【摘 要】
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厨余垃圾由于其有机质含量高、有害物质少以及养分多的特点,是一种制备有机堆肥的理想原料。将厨余垃圾通过好氧堆肥的方式制备成有机肥可以在实现垃圾减量化的同时促进资源的循环利用。另一方面,尽管设施农业因其较高的土地利用率和作物产量在许多地少人多的大型城市得到了推广,但由于设施农业高温高湿、缺少雨水淋洗以及过量使用化肥的特点极易发生土传病害、重金属污染以及盐渍化一类的设施障碍影响作物生长。厨余垃圾制成的有
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厨余垃圾由于其有机质含量高、有害物质少以及养分多的特点,是一种制备有机堆肥的理想原料。将厨余垃圾通过好氧堆肥的方式制备成有机肥可以在实现垃圾减量化的同时促进资源的循环利用。另一方面,尽管设施农业因其较高的土地利用率和作物产量在许多地少人多的大型城市得到了推广,但由于设施农业高温高湿、缺少雨水淋洗以及过量使用化肥的特点极易发生土传病害、重金属污染以及盐渍化一类的设施障碍影响作物生长。厨余垃圾制成的有机堆肥在改良设施障碍土壤方面有着巨大潜力,但厨余垃圾与传统有机堆肥的材料相比具有高盐高油的特点,制备成堆肥后其独特的理化性质和微生物群落对土壤性质的影响还不得而知。同时生物炭作为一种常用的土壤改良剂与厨余堆肥的联合使用能否更好地改良设施障碍土壤同样有待研究。因此,本论文通过在设施大棚进行盆栽实验来探究（1）厨余堆肥与微生物菌剂对土传病害土壤的联合改良作用;（2）厨余堆肥与生物炭对设施重金属污染土壤的联合改良作用;（3）厨余堆肥与生物炭对设施盐渍化土壤的联合改良作用。以期为厨余垃圾的资源化利用和设施障碍土壤的改良提供理论依据和技术指导,主要研究结果如下:1)与生物炭和化肥相比,厨余堆肥与微生物菌剂的联合使用可以更显著地改良土传病害土壤,其芸苔根肿菌（根肿病致病菌）的丰度降低了78%,青菜根肿病的发病率下降了44%（P＜0.05）。微生物群落分析表明与传统肥料相比,厨余堆肥中含有较高丰度的益生菌（Lysobacter、Streptomyces、Dongia、Bacillus、Zopfiella和Rhizophlyctis）,这些菌可与微生物菌剂中的益生菌互相作用,进而强化彼此在障碍土壤中的定殖能力,使其与致病菌产生拮抗效果。Mantel检验和典范对应分析均表明碱解氮对微生物群落的影响最大,而厨余堆肥比起化肥和生物炭可以更好地提升土壤有效态养分（尤其是氮）,显著提升了26.7%的碱解氮（P＜0.05）,避免了菌剂中的微生物与作物争夺紧缺的养分导致产量下降。2)厨余堆肥比起秸秆堆肥和化肥可以更好地降低土壤有效态镉,从而减少作物对镉的吸收。当厨余堆肥和生物炭按一定比例混合后可以进一步提升其对重金属污染土壤的改良效果,当比例为50%时提升效果最佳,该条件下植株镉、土壤总镉和有效态镉分别降低了63.16%、33.04%和26.32%（P＜0.05）。网络分析表明土壤有机质和微生物多样性是与镉关系最为密切的两个因素且均与三种镉呈显著的负相关性,而生物炭比例为50%的厨余堆肥生物炭联合处理组对这两个指标的提升效果较好,分别显著提升了32.71%的有机质和77.04%的Chao1指数（P＜0.05）。此外,与秸秆堆肥相比厨余堆肥含有更多盐分,盐基离子可通过离子交换降低镉的浓度,因此在生物炭比例相同的情况下,厨余堆肥生物炭联合处理组对重金属污染土壤的改良效果依旧高于秸秆堆肥生物炭联合处理组。3)当厨余堆肥和生物炭按50%的比例混合使用时,其对鸡毛菜产量的提升高达450.98%,远高于单独使用时的54.9%。较好的提升效果可归因于该处理组显著提升了5.06%的土壤阳离子交换量和204.35%的有机质（P＜0.05）,进而使碱化度从10.11%降低至5.51%,钠吸附比从16.74降到了11.47的正常范围,从而降低了盐渍化等级。此外,与秸秆堆肥相比,厨余堆肥中的益生菌因长期处在高盐的环境下,故更适宜在设施盐渍化土壤中发挥作用,生物炭的加入更是增加了Streptomyces、Pseudomonas以及Nocardioides一类的益生菌丰度进一步改善了土壤微生物群落结构,从而提升了土壤质量。综上,本研究揭示了厨余堆肥与传统肥料相比可以更好地改善设施障碍土壤理化性质和微生物群落。通过优化厨余堆肥与生物炭的比例实现了对土传病害、重金属污染和盐渍化三种设施障碍土壤的改良,提高了作物产量,为厨余垃圾在设施农业上的资源化应用提供了理论依据。
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