根据世界粮农组织(2013年)的估计,全世界每年用于人类消费的所有粮食中大约有三分之一被损失或浪费,而利用农业副产品生产有机肥料不仅可以提高资源利用效率,还可以减少环境污染。虽然已有多种有机肥料被用于农业,但关于黑水虻幼虫粪作为有机肥料潜力的实验数据较少。本研究旨在探索黑水虻幼虫粪作为有机肥料对黑麦草的农业价值。 实验设计 实验设置了7个处理组,分别对应0%(对照)、25%、50%、75%、100%、125%和150%的氮需求量,每个处理组有5个重复。保持土壤湿度在80%,每5周收割一次,共收割5次。 产量分析 结果表明,与对照组相比,施用黑水虻幼虫粪的处理组的黑麦草产量(鲜重和干重)在每次收割时均显著高于对照组(p<0.05),且产量随着黑水虻幼虫粪施用量的增加而增加(对照组第五次收割产量鲜重4.4克/盆,干重0.86克/盆;而150%处理组第五次收割产量提升至鲜重7.0克/盆,干重1.4克/盆)。 土壤成分分析 土壤中脱氢酶活性随黑水虻幼虫粪施用量增加而持续上升(对照组1.257微克TPF/克干土,增至150%处理组2.598微克TPF/克干土,提升107.4%),表明土壤微生物活性与黑水虻幼虫粪施用量正相关。所有处理组的土壤pH稳定在8.2-8.3。150%处理组的土壤电导率为0.63 dS/m,略高于对照组的0.53 dS/m,但仍在安全范围内,表明黑水虻幼虫粪未导致盐渍化风险。 有机质评价 结合土壤成分分析,施用黑水虻幼虫粪的处理组的有机质(对照组7.5克/千克,150%处理组10.1克/千克,提升34.7%)、钾(对照组79毫克/千克,150%处理组118毫克/千克,提升49.4%)和磷(对照组11毫克/千克,150%处理组21毫克/千克,提升90.9%)的含量显著增加,表明黑水虻幼虫粪作为缓释肥料的潜力。 结论 本研究表明,黑水虻幼虫粪作为有机肥料在黑麦草种植中具有出色的农业价值。它不仅能显著提高黑麦草的产量,还能改善土壤性质,增加有机质(即碳封存,有助于减缓温室气体排放,符合循环农业目标)、磷和钾的含量,并提高土壤微生物活性(帮助改善土壤结构),为有机农业提供了可持续解决方案。 注意: 本实验中150%处理是最佳施用量,但因为产量峰值没有出现,且未评估过量施用对环境的潜在风险(如富营养化),需要后续增加黑水虻幼虫粪施用量范围及延长实验时间进一步优化实际应用的最佳施用量。(英文版详见阅读原文)