文摘
我们比较表面的影响播放N-Viro有机和无机肥料(16.5%硫酸铵,34.5%磷酸氢二铵,钾肥4.5%,和44.5%的年代和/或粘土填料)的应用对土壤性质和营养,叶片养分浓度,和lowbush蓝莓水果产量的灌溉和不用灌溉条件下在2008年- 2009年在Debert, NS,加拿大。应用N-Viro有机固体残率的两倍多的无机肥料应用于推荐N的32公斤公顷−1。实验治疗倪:N-Viro灌溉、FI:无机肥料和灌溉,护士:N-Viro没有灌溉,和F:无机肥料没有灌溉(控制)复制下随机完全区组设计的四倍。倪治疗OM最高(6.68%),其次是FI (6.32%)、N(6.18%)和F(4.43%)在2008年治疗。类似的趋势也发生在2009年最高的土壤OM值为倪治疗(5.50%)。补充灌溉导致成熟的水果产量增加了21%。无意义的肥料的治疗效果在大多数土壤和植物养分浓度的叶子,和成熟的水果产量的表现反映了N-Viro相当与无机肥料用于这项研究。
1。介绍
当地政府海外和加拿大都是不断寻找环境可接受的和经济上可行的污泥处置方式。加拿大新斯科舍省哈利法克斯自治地区,已进入一个伙伴关系N-Viro公司对待其有机生产N-Viro已注册为有机肥料在加拿大肥料的行为。美国环境保护署促进污泥的回收材料在一些农作物土地,因为它是一个很好的几个植物营养物质的来源。N-Viro的使用有机肥料在农业用地提供了必不可少的植物营养,改善土壤理化性质,提高农业产量(1,2]。
营养物质包含在处理有机固体残正在缓慢释放,像那些从有机肥料,并长时间储存在土壤,从而确保积极的残余影响植物根发展和增长导致更高的粮食产量(3,4]。文献报道,释放的氮(N)浸渍废纸(有机)被发现是缓慢而稳定的(5]。玉米生产中使用的N-enriched牛粪给收益率比较无机肥料和增加土壤养分含量(6]。的应用商业加工vermicomposts产生食物浪费,纸张浪费,和牛肥料增加土壤微生物生物量和脱氢酶活性,除了增加辣椒的产量增长和养分有效性(7]。应用有机固体残馀的旱地冬小麦是一个可行的方法回收工厂营养(8]。
北美东北部是世界领先的生产商的野生蓝莓管理着超过86000公顷,每年生产价值4.7亿美元的1.12亿公斤的水果(9]。蓝莓字段由本地站在被砍伐的农田通过移除植被(竞争10]。作物是独一无二的,因为它是原产于北美和从未种植。野生蓝莓遵循一个为期两年的生产周期,一年生产营养生长,紧随其后的是一年开花,授粉,果实生长发育发生。大多数字段位于自然酸性土壤pH值(范围4.5 - 5.5),低营养和有高比例的裸的斑点,杂草补丁,和温柔的严重的地形11]。在加拿大的大部分土壤lowbush蓝莓生产容易风,有营养和蓄水能力很低,因此,需要不断的应用营养和灌溉用水。
尽管环境管理威胁,在减少护理的情况下,含氮肥料的应用与灌溉管理可以帮助减少养分损失在包气带和改善作物生产12,13]。N-Viro应用土壤性质的影响,土壤养分,植物养分吸收,lowbush蓝莓水果产量的灌溉下,不用灌溉新星Scotian条件是未知的。本研究进行了填补这一知识空缺为了发展经济和环保接受养分管理策略的使用在lowbush N-Viro有机蓝莓生产在大西洋加拿大。
2。材料和方法
2.1。研究网站
这项研究是由新斯科舍省野外观测站的野生蓝莓研究所Debert (45°26′N, 63°28 W′), NS,加拿大从2008年植物发芽(5月18日)到2009年作物(8月15日)。所选领域过去十年一直在商业管理和接收两年一次的修剪,修剪过去几年随着传统肥料、杂草和疾病管理实践。实验站点的土壤划分为砂壤土(典型Humo-Ferric灰壤),这是一个排水良好的酸性土壤。这些强酸性土壤,称为“特鲁罗52”,赫伯特协会,主要是发现在科尔切斯特县的新斯科舍(14]。
2.2。实验设计和治疗
