有机肥料的生产从水葫芦(Eichhornia凤眼莲(集市。索姆斯)在维多利亚湖流域:维多利亚湖研究专项(VicRes)

Muoma约翰^*

生物科学学系Masinde Muliro科技大学,这时卡卡美亚,肯尼亚

*通讯作者:: Muoma约翰
生物学系
Masinde Muliro大学科学的科学
和技术,这时卡卡美亚,肯尼亚。
电子邮件:jmuoma@mmust.ac.ke

收到日期:11/11/2016接受日期:06/12/2016发表日期:14/12/2016

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文摘

维多利亚湖流域(LVB)支持的一个贫穷和最多的农村人口在东非地区。蘸鱼维多利亚湖周围的社区人口被迫转向农业粮食作物来满足自己的日常食品的要求。化肥是现成的替代来源,改善土壤条件导致富营养化的湖泊水域造成温度升高的过程中影响大多数淡水动物和植物。这个过程也鼓励大量的藻类和其他生物如水葫芦。绿藻和水葫芦的使用提供了一种替代的生态友好和可持续来源土壤养分势在必行。本研究利用水葫芦堆肥作为开发(H)

潜在土壤改良的来源。使用四种不同的水葫芦堆肥处理生物质(H只控制、H +牛粪、H + EM H +糖蜜)没有显著性差异P < 0.05的营养评估各种治疗。虽然有较高的增加在P与水平P < 0.05 H控制、H +牛粪、H + EM与H +糖浆治疗。H +牛的粪便和H控制治疗也产生高K水平和相对于其他治疗。整体项目表现出高水平的P, N和K可交换的四个风信子堆肥处理碱性pH值在7.38 - -8.13之间。该项目还确定最优堆肥条件与最高温度约38摄氏度观察到第五天到20的发病分解所有的治疗方法。温度稳定在24摄氏度到58天。导致增加水葫芦有机堆肥的基本要素是酸性土壤的一个重要来源控制pH值和土壤营养补充物。

关键字

水葫芦,分解,必要的营养,维多利亚湖流域(LVB)

介绍

维多利亚湖是世界上第二大淡水湖,占地约69000平方公里。的维多利亚湖流域(LVB)面积约251000平方公里(1]。22%的排水区是在肯尼亚,卢旺达11%,16%在乌干达,坦桑尼亚7%在布隆迪和44% (2]。根据阿尔昆3),LVB特点是人口高速增长,目前人口超过4000万,大约30%的人口生活在三个沿岸国家:肯尼亚、坦桑尼亚和乌干达。这一地区的大多数人是农民,他们依赖自然降雨对作物生产和他们主要种植玉米(玉米l .)和常见的bean(菜豆l .) [4]。持续增长的人口,贫穷的农业和畜牧业生产方法,减少森林砍伐的主要原因是土地退化和生产力LVB [5]。提高粮食生产从破旧的农场,鼓励农民使用肥料或无机氮肥料。土壤中氮的需求通常较高相比其他主要土壤养分可持续食品生产(6]。

研究表明,尽管其他营养来源的可用性提高氮在土壤中以提高作物产量、化肥被优先解决土壤中的营养不良(5,7]。过度使用氮肥的农业生产已报道导致温室气体的排放,减少水质和生物多样性和这是一个潜在的健康威胁8]。农业径流是高氮负荷的主要来源在维多利亚湖占总氮的75%流入湖泊的湖集雨,大多数的营养被存入湖今年雨季期间(9,10]。增加流入维多利亚湖的农业径流导致养分浓度增加和减少潜在的人类病原体导致浊度和溶解氧的11,12]。这反过来又导致的赤潮,湖泊水特别是的侵扰水葫芦(图1和2)和肯尼亚最引人注目的部分(图3),鱼和水传染疾病的死亡11]。无机肥料的成本也在上升趋势使其难以承受许多小农(13]。提高粮食作物生产,需要采用更便宜、环保改善的手段土壤肥力(6,13]。水葫芦肥料可以派生在维多利亚湖富含丰富营养(尤其是氮和磷14- - - - - -16)影响由根瘤菌根部定殖种虫害,提高植物抵抗病原体(17]。堆肥过程也可以灭活病原体在创建可耕种的农田土壤改良剂有利于应用程序(12]。

