古君禹, 王秋君, 孙 倩, 张 晶, 陈 豹, 成 立, 曹 云,3,4,黄红英
(1.江苏省农业科学院农业资源与环境研究所,江苏南京210014;2.南京农业大学资源与环境科学学院,江苏南京210095;3.江苏省有机固体废弃物资源化协同创新中心,江苏南京210095;4.农业农村部种养结合重点实验室,江苏南京210014;5.镇江贝思特有机活性肥料有限公司,江苏镇江212416)
育苗基质是穴盘育苗幼苗生长的载体,泥炭(草炭)和蛭石混合基质是穴盘育苗的常用基质[1],泥炭虽然是一种优质的穴盘育苗基质,但泥炭是一种不可再生资源,并且价格较高,因此寻找其替代材料一直是育苗基质研究的一个重要问题。椰壳纤维的水分特征和泥炭较为相似,被认为是一种较好的泥炭替代品[2]。但木材纤维保水性较差,需要频繁浇水,操作繁杂[3]。蘑菇渣是种植蘑菇后剩下的废料,含有碳氮磷钾等多种营养元素和微量元素,并且在栽培蘑菇的过程中经过了蘑菇的分解,结构较为稳定,呈现出类似土壤的团粒结构,是一种优良的代替泥炭的基质材料,但蘑菇渣盐分含量过高[4-5],因此并不适合用于对盐分较为敏感的作物育苗,实际应用面不广。而堆肥产物不仅能提供大量所需养分,同时也能为作物根系生长发育提供合适的孔隙和物理结构,是一种综合性能较好的育苗基质[6]。
随着城市化的推进,农林废弃物的产生量逐渐增加,相对于传统的焚烧和填埋,堆肥化处理不仅可满足可持续发展的要求,并且成本低、效果好,是目前农林废弃物资源化、无害化处理的重要途经[7]。用农林废弃物代替泥炭作为育苗基质,不仅能缓解泥炭开采时造成的环境和生态破坏,也能降低育苗成本[8]。吉向平等[9]将园林废弃物堆肥与土壤混合作为育苗基质培育万寿菊得到了较好的成果。但是农林废弃物富含纤维素、半纤维素、木质素,传统好氧堆肥处理能耗高,碳氮损失严重,干物质损失高。适当降低通风量,可以在保证产品质量的基础上,降低能耗,减少人力成本,提高堆肥产物得率。但在低通风条件下制备的堆肥产物育苗基质的性能尚缺乏细致的研究。本研究采用正常通气和低通气2种堆肥工艺对菇渣、醋糟、水稻秸秆、枯枝落叶等农林废弃物进行堆肥处理,并分别将发酵4个月、5个月的堆肥产物以不同比例与菜园土复配制备基质进行育苗试验,筛选出适合育苗的最佳基质配比,以期开发出一种以农林废弃物堆肥为主要原料的、在无需添加草炭以及无机养分的前提下制备蔬菜栽培基质的方法,为农林废弃物的资源化利用提供依据。
供试黄瓜品种为露丰。通用型有机基质由淮安中禾农业有限公司生产,主要成分为腐熟秸秆、珍珠岩、泥炭、蛭石粉。
1.2.1 农林废弃物好氧发酵 农林废弃物堆肥试验在句容贝思特有机活性肥料有限公司堆肥场进行,发酵时间为2021年3-9月。发酵原料为蘑菇渣、醋糟、水稻秸秆、枯枝落叶,总体积为260 m3。农林废弃物(堆肥原料)基本理化性质:有机碳含量61.40%,总氮含量1.97%,碳氮比(C/N)28.37,含水率53.28%,pH 7.2,电导率796 μS/cm。将农林废弃物粉碎至粒径为2~4 cm,充分混合,添加少许自来水,使得初始含水率为60%左右。用铲车将发酵原料平均分成2堆,建成梯形堆。每个梯形堆长13.5 m,底部宽4.5 m,堆高2.1 m。建堆后,在堆体表面覆上1层无纺布。设置2个通气量处理,分别为正常通气量[10 L/(m3·min)]和低通气量[2.5 L/(m3·min)],每天通气12 h。每2个月用铲车翻堆1次。每天测定堆体的温度,发酵4个月和5个月时采集堆体上层、中层、下层的若干样品,混合均匀,用于堆体理化性质测定以及后续育苗试验。
