付杰奇[1]2004年在《有机物料及微生物对土壤腐殖质转化的研究》文中指出本文通过不同C／N土壤培养、不同比例玉米秸秆混合培养，探讨不同方式有机培肥对改善土壤品质的作用，并且初步研究几种真菌对土壤腐殖物质形成的影响。主要研究内容为：1)不同碳氮比条件下培养，本试验采用葡萄糖、秸秆、草炭叁种有机物与土壤(母质和耕层土)混合，控制其C／N为25／1和25／4，来研究不同有机物料腐解对土壤腐殖物质的品质和含量的影响以及不同C／N对腐殖物质形成的作用；2)玉米秸秆培养与母质不同比例混合培养，来研究土壤吸持腐殖物质能力与秸秆腐解形成的腐殖物质性质；3)母质中接种真菌微生物(青霉、木霉、曲霉及其混合茵)培养，探讨微生物对土壤腐殖物质形成及性质的作用意义。 1．不同碳氮比条件下培养结果表明：加入秸秆和草炭处理，在两种土壤中，高C／N处理的HE相对含量高。母质培养试验中，葡萄糖处理的HE相对含量高于秸秆和草炭处理，表明低分子有机物易于微生物繁殖，有利于可提取腐殖物质部分的形成，其他两种处理及耕层土培养各处理变化不明显。从土壤介质类型来看，母质培养HE相对含量高(27.36％)，耕层土HE低(15.6％)，表明有机物料分解过程中母质积累HE作用强于耕层土，因此对贫瘠的土壤增施有机物后，土壤肥力提高效果明显。 高C／N处理的HA相对含量大于低C／N处理，前者较后者高50％左右，表明有充足氮源条件下，微生物矿化作用大于腐殖化作用，新形成的腐殖物质被微生物分解。不同类型土壤比较，耕层土HA平均的相对含量高于母质的1倍 不同C／N的处理对FA相对含量影响不大，而不同土壤对FA相对含量变化的影响较大，母质培养中FA相对含量的平均值为28.06％，耕层土培养中FA相对含量的平均值为16.71％。 高C／N有利于HA的结构复杂化，有利于腐殖质积累，而低C／N有利于FA向HA转化，促进微生物分解有机物。 2．通过对土壤在有机质转化中的作用研究表明：整个培养期间各处理HE和HA平均相对含量由高到低的顺序为：PS33＞PS50＞PS90＞PS95＞PS100(P：母质、S：秸秆、数字代表秸秆百分含量)。由于纯秸秆分解产生的腐殖物质，没有土壤来保持，其可提取腐殖物质的相对含量最低(PS100)。 3．真菌对土壤腐殖质作用研究表明：从整个培养期间来看，试验所用真菌未能提高土壤腐殖物质含量，但能够提高土壤FA的含量，其中木霉作用较强。从各处理HA和吉林农业大学硕士学位论文有机物料及微生物对土壤腐殖质转化的研究FA的平均含量来看，FA含量高于HA。 曲霉有利于HA和HE的结构复杂化，分解，提高养分有效性。 对真菌自身形成类腐殖质研究表明:曲霉产生的类腐殖物质在结构、分子量、接菌后各处理FA结构变简单，有利于微生物从青霉、曲霉的菌体中可以提取出类腐殖物质，腐殖化程度上，都要高于青霉。
陈闯[2]2015年在《不同有机肥及其混施对土壤微生物学特性及玉米产量的影响》文中研究说明在吉林省梨树县中国农业大学试验基地,开展对不同有机肥及其混施对土壤微生物学特性的影响研究。本试验设置包括6个处理(冷粪培肥、热粪培肥、秸秆培肥、秸粪混施、冷热混施、常规处理),4次重复,区组随机排列,地上作物为玉米,通过同一N、P、K水平,对不同有机物料及其混施对土壤酶活性、微生物数量、微生物量、土壤基本理化性质及作物产量在玉米各生育时期的动态变化进行了研究,探讨了几种微生物学指标的相关性分析,阐明了不同有机肥及其混施对土壤微生物学相关肥力指标及作物产量的影响。(1)不同有机肥及其混施对玉米各生育期内酶活性均有一定的影响。