC1肥料;C、商用有机肥;CK、不施肥。
根据具体植物需求养分量进行分别施肥。
然后测量盆栽土壤理化性质和作物产量及生物量。
1.3田间试验
田间试验是玉米种植,试验小区4个处理3次重复共12个小区。
A:
商用有机肥;B:
HC2肥料;C:
HC1肥料;CK:
不施肥。
施肥量以当地化肥习惯使用量分别计算,生物有机肥与有机无机复混肥以养分N含量折算。
按照不同作物的栽培技术,根据当地施肥方法进行分别施肥,总量以等养分N计算。
1.4样本采集
1.4.1盆栽采样
盆栽试验结束后充分混合盆栽内土样,采取土样放置于室内自然风干,风干后用粉碎机粉碎,然后过100目筛,供理化指标的分析。
作物产量直接采摘称量。
1.4.2田间采样
采用蛇形取样法进行采样。
采取耕作土壤20厘米左右,通常为5-10个点。
充分混合,装入保鲜袋内,作好标签。
土壤运回实验室后,经风干后、磨细、过筛等处理后保存,作好标签以备用,作为基本理化性质分析样品。
1.5土壤和植株样品测定指标
1.5.1土壤理化性质
1)物理性质:
土壤密度、最大持水量、毛管持水量、田间持水量、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、总孔隙度。
采用环刀法测定。
2)化学性质:
有机质—重铬酸钾氧化—外加热法
全氮—半微量凯氏法
有效磷—0.5mol/L碳酸氢钠浸提—钼锑抗比色法测定
速效钾—1mol/L乙酸铵浸提-火焰光度法
1.5.2植物样品测定
1)生物量测定方法:
培养结束后,取出作物,用水将根、枝、叶洗净后烘干计算生物量。
2)吸收元素测定:
有机质—重铬酸钾氧化—外加热法
全氮—半微量凯氏法
有效磷—0.5mol/L碳酸氢钠浸提—钼锑抗比色法测定
速效钾—1mol/L乙酸铵浸提-火焰光度法
2结果与分析
2.1施用不同肥料后盆栽土壤的理化性质
2.1.1盆栽土壤全N含量
原土壤在种植玉米前土壤全氮含量在0.8g/kg左右,未施加肥料的土壤其全N含量是0.53g/kg,比未施肥未种植玉米的土壤全氮含量低,说明植物在生长过程中吸收了土壤中的氮素。
各处理WHA(添加银杏残叶的猪粪堆肥)WHB(未添加银杏残叶的猪粪堆肥)WHC(商用有机肥)的土壤全氮含量高于未施加肥料的土壤全氮含量。
随着肥料施加量的增加,土壤全氮的含量也在增加。
处理WHA和WHB的增长趋势明显高于其他处理。
说明添加银杏新残叶的堆肥明显利于植物的生长,可改良土壤的全氮含量,可改变土壤的养分状况。
图1施用不同肥料后盆栽土壤全N含量
(注:
CK:
空白对照WHA:
添加银杏残叶的猪粪堆肥WHB:
未添加银杏残叶的猪粪堆肥WHC:
商用有机肥,下同)
2.1.2盆栽土壤有机质含量
原土壤在未种植玉米前的有机质含量在15g/kg左右,在经过种植玉米之后,盆栽土壤中的有机质含量在10.7g/kg左右,要低于原土壤有机质含量,说明在植物的生长过程中一部分的有机质进行了转化分解释放其养分供植物吸收,且利用率高。
各处理WHA(添加银杏残叶的猪粪堆肥)WHB(未添加银杏残叶的猪粪堆肥)WHC(商用有机肥)的土壤有机质含量高于未施加肥料的土壤有机质含量。
随着肥料施加量的增加,土壤有机质的含量也在增加。
处理WHA的含量明显高于WHB.说明堆肥中添加银杏残叶堆制好的肥料中的成分使得土壤中的有机质转化快,利用高达到了植物生长所需。
处理WHC商用有机肥的土壤含量远远高于其它处理的土壤有机质含量,说明商用有机肥中的有机质成分过多,而使植物的利用率低造成了浪费。
因此,事宜的施肥量对土壤才有改善的作用反之造成植物的生长状况不好和土壤利用率低的作用。
图2施用不同肥料后盆栽土壤有机质含量
2.1.3盆栽土壤全P含量
未施肥并种植玉米之后的盆栽土壤的全磷含量是1.1g/kg,原土壤为种植玉米未施肥的土壤速效钾含量为1.5g/kg,种植玉米之后的土壤全磷含量低于原土壤的全磷含量,说明,磷素在植物的生长过程中,经过了难溶性的释放和有效磷的固定过程,一部分被植物吸收,其余留在了盆栽土壤中。