1.2.2 堆肥产物的黄瓜育苗基质研发 堆肥产物育苗试验于2021年8-10月在江苏省农业科学院资源与环境研究所塑料大棚内进行。试验设8个基质配方处理(表1),对照为通用型商品有机基质(CK1)和菜园土(CK2)。育苗试验分为2个批次,第1批次为发酵4个月堆肥育苗试验,时间为2021年8月1日-8月10日。第2批次为发酵5个月堆肥育苗试验,时间为2021年10月1日-10月20日,待黄瓜苗长至两叶一心时收获。由于10月份气温较低,黄瓜生长变慢,培养时间略长。育苗采用的穴盘规格为72孔(6×12)黑色聚乙烯穴盘,黄瓜种子经过催芽至露白后播种,每穴1粒,每个处理18穴,重复3次。整个试验过程中统一浇水,不施肥。
表1 不同基质配方处理
1.3.1 堆肥温度、理化性质的测定 堆肥温度的测定:在每个堆体中央埋置1个温度传感器,每1 h记录1次温度。堆肥孔隙度和容重的测定:取已知体积(V)和质量(W1)的容器,加满风干样品后称质量(W2),用滤网盖住容器口,在超纯水中浸泡24 h后取出,去掉滤网后称质量(W3)[10]。容重(g/cm3)=(W2-W1)/V,孔隙度=(W3-W2)/V×100%。样品与超纯水按照1∶10(质量∶体积)的比例混合,在摇床上于150 r/min振荡30 min后静置,得到堆肥浸提液,用pH计和电导率仪测定浸提液的pH和电导率(EC)值。样品与超纯水按照1∶50(质量∶体积)的比例混合,得到的浸提液用TOC仪测定可溶性有机质(DOM)含量,有机质含量测定采用重铬酸钾容量法-水浴法。总氮(TN)含量采用凯氏定氮仪测定,总磷(TP)含量采用钼锑抗比色法测定, 总钾(TK)含量采用火焰分光光度法测定。铵态氮、硝态氮、速效磷(AP)、速效钾(AK)含量测定方法参考《土壤农化分析》[11]。种子发芽率=发芽种子数/种子总数×100%。发芽指数(GI)=(堆肥浸提液处理的种子发芽率×种子根长)/(蒸馏水处理的种子发芽率×种子根长)×100%。腐殖质含量测定采用焦磷酸钠-氢氧化钠浸提法,用TOC仪测定碳含量,腐殖化指数=胡敏酸含量/富里酸含量。
1.3.2 幼苗生长指标的测定 在播种后第3 d开始统计不同基质配比处理的出苗率,在黄瓜生长到两叶一心时期取样。用直尺测量株高(从基质到生长点的长度),用游标卡尺测量茎粗(茎基部以上1 cm处)。离体选取6株幼苗测定地上部鲜质量、地上部干质量。
采用SPSS 20.0软件进行数据处理和统计分析,利用Origin 2018软件绘图。同一批次育苗试验不同处理间的差异显著性采用单因素方差分析,采用最小显著性差异法(LSD)进行比较。选取不同复配处理的孔隙度、有机质、养分等18个理化指标与幼苗出苗率、总鲜质量、总干质量、生长函数(G值)、壮苗指数等5个生长指标作为评价基质综合性能的主要影响因素,采用主成分分析法进行综合评价,筛选出最佳的黄瓜育苗基质配方。主成分分析用SPPS 20.0软件进行。
由于堆肥原料种类多、体积大,正式建堆前,堆肥原料在预处理间存放了3 d左右,温度已经开始升高。建堆后,由于物料碳氮比、含水率调控适宜,微生物活动剧烈,低通风、正常通风的堆体堆肥第1 d的温度就分别达到60.1 ℃、62.5 ℃,进入高温期(图1),之后仅在翻堆时温度出现短暂的回落。翻堆之后温度迅速上升至55 ℃以上。整体而言,堆肥过程中正常通风下堆体的温度略高于低通风处理。堆肥5个月内低通风、正常通风堆体最高温度分别达80.4 ℃、81.6 ℃,70 ℃以上的高温分别持续42 d、83 d,符合高温堆肥卫生标准中关于温度的规定,即堆体温度在55 ℃以上要维持3 d,或50 ℃以上维持5~7 d。说明2种通风条件下,堆体中的病原微生物、杂草种子等无害化已满足技术指标要求。