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图1所示。状态(覆盖率和分布)的水葫芦使用GIS在维多利亚湖。

图2。展示了维多利亚湖的陆地卫星图像显示水葫芦的分布。

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图3。估计对水葫芦在维多利亚湖是337.5737101公里²根据卫星地图。

材料和方法

建立一个简单的堆肥设施

一个简单的水葫芦堆肥设施Makerere大学成立农业研究所Kabanyolo (MUARIK)和基苏姆车型Korando B。设施由二十堆肥箱各有一个统一的测量1.35 m x 1.14 x 1米的长度,宽度和高度分别为(图4)。盒子的底部和四周框架构造使用咖啡钢丝网和上部敞开,以便开始的堆肥。此外,鸡网是安装在底部。盒子被提高到一个离地面10厘米的高度。

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图4。水葫芦堆肥箱。

水葫芦的收获

水葫芦是收获手动从Kawala绕过北部,在流从MUARIK在《古兰经》B约15公里,沿着海岸基苏姆是收获的湖(图5),在MUARIK用卡车运到堆肥站点(图6)。新鲜的水葫芦然后切碎成小块使用饲料切割机5 - 10厘米的长度增加的表面积微生物操作(图7)。这些被传播和晒干了三天前被填入框。

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图5。水葫芦的手工收割。

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图6。加载和卸载水葫芦。

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图7。饲料切割机切。

从水葫芦生产有机肥料

实验设置了五个治疗的;水葫芦+有效微生物(EM),水葫芦+糖蜜,水葫芦+牛的粪便和水葫芦(控制)。这些都是复制三次,他们完全随机安排。箱子被放置在1 - 2米的距离分别列和行之间。一个合身的袋子形状的堆肥箱首次安装在盒子里之前每个盒子填满水葫芦。切碎的水葫芦片重,放入堆肥箱形成一层约10厘米深度在每个治疗的基础(图8)。10 L EM(混合比1:50 L(水)遍布每层10厘米的新鲜水葫芦的身高1米高。同一稀释/混合比用于糖浆治疗和每10厘米10 L层水葫芦和盒子满1米高。牛的粪便治疗,使用5公斤每层10厘米的水葫芦在盒子里的治疗和盒子都是1米高度。之前第一次用水洒肥料应用于每一层。在控制的情况下,水是每一层后使用。填写框后,上满是一张聚乙烯(1000毫米计)(图9)。

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图8。切碎的水葫芦堆肥箱。

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图9。聚乙烯薄膜覆盖堆肥箱。

监控和数据采集

将每15天进行堆肥(图10),以减少堆肥材料的压实,提高曝气进一步增强分解。也将有助于减少堆肥材料的水分。水分测量使用土壤湿度计和维持在60%。然而,当水分被发现在60%以上,堆肥箱被发现在早晨鼓励蒸发和在晚上。在某些情况下,堆肥材料被移除和传播3小时鼓励蒸发失水,后来回到盒子。

agriculture-allied-sciences-Turning-water

图10。将水葫芦堆肥。堆肥的成熟度是决定使用温度和颜色变化。

土壤采样和分析

确定了农场的土壤采样用于化学和物理分析。风干土样进行化学分析,通过2毫米筛和分析pH值、水溶性碳(WSC) Ammonium-N, Nitrate-N,总氮、总OC,总P,和总K以下列出的程序Okalebo [15]。

水葫芦堆肥分析

营养分析堆肥样品收集每隔周监控堆肥属性随时间的变化以确定质量和成熟度的堆肥。每个治疗选择的材料从五个不同的点和混合均质混合样品约100 g是保持在4摄氏度进行实验室分析。这个过程被重复,直到堆完全变成了一个黑暗的质量。

四的水葫芦堆肥处理以下参数进行了分析;pH值、水溶性碳(WSC) Ammonium-N, Nitrate-N,总氮、总OC,总P,和总K以下程序概述Okalebo和Tumuhairwe [15,18]。复制受到SAS软件9.1版本的一般线性模型过程(19),意味着分开使用的意义差异意味着(LSD) p < 0.05。