各处理WHA(添加银杏残叶的猪粪堆肥)WHB(未添加银杏残叶的猪粪堆肥)WHC(商用有机肥)随着肥料施加量的增加,土壤全磷的含量也在增加。
各处理之间同等施肥量的土壤全磷含量无明显差异,而且随施肥量的增加土壤全磷含量都是呈上升趋势。
图3施用不同肥料后盆栽土壤全P含量
2.1.4盆栽土壤全K含量
未施肥并种植玉米之后的土壤的全K含量是18g/kg,低于土壤全K含量为23g/kg的未施肥未种植玉米的土壤,说明,K含量的一部分被作物吸收利用。
各处理WHA(添加银杏残叶的猪粪堆肥)、WHB(未添加银杏残叶的猪粪堆肥)、WHC(商用有机肥)随着肥料施加量的增加,土壤全K的含量也在增加。
各个处理在施肥之后的盆栽土壤全钾含量高于未施肥的土壤全K含量,说明施入肥增加了植物的利用率,也改善了土壤中的全钾含量低的状况。
商用有机肥的施加与同等水平下其它不同肥料的施加的土壤全钾含量相差不大,说明,自制的堆肥与商用有机肥效果相当,甚至比商用有机肥还要更加适合施入土壤中。
图4施用不同肥料后盆栽土壤的全K含量
2.2盆栽植株对营养元素的吸收情况
2.2.1添加银杏叶残叶堆肥对植株吸收N的影响
未施肥的盆栽作物氮含量在0.08g/kg左右,施加添加银杏残叶的猪粪堆肥10g/kg、30g/kg、50g/kg的处理A1、A2、A3的盆栽作物氮含量分别是0.83g/kg、0.94g/kg、0.91g/kg,远远高出未施肥的盆栽作物含氮量,分别增加了0.75g/kg、0.86g/kg、0.0.83g/kg是A2>A3>A1>CK。
随着施肥量的增加,盆栽作物的氮含量是随之增加又减少的。
未施肥的盆栽作物氮吸收量是0.008g/株,施加肥料之后的盆栽作物氮素的吸收量为0.017g/株、0.031g/株和0.030g/株左右,均高出未施肥的盆栽作物氮吸收量。
随着施肥量的增加,盆栽作物的氮吸收量的变化与氮浓度的变化类似,也是A2>A3>A1>CK。
说明施肥量在大于30g/kg的情况下,肥料的增加抑制了作物对氮素的吸收。
对于盆栽的作物含氮量,处理A1、A2、A3之间差异不显著,但分别与CK差异显著。
对于盆栽的作物吸收量,处理A2、A3分别与CK、A1差异显著,处理A2、A3之间有差异不显著,处理CK、A1之间有差异不显著。
图5施用不同量的银杏残叶堆肥后植株N的含量与植株对N的吸收量
(注:
CK:
空白对照A1:
施用10g/kg的银杏残叶堆肥的盆栽A2:
施用30g/kg的银杏残叶堆肥的盆栽A3:
施用50g/kg的银杏残叶堆肥的盆栽,下同)
2.2.2添加银杏叶残叶堆肥对植株吸收P的影响
盆栽作物的磷含量与吸收量都是随着施肥量的增加而增加的。
未施肥的盆栽作物P含量在2.4g/kg左右,施加10g/kg、30g/kg、50g/kg的处理A1、A2、A3的盆栽作物氮含量分别是3.2g/kg、4.9g/kg、5.6g/kg左右,远远高出未施肥的盆栽作物含P量,分别增加了0.8g/kg、1.5g/kg、3.2g/kg。
随着施肥量的增加,盆栽作物的P含量是随之增加的CK 未施肥的盆栽作物P吸收量是0.02g/株,施加肥料之后的盆栽作物P素的吸收量为0.06g/株、0.17g/株和0.18g/株左右,均高出未施肥的盆栽作物P吸收量。 随着施肥量的增加,盆栽作物的P吸收量也是CK 说明施加添加银杏残叶的猪粪堆肥对作物吸收P素有一定的促进作用。 对于作物的P含量,A3与CK有显著性差异,A1、A2之间无差异显著,与处理A3、CK有差异但不显著。 对于作物的P素吸收量,处理A2、A3之间无显著差异,但分别与A1、CK有差异显著性。 图6施用不同量的银杏残叶堆肥后植株P的含量与植株对P的吸收量 2.2.3添加银杏残叶对植株吸收K的影响 盆栽作物的钾含量与吸收量都是随着施肥量的增加而增加的。 未施肥的盆栽作物K含量在19.5g/kg左右,施加添加银杏残叶的猪粪堆肥10g/kg、30g/kg、50g/kg的处理A1、A2、A3的盆栽作物K含量分别是24.6g/kg、27.4g/kg、32.0g/kg左右,远远高出未施肥的盆栽作物含K量,分别增加了5.1g/kg、7.9g/kg、12.5g/kg。 