图1 农林废弃物堆肥过程中温度的变化
堆肥固相C/N、种子发芽指数(GI)、腐殖质含量是常用的堆肥腐熟度判定指标。从堆肥固相碳氮比来看,一般认为C/N从最初的25~30或更高下降至15~20,表示堆肥腐熟[12]。发酵5个月后堆体C/N下降至15左右。从种子发芽指数来看,堆肥时间越长,种子发芽指数越高,说明腐熟程度越高。发芽4个月后,2个堆体种子发芽指数均≥70%,符合《有机肥料》(NY/T 525-2021)。堆体硝铵比是评价堆肥腐熟的另一个重要指标,一般认为硝铵比大于2.0表示堆肥腐熟。从表2还可以看出,堆肥发酵5个月时,正常通风与低通风处理堆肥均达到腐熟。本研究中,农林废弃物发酵4~5个月时,腐殖化指数为1.63~1.69。从堆体的碳氮比、种子发芽指数、腐殖化指数来看,发酵4个月堆肥产物达到了基本腐熟的条件,发酵5个月堆肥产物腐熟程度更高,正常通气堆肥处理的腐熟度高于低通气量堆肥处理的腐熟度。
表2 堆肥产物部分腐熟度指标
育苗基质的物理性质包括孔隙度和容重。从表3可以看出,不同处理育苗基质的容重、孔隙度、电导率(EC)都有很大差别。可以看出菜园土所占比例越高,容重就越高,孔隙度和EC越低。除纯菜园土(CK2)外,其他处理和对照的容重均在适合的范围内。从孔隙度方面看,堆肥与菜园土的体积比≥3∶1的T1、T2、T5、T6处理育苗基质的孔隙度整体上大于60%,拥有较好的透气性,较适宜植物生长,若体积比大于此值孔隙度会在适宜范围外。2个育苗批次之间规律性一致。从EC看,混有菜园土的比例越高,EC越低,但包括对照组在内所有处理的EC都在适宜范围内。
由表3还可以看出,本试验各配方基质的pH均高于7.0,第1批次不同配方基质的pH为7.2~8.5,第,2批次pH为7.6~8.6,菜园土pH最低,为6.6。2个批次试验中,100%农林废弃物基质(T1、T5处理)的有机质(OM)、可溶性有机质(DOM)、总氮(TN)含量均显著高于商品基质(CK1),且随着农林废弃物堆肥比例的增大,复配基质有机质、可溶性有机质、总氮、总磷、速效磷、速效钾含量也增加。2个批次中T5处理铵态氮含量都显著高于其他处理,第1批次中同一堆肥产物不同添加比例(Ⅰ-T5处理除外)之间铵态氮含量差异不显著,第2批次中Ⅱ-CK1铵态氮含量最高。2个批次试验中,硝态氮含量均以CK1最高,并显著高于其他处理。第1批次中对照(Ⅰ-CK1)速效磷含量显著高于其他处理,第2批次Ⅱ-T1处理速效磷含量最高,但与Ⅱ-T5处理差异不显著,Ⅱ-T1、Ⅱ-T5速效磷含量均显著高于Ⅱ-CK1, Ⅱ-CK2速效磷含量最低。2个批次中,速效钾含量均以100%农林废弃物处理(T1、T5)较高,并显著高于CK1,2个批次中CK2速效钾含量都显著低于其他处理。整体上看,随着堆肥添加比例的降低,复配基质中交换性Ca、交换性Mg、交换性Fe含量降低。
表3 不同配比处理的黄瓜育苗基质理化性质
对单纯的堆肥产物处理(T1、T5处理)而言,同一种发酵工艺的不同发酵时间之间相比,发酵5个月堆肥产物的有机质含量比发酵4个月时的有机质含量平均下降了6.1%,可溶性有机质含量下降了48.5%,铵态氮含量下降了57%,硝态氮含量提高了9.2倍。说明随着堆肥时间的增加,堆体中不稳定的易降解有机质逐步被微生物利用,总有机碳含量降低;同时随着硝化作用的进行,堆体中的铵态氮逐步转化为硝态氮,堆体腐熟程度增加。伴随着发酵的进行和有机质含量的下降,与发酵4个月的堆肥产物相比,发酵5个月的堆肥产物中TN、TP、TK含量平均分别提高了28.1%、55.5%、13.2%。