结果和讨论

温度变化过程中分解

从温度为60天,这是观察到温度稳步增长的大部分堆和稳定在35°C的最佳温度对微生物作用尤其是第一24天。最高温度记录在第五天。第一次把分解的堆后,温度略有下降但又增加的堆。这是观察每次把堆肥的完成每周20第四天,一分之三十天,八分之三十天,五分之四十天的分解(图11)。温度下降也观察到堆的大小减少了在分解和稳定在24°C,更多的是环境温度以最小的微生物作用。因此,实验是六十日终止。然而,更高的温度仍在60天之后控制设置意义分解,虽然缓慢,堆肥堆的没有任何治疗。最佳温度观察第五天至20天。堆肥温度范围取决于治疗。

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图11。60天的温度读数的水葫芦堆肥。堆肥变成黑暗soil-like质地细腻质量三个治疗除了控制设置。然而,有几根,没有充分分解,因此必须干燥后渗肥料,但在使用前种植的农场。

元素组成

没有显著差异的元素组成的堆肥堆肥治疗除了P在粪便样本1相比控制(表1)。堆肥制作所有的治疗包括控制产生高水平的P, N, K和3号无论治疗。所有治疗包括控制的pH值是8因此高于该地区所有的土壤。

样本
元素	治疗	1	2	3	4
N	CTRL	1.00±0.05^一个	1.12±0.13^一个	1.14±0.09^一个	1.26±0.12^一个
	肥料	1.14±0.14^一个	1.14±0.09^一个	1.21±0.20^一个	1.07±0.05^一个
	新兴市场	1.00±0.09^一个	1.21±0.13^一个	1.19±0.09^一个	1.19±0.09^一个
	翻车鲀类	1.00±0.09^一个	0.84±0.56^一个	1.14±0.16^一个	0.93±0.62^一个
P	CTRL	2.71±0.07^一个	2.54±0.28^一个	3.11±0.43^一个	3.16±0.30^一个
	肥料	3.34±0.14^b	3.11±0.70^一个	3.51±0.33^一个	3.30±0.31^一个
	新兴市场	2.90±0.44^ab	3.14±0.26^一个	2.98±0.16^一个	3.09±0.21^一个
	翻车鲀类	2.89±0.35^ab	3.25±0.24^一个	3.09±0.34^一个	3.02±0.23^一个
K	CTRL	14.44±2.16^一个	13.13±3.26^一个	12.34±2.33^一个	12.34±1.01^一个
	肥料	14.78±1.02^一个	11.81±1.79^一个	12.34±3.57^一个	9.98±2.01^b
	新兴市场	14.70±0.86^交流	14.63±1.89^一个	11.55±0.86^一个	14.44±2.33^ab
	翻车鲀类	11.29±0.53^b	13.30±3.38^一个	10.76±1.79^一个	10.76±1.79^ab
NH4-N	CTRL	4.01±3.02^一个	4.28±2.00^一个	8.40±6.62^一个	3.38±1.57^一个
	肥料	3.68±3.02^一个	2.96±1.63^一个	3.45±1.73^一个	3.68±2.08^一个
	新兴市场	3.71±1.27^一个	3.68±1.35^一个	4.20±2.80^一个	4.20±1.53^一个
	翻车鲀类	3.08±2.28^一个	2.70±0.52^一个	4.50±2.09^一个	3.25±2.69^一个
NO3-N	CTRL	57.03±43.87^一个	57.95±30.78^一个	43.10±20.26^一个	27.40±21.16^一个
	肥料	36.28±23.41^一个	33.08±21.31^一个	35.83±22.84^一个	31.50±32.61^一个
	新兴市场	42.90±35.08^一个	32.65±21.84^一个	44.48±40.22^一个	53.60±36.85^一个
	翻车鲀类	26.25±14.56^一个	38.93±19.51^一个	52.28±45.74^一个	23.73±19.22^一个
WSC	CTRL	0.07±0.03^一个	0.11±0.06^一个	0.10±0.06^一个	0.07±0.03^一个
	肥料	0.12±0.10^一个	0.10±0.03^一个	0.10±0.01^一个	0.12±0.06^一个
	新兴市场	0.12±0.05^一个	0.09±0.06^一个	0.09±0.05^一个	0.13±0.08^一个
	翻车鲀类	0.08±0.04^一个	0.09±0.05^一个	0.16±0.09^一个	0.13±0.06^一个
pH值	CTRL	8.05±0.13^一个	7.65±0.50^一个	7.90±0.22^一个	8.13±0.36^一个
	肥料	7.98±0.39^一个	7.98±0.36^一个	7.90±0.45^一个	8.10±0.28^一个
	新兴市场	7.90±0.19^一个	7.70±0.14^一个	7.38±0.90^一个	7.98±0.35^一个
	翻车鲀类	8.20±0.27^一个	7.67±0.25^一个	7.88±0.22^一个	8.13±0.23^一个

