Effects of Jiaosu on Soil Physical and Chemical Properties and Crop Growth in Tropical Region

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2020-0564

Abstract

Abstract:

To explore the effects of Jiaosu compost and liquid fertilizer on the regulation of soil physical and chemical properties, and crop growth in tropical region, a series of pot and field experiments were carried out in Hainan to study the effects of Jiaosu compost materials, application amount, biofertilizer types, Jiaosu solution and their materials on pepper and cucumber. The results show that (1) the soil organic matter under treatments with Jiaosu could reach 2.55%-3.87%, increase the content of available nitrogen, phosphorus, potassium, pH and field water capacity, and reduce the bulk density, meanwhile, the peanut straw treatment is the best composting material, and the more application amount of the peanut straw is better; (2) the fruit weight under Jiaosu treatment could be increased by 53%-92% compared with the traditional treatment, the Vc content of fruit under Jiaosu treatment is 1.12 times as much as that of the traditional fertilization treatment, and the economic coefficient under Jiaosu compost treatment is over 48%, 8%-28% higher than that of the traditional fertilization treatment; compared with Hainan bio-fertilizer, the fruit weight under Jiaosu compost treatment could be increased by 24% and the Jiaosu solution increases fruit weight by 20%-38% of cucumber; (3) Jiaosu compost and liquid fertilizer treatment could significantly increase defense enzyme activity of plants and decrease withering rate and withering index of pepper under drought and cold injury compared with chemical fertilizer treatment, and reduce pest index significantly of cucumber. So the study reveals that Jiaosu compost and liquid fertilizer could not only improve the physical and chemical properties of soil, but also obtain better quality, high yield, high resistance, safe and ecological production of tropical crops, which is benefit to the sustainable development of modern green agriculture in tropical areas.

Key words: Jiaosu, tropical region, physical and chemical properties of soil, crop growth, integrative resistance

CLC Number:

Fan Heling, Wang Haochen, Chen Weiyi, Lu Jianming, Sun Xuebing, Zhu Qing, Li Changjiang, Zhang Rongping. Effects of Jiaosu on Soil Physical and Chemical Properties and Crop Growth in Tropical Region[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2021, 37(22): 76-83.