对于单纯的堆肥产物处理(T1、T5处理)而言,同一发酵时间、不同发酵工艺之间相比,低通气量堆肥产物的可溶性有机质含量均高于正常通气量堆肥处理,其中发酵5个月有机质含量比正常通气处理的高8.8%,差异达显著水平;可溶性有机质含量比正常通气量堆肥处理的高39.4%。发酵5个月后,低通气量堆肥产物中的铵态氮、硝氮、总钾含量分别比正常通气量堆肥产物低68.7%、8.2%、38.3%,但总氮、总磷含量分别比正常通气量堆肥产物低6.7%、15.6%,差异达显著水平,说明正常通气量堆肥由于发酵温度较高,有机质损耗多,“浓缩”效应更加显著,因而正常通气量堆肥产物中的TN、TP含量更高。
由表4可知,播种6 d后,发酵4个月产物复配基质黄瓜出苗率均在80%以上,且整体上看基质比例越高,出苗率越高。堆肥产物占比50%处理的出苗率均较菜园土高。菜园土处理出苗率最低,可能是由于土壤容重大,孔隙度低,透气性差。从发酵批次看,发酵5个月复配基质黄瓜出苗率略低于发酵4个月复配基质,这可能与育苗期间连续阴雨、气温较低有关。
株高和茎粗是植物长势强弱的重要指标,尤其是茎粗在一定程度上反映了幼苗的健壮程度。从表4可以看出,2个批次育苗试验中,菜园土CK2对照的幼苗茎粗最小,T1和T6处理的茎粗较大,与CK1无显著差异。第2批次中CK1的茎粗最大,Ⅱ-T4处理的茎粗最小,与除Ⅱ-CK2、Ⅱ-T2、Ⅱ-T8处理外的其他处理间差异显著。第1批次中株高Ⅰ-T3以处理最高,与除Ⅰ-T6处理外的其他处理有显著性差异;CK2最低,与除CK1、Ⅰ-T5处理外的其他处理差异显著。第2批次中Ⅱ-T5处理的株高最高,Ⅱ-T4处理最低。
从生物量来看,第1批次中Ⅰ-T1处理的鲜质量最高,与除Ⅰ-T4、Ⅰ-CK1外的其他处理差异显著,Ⅰ-T8处理鲜质量最低。第2批次中Ⅱ-T6处理鲜质量最高,但与Ⅱ-CK1、Ⅱ-CK2、Ⅱ-T1、Ⅱ-T2、Ⅱ-T3、Ⅱ-T5、Ⅱ-T7处理差异不显著,Ⅱ-T4处理鲜质量最低。幼苗总干质量第1批次中Ⅰ-T5处理最高,比Ⅰ-CK2高40.9%,并与除Ⅰ-T1处理外的其他处理有显著性差异,Ⅰ-T8处理最低。第2批次中Ⅱ-T6处理总干质量最高,比Ⅱ-CK2高出46.3%,并显著高于其他处理,Ⅱ-T4处理总干质量最低,并且与除Ⅱ-CK2外的其他处理差异显著。地上部干质量在第1批次中Ⅰ-T1处理最高,与除Ⅰ-T5处理外的其他处理差异显著;Ⅰ-T3处理最低,与除Ⅰ-T8处理外的其他处理差异显著。第2批次中地上部干质量T6处理显著高于其他处理,Ⅱ-T4处理最低。地下部干质量第1、2批次中分别以Ⅰ-T5、Ⅱ-T1处理最高,Ⅰ-T8、Ⅱ-CK1最低,并与其他复配处理差异显著。可见,从生物量看,菜园土添加比例超过50%不利于黄瓜幼苗生长(表4)。
生长函数(G值)和壮苗指数是反映幼苗质量的2个重要指标。由表4还可以看出,第1批次中G值Ⅰ-T5处理最高,显著高于除Ⅰ-T1处理外的其他处理;Ⅰ-T3、Ⅰ-T8处理最低,显著低于其他处理。第2批次中Ⅱ-T6处理最高,显著高于除Ⅱ-T1、Ⅱ-T2处理外的其他处理;Ⅱ-T4处理最低,显著低于其他复配处理。壮苗指数第1批次中Ⅰ-T5处理显著高于其他处理,Ⅰ-T8处理显著低于其他处理。第2批次中Ⅱ-T2处理的壮苗指数最高,显著高于除Ⅱ-T1、Ⅱ-T6处理外的其他处理,Ⅱ-CK2壮苗指数最低。
表4 不同基质配方对黄瓜幼苗生长指标的影响
