论文部分内容阅读
本研究针对在黄泛平原林地新兴的一种牛粪处理资源化利用技术——养殖蚯蚓牛粪生态处理技术,选取了裸地（BG）、养殖蚯蚓1a的欧美杨107杨（Populus×euramericana cv.74/76）林地（D1）及其未养殖蚯蚓的对照区（CK1）、养殖蚯蚓5a的欧美杨中林46杨（Populus×euramericana cv.‘Zhong lin 46’）林地（D5）及其未养殖蚯蚓的对照区（CK5）共5处样地作为研究区域。通过对5处样地的水热条件、土壤质量、杨树生长和生理状况的分析,对杨树林下养殖蚯蚓的牛粪生态处理技术在黄泛平原林地可能产生的生态、经济效应进行综合评定,以期为该技术在黄泛平原区域的推广提供参考。主要研究结果如下:（1）在杨树林下养殖蚯蚓能降低一天中8:00～18:00的空气温度和0～20cm深的土壤温度,增大空气相对湿度;养殖蚯蚓1a样地（D1）的空气温度及10cm、15cm、20cm深的土壤温度在一天里均显著低于未养殖蚯蚓的样地（CK1）（P<0.05）,5cm深土壤温度日变化也明显低于未养殖蚯蚓的样地（CK1）,只在一天中的18:00时差异不显著;养殖蚯蚓1a样地的空气相对湿度（D1）在一天里均显著高于未养殖蚯蚓的样地（CK1）（P<0.05）。在杨树林下养殖蚯蚓还能降低一天中8:00～18:00的空气温湿度及0～20cm深土壤温度的变化幅度;不同样地空气温湿度及0～20cm深土壤温度的日较差大小排序均为BG>CK1>D1。（2）在杨树林下养殖蚯蚓能够改善土壤的理化性状,且养殖蚯蚓5a较1a的效果更显著,养殖蚯蚓1a样地（D1）的土壤容重、p H、有机质较对照区（CK1）差异均不显著,但土壤含水率较对照区显著提高63.15%（P<0.05）;养殖蚯蚓5a样地（D5）的土壤容重、p H分别较对照区（CK5）显著降低9.64%、1.58%,含水率、有机质分别较对照区显著提高85.18%、197.48%（P<0.05）。在杨树林下养殖蚯蚓能够提高土壤肥力,且养殖蚯蚓5a较1a的效果更显著,养殖蚯蚓1a的样地（D1）土壤全氮、全钾、有效磷、速效钾较对照区（CK1）均无显著差异,土壤全磷较对照区（CK1）显著低12.31%（P<0.05）,可能是短期养殖蚯蚓加速了土壤磷的矿化,导致磷元素在没有良好土壤结构储存的情况下流失;养殖蚯蚓5a的样地（D5）土壤全钾较对照区（CK5）无显著差异,全氮、全磷、有效磷、速效钾分别较对照区显著提高187.88%、36.54%、1257.06%、232.62%（P<0.05）;D1、CK1、D5、CK5样地由土壤容重、有机质、全氮、全磷、全钾、有效磷、速效钾7个指标计算得出的土壤肥力综合评价指标分别为0.538、0.462、1和0。在杨树林下养殖蚯蚓能提高土壤呼吸强度,养殖蚯蚓1a和5a的样地（D1、D5）土壤呼吸碳通量较其对照区（CK1,CK5）分别显著提高了29.21%、208.38%（P<0.05）。（3）在杨树林下养殖蚯蚓对杨树的生长有利,且养殖蚯蚓5a较1a样地的影响更显著。养殖蚯蚓1a的样地（D1）杨树平均树高、树冠投影面积、材积较对照区（CK1）无显著差异,胸径较对照区显著提高14.81%（P<0.05）;养殖蚯蚓5a的样地（D5）杨树平均胸径、树高、树冠投影面积、材积分别较对照区（CK5）显著提高17.14%、19.93%、32.97%、56.90%（P<0.05）。（4）养殖蚯蚓2a和6a的样地分别为1a和5a样地的第二年,其杨树叶片最大净光合速率均高于其对照,即最大光合潜力较对照区杨树叶片的大;养殖蚯蚓2a和6a的样地杨树叶片光补偿点均低于其对照区,即利用弱光的能力较对照区强;养殖蚯蚓2a和6a的样地杨树叶片暗呼吸速率即生理活性均低于其对照区。（5）养殖蚯蚓牛粪生态处理技术的生态效益有消纳畜禽养殖粪污、改良土壤、改善当地水热条件。消纳畜禽养殖粪污可避免因其不合理堆制造成的环境污染,其年牛粪消纳量为每亩100m3～125m3;改良土壤可减轻水土流失、土壤持续沙化和土壤盐渍化等当地存在的生态环境问题;改善水热条件可减轻当地因空气温湿度、土壤温度等水热条件在空间和时间上的分布不均造成的风沙危害。（6）养殖蚯蚓牛粪生态处理技术的直接经济效益来源为蚯蚓、蚯蚓粪和杨树材积。蚯蚓和蚯蚓粪的年净收益每亩可达8556元;若夏季伐木,养殖蚯蚓1a的样地（D1）较其对照区（CK1）木材总价格每亩能增加374.40元,养殖蚯蚓5a的样地（D5）较其对照区（CK5）木材总价格每亩能增加718.93元。通过林下牛粪养殖蚯蚓年亩消纳的畜禽粪污利用高温好氧堆肥模式生产有机肥的成本为1.20～2.63万元,此为间接经济效益。