在玉米各生育时期内,土壤多酚氧化酶活性从拔节期开始上升,在大喇叭口期达到最大值,而后出现下降。在玉米个生育时期内,单施有机肥处理多酚氧化酶活性均高于混施处理和常规处理,且均达到显着水平。在玉米苗期,冷粪培肥处理的过氧化氢酶活性显着高于混施处理,在灌浆期,秸秆培肥处理的过氧化氢酶活性高于混施处理和常规处理,在收获期,热粪培肥处理的过氧化氢酶活性显着高于混施处理,而在玉米拔节期和大喇叭口期,常规处理的过氧化氢酶活性显着高于单施处理和混施处理。在玉米苗期、灌浆期、收获期,秸粪混施处理的转化酶活性显着高于单施处理和常规处理,而在拔节期和大喇叭口期,热粪培肥处理的转化酶活性高于混施处理和常规处理。在玉米苗期,冷粪培肥处理的脲酶活性县合租高于混施处理和常规处理,在玉米拔节期、大喇叭口期、灌浆期和收获期,热粪培肥处理的脲酶活性显着高于其它各有机培肥处理。在玉米苗期、大喇叭口期、收获期冷粪培肥的中性磷酸酶活性显着高于混施处理和常规处理,在灌浆期,秸粪混施处理的中性磷酸酶活性显着高于单施处理和常规处理。在玉米苗期和收获期,冷粪培肥处理的纤维素酶活性显着高于混施处理和常规处理,在拔节期和灌浆期,冷粪培肥、热粪培肥、冷热混施处理的纤维素酶活性均显着高于其它各有机培肥处理。(2)在玉米个生育时期内不同有机肥及其混施对土壤微生物群落影响的变化趋势基本一致,均是从苗期开始升高,在拔节期达到最大值,而后又逐渐开始下降直至收获期。在玉米苗期、大喇叭口期和灌浆期热粪培肥处理的土壤细菌数量均显着高于混施处理和常规处理,而在拔节期和收获期各处理的细菌数量相差不大。在玉米大喇叭口期和灌浆期,冷粪培肥和热粪培肥处理的土壤真菌数量均显着高于混施处理和常规处理,在玉米拔节期,不仅冷粪培肥和热粪培肥的土壤真菌数量显着高于其它各培肥处理,而且冷热混施处理的土壤真菌数量也显着高于其它处理。在玉米拔节期和大喇叭口期,冷粪培肥处理的土壤放线菌数量显着高于混施处理和单施处理,在灌浆期和收获期冷粪培肥和热粪培肥的土壤放线菌数量显着高于混施处理和常规处理。(3)不同有机肥及其混施的土壤微生物量碳含量在玉米各生育时期内的变化趋势基本一致,从苗期开始上升,在拔节期达到最高值,而后开始逐渐下降直至玉米收获期。在玉米各生育时期,秸粪混施处理的土壤微生物量碳含量均显着高于单施处理和常规处理,在玉米大喇叭口期,冷粪培肥和热粪培肥处理的土壤微生物量碳含量显着高于其它各培肥处理,但与秸粪混施处理差异不显着,在玉米灌浆期和收获期,冷粪培肥处理的土壤微生物量碳含量显着高于其它各培肥处理,但与秸粪混施处理差异不显着。在玉米各生育时期内秸粪混施处理的土壤微生物量氮含量均显着高于其它各培肥处理,在玉米大喇叭口期、灌浆期、收获期单施处理和混施处理的土壤微生物量氮含量均显着高于常规处理,但单施处理与混施处理差异不显着。在玉米拔节期和收获期,混施处理的土壤微生物量磷含量均显着高于其它各培肥处理,在玉米其它各生育时期,单施处理和混施处理的土壤微生物量磷含量均显着高于常规处理,但单施处理和混施处理之间差异不显着。在玉米各生育时期,秸粪混施处理的土壤微生物商均显着高于其它培肥处理,在灌浆期和收获期,冷粪培肥的土壤微生物量商显着高于其它培肥处理,但与秸粪混施处理差异不显着。在玉米收获期,冷粪培肥处理的土壤微生物量碳、氮比显着高于混施处理和常规处理。(4)在玉米生育时期内不同有机肥及其混施及其混施对土壤腐殖质有一定的影响作用。各培肥处理的松结态腐殖质的变化趋势基本一致,在拔节期和大喇叭口期,秸秆培肥处理的松结态腐殖质显着高于混施处理与常规处理,在灌浆期和收获期冷粪培肥的松结态腐殖质显着高于混施处理和常规处理。