从表5可以看出,黄瓜茎粗与基质孔隙度、有机质含量以及除铵态氮含量以外的养分含量呈正相关,其中与基质硝态氮和速效磷含量呈显著正相关;鲜质量与基质除容重外的所有理化指标呈正相关,其中与总氮、速效钾、速效磷、交换性Ca、交换性Mg含量呈极显著正相关关系,与孔隙度、电导率、有机质含量、硝态氮含量、交换性Fe含量呈显著正相关关系。干质量与孔隙度、pH、有机质含量、可溶性有机质含量、总氮含量、铵态氮含量、速效钾含量呈极显著正相关关系,与电导率、速效磷含量、交换性钙含量、交换性镁含量、交换性铁含量呈显著正相关关系,与容重呈极显著负相关关系,壮苗指数与基质pH呈显著正相关关系。从黄瓜的生长状况来看,其生长指标与基质孔隙度、有机质含量、可溶性有机质含量、总氮含量以及速效养分含量的相关性较好。
表5 基质理化性质与黄瓜幼苗生长指标之间的相关性
为进一步分析2个试验批次中8个复配基质配方的优劣,采用主成分分析法计算不同基质的综合得分,并据此对各个配方进行排序。根据主成分分析结果,从22个成分中选取5个主成分,5个主成分的方差累积贡献率为90.14%(>85.00%),表明这5个主成分基本能涵盖评价指标的所有信息,可以较好地反映基质的综合状况。根据主成分综合模型计算各个基质配方的综合主成分值,并对其进行排序,结果如表6所示。基质得分越高,排名越前,表明该基质各项综合性能表现越好。本研究2个批次试验不同配方的优劣排序为Ⅱ-T1>Ⅱ-T5>Ⅰ-T1>Ⅰ-T5>CK1>Ⅱ-T6>Ⅱ-T2>Ⅱ-T7>Ⅱ-T3>Ⅰ-T6>Ⅱ-T8>Ⅱ-T4>Ⅰ-T2>Ⅰ-T7>CK2>Ⅰ-T4>Ⅰ-T3>Ⅰ-T8。说明复配基质中堆肥添加比例越高,基质综合性能越好。100%堆肥产物复配基质性能优于商品基质,发酵5个月的堆肥产物复配基质优于发酵4个月的。在不添加菜园土等配料的情况下,正常通气量堆肥的产物复配基质略好于低通气量堆肥复配基质,但添加菜园土后,低通气量堆肥产物复配基质整体要优于正常通气量堆肥基质。
表6 主成分分析得出的各处理综合得分
低通气量堆肥与正常通气量堆肥的温度在前50 d差异不大,在50 d之后开始逐渐低于正常通气量堆肥,与其他学者的研究结果一致[13-14],但可能因为堆肥原料全采用植物类园林废弃物,纤维素、木质素含量较高,难以降解,所以高温阶段持续时间较长。一般对于初始C/N≥25的堆肥来说,C/N下降到20以下时便可以认为已经腐熟[15],从本研究结果可以看出,2种通气量发酵4个月和5个月的堆肥均已达到腐熟标准。从C/N方面分析,正常通气量的堆肥在发酵4个月和5个月均拥有相对较低的C/N,说明正常通气量的堆肥腐熟程度更好。由于低通气量堆肥随空气挥发的氨气较少,因此铵态氮含量较高,并且含水率较低,随渗滤液流失的硝态氮较少,因此硝态氮含量较高。但由于低通气量堆肥的总有机碳(TOC)含量更高,有机质降解较少,因此由于有机质含量较高导致总氮含量相对较低。种子发芽率也是能够评价堆肥腐熟程度的重要指标之一[16],第1批次的种子发芽指数均超过70%,而第2批次的种子发芽指数均超过100%,说明2个批次堆肥均已达到腐熟指标,第2批次对植物的毒害作用更小,并且对植物生长的促进作用大于毒害作用。随着腐殖化的推进,胡敏酸含量会因为生物合成逐渐增加,而富里酸含量会因为矿化和腐殖化2个过程的平衡产生波动[17],因此很多学者用胡敏酸和富里酸含量的比值(腐殖化指数,HA/FA)来表示堆肥的腐熟程度,一般认为评价堆肥腐熟度的腐殖化指数最小值是1.4[18]。2个批次堆肥的腐殖酸含量和腐殖化指数没有太大差异,正常通气量堆肥腐殖酸含量更高,腐殖化指数则表现为正常通气量堆肥略微高于低通气量堆肥,但都已经达到了腐熟。