lowbush蓝莓的0.12公顷分为16块大小相等(9 m×3米)。有一个3 m之间的缓冲地带,8灌溉和8不用灌溉的土地。不用灌溉的灌溉地块分离块为了减少水分移动从一个治疗。以下4实验治疗下复制4次随机完全区组设计(RCBD):(我)镍;N-Viro灌溉,(2)FI;无机肥料和灌溉,(3)N;N-Viro没有灌溉,(iv)F;没有灌溉的无机肥料(控制)。
2.3。N-Viro有机和无机肥料的应用
本研究中使用的N-Viro有机污泥制备的产物通过化学和热治疗和含有0.8%可用的N和一系列宏观和微量元素(表1)。这些有机固体残后留下的残余固体的处理城市污水。它们包括有机物和无机化合物的污水本身和治疗过程中产生的粒子。可以在液体或固体有机固体形式,根据治疗过程。在这种情况下,混合、干燥和高温杀菌的市政污水污泥产生的固体颗粒材料,也就是说,用作李明N-Viro有机材料在农业土壤的营养来源。N-Viro制备可在的详细过程http://www.n-viro.ca/nviro/process-overview。
被应用于情节N-Viro有机表面广播方法在每年的开始。初始土壤养分含量测定的土壤样本采集前施肥。代表N-Viro样本被送往质量评价部门实验室进行化学分析,新斯科舍省农业部,特鲁罗,NS,用燃烧的方法15),总氮和Mehlich-3土壤萃取法(16),从土壤中提取报告的其余部分的营养解决方案。从N-Viro样本中提取营养是通过使用湿消化过程(17)和浓硝酸(HNO3)。营养浓度样本评估的电感耦合等离子体发射光谱法(ICP OES)使用原子扫描16(美国质量Thermo-Jarrell灰,富兰克林)用适当的标准曲线。
无机肥料由硫酸铵(16.5%)、磷酸氢二铵(34.5%)、钾肥(4.5%),和沙子和/或粘土填料(44.5%)。无机肥料也表面播放速度推荐的N 32公斤公顷−1在每年的开始。应用程序的速度N-Viro有机无机肥料的两倍多。无机肥料和N-Viro有机固体残用于本研究提供的特鲁罗Agromart有限公司(Onslow路547号,特鲁罗NS B2N 5加拿大七国集团(g7);http://www.truroagromart.ca/)。
2.4。土壤采样和分析
散装和完整的土壤核心样本收集从顶部20厘米土层实验开始之前,在两年的研究。大部分土壤样本用于确定结构类使用比重计法[18),砂、淤泥和粘土含量。这些土壤样本也为宏观分析和微量元素的质量评价部门实验室,新斯科舍省农业部,特鲁罗,NS。营养素包括氮、磷(P),钾(K)、钙(Ca),镁(毫克),钠(Na)和硫(S),微量元素包括硼(B)、铁(Fe)、锰(Mn)、铜(铜)和锌(锌)。燃烧方法的实验室遵循协议(15),总氮和Mehlich-3土壤萃取法(16),从土壤中提取上述宏观和微量元素的解决方案使用湿消化过程(17),和浓硝酸(HNO3)。营养浓度的样品评估ICP海洋能利用原子扫描16(美国质量Thermo-Jarrell灰,富兰克林)用适当的标准曲线。
土完整的核心样本收集与土壤取样器(Soilmoisture设备公司,加州圣芭芭拉分校)被用来确定土壤容重()使用标准的过程19),包括烘干的(110°C的24 - 48小时)土壤质量()和体积()的完整的核心
在2008年和2009年7月的第三周,大部分土壤样本再次收集和分析来确定的可用性土壤宏观和微量元素对植物吸收。这些样本不同于那些用于烘干。
2.5。植物叶子上采样和分析
并发与土壤采样,植物叶片也随机抽样(20.),从每个治疗情节为了确定植物叶片营养吸收。故事情节被分为抽样地区避免低斑点,问题点,植物健康明显的地区差异。手工收集树叶从20随机蓝莓茎在四到六个地点弯弯曲曲在每个网格。尘土飞扬的叶子或那些在土壤与蒸馏水冲洗和干燥。完成干燥过程的叶子被放置在烤箱65°C的8 - 10 h (11]。叶样品分析质量评价部门实验室,新斯科舍省农业部,特鲁罗,NS,宏观和微量元素土壤分析部分列出的使用标准方法(15- - - - - -17]。