Figures/Tables 11

References 36

[1]	欧阳传德, 陈琴琴. 浅议自制环保酵素在农业生产中的应用[J]. 安徽农学通报, 2017, 23(23):53-54.
[2]	马倩颖. 浅析环保酵素在家居和农业上的应用[J]. 科技风, 2018(5):150.
[3]	张越, 赵宇宾, 蔡亚凡, 等. 农用植物酵素的生态效应研究进展[J]. 中国农业大学学报, 2020, 25(3):25-35.
[4]	颉建明, 郁继华, 黄高宝, 等. 持续低温弱光及之后光强对辣椒幼苗光抑制的影响[J]. 农业工程学报, 2008(5):231-234.
[5]	张丹. 温室大棚黄瓜种植技术及病虫害防治探究[J]. 现代园艺, 2020(2):19-20.
[6]	陈蓉, 唐弼熙, 李敏, 等. 优选维Vitamin C测定方法在果蔬中的应用[J]. 湖南师范大学学报:医学版, 2017, 14(2):186-189.
[7]	张晓宇, 王艳颖, 王红岩, 等. 间歇升温对采后辣椒冷害发生及生理变化的影响[J]. 现代园艺, 2019(21):16-18.
[8]	汤章城. 现代植物生理学实验指南[M]. 上海: 科学出版社, 1999.
[9]	徐芳艳, 杨梓文. 基于环刀法测定邯郸地区田间持水量实验分析[J]. 地下水, 2017, 39(3):92-93.
[10]	孔凡伟. 如何精测土壤容重[J]. 黑龙江农业科学, 2010(10):178.
[11]	赵雄, 陈奎. 土壤碱解氮传统检测方法的应用及分析条件的优化[J]. 环境与可持续发展, 2017, 42(4):125-126.
[12]	鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 北京: 中国农业出版社, 1981
[13]	蔡毅, 于晓丽, 王春野, 等. 原子吸收光谱法同时测定长白山地区土壤速效钾、交换性钙和交换性镁含量[J]. 中国标准化, 2019(20):169-171.
[14]	李方志, 李丝丝, 王殷, 等. 环保酵素改良土壤中有机质与磷素的探索性研究[J]. 环境科学导刊, 2016, 35(5):65-69.
[15]	李方志, 王殷, 李丝丝, 等. 环保酵素对土壤钾素的改良效果[J]. 安徽农业科学, 2016, 44(17):168-169.
[16]	李方志, 杨琴, 杨汝兰, 等. 环保酵素对土壤中有效氮、全氮及有机质改良效果的研究[J]. 玉溪师范学院学报, 2016, 32(4):42-47.
[17]	冯筠洋. 环保酵素施用对土地与植物生长状况的影响研究[J]. 化工设计通讯, 2017, 43(10):185,188.
[18]	佟玉洁. 自制环保酵素改善土壤肥力试验研究[J]. 安徽农业科学, 2017, 45(26):119-121.
[19]	隋丽丽, 连玉武, 孙文彬, 等. 植物酵素对果菜增产效应及其作用机理[J]. 科技创新与品牌, 2017(2):75-77.
[20]	梁会欣, 连玉武, 孙文彬, 等. 植物酵素对马铃薯的影响及其作用机理[J]. 科技创新与品牌, 2016(12):75-77.
[21]	张艳梅, 连玉武, 孙梓媛, 等. 植物酵素对玉米增产效应及其作用机理[J]. 科技创新与品牌, 2017(1):72-74.
[22]	李洁, 周娴, 郝小燕, 等. 植物酵素对大棚黄瓜生长及产量的影响[J]. 中国食物与营养, 2014, 20(12):29-32.
[23]	罗蕊, 张杰, 柳明娟, 等. 梨果实源营养液的制备及其对梨树叶片光合特性和果实品质的影响[J]. 中国农业科学, 2012, 45(16):3337-3345.
[24]	杨文静, 田佶, 张杰. 芳香植物营养液对苹果生长及果实品质的影响[J]. 北京农学院学报, 2015, 30(1):19-21.
[25]	代明亮, 李松涛, 韩振海, 等. 植物源营养液对‘雪青梨’生长及果实品质的影响[J]. 中国农业大学学报, 2008(5):19-23.
[26]	耿健, 崔楠楠, 张杰, 等. 喷施芳香植物源营养液对梨树生长、果实品质及病害的影响[J]. 生态学报, 2011, 31(5):1285-1294.
[27]	李洁, 周娴, 郝小燕, 等. 植物酵素对大棚黄瓜生长及产量的影响[J]. 中国食物与营养, 2014, 20(12):29-32.
[28]	陶津, 李云龙, 周根国, 等. 环保酵素对土壤理化性质及辣椒生长的影响[J]. 玉溪师范学院学报, 2017, 33(4):35-40.
[29]	李正华. 厌氧发酵液的抗病防虫机理及其应用技术研究[D]. 郑州:河南农业大学, 2002.
[30]	周新萍, 付小全, 陈桂兰. 利用餐厨垃圾制作植物酵素及其活性成分分析[J]. 东莞理工学院学报, 2014, 21(5):93-96.
[31]	孙雨浓, 李光耀, 张欣雨, 等. 环保酵素对菠菜幼苗生理生化指标影响的研究[J]. 园艺与种苗, 2017(5):4-7.
[32]	韦文芳, 梁春红, 唐千淄, 等. 环保酵素对田间种植蔬菜残留农药的降解作用[J]. 广西农学报, 2016, 31(3):24-26,30.
[33]	王丽丽, 谌江华, 柴伟纲, 等. 生物酵素对朱砂叶螨和青枯劳尔氏菌的作用研究[J]. 宁波农业科技, 2014(4):6-8.
[34]	王荣娟, 戚亚平, 宋备舟, 等. 苹果果实发酵液对草莓防御酶系活性及抗病性的影响[J]. 中国农学通报, 2010, 26(16):250-255.
[35]	耿健, 崔楠楠, 张杰, 等. 喷施芳香植物源营养液对梨树生长、果实品质及病害的影响[J]. 生态学报, 2011, 31(5):1285-1294.
[36]	Slusarenko A J, Patel A, Portz D. Control of plant diseases by natural products: Allicin from garlic as a case study[J]. European Journal of Plant Pathology, 2008, 121(3):313-322. doi: 10.1007/s10658-007-9232-7 URL

