劉曉嬌,王海榮,肖自斌,劉世偉,王 昊,周月君,馬建梅,蔣學(xué)勤,俞風(fēng)娟,姬宇翔,王繼濤
(1.寧夏回族自治區(qū)園藝技術(shù)推廣站,銀川 750001;2.賀蘭縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心,銀川 750200;3.寧夏農(nóng)墾農(nóng)林牧技術(shù)推廣服務(wù)中心,銀川 750021;4.寧夏農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站,銀川 750001)
由于復(fù)種指數(shù)高、茬口單一、化肥和農(nóng)藥過量施用等,設(shè)施大棚土壤連作障礙問題日益突出,土壤環(huán)境惡化,病蟲害多發(fā),蔬菜產(chǎn)量下降,品質(zhì)逐年變差[1-4],嚴(yán)重阻礙了蔬菜生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。蚯蚓又名地龍,是陸地生態(tài)系統(tǒng)中生物量最大的無脊椎土壤動(dòng)物[5],可促進(jìn)植物殘枝落葉的降解及有機(jī)物質(zhì)的分解和礦化,還可改善土壤結(jié)構(gòu)、修復(fù)被污染的土壤[6-9],是土壤的“清道夫”[10]。蚯蚓養(yǎng)殖作為新興的解決設(shè)施大棚土壤連作障礙問題的有效途徑,具有廣闊的應(yīng)用前景[11-13]。蚯蚓養(yǎng)殖基料方面的研究報(bào)道較少,為探索設(shè)施大棚養(yǎng)殖蚯蚓的最佳基料配方,本研究以玉米秸稈、番茄秸稈、水稻秸稈3 種作物秸稈作為配料分別與牛糞1∶1 混合作為蚯蚓養(yǎng)殖基料,明確不同秸稈作配料養(yǎng)殖蚯蚓對(duì)蚯蚓繁殖生長及養(yǎng)殖基料轉(zhuǎn)化成蚯蚓糞速度的影響,為設(shè)施大棚內(nèi)蚯蚓規(guī)?;B(yǎng)殖提供技術(shù)參考。
試驗(yàn)于2020 年10 月在寧夏農(nóng)墾平吉堡現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū)日光溫室開展。
供試蚯蚓為大平二號(hào)。供試物料為牛糞、玉米秸稈、番茄秸稈、水稻秸稈。
試驗(yàn)采用牛糞與不同作物秸稈按1∶1 比例混合作為蚯蚓養(yǎng)殖基料,蚯蚓種每平方米接種量1 kg(1 g蚯蚓種1 000 條),以不同作物秸稈為試驗(yàn)因子,設(shè)計(jì)3 個(gè)處理,其中處理1(T1)為番茄秸稈,處理2(T2)為水稻秸稈,處理3(T3)為玉米秸稈,每個(gè)處理牛糞和秸稈的用量均為0.3 m3,每個(gè)處理重復(fù)3 次,每個(gè)處理為1 個(gè)小區(qū),共9 個(gè)小區(qū)。試驗(yàn)小區(qū)采用東西向排列,每個(gè)小區(qū)寬1.0 m,長2.0 m,高0.3 m,小區(qū)面積2 m2,小區(qū)間距1.5 m。
1.4.1 蚯蚓繁殖生長情況 蚯蚓投放后30、60、90 d、12 個(gè)月,分別測(cè)定各處理蚯蚓總數(shù)、形成生殖帶蚯蚓數(shù)、卵繭數(shù);在每個(gè)處理90%基料轉(zhuǎn)化為蚯蚓糞時(shí),提取蚯蚓,測(cè)定提取蚯蚓重量。在蚯蚓投放后30、60、90 d、12 個(gè)月,每個(gè)處理每個(gè)小區(qū)由北到南50 cm 處取1 個(gè)樣方,樣方為寬50 cm 斷面,將每個(gè)斷面物料全部取出,放在干凈的薄膜上,計(jì)數(shù)取出基料中蚯蚓總數(shù)、形成生殖帶蚯蚓數(shù)、卵繭數(shù),并稱蚯蚓重量,按照4 倍比例折算每個(gè)小區(qū)蚯蚓數(shù)、形成生殖帶蚯蚓數(shù)、卵繭數(shù)及蚯蚓重量。
1.4.2 物料轉(zhuǎn)化情況 每個(gè)處理90%基料轉(zhuǎn)化為棕黑色、質(zhì)輕、粒細(xì)均勻、無異味的蚯蚓糞時(shí),記錄轉(zhuǎn)化時(shí)間;提取蚯蚓糞,測(cè)定提取蚯蚓糞的產(chǎn)量。蚯蚓糞提取方法,在蚯蚓養(yǎng)殖床一側(cè)添加蚯蚓養(yǎng)殖基料,寬1 m,高度與蚓床齊平,在新添加基料上澆水,蚯蚓糞上不澆水,引誘蚯蚓到新基料取食,待大部分蚯蚓轉(zhuǎn)移至新基料時(shí),提取蚯蚓糞。
