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乌干达两个农业生态区城市固体废物堆肥的分解和养分释放模式土壤肥力恶化是乌干达和整个撒哈拉以南非洲小农农业生产和粮食安全的

作者:屏风浊影深

乌干达两个农业生态区城市固体废物堆肥的分解和养分释放模式

土壤肥力恶化是乌干达和整个撒哈拉以南非洲小农农业生产和粮食安全的主要制约因素,那里的大多数人口依靠自给农业维持生计。

本研究在乌干达的两个农业生态区 (AEZ) 的田间条件下进行了为期 36 周的垃圾袋实验,评估了城市固体废物堆肥 (MSWC) 的分解和养分释放模式。

然而,由于大部分养分在两个 AEZ 中几乎立即释放,因此应在土壤水分较高的高降雨月份开始种植,以使 MSWC 的养分释放与作物需求同步,并最大限度地提高作物对养分的吸收,同时最大限度地减少对土壤的损失。

从姆巴拉拉市的一家 CDM 堆肥厂对本实验中使用的 MSWC 进行了采样。从堆肥堆的不同部位和深度随机收集一式三份的样本,将其彻底混合以形成复合样本(约 20 千克)等。

三个样品(约 1 千克的复合样品)分别包装在密封的贴有标签的聚乙烯袋中,在冰箱中运输到位于坎帕拉的 MetLab East Africa Ltd 实验室,并在 4 °C 下储存直至进一步分析。

细网垃圾袋技术用于研究 MSWC 在田间条件下随时间推移的分解和养分释放模式。该技术仍然是研究陆地生态系统中绿肥和植物残体分解过程的最广泛使用的方法。

该技术假设垃圾袋的所有质量损失都已矿化。在这项技术中,新鲜垃圾被装入细网袋中,埋在土壤中,并定期收集以测量剩余质量。通常选择网孔尺寸以优化所有生物体对垫料的访问,同时最大限度地减少过多的颗粒损失。

评估 MSWC 释放的营养物和重金属的量以及剩余的营养物和重金属时,N (25.9%)、P (23%)、K (10.1%)、Ca (26.7%)、Cu (0.001 %)、Fe (33.0%)、Mg (27.7%)、Mn (21.5%)、Zn (53%) 在垃圾袋研究的36周后仍然存在,因此可用于随后的作物。

在另一处放置的试验品中,N (26%)、P (18.4%)、K (6.0%)、Ca (23.3%)、Cu (0%)、Fe (22.1%)、Mg (10.1%)、Mn (17.2 %), 和 Zn (18.1%) 在实验后仍留在现场,可用于随后的作物。两者中大量营养素的释放顺序为 K (89.9%) >  P (77%) > SGF 中的 N (74.1%) 和 K (94%) >  P(81.6%) > N (74%)。

两个实验地区的气候因子(月平均降雨量和月平均温度)与养分释放的相关表明,平均月降雨量对 N、P、K、Ca、Cu、Fe、Mg 和 Mn 的释放有显着和积极的影响。相反,Zn 不受月平均降雨量的影响。

月平均温度对前者中 K、Cu、Mg 和 Mn 的释放有显着和积极的影响,但不影响 Zn、Fe、Ca、N 和 P。

在后者中,月平均降雨量对 N、P、Ca、Mg、Cu、Fe 和 Mn 的释放有显着和积极的影响,而它对 K 的释放有显着和消极的影响。锌不受月平均降雨量的影响。

月平均温度对 N、P、Ca、Cu、Mn 和 Mg 的释放有显着和积极的影响。然而,每月平均温度对钾的释放有显着的负面影响。平均温度不影响后者研究区的 Zn 和 Fe 释放。

分解 36 周后,两个实验地中分别保留了 20% 和 32% 的原始质量,证实了 MSWC 在土壤中的长期残留效应。

结果显示,在整个研究期间,所有第一实验地区中的养分持续释放,恰逢乌干达的两个种植季节,表明 MSWC 可以被小农用作土壤改良剂,以解决土壤肥力下降、提高养分可用性和作物生产力。

由于不同地区之间的分解和养分释放动态表现出不同的趋势,农民应采用不同的施肥计划管理,旨在使养分释放与作物对营养需求最大的时间同步。

因此 MSWC 应至少在种植一周后施用,Cu 和 Zn 几乎立即被释放,到研究期结束时,几乎都没有留下任何东西。

由于植物养分需求和吸收在种植季节会有所不同,因此需要在作物活跃生长期仔细安排 MSWC 的施用时间,以最大限度地提高作物养分吸收的农艺效益,同时最大限度地减少因淋溶和径流释放的养分损失对环境的影响。

参考文献

【1】Bationo A、Waswa B、Kihara J、Adolwa I、Vanlauwe B、Saidou K,编辑。从非洲长期土壤肥力管理试验中吸取的教训。施普林格科学巴士媒体;2012.

【2】Muzira R、Basamba T、Tenywa JS。乌干达西南部高地限制马铃薯可持续生产的土壤养分评估。开放存取图书馆杂志 2018;5(3):1-8。

【3】Henao J, Baanante C. 非洲的农业生产和土壤养分开采:对资源保护和政策制定的影响。Muscle Shoals:国际土壤肥力和农业发展中心。2006.

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