基质的理化性质会影响透气性、排水性、养分含量等多种指标。其中影响较大的指标便是基质的容重、孔隙度、pH值、电导率和养分含量。魏敏芝等[19]指出,影响出苗率的主要因素是基质的物理性质,出苗率与孔隙度呈强相关关系。本研究结果表明,不管是正常通气量还是低通气量的堆肥,其孔隙度都远大于菜园土,容重远小于菜园土。所以在各个处理中混入的堆肥越多,孔隙度越大、容重越小,透气性越好,有利于幼苗生长。电导率能够反映出样品中含有的可溶性盐分,苏淑钗[20]指出,育苗基质适合的容重应该为0.1~0.8 g/cm3。高丽红[21]指出,育苗基质的孔隙度最好保持在60%~90%,最有利于作物生长。程斐等[22]指出,植物生长的安全电导率应≤2.6 mS/cm。因为各处理的电导率都在适宜范围内,所以电导率对本试验的影响不大。
植物幼苗对pH很敏感,一般来说育苗基质的适宜pH应为5.8~7.0[23]。本试验中除菜园土以外所有处理包括商品基质的pH均超出此范围,同一种堆肥中加入菜园土体积分数越大,pH越低。同时各种养分的含量也对幼苗的生长有着重要影响[24],其中速效N、速效P、速效K被认为有较大的影响[25]。N是植物生长的必要元素,与植物生长、壮苗程度、光合作用息息相关[26]。P能提高植物的适应力,对提高幼苗的抗性有着促进作用。K能够平衡其他营养元素,增强光合作用,促进碳水化合物的合成。在植物生长的前期对N的需求量较大[27],基质中N、P含量高则有利于对N的吸收和利用,有利于幼苗的茁壮成长[28]。堆肥中TN、TP、铵态N、硝态N、速效P、速效K的含量都显著高于菜园土对照,处理中堆肥所占比例越高,这几种养分的含量也越高。此外,可溶性有机质(DOM)也对植物生物量的积累有着显著的促进作用[29],而DOM随着堆肥时间的延长逐渐被微生物消耗,使其含量降低,但在低通气量下,堆肥微生物对DOM的利用能力弱于正常通气量,说明低通气量有利于DOM的保留,相关性分析结果也表明,DOM的含量与植物干物质积累量有着极显著的正相关关系。
能表示植物生长发育的指标有很多,如出苗率、茎粗、苗长、地上部质量、地下部质量、根冠比等[30-33],但能最全面综合表示幼苗生长的指标还是G值和壮苗指数。本研究结果表明,黄瓜幼苗的出苗率与基质孔隙度有着很大相关性,孔隙度最低的菜园土对照的出苗率也较低。在壮苗指数和G值方面,Ⅰ-T1、Ⅰ-T5、Ⅱ-T1、Ⅱ-T2、Ⅱ-T6处理的G值较高,Ⅰ-T5、Ⅱ-T2处理壮苗指数较高并且明显高于其他处理和2个对照组。
综上所述,所用堆肥比例越高,出苗率越高,出苗整齐度越高。全部采用正常通气量堆肥、正常通气量堆肥产物与菜园土按3∶1体积比混合、低通气量堆肥产物与菜园土按3∶1体积比混合处理的黄瓜幼苗能积累较多的干物质,幼苗也较为强壮。其原因可能是堆肥虽然养分充足但pH较高,与菜园土混合后有效降低了其pH,而堆肥与菜园土3∶1的比例混合在养分与pH间取得了较好的平衡。100%正常通气量堆肥产物基质综合性能略优于100%低通气量堆肥产物基质,且两者均优于商品通用基质。复配菜园土基质中低通气量堆肥产物表现更佳。实际基质制备过程中为协调好基质pH、养分和孔隙度,往往复配菜园土、珍珠岩、蛭石等辅料,低通气量堆肥产物制备过程中能耗低,有机质损耗少,制备成本更低,复配基质实际应用潜力更大。
本试验结果表明,正常通气量堆肥发酵温度更高,有机质降解更多,因而发酵5个月低通气量堆肥有机质、可溶性有机质含量分别比正常通气堆肥高出8.8%、39.4%,但低通气量堆肥总氮、总磷含量分别比正常通气量堆肥低6.7%、15.6%。2种堆肥工艺下,发酵5个月的堆肥产物腐熟度比发酵4个月的更高。
相关性分析结果表明,黄瓜幼苗生长指标与基质孔隙度、容重、有机质含量、可溶性有机质含量、总氮含量、铵态氮含量、速效磷含量、速效钾含量含量相关性较好。复配基质中堆肥添加比例越高,基质综合性能越好。发酵5个月的堆肥产物复配基质优于发酵4个月的堆肥产物复配基质。