2.6。补充灌溉和天气信息
初始基线前土壤水分特征建立了补充灌溉应用程序。凋萎点的值(WP)和田间持水量(FC)测定土壤的研究网站通过构造一个土壤水分释放曲线。线源喷灌系统被用于补充灌溉地块的灌溉处理的土壤水分达到WP条件。第一年,灌溉应用7月11日和8月1日2008年。第二年,灌溉应用6月5日,6月18日和2009年8月6日,7月20日。土壤含水量监测在20厘米土壤深度在每个情节与时域反射计(TDR)调查。故事情节是灌溉FC条件。补充灌溉量与流量计准确记录。加拿大环境部的网站,http://www.weatheroffice.gc.ca/canada_e.html访问下载每日Debert降雨和气温数据,NS。
2009年作物(1147毫米−1)比2008年发芽干燥机(1414毫米−1)。均值最小和最大温度在2009年被−23.8和26.2°C 1月26日,2009年和08年8月,2009年,分别。因为更多的降水收到2008年,相对不那么极端的气温记录在今年。平均、最小和最大温度在2008年被−19.3和22.8°C 1月21日2008年7月24日,2008年,分别。
相对湿润的条件在发芽的一年(2008年)不需要大量补充灌溉。总共189 L的补充灌溉提供灌溉地块7月11日,2008(115升),8月1日,2008(74升),分别达到0.87毫米每情节在整个灌溉发芽。另一方面,整个低降水量和相对温暖的夏天在2009年要求频繁的补充治疗。四个补充治疗应用于05年6月,7月20日和8月06年6月18日在2009年导致149毫米的应用补充灌溉每情节在整个果实年(2009)。补充灌溉增加了土壤含水量在灌溉的田地中。
2.7。水果产量
水果产量收获8月10日至25日,2009年。浆果收集从一个随机选择的1米2使用手耙子区域在每个实验的阴谋。浆果被分离,重进生,成熟的水果。这不是通常报告的产量未成熟的浆果。然而,我们计算和报道的收益率为成熟和未成熟的浆果。
3所示。统计分析
方差分析(方差分析)对宏观和微量元素在土壤和植物叶子和果实产量进行使用统计软件包(21]。的阶乘RCBD被认为是构建方差分析。灌溉和肥料是两个因素。宏观和土壤中微量元素、植物叶子和果实产量是因变量。当方差分析显示的显著影响因素及其交互(s),治疗手段使用图基的分离意味着分离测试。图基的分离是通过同质组字母,也就是说,字母“a”的平均值是明显不同(大)的代表字母以外的“a”,而不是用相同字母表示或其组合的不同与其他字母(s),例如,“ab或交流”。
4所示。结果与讨论
4.1。土壤特性
根据土壤分析结果,实验站点的土壤粘土砂砂壤土包括70%和6%。土壤是中性的平均CEC和低浓度的宏观和微量元素(表2)。
2008年期间影响CEC灌溉治疗。研究土壤特性包括有机质(OM)和pH值保持在2008年未受影响,OM、CEC, pH值在2009年未受影响。土壤OM的平均值在2008年和2009年分别为4.76%和5.90,分别。约20%,减少土壤OM两年来导致养分的释放N-Viro有机固体残由于其缓慢分解。然而,有一个增加的趋势与灌溉土壤OM内容和N-Viro治疗。倪治疗OM最高(6.68%),其次是FI (6.32%)、N(6.18%)和F(4.43%)在2008年治疗。类似的趋势也发生在2009年最高的土壤OM值(5.50%)为倪治疗(表3)。
灌溉治疗改善(土壤CEC的。一般来说,土壤CEC值从2008年的8.31增加到9.51毫克当量(100克)−1在2009年。有一个趋势更大的CEC发生在情节处理灌溉和N-Viro,相比,在无灌溉土壤管理和/或与无机肥料(表3)。倪治疗导致CEC的两年期间,最高9.50毫克当量(100克)−1在2008年和10.7毫克当量(100克)−12009年,在所有的治疗方法。相对较高的CEC值灌溉N-Viro情节显示相当大的改善土壤的养分交换能力存在较大的土壤含水量和有机有机固体残。