未施肥的盆栽作物K吸收量是0.2g/株,施加肥料之后的盆栽作物K素的吸收量为0.5g/株、0.9g/株和1.0g/株左右,均高出未施肥的盆栽作物K吸收量。 随着施肥量的增加,盆栽作物的K吸收量和盆栽作物的K含量处理都是CK 对于盆栽作物的钾含量,处理A1、A2之间无差异显著,分别与处理CK、A3有差异但不显著,处理A3与CK差异显著。 对于盆栽作物钾素吸收量,处理A2、A3之间没有显著差异,分别与A1、CK有差异显著。 图7施用不同量银杏残叶堆肥后植株K的含量与植株对K的吸收量 2.3施用不同肥料后田间土壤理化性质 2.3.1土壤全氮含量 原土壤在未种植玉米前总氮含量在1.04g/kg,种植玉米后未施肥的土壤全氮含量为0.8g/kg左右,含量低于未种植玉米土壤。 施肥土壤其全N值明显高于未施加肥料的土壤。 在处理MH1(商用有机肥)、MH2(添加银杏残叶的猪粪堆肥)、和MH3(猪粪堆肥)堆肥中,每个处理都是随着其施加量的增加,土壤全N的含量也在增加。 图8施用不同肥料后田间土壤全N含量 (注: CK: 空白对照A: MH1有机肥B: MH2猪粪秸秆银杏叶C: MH3猪粪秸秆;下同) 2.3.2土壤有机质含量 原土壤在未种植玉米前有机质含量在21g/kg左右,种植玉米后未施肥的土 壤有机质含量为19.3g/kg左右,含量低于未种植玉米土壤。 同时,施加有机肥的土壤其有机质的含量明显高于未施加肥料的土壤,而且高于未种植玉米的土壤有机质含量。 在处理MH1(商用有机肥)、MH2(添加银杏残叶的猪粪堆肥)、和MH3(猪粪堆肥)堆肥中,每个处理都是随着其施加量的增加,土壤有机质的含量也在增加。 图9施用不同肥料后田间土壤的有机质含量 2.3.3土壤全P含量 土壤全磷量即磷的总贮量,包括有机磷和无机磷两大类。 原土壤在未种植玉米前全P含量在1.80g/kg左右,种植玉米后未施肥的土壤全P含量为1.65g/kg左右,含量低于未种植玉米土壤。 同时,施加有机肥的土壤其全P的含量明显高于未施加肥料的土壤,而且高于未种植玉米的土壤全P含量。 在处理MH1(商用有机肥)、MH2(添加银杏残叶的猪粪堆肥)、和MH3(猪粪堆肥)堆肥中,每个处理都是随着其施加量的增加,土壤全P的含量也在增加。 由于土壤中的磷素大部分是以迟效性状态存在,因此土壤全P含量并不能作为土壤磷素供应的指标,全P含量高时并不意味着磷素供应充足,而全P含量低于某一水平时,却可能意味着磷素供应不足,所以含量趋势不足以描述土壤的养分状况。 图10施用不同肥料后田间土壤的全P含量 2.3.4土壤全K含量 原土壤在未种植玉米前全K含量在23g/kg左右,种植玉米后未施肥的土壤全K含量为22.03g/kg左右,含量低于未种植玉米土壤。 同时,施加有机肥的土壤其全K的含量明显高于未施加肥料的土壤,而且高于未种植玉米的土壤全K含量。 在处理MH1(商用有机肥)、MH2(添加银杏残叶的猪粪堆肥)、MH3(猪粪堆肥)堆肥中,每个处理都是随着其施加量的增加,土壤全K的含量也在增加。 图11施用不同肥料后田间土壤的全K含量 2.4田间植株对营养元素的吸收情况 2.4.1添加银杏残叶堆肥对植株吸收N的影响 添加银杏叶的猪粪堆肥处理的作物,其作物的含氮量是0.45g/kg、0.61g/kg和0.69g/kg。 未施加肥料的作物其含氮量是0.35g/kg左右,明显低于经过添加银杏叶的猪粪堆肥处理的作物含氮量。 随着施肥量的增加,作物含氮量明显增加。 对于不同施肥量的小区作物,其对氮吸收量也是呈上升趋势,说明施肥量低于最高施肥量3kg/m2时,随着施肥量的增加,作物对氮的吸收量都会明显升高,促进作物生长。 对于不施加肥料的作物含氮量,处理A2有明显的差异显著。 对于不施加肥料的小区作物的氮吸收量,处理A2也是有明显的差异显著。 图12施用不同量的银杏残叶堆肥后植株N的含量与植株对N的吸收量 (注: CK: 空白对照A1: 施用1.5g/kg的银杏残叶堆肥的田地A2: 施用2.5g/kg的银杏残叶堆肥的田地A3: 施用3.5g/kg的银杏残叶堆肥的田地,下同) 2.4.2添加银杏残叶的堆肥对植株吸收P的影响 未施加肥料的作物磷含量是1.5g/kg左右,添加银杏叶的猪粪堆肥1.5g/kg、2.5g/kg、3.5g/kg的处理A1、A2、A3的作物含磷量是1.7g/kg、1.8g/kg、2.3g/kg,明显高于未施加肥料的作物含磷量。 