代号		试验分类		处理		施肥方式	栽培方式	研究对象	种植时间地点
A		酵素堆肥秸秆种类		花生、玉米、椰糠、普通CK（普通有机肥）		按50%用量进行底施, 统一追肥和灌溉	盆栽	辣椒	2014.11— 2015.4,海口
B		酵素堆肥施用量		80%、70%、60%、50% （体积比,下同）、CK（普通有机肥,50%）		不同处理底施, 统一追肥和灌溉	盆栽	辣椒	2014.11— 2015.4,海口
C		酵素堆肥施用量		酵高(60%)、酵低(30%)、传统（化肥）、羊粪(30%)、空白（清水对照）		不同处理底施, 统一追肥和灌溉	盆栽	辣椒	2015.11— 2016.4,海口
D		生物有机肥种类		酵素（酵素堆肥）、海南（海南有机肥）、日本（日本有机肥）		不同有机肥按50%用量进行底施, 统一追肥和灌溉	盆栽	辣椒	2016.11— 2017.4,海口
E	酵素液肥		酵素液肥、化肥		分别按10倍稀释液和0.2%喷施, 统一基肥和灌溉管理		盆栽	辣椒	2018.11— 2019.3,海口
F	酵素液肥的材料种类		榕叶、青蒿、枇杷叶、木麻黄、金鱼藻、对照（清水对照）		不同处理按5~10倍稀释液喷施（从苗期至结果期逐渐增加浓度,60~120 L原液/hm²）, 统一基肥、灌溉和搭架管理		大田	黄瓜	2019.3— 2020.6,海口

代号		试验分类		处理		施肥方式	栽培方式	研究对象	种植时间地点
A		酵素堆肥秸秆种类		花生、玉米、椰糠、普通CK（普通有机肥）		按50%用量进行底施, 统一追肥和灌溉	盆栽	辣椒	2014.11— 2015.4,海口
B		酵素堆肥施用量		80%、70%、60%、50% （体积比,下同）、CK（普通有机肥,50%）		不同处理底施, 统一追肥和灌溉	盆栽	辣椒	2014.11— 2015.4,海口
C		酵素堆肥施用量		酵高(60%)、酵低(30%)、传统（化肥）、羊粪(30%)、空白（清水对照）		不同处理底施, 统一追肥和灌溉	盆栽	辣椒	2015.11— 2016.4,海口
D		生物有机肥种类		酵素（酵素堆肥）、海南（海南有机肥）、日本（日本有机肥）		不同有机肥按50%用量进行底施, 统一追肥和灌溉	盆栽	辣椒	2016.11— 2017.4,海口
E	酵素液肥		酵素液肥、化肥		分别按10倍稀释液和0.2%喷施, 统一基肥和灌溉管理		盆栽	辣椒	2018.11— 2019.3,海口
F	酵素液肥的材料种类		榕叶、青蒿、枇杷叶、木麻黄、金鱼藻、对照（清水对照）		不同处理按5~10倍稀释液喷施（从苗期至结果期逐渐增加浓度,60~120 L原液/hm²）, 统一基肥、灌溉和搭架管理		大田	黄瓜	2019.3— 2020.6,海口

试验分类和代号	处理	容重/(g/cm³)	田间持水量/%	含水量/%
酵素堆肥的施用量（试验B）	80%	1.17±0.04b	32.17±2.00a	24.48±3.92ab
	70%	1.22±0.01b	25.49±2.00ab	33.43±0.98a
	60%	1.23±0.02ab	29.69±2.08ab	23.25±5.82b
	50%	1.25±0.03ab	23.98±1.63bc	18.37±2.67bc
	普通CK	1.38±0.06a	16.80±1.46c	13.43±2.92cd
酵素堆肥的秸秆种类（试验A）	玉米	1.33±0.12a	18.61±0.10ab	11.16±0.70c
	花生	1.24±0.05a	25.31±0.83a	7.73±4.29c
	椰糠	1.31±0.07a	19.55±7.22ab	16.72±2.15ab
	普通CK	1.44±0.19a	14.40±1.00c	19.69±4.01ab

试验分类和代号	处理	容重/(g/cm³)	田间持水量/%	含水量/%
酵素堆肥的施用量（试验B）	80%	1.17±0.04b	32.17±2.00a	24.48±3.92ab
	70%	1.22±0.01b	25.49±2.00ab	33.43±0.98a
	60%	1.23±0.02ab	29.69±2.08ab	23.25±5.82b
	50%	1.25±0.03ab	23.98±1.63bc	18.37±2.67bc
	普通CK	1.38±0.06a	16.80±1.46c	13.43±2.92cd
酵素堆肥的秸秆种类（试验A）	玉米	1.33±0.12a	18.61±0.10ab	11.16±0.70c
	花生	1.24±0.05a	25.31±0.83a	7.73±4.29c
	椰糠	1.31±0.07a	19.55±7.22ab	16.72±2.15ab
	普通CK	1.44±0.19a	14.40±1.00c	19.69±4.01ab