降低土壤pH值被记录在2009年从2008年为所有治疗和他们的相互作用。野生蓝莓水果作物中是不同的土壤和肥力要求他们需要一个酸性土壤(低pH值)。铁萎黄病的结果如果土壤pH值明显高于5.5,而当土壤pH值低于4.8,Mn毒性产生的可能性。在这两种情况下,表现不佳的植物(22]。铁萎黄病的植物不能通过根部吸收足够的铁。总的来说,土壤pH值有下降趋势,从2008年到2009年。这些结果符合伊顿的发现等。20.]谁收集的土壤和叶片样本44 lowbush蓝莓领域在新斯科舍在1989 - 90和1997 - 98年和报道,土壤pH值减少了重复肥料应用两个样本之间的时期。
4.2。宏观和土壤中微量元素
没有灌溉或肥料效应治疗在任何营养素的土壤样本收集了在2008年。同年,然而,铜的影响()灌溉。在2009年,土壤也可用性()受灌溉和施肥处理和交互。灌溉和肥料的交互作用也显著()P和Mg在2009年进入土壤。土壤N的治疗没有显著差异。
图基的平均分离试验表明,平均的值N, P, K, Ca, Na,和S在2008年期间,和所有的营养素,除了Ca在2009年期间,所有的治疗都不不同。在2009年期间,灌溉(393毫克公斤−1)和N-Viro(390毫克公斤−1)导致更大的存在比不用灌溉土壤中Ca(120毫克公斤−1)和无机肥料(123毫克公斤−1)的阴谋。个人治疗中土壤中Ca的平均值最大的镍(648毫克公斤−1(138毫克公斤)紧随其后−1)、N(132毫克公斤−1)和F(108毫克公斤−1)治疗。
4.3。叶片养分浓度
方差分析叶片养分浓度的营养素,在2008赛季,显示有一个效应()的灌溉治疗Mg浓度在植物叶子。化肥处理和灌溉和肥料之间的交互非常重要()植物叶片对P浓度的影响,而在2009年有一个灌溉处理对N的影响()和Ca ()浓度;然而,没有影响肥料治疗和两个因素之间的相互作用。微量元素浓度的植物叶片在2008年期间,有一个灌溉对锰和锌的影响()和铜()浓度。肥料处理还影响铜()在植物叶片和B的浓度。在2009年,肥料处理的影响()在植物叶片铁和锌浓度。
结果图基大量营养素的平均分离试验表明,在2008年期间,灌溉下的植物叶片镁浓度较高(0.180毫克公斤−1)相比,没有灌溉治疗(0.146毫克公斤−1)。更高的Mg浓度可能是由于植物养分吸收的方法,也就是说,从土壤水吸收23]。N-Viro治疗下磷浓度较高(0.131毫克公斤−1)比无机肥处理(0.118毫克公斤−1)。磷浓度下倪治疗似乎平均值最高(0.138毫克公斤−1相比其他交互。同样,倪治疗平均值最高毫克(193毫克公斤−1)浓度在植物叶子。在2009年期间,在植物叶片N和Ca浓度高于灌溉土地而不用灌溉土地;平均值是1655和1568毫克公斤−1N和0.628和0.567毫克公斤−1分别对Ca。磷是N-Viro处理相比,无机肥料处理下高;平均值分别为0.113和0.108毫克公斤−1,分别。
微量元素,在2008年期间,Mn的平均值和锌高灌溉相比,没有灌溉治疗;他们的平均值是2598和1990毫克公斤−1,16.8和14.6毫克公斤−1,分别。硼在N-Viro治疗(26.3毫克公斤−1)高于化肥处理(24.3毫克公斤−1)。NI给植物叶子上的最高平均值Mn,统计不同于其他三个治疗。N-Viro灌溉处理给了对植物叶子上锌意味着最高,它是从FI和F统计不同的和更大的治疗,而不是不同N治疗。锌吸收的平均值高于灌溉地块(16.8毫克公斤−1比不用灌溉地块(14.6毫克公斤)−1)。倪治疗导致更高和更大的吸收的锌(17.4毫克公斤−1)比其他的治疗方法。