1.4.3 試驗(yàn)前物料、試驗(yàn)后蚯蚓糞理化性質(zhì) 測(cè)定試驗(yàn)前畜禽糞便與作物秸稈的混合基料、試驗(yàn)后蚯蚓糞的pH、Ec、有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷、速效鉀、全氮、全磷、全鉀等化學(xué)性狀、砷(As)、汞(Hg)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、鉻(Cr)重金屬5 項(xiàng),有效活菌數(shù)、糞大腸菌群數(shù)和蛔蟲卵死亡率等微生物含量,以上檢測(cè)指標(biāo)均由寧夏菲杰特檢測(cè)有限公司采用國標(biāo)法測(cè)定。
采用Microsoft Excel 2010 軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,利用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn),采用Duncan’s法進(jìn)行多重比較。
2.1.1 蚯蚓投放30 d 繁殖生長情況 不同秸稈作配料養(yǎng)殖蚯蚓,蚯蚓投放30 d 繁殖生長情況見圖1。由圖1 可知,T3 處理蚯蚓數(shù)最高,為3 145 條,顯著高于T1 和T2 處理(P<0.05);T3 形成生殖帶蚯蚓數(shù)最多,為2 461 條,顯著高于T1 處理(P<0.05),與T2 處理差異不顯著。各處理間卵繭數(shù)差異不顯著,其中T3 處理卵繭數(shù)最高,為6 242 個(gè),T2 處理次之,為5 396 個(gè),T1 處理最低,為4 652 個(gè)。
圖1 蚯蚓投放30 d 繁殖生長情況
2.1.2 蚯蚓投放60 d 繁殖生長情況 不同秸稈作配料養(yǎng)殖蚯蚓,蚯蚓投放60 d 繁殖生長情況見圖2。由圖2 可知,T3 處理蚯蚓數(shù)最高,為7 180 條,顯著高于T1 和T2 處理(P<0.05);T3 處理形成生殖帶蚯蚓數(shù)最高,為2 803 條,顯著高于T1 處理(P<0.05),與T2 處理差異不顯著;各處理卵繭數(shù)無顯著差異,其中T3 處理卵繭數(shù)最高,為7 877 個(gè),T2 處理次之,為7 575 個(gè),T1 處理最低,為6 243 個(gè)。
圖2 蚯蚓投放60 d 繁殖生長情況
2.1.3 蚯蚓投放90 d 繁殖生長情況 不同秸稈作配料養(yǎng)殖蚯蚓,蚯蚓投放90 d 繁殖生長情況見圖3。由圖3 可知,蚯蚓投放90 d 時(shí),不同處理的蚯蚓數(shù)和卵繭數(shù)差異均不顯著,T2 處理蚯蚓數(shù)和卵繭數(shù)均最高,分別為16 681 條、23 567 個(gè);T2 處理形成生殖帶蚯蚓數(shù)最高,為8 564 條,顯著高于T1 處理和T3 處理(P<0.05)。
圖3 蚯蚓投放90 d 繁殖生長情況
2.1.4 蚯蚓投放12 個(gè)月繁殖生長情況 不同秸稈作配料養(yǎng)殖蚯蚓,蚯蚓投放12 個(gè)月繁殖生長情況見圖4。由圖4 可知,蚯蚓投放12 個(gè)月時(shí),已提取蚯蚓4 次,隨著蚯蚓繁殖生長和提取,各處理間蚯蚓數(shù)、形成生殖帶蚯蚓數(shù)均無顯著差異,T1 處理蚯蚓數(shù)最多,為6 254 條,T2 處理形成生殖帶蚯蚓數(shù)最多,為3 810 條;T1 處理和T3 處理卵繭數(shù)均顯著高于T2 處理(P<0.05),其中T1處理卵繭數(shù)最高,為3 969個(gè)。
圖4 蚯蚓投放12 個(gè)月繁殖生長情況
2.1.5 全年蚯蚓提取產(chǎn)量情況 不同秸稈作配料養(yǎng)殖蚯蚓,全年蚯蚓提取產(chǎn)量情況見圖5。由圖5 可知,T3 處理產(chǎn)量最高,為9.66 kg,顯著高于T1 處理和T2 處理(P<0.05),T1 處理產(chǎn)量最低,為7.67 kg。
圖5 全年蚯蚓提取產(chǎn)量情況
采用玉米秸稈與牛糞1∶1 混合養(yǎng)殖蚯蚓,蚯蚓投放30~60 d 時(shí),蚯蚓繁殖生長較好,蚯蚓數(shù)、形成生殖帶蚯蚓數(shù)及卵繭數(shù)最多。在蚯蚓投放90 d 時(shí),采用水稻秸稈與牛糞1∶1 混合養(yǎng)殖蚯蚓,蚯蚓數(shù)、孵化小蚯蚓數(shù)和卵繭數(shù)最多。玉米秸稈與牛糞1∶1 混合養(yǎng)殖蚯蚓處理數(shù)量次之,可能是隨著蚯蚓數(shù)量急劇增長,密度過大,致使蚯蚓出現(xiàn)逃逸或死亡。蚯蚓投放12 個(gè)月時(shí),由于蚯蚓繁殖和提取,各處理蚯蚓數(shù)量差異不顯著。從全年蚯蚓產(chǎn)量來看,采用玉米秸稈與牛糞1∶1 混合養(yǎng)殖蚯蚓,蚯蚓產(chǎn)量最高。