表1。水葫芦堆肥的成分。

土壤分析

土壤样品分析表明,土壤是土壤砂质壤土,土壤中的不足有机物质和总N, P是可用低特别是两个农场(表2)。土壤pH值在肯尼亚味略低于临界水平和六世,土壤pH值高于临界水平在算法和Owino的农场作物生产在正常范围内。土壤有机质(SOM)和总N较低在所有网站,有效磷低两个站点的时候,和其他两个临界值以上网站。可交换的K +在所有网站上面的关键值。在卢旺达,pH值,SOM, N, P低于临界水平,而可交换的K是在正常范围内。在乌干达,pH值和SOM对作物生产在正常范围内,而可用的P和N总额低于临界水平,在大多数网站显然不足。在一些网站交换K是足够的,而低于临界值。

网站	pH值	耶鲁大学管理学院	N	Av P。	K	结构类
肯尼亚
Okwach的农场	5.4	1.21	0.08	11	0.49	砂壤土
首席的农场	5.1	1.21	0.07	7.8	0.37	砂壤土
Nygt的农场	6.4	1.89	0.11	23.7	2.82	砂壤土
Owino的农场	6.5	2.28	0.12	42.3	2.12	砂壤土
卢旺达
以上道路	4.9	2.09	0.09	9.2	0.2	砂壤土
下面的路	5.2	1.99	0.09	8.8	0.24	砂壤土
乌干达
MUARIK	5	3.2	0.08	4.75	0.5	砂质粘土
农民1	5.3	3.12	0.13	10.95	0.16	砂质粘壤土
农民2	5.4	2.4	0.13	10.84	0.27	砂质粘壤土
农民3	5.5	2.96	0.13	10.5	0.16	砂质粘壤土
__临界值	5.5	3	0.25	15	0.22	- - - - - -

pH值测量作为日志[H +], SOM和N百分比(%)和P Cmol公斤¹。 †SOM =土壤有机质(15]。

表2。土壤特性实验网站与东非土壤的关键值。

pH值5.5更适用于商业化生产系统在热带条件下,高水平的可交换铝构成危害植物的毒性关注(20.]。然而,在小规模的生存系统的盈利能力在很大程度上是印,pH值为5.2被推荐为临界值(21]。因此,大多数网站的pH值在正常范围内作物生产。低水平的总N在土壤构成重大问题,这被作物大量所需的营养(22]。N值,总的信号管理迫切需要关注是否达到可行的农作物产量。像在总N, P是不够的在大多数网站对于任何水平的作物生产。一遍要求战略管理关注矿产P或者通过应用程序通过使用土壤肥力修正案等有机物质(肥料),能够使溶解,否则非植物可用土壤中P分数。几乎没有足够的水平的可交换的K +的存在在一些网站也需要补充的营养与外部信号的营养来源。

结论

小规模使用现成的水葫芦堆肥设施有很大的潜力在维多利亚湖流域。需要一个更加环境友好农业实践像堆肥的使用是这种做法的必要性。堆肥水葫芦制成的生物质有潜力提供可用的来源P和可交换的K +作物生产的必要条件。风信子堆肥pH高约8使它适合在稳定该地区的土壤pH值。风信子堆肥可以作为土壤稳定剂因此增加在该地区土壤生产力。

确认

维多利亚湖研究专项(VicRes),约翰·Maingi博士,博士Omwoyo Ombori,爱丽丝Amoding博士配Mukaminega启用这项工作和所有的学生来完成。

引用

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