在2009年期间,灌溉处理下的铁吸收较高(47.8毫克公斤−1比不灌溉(40.2毫克公斤)−1)。类似的趋势显示了锌吸收和更高的灌溉下治疗(14.7毫克公斤−1)相比,没有灌溉治疗(13.2毫克公斤−1)。这可能与大多数植物养分吸收发生通过根在土壤与水吸收23]。灌溉和施肥处理之间的相互作用在植物叶片微量营养物质浓度是重要的微量元素,除了铜。最高的平均值在倪,17.4,21.5,1572,15.4毫克公斤−1B、铁、锰、锌,分别。我们的结果同意先前的研究的结果(20.,24- - - - - -27]。
4.4。水果产量
补充灌溉导致成熟的水果产量增加21%从不用灌溉(2620公斤公顷−1ha)和灌溉(3320公斤−1)。我们的结果与西摩的发现协议等。12]研究灌溉的影响lowbush蓝莓缅因州海岸附近的作物产量和质量;他们报告说,美联储雨灌溉土地平均收益率高于43% 2000 - 2001生产周期情节。有一个效应()的生水果的产量也灌溉;然而,图基的意思是分离测试没有导致分离平均值成熟或未成熟的浆果产量的不同的治疗。这些结果表明,该应用程序导致N-Viro有机水果产量与无机肥料的应用程序。
基于报价的营养来源供应商对于这个实验,特鲁罗Agromart有限公司(Onslow路547号,特鲁罗NS B2N 5加拿大七国集团(g7);http://www.truroagromart.ca/),N-Viro和无机肥料成本CAD 116美元和280美元,分别每公顷。这导致大约2.5倍N-Viro经济可用性商业无机肥料。我们得出结论,增加无机化肥的价格将迫使农民使用经济可用N-Viro,加上补充灌溉,表现得比无机肥料对改善土壤性质、土壤养分的可用性、植物养分吸收,lowbush蓝莓产量在这个研究。
5。摘要和结论
自处理有机固体(N-Viro)富含有机质和植物营养,他们应该提供植物所需的营养做商用无机肥料。本研究调查N-Viro有机固体应用对土壤性质的影响,土壤养分的可用性、叶片养分浓度,lowbush蓝莓的果实产量(Vaccinium angustifolium河中的小岛)。生长在灌溉和不用灌溉条件下在2008年和2009年野生蓝莓研究所,Debert, NS,加拿大。四个治疗,N-Viro与灌溉(倪),无机肥料和灌溉(FI)、N-Viro没有灌溉(N),没有灌溉和无机肥料(F)复制下随机完全区组设计的四倍。土壤样本,收集从顶部20厘米土层,和植物叶子样本分析宏观和土壤中微量元素的浓度和植物叶子,分别。
我们已经讨论了我们的发现的影响(1)和(2)补充灌溉N-Viro有机可用性的宏观(A)和(B)微量营养物质,植物养分浓度,lowbush蓝莓的果实产量。结果表明,土壤pH值下降随着时间的推移,所有的治疗在4.93(2008)和4.79 (2009)。最大数量的土壤有机质被记录为倪治疗(6.68%),其次是FI (6.32%)、N(6.18%)和F(4.43%)在2008年治疗。在随后的一年(2009),类似的趋势观察土壤有机质最高时倪治疗(5.50%)。
土壤水分的存在加上有机分解N-Viro导致更多的可用性的植物,土壤营养元素的吸收。高等植物叶片营养吸收比不用灌溉的土地被记录在灌溉土地。灌溉或肥料不显著()影响成熟的水果产量;然而,灌溉了重要()对未成熟的水果的产量的影响。成熟的水果产量增加21%记录灌溉治疗(3320公斤公顷−1)相比,从不用灌溉治疗(2620公斤公顷产量−1)。最佳养分管理措施可能包括在经济上可行的使用有机N-Viro替代昂贵和有潜在危险的商业肥料。
确认
这项工作是支持由牛津冷冻食品有限公司,新斯科舍的野生蓝莓生产商协会,新斯科舍省野生蓝莓研究所和新斯科舍省农业部。作者要感谢加里·布朗和道格威利(布拉格农场经理木材公司),特拉维斯以扫,摩根·罗伯茨(研究助理),凯尔西血细胞溶解(技术员)对他们的援助在实验。