2.2.1 基料轉(zhuǎn)化情況 不同秸稈作配料養(yǎng)殖蚯蚓對(duì)基料轉(zhuǎn)化時(shí)間的影響見圖6。由圖6 可知,蚯蚓養(yǎng)殖基料90%轉(zhuǎn)化為蚯蚓糞,T3 處理用時(shí)最短,為61 d,顯著低于T1 處理(P<0.05),與T2 處理差異不顯著。
2.2.2 蚯蚓糞產(chǎn)量情況 不同秸稈作配料養(yǎng)殖蚯蚓對(duì)蚯蚓糞產(chǎn)量和產(chǎn)出率的影響見圖7、圖8。由圖7、圖8 可知,各處理蚯蚓糞產(chǎn)量和產(chǎn)出率均無顯著差異,T3處理蚯蚓糞產(chǎn)量和產(chǎn)出率最高,分別為0.89 m3、37.96%,T2 處理次之,分別為0.83 m3、35.37%,T1 處理最低,分別為0.75 m3、32.24%。
圖7 不同秸稈作配料養(yǎng)殖蚯蚓對(duì)蚯蚓糞產(chǎn)量的影響
圖8 不同秸稈作配料養(yǎng)殖蚯蚓對(duì)蚯蚓糞產(chǎn)出率的影響
不同秸稈作配料養(yǎng)殖蚯蚓對(duì)蚯蚓糞理化性質(zhì)的影響見表1。由表1 可知,蚯蚓糞較試驗(yàn)前物料Ec、pH、重金屬含量降低,糞大腸菌群數(shù)全部轉(zhuǎn)為陰性,有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀等養(yǎng)分含量和有效活菌數(shù)升高。其中T3 處理養(yǎng)殖蚯蚓產(chǎn)生的蚯蚓糞理化性質(zhì)較好,有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷等養(yǎng)分含量含量和有效活菌數(shù)最高,Ec、pH、汞、鉻等重金屬含量最低。
表1 不同秸稈作配料養(yǎng)殖蚯蚓對(duì)蚯蚓糞理化性質(zhì)的影響
2.3.1 化學(xué)性狀 T3 處理蚯蚓糞有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷、速效鉀、全氮、全磷含量均最高,其中有機(jī)質(zhì)含量為36.83%,較試驗(yàn)前物料升高48.27%;速效氮含量為462.96 mg/kg,較試驗(yàn)前物料降低46.39%;速效磷含量為484.38 mg/kg,較試驗(yàn)前物料降低45.79%;速效鉀含量為3 720.87 mg/kg,較試驗(yàn)前物料升高262.01%;全氮含量為2.79%,較試驗(yàn)前物料升高176.24%;全磷含量為2.48%,較試驗(yàn)前物料升高27.84%。T3 處理蚯蚓糞Ec、pH 均最低,其中Ec為4.35 ms/cm,較試驗(yàn)前物料降低18.69%;pH 為7.51,較試驗(yàn)前物料降低7.63%。T2 處理蚯蚓糞全鉀含量最高,為1.48%,較試驗(yàn)前物料升高208.33%。
2.3.2 重金屬含量 T3 處理蚯蚓糞汞、鉻含量均最低,其中汞含量為0.014 mg/kg,較試驗(yàn)前物料降低26.32%;鉻含量為5.47 mg/kg,較試驗(yàn)前物料降低16.49%。T2 處理蚯蚓糞砷、鎘、鉛含量均最低,其中砷含量為1.94 mg/kg,較試驗(yàn)前物料降低38.02%,鎘含量為0.02 mg/kg,較試驗(yàn)前物料降低60.00%,鉛含量為4.34 mg/kg,較試驗(yàn)前物料降低14.40%。
2.3.3 微生物含量 T3 處理蚯蚓糞有效活菌數(shù)最高,為0.36 億/g,較試驗(yàn)前物料升高140.00%。
采用玉米秸稈與牛糞1∶1 混合養(yǎng)殖蚯蚓,蚯蚓投放30~60 d 時(shí),蚯蚓數(shù)、形成生殖帶蚯蚓數(shù)及卵繭數(shù)最多。隨著蚯蚓繁殖生長和提取,各處理間蚯蚓數(shù)量差異不顯著。采用玉米秸稈與牛糞1∶1 混合養(yǎng)殖蚯蚓,蚯蚓產(chǎn)量最高,為9.66 kg,基料轉(zhuǎn)化為蚯蚓糞用時(shí)最短,為61 d,蚯蚓糞產(chǎn)量最高,為0.89 m3。采用玉米秸稈與牛糞1∶1 混合養(yǎng)殖蚯蚓產(chǎn)生的蚯蚓糞理化性質(zhì)較好,有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷等養(yǎng)分含量和有效活菌數(shù)最高,Ec、pH、汞、鉻等重金屬含量最低。