编辑推荐:
为解决埃塞俄比亚西部土壤肥力问题,研究人员探究蚯蚓堆肥和 NPS 肥料联用效果,发现可改善土壤多项指标,意义重大。
在埃塞俄比亚西部,土地从自然植被向耕地的转变以及土壤肥力管理不善,导致土壤养分大量流失。持续耕种、作物残茬管理不当、养分因侵蚀而减少、氮素投入低或缺乏以及缺乏轮作计划等因素,使得土壤的物理、化学和生物学性质下降。这不仅加剧了粮食短缺,还致使农业生产力不断下滑。土壤酸性、养分失衡,如磷(P)、钙(Ca)、镁(Mg)等元素的缺乏,以及铝(Al)、锰(Mn)等元素的有害浓度,都严重限制了作物的生长。为了应对这些挑战,来自埃塞俄比亚的研究人员开展了一项重要研究,该研究成果发表在《Discover Agriculture》杂志上。
研究人员来自 Bako 农业研究中心、Haramaya 大学和 Ambo 大学。他们通过联合施用蚯蚓堆肥(Vermicompost)和氮磷硫复合肥(NPS),试图找到提升土壤肥力的有效方法。这项研究对于保障当地粮食安全、促进农业可持续发展具有重要意义。
在这项研究中,研究人员采用了多种关键技术方法。首先,他们在 Bako 农业研究中心选定研究区域,采集土壤样本,并对样本进行处理和分析。通过测定土壤的物理和化学性质,包括土壤质地、容重、总孔隙度、土壤水分、pH 值、有机碳、总氮、有效磷等指标,来评估土壤肥力状况。在实验设计上,设置了四个蚯蚓堆肥水平(0、2.32、3.48 和 4.64 吨 / 公顷)和四个 NPS 肥料水平(0、50、75 和 100 千克 / 公顷),以随机完全区组设计(RCBD)进行实验,每个处理设置三个重复。实验结束后,再次采集土壤样本进行分析,对比不同处理下土壤性质的变化。
研究结果
- 土壤物理性质
- 容重:方差分析表明,蚯蚓堆肥和 NPS 的交互作用对土壤容重有显著影响(P≤0.05)。施用 100% 推荐量的蚯蚓堆肥(4.64t VC/ha)和 75kg NPS/ha 的地块土壤容重最低(1.28g/cm3),而对照处理的容重最高(1.45g/cm3)。土壤有机质与容重呈显著负相关(r=-0.67**),这意味着蚯蚓堆肥的施用降低了土壤容重。
- 总孔隙度:蚯蚓堆肥和 NPS 的交互作用对土壤总孔隙度有极显著影响(P≤0.01)。施用 100% 推荐量的蚯蚓堆肥(4.64t/ha)和 75kg NPS/ha 的地块土壤总孔隙度最大(51.46%),对照地块最低(42.79%)。随着蚯蚓堆肥施用量的增加,土壤容重降低,总孔隙度增加。
- 水分含量:蚯蚓堆肥和 NPS 的交互作用对土壤水分含量有显著影响(P≤0.01)。施用 100% 推荐量的蚯蚓堆肥(4.64t/ha)和 75kg NPS/ha 的地块土壤水分含量最高(25.94%),对照地块最低(18.39%)。所有处理(蚯蚓堆肥和 NPS 联合施用)均增加了土壤水分含量。
- 土壤化学性质
- 土壤反应(pH):NPS 的主效应和蚯蚓堆肥的交互作用对土壤 pH 的影响不显著,只有蚯蚓堆肥的主效应对土壤 pH 有显著差异(P<0.05)。对照地块土壤 pH 最低(5.25),施用 4.64t VC/ha 的地块最高(5.73)。施用不同量蚯蚓堆肥后,土壤 pH 值处于强酸性到弱酸性之间。
- 有机碳:蚯蚓堆肥和 NPS 的交互作用对土壤有机碳水平有极显著影响(P≤0.01)。施用 100% 推荐量的蚯蚓堆肥(4.64t VC/ha)和 100kg NPS/ha 的地块土壤有机碳含量最高(2.51%),对照地块最低(1.33%)。随着蚯蚓堆肥和 NPS 水平的增加,土壤有机碳含量上升。
- 总氮:蚯蚓堆肥和 NPS 的交互作用对土壤总氮含量有极显著影响(P≤0.01)。施用 100% 推荐量的蚯蚓堆肥(4.64t/ha)和 100kg NPS/ha 的地块土壤总氮含量最高(0.216%),对照地块最低(0.11%)。蚯蚓堆肥矿化释放的氮和 NPS 提供的氮,增加了土壤中的总氮含量。
- 有效磷:蚯蚓堆肥和 NPS 的交互作用对有效磷有极显著影响(P≤0.01)。施用 100% 推荐量的蚯蚓堆肥(4.64t/ha)和 100kg NPS/ha 的地块土壤有效磷含量最高(10.17mg/kg),对照地块最低(5.11mg/kg)。NPS 提供的磷和蚯蚓堆肥释放的磷,增加了土壤中的有效磷含量。
- 交换性钾:肥料的交互作用和蚯蚓堆肥的主效应在 P≤0.05 时有显著差异。施用 100kg NPS/ha 和 0t VC/ha 的处理交换性钾含量最低(0.63cmol (+)/kg),100% 推荐量的蚯蚓堆肥(4.64t/ha)和 100kg NPS/ha 的肥料处理最高(1.57cmol (+)/kg)。蚯蚓堆肥释放的钾增加了土壤交换性钾含量。
- 阳离子交换容量(CEC):蚯蚓堆肥和 NPS 肥料对土壤阳离子交换容量的交互作用显著(P<0.05)。添加蚯蚓堆肥和 NPS 后,土壤阳离子交换容量在 15.43 - 23.25cmol (+)/kg 之间,处于中等范围。
- 交换性镁(Mg):蚯蚓堆肥和 NPS 肥料对土壤交换性镁的交互作用显著(P<0.05)。蚯蚓堆肥释放的镁和两种肥料的联合作用导致交换性镁增加。
研究结论与讨论
综合研究结果表明,在埃塞俄比亚西部奥罗米亚州的 Bako 地区,联合施用不同比例的蚯蚓堆肥和 NPS 肥料,对土壤肥力指标如容重、总孔隙度、阳离子交换容量、pH 值、交换性总氮、有机碳、交换性钙镁和有效磷等均有显著影响。与单独使用有机或无机改良剂相比,综合土壤肥力管理,即联合使用蚯蚓堆肥和 NPS 肥料作为养分来源,是管理土壤肥力的最佳选择。这一研究成果为解决当地土壤肥力低的问题提供了现实可行的方法,对于类似农业生态地区也具有重要的参考价值。建议当地农民采用蚯蚓堆肥和 NPS 肥料联合施用的方式,以实现土壤肥力的可持续提升和作物的高产稳产。