随着施肥量的增加,作物的含磷量是增加的。 未施加肥料的小区作物磷的吸收量是2.0g/m2左右,不同施肥量的小区作物磷的吸收量分别是1.9g/m2、2.1g/m2、3.9g/m2,A2和A3的小区作物磷吸收量明显高于未施加肥料的小区作物磷的吸收量。 随着施肥量的增加,作物的磷含量和小区的作物吸收量都是增加的,说明在小于3.5g/kg的施肥量的范围内,是对作物生长有一定的促进作用。 经过施肥量的不同施加,A3与CK是有明显的显著差异性的。 图13施用不同量的银杏残叶堆肥后植株P的含量与植株对P的吸收量 2.4.3添加银杏叶残叶堆肥对植株吸收K的影响 施加肥料的作物对钾素的吸收量是明显高于未施加肥料的作物钾素的吸收量。 未施加肥料的作物含钾量是17g/kg左右,施加添加银杏叶的猪粪堆肥1.5g/kg、2.5g/kg、3.5g/kg的处理A1、A2、A3的作物含钾量分别是30g/kg、22g/kg、32g/kg,随着施肥量的增加,作物的含钾量随之减少。 A3的小区作物的钾的吸收量高于A1和A2。 当施肥量大于最小处理施肥量1.5g/kg的时候,抑制了了作物对钾素的吸收,以及作物的生长,对作物的总生物量没有明显影响。 对于作物的含钾量,处理A1与CK差异显著,其余处理之间有差异但不显著。 图14施用不同量的银杏残叶堆肥后植株K的含量与植株对K的吸收量 3.结语 在堆肥工艺过程中,因为受天气影响,采样时间不能具有很好的代表性,因此在原采样次数上根据具体情况,增加采样次数,选取具有代表性数据。 在大田试验和盆栽试验中,由于自身种植技术的不足和实验条件的限制,玉米植株生长不理想,可能会对实验结果造成一定的影响。 由于银杏叶富含多种营养物质、矿物质和微量元素的优良特质,用其制成的堆肥与其他工艺制成的堆肥相比,微生物活性增强,堆肥中有益微生物增加,微生物多样性增加,通过微生物活动使得土壤结构、土壤密度、土壤持水量、非毛管孔隙度、毛管孔隙度等得到改良。 而且经测定土壤中氮、磷、钾等无机元素和有机质均增加,更加有益于植物生长,促进植物发育。 银杏残叶能够改良堆肥性质,使微生物堆肥充分发挥作用,改良土壤,提高土壤养分,促进植物生长发育。 银杏残叶堆肥工艺具有生物处理的可持续性和废弃资源的循环利用的特性,它的成功运用相信能够推动农业生产进入到环保、高效、节约、可持续的新领域。 参考文献 [1]朱维琴,朱正华,章永松.农业有机废弃物资源化与温室二氧化碳施肥在生产上的利用[J].现代化农业,2002, (2): 19-21. [2]李伟,蔺树生,谭豫之,等.作物秸秆综合利用的创新技术[J].农业工程学报,2000,(11): 14-17. [3]薛智勇,汤江武.畜禽废弃物的无害化处理和资源化利用技术进展(上)[J].浙江农业科学,2002, (1): 45-47. [4]李艳霞,王敏健,王菊思,等.城市固体废弃物堆肥化处理的影响因素[J].土壤与环境,1999,8 (1): 61-65. [5]HaugRT.ThePracticalHandbookofCompostEngineering[M].BocaRaton,FL: LewisPublishers,1993. [6]席北斗,刘鸿亮,孟伟,等.高效复合微生物菌群在垃圾堆肥中的应用[J].环境科学,2001,22(5): 122-125. [7]李国学.有机固体废弃堆肥与利用研究进展[A].见: 张福锁主编.土壤与植物营养研究新动态(第3卷)[M].北京: 农业出版社,1995: 319-349. [8]李国学,张福锁.固体废物堆肥化与有机复混肥生产[J].北京: 化学工业出版社,2000: 75,87.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 银杏叶 残叶残叶 生物 有机 堆肥 研制 应用 报告 南京 林业大学