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灵芝渣有机肥制备及对盐碱土改良效果研究

杨惠婷

灵芝渣有机肥制备及对盐碱土改良效果研究

杨惠婷1
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作者信息

  • 1. 内蒙古科技大学
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摘要

中药渣(TraditionalChineseMedicineResidue,TCMR)是药用材料提取药用成分后残留的固体物质,中国每年约产7000万吨中药渣。常规处置方式如焚烧、填埋、堆放等存在资源浪费和污染生态环境的问题,将其开发为高值产品是资源化利用的有效途径。本研究利用灵芝渣好氧发酵制备有机肥,通过室内堆肥正交实验确定灵芝渣好氧堆肥最优条件,通过室外覆盖纳米堆肥覆盖膜进行自然堆肥制备灵芝渣有机肥;将灵芝渣有机肥作为盐碱土壤改良剂,通过室内土柱淋溶实验及土壤培养实验,考察灵芝渣有机肥对盐碱土壤的脱盐效果以及对土壤理化性质、微生物群落结构组成和碳源利用能力的影响,探究灵芝渣有机肥对盐碱土的改良效果。通过上述研究主要得到以下结论: (1)室内堆肥正交试验确定的灵芝渣最优堆肥条件为碳氮比35、含水率60%、自然堆肥和环境温度30℃;最优条件下堆肥产品的总腐殖酸、水溶性腐殖酸、游离腐殖酸含量分别为350.50g/kg、88.8g/kg和233.59g/kg。 (2)灵芝渣室外自然堆肥过程中堆肥温度超过55℃的时间为48d;灵芝渣纤维状结构逐渐被破坏、降解,颗粒团状逐渐变大;堆体含水率和电导率逐渐下降,堆肥产品总腐殖酸、游离腐殖酸、水溶性腐殖酸不断升高,腐熟期分别达到397.25g/kg、260.33g/kg、112.30g/kg;腐熟期堆体电导率小于4mS/cm,E4/E6值为1.14;制备的灵芝渣有机肥达到卫生标准(温度gt;50℃)、腐熟度高、符合土壤安全施用范围,可作为土壤改良剂使用。 (3)灵芝渣有机肥可促进盐碱土壤中Na+、Ca2+、HCO3-、Mg2+、Cl-的淋出;淋溶后灵芝渣有机肥改良盐碱土壤的pH、电导率、Na+、Ca2+、Mg2+和K+含量均低于对照;灵芝渣有机肥添加比例为25%的FSA处理淋溶脱盐效果最好。 (4)灵芝渣有机肥显著提高了盐碱土中速效磷、有机质、水解氮以及铵态氮含量,提高了土壤含水率和孔隙度,降低了土壤容重、电导率以及pH值;灵芝渣有机肥添加比例为25%的FSA处理对盐碱土壤理化性质的改善最为显著。 (5)灵芝渣有机肥提高了土壤淀粉酶和蔗糖酶活性;增加了盐碱土壤细菌和真菌的多样性和丰富度;降低了Ascomycota和中度嗜盐菌Proteobacteria的相对丰度,增加了耐盐菌Bacteroidota、Firmicutes、好氧菌Actinobacteriota、Chloroflexi和Basidiomycota的相对丰度;增加了Biosynthesisofaminoacids、Carbonmetabolism和Ribosome途径的功能基因丰度。 (6)灵芝渣有机肥提高了盐碱土壤微生物碳源利用率,灵芝渣有机肥处理组的36h平均每孔颜色变化率值比对照组显著增加了4300%-7700%。 上述研究结果表明灵芝渣可单独进行好氧堆肥,堆肥产品即灵芝渣有机肥在提高水溶性盐离子淋洗效率、降低盐碱土壤pH、电导率、盐碱度,增加土壤肥力,提高土壤酶活性,增加土壤微生物群落多样性,降低human_pathogens_all和animal_parasites_or_symbionts代谢功能丰度,提高碳源利用率等方面有积极作用,对盐碱土具有良好的改良作用。本研究可为中药渣有机肥改良盐碱土壤提供基础理论数据及借鉴经验,为中药渣资源化利用及盐碱土壤生物改良提供新途径。

关键词

盐碱土改良/有机肥/灵芝渣/腐殖酸/淋溶/微生物群落

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授予学位

硕士

学科专业

生物学

导师

石春芳/毕捷

学位年度

2022

学位授予单位

内蒙古科技大学

语种

中文

中图分类号

S1
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