生物質(zhì)炭基解鉀菌肥的試制及其在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用.pdf

1、在我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，施用化學(xué)鉀肥是土壤速效鉀的主要補(bǔ)充途徑。據(jù)資料顯示，中國(guó)鉀肥的生產(chǎn)量只占世界的0.34％，而消耗量卻占到14.70％，雖然每年進(jìn)口200多萬(wàn)噸鉀肥，卻仍然不能滿(mǎn)足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)鉀肥的需要。我國(guó)土壤鉀素含量豐富，但其中95.0％的鉀為礦物態(tài)鉀，主要存在于鉀長(zhǎng)石和云母中，可供作物直接吸收利用的速效鉀不超過(guò)全鉀量的2.0％。因此，如何促進(jìn)土壤中礦物態(tài)鉀的釋放對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要的理論和實(shí)踐意義。膠凍樣芽孢桿菌(Bacillus

2、Mucilaginosus)對(duì)土壤中的含鉀硅酸鹽礦石具有較強(qiáng)的分解能力，常被制作成菌肥應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，而其菌劑在根際土壤的定殖以及在作物生長(zhǎng)期保持較高的成活率，是影響人工接種菌劑能否有效提高作物產(chǎn)量和提升作物品質(zhì)的重要因素。生物質(zhì)炭(biochar)是作物秸稈在完全或部分厭氧的情況下經(jīng)熱解(350-500℃)炭化產(chǎn)生的一類(lèi)高度芳香化、難熔性、低密度炭化固態(tài)物質(zhì)，其具有從納米到數(shù)十微米的豐富孔隙，這種孔隙結(jié)構(gòu)能夠?yàn)槲⑸锾峁└街稽c(diǎn)和較大

3、的生存空間;同時(shí)，生物質(zhì)炭還含有一定量易分解的有機(jī)物質(zhì)，可為微生物的生長(zhǎng)提供一定的碳源和氮源;然而，不同原料制備的生物質(zhì)炭性質(zhì)存在差異，而且生物質(zhì)炭本身較高的pH可能對(duì)微生物的存活產(chǎn)生不利影響。因此，本研究嘗試對(duì)不同原料生物質(zhì)炭的性質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，篩選出適宜的生物質(zhì)炭載體與膠凍樣芽孢桿菌進(jìn)行復(fù)配，制成生物質(zhì)炭基解鉀菌肥，以進(jìn)一步提高膠凍樣芽孢桿菌在土壤中的解鉀效率;同時(shí)，通過(guò)番茄和馬鈴薯大田試驗(yàn)，研究生物質(zhì)炭基解鉀菌肥對(duì)番茄和馬鈴薯產(chǎn)量、品

4、質(zhì)的影響。
　　主要研究結(jié)果如下:
　　(1)與未經(jīng)中性處理的生物質(zhì)炭相比，在經(jīng)過(guò)中性處理的生物質(zhì)炭上接種的膠凍樣芽孢桿菌的存活率明顯提高，培養(yǎng)到第35天，中性處理的生物質(zhì)炭的活菌數(shù)數(shù)量級(jí)約為105～106，而未處理的約為102。與中性的水稻殼炭、花生殼炭以及玉米秸稈炭相比，中性小麥秸稈炭在培養(yǎng)周期中的活菌數(shù)最高，第35天時(shí)仍有6.4×106個(gè)·g-1炭，同時(shí)由于麥秸炭的各種養(yǎng)分含量也相對(duì)較高，比表面積較大，故可作為膠凍樣芽

5、孢桿菌的最佳載體。
　　(2)生物質(zhì)炭基解鉀菌肥加入土壤能夠明顯提高土壤速效鉀含量，同時(shí)，生物質(zhì)炭做載體明顯提高了膠凍樣芽孢桿菌在土壤中的存活率。從土壤培養(yǎng)開(kāi)始到第35天，施用生物質(zhì)炭基解鉀菌肥處理的菌落數(shù)從1.0×109個(gè)·g-1土降低到1.4×107個(gè)·g-1土，而單施菌液處理的菌落數(shù)則降為9.0×105個(gè)·g-1土。與各自培養(yǎng)的土壤初始速效鉀含量相比，施用生物質(zhì)炭基解鉀菌肥處理的速效鉀含量提高23.08％，而單施菌液處理僅提

6、高13.52％。
　　(3)生物質(zhì)炭基解鉀菌肥能夠提高番茄產(chǎn)量，并改善番茄果實(shí)品質(zhì)。施用生物質(zhì)炭基解鉀菌肥處理的產(chǎn)量、維生素C含量以及植株和果實(shí)的全鉀含量較單施生物質(zhì)炭處理和單施菌液處理均有提高;施用生物質(zhì)炭基解鉀菌肥處理的硝酸鹽含量最低，為72.49 mg·kg-1，較施復(fù)合肥、單施菌液和單施生物質(zhì)炭處理分別降低了5.48％、25.14％和19.63％。
　　(4)生物質(zhì)炭解鉀菌肥能明顯提高馬鈴薯產(chǎn)量和單果重，并顯著改善馬