园林绿化废弃物堆肥对苗圃土壤肥力提升效果及机理研究

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以北京市通州区规模化苗圃为研究对象,在土壤肥力评价基础上,从有机碳组分、酶活性、细菌和真菌群落结构层面揭示园林绿化废弃物堆肥提高土壤肥力的机理,同时,研究园林绿化废弃物堆肥对苗木生长效应的影响,筛选最优施肥处理。通过探究园林绿化废弃物堆肥对苗圃土壤肥力提升效果及机理,不仅为园林绿化废弃物再利用提供数据支撑、减轻环境压力,也为苗木施肥管理和苗圃土壤质量提升提供科学依据。主要研究结果如下:(1)土壤肥力调查发现,通州区苗圃土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量分别在1.03-31.30 g?kg-1、0.13-1.25 g?kg-1、4.90-84.00 mg?kg-1、9.25-146.11mg?kg-1和35.06-209.34 mg?kg-1之间,土壤综合养分评价处于中等及以下等级,整体肥力偏低。(2)盆栽试验研究表明,施肥1年后,与化肥单施处理相比:(1)堆肥单施处理土壤有机质、全氮、铵态氮、有效磷、速效钾、有效态铁、有效态锰和有效态锌含量显著提高32.73-131.33%,50%化肥+50%堆肥处理显著提高13.54-166.00%,表明堆肥能显著提高苗圃土壤肥力。(2)堆肥单施处理土壤富里酸碳、胡敏酸碳、可溶性有机碳和球囊霉素碳含量显著提高30.14-177.06%,50%化肥+50%堆肥处理显著提高30.14-100.00%;球囊霉素碳在堆肥单施处理下敏感系数为229.03%,且与土壤氮磷含量显著正相关,表明球囊霉素碳是衡量土壤肥力的重要指标;50%化肥+50%堆肥处理显著增加土壤芳香类化合物峰面积,可达400.47,使有机碳结构复杂化,稳定性增强,有利于土壤固碳培肥。(3)堆肥单施处理土壤蔗糖酶、脲酶、蛋白酶、碱性磷酸酶、脱氢酶和过氧化氢酶活性显著提高24.14-425.15%,50%化肥+50%堆肥处理显著提高32.34-539.31%;过氧化氢酶活性对土壤养分和有机碳组分解释量较高,分别为74.10%和54.30%,表明堆肥可通过提高土壤过氧化氢酶活性,促进有机碳分解,释放养分。(4)土壤养分和有机碳组分含量分别解释细菌群落结构变化的90.76%和72.46%,其中土壤有效磷和球囊霉素碳含量是影响细菌群落结构的关键因素。(5)土壤养分和有机碳组分含量分别解释真菌群落结构变化的87.37%和60.56%,其中土壤有机质和可溶性有机碳含量是影响真菌群落结构的关键因素。(3)大田试验研究表明,与化肥单施处理相比,50%化肥+50%堆肥处理西府海棠叶片、树枝和树干生物量显著提高13.85%、11.11%和10.10%,叶片中氮素积累量、可溶性糖和可溶性蛋白含量显著提高17.34%、6.21%和22.24%。苗木生长指标综合评价表明,50%化肥+50%堆肥处理指数高达0.95,排名第一。综上所述,园林绿化废弃物堆肥可通过影响土壤球囊霉素碳含量、过氧化氢酶活性和微生物群落结构提升苗圃土壤肥力。球囊霉素碳分泌增加,敏感性系数高,与土壤氮磷含量、过氧化氢酶活性和细菌群落结构显著正相关,是衡量土壤肥力的重要指标;过氧化氢酶活性提高加速氧化还原反应速率,分解土壤有机碳,释放养分;土壤有效磷和有机质含量的增加也决定了土壤细菌和真菌群落结构的变化。50%化肥+50%堆肥处理苗木生长效果最优,是苗圃施肥管理过程的最佳推荐方案。研究结果对提高林地土壤质量、科学培育苗木具有重要价值和实际意义。
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