各处理联结态腐殖质也呈现出一致的变化趋势,在拔节期,热粪培肥处理的联结态腐殖质显着高于其它处理,在灌浆期,冷粪培肥处理的联结态腐殖质显着高于其它培肥处理,在玉米收获期,秸粪混施处理的联结态腐殖质显着高于单施处理和常规处理。在玉米苗期,冷粪培肥的稳结态腐殖质显着高于其它处理,而在大喇叭口期和灌浆期,冷热混施处理的稳结态腐殖质显着高于单施处理和常规处理。在苗期、拔节期、收获期冷热混施处理的紧结态腐殖质显着高于单施处理和常规处理,在大喇叭口期和灌浆期秸粪混施处理的紧结态腐殖质显着高于其它培肥处理。(5)各有机培肥处理的土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾含量在玉米个生育时期内的变化趋势基本一致,均在苗期呈现出最高值,随着作物的生长各指标均呈逐渐降低的趋势,直至玉米收获期降至最低。各培肥处理的产量为冷热混施>秸粪混施>热粪培肥>秸秆还田>冷粪培肥>常规处理。冷粪培肥处理的玉米籽粒脂肪含量显着高于其它培肥处理,秸秆培肥的淀粉含量显着高于其它处理,热粪培肥处理的蛋白质含量显着高于其它培肥处理。
吴林[3]2007年在《不同有机物料对花卉植物生育及土壤性状的影响》文中进行了进一步梳理跨入21世纪的城市发展方向是建设生态城市，而城市园林绿化建设是城市生态环境建设的重要内容，要求园林植物生长，配置需要科学性。土壤是花卉植物生长发育的基础环境条件之一，对于有限土壤的合理利用显得尤为重要。黑土作为吉林省的主要耕作土壤，针对当前黑土利用状况，本文借鉴众多学者的研究方法和观点，研究土壤环境不同，使园林植物出现不同的生长状况，影响环境质量，从土壤理化性质出发，从而探讨园林植物的生长规律，开花品质，利用不同的土壤处理试验，找到如何调节土壤的理化性质，使植物更好的萌发，扦插生根，生长，发育，开花等，创造可观的经济效益。利用日常常见或废弃的物料，如秸秆，腐叶，鹿粪，革炭，炉灰，研究在园林花卉不同时期，不同品种的表现，测试土壤的理化性质，探求较为科学的土壤配比，在实践中指导进行花卉生产。本文通过以黑土为基础材料，加入五种物料，设置不同比例，在花卉种子萌发期，苗期，花期，试验和观测，研究试验结果表明：花卉种子萌发期，施入10％秸秆，7.5％草炭，2.5％鹿粪，10％腐叶，7.5％炉灰比例表现较好。出苗率高，苗齐茁壮。出苗率高达85％以上。尤其10％秸秆，10％腐叶在第八天达100％出苗率。以五种物料表现好的再做迭加试验，出苗率可达90％以上，可见五种物料对花卉种子萌发均有利。其中秸秆和腐叶使花卉幼苗生长表现良好，苗齐且壮。不同种物料在对草本花卉苗期的盆栽试验中，通过测试同种条件下，不同花卉幼苗期施入四种不同物料后观察测试，可以直观看出，腐叶施入后，使幼苗生长较好，叶色新绿，健壮，施入秸秆后，表现也好于对照，而其他物料鹿粪和草炭与对照表现不明显。作为木本植物月季苗期施入玉米秸秆(草本)表现最好，作为木本花卉苗期较好的顺序为：秸秆＞腐叶＞鹿粪＞草炭＞空白对照。而就草本花卉而言，四种物料中，腐叶表现最为理想，依次为：腐叶＞秸秆＞鹿粪＞草炭＞空白对照，腐叶为多年生的木本树木的营养体，对与草本花卉作用显着，研究得到两者之间有一种交叉互补的现象。不同有机物料的施入，樱草花期对照，腐叶的施入，大大提高了樱草的叶片数，花蕾数，使株型饱满，花蕾多而均匀，花色纯正，品质好几方面都可以看到，加入腐叶表现最好，然后是秸秆，依次是鹿粪，草炭与对照基本一致。通过花卉有机物料施入的试验分析，在花卉生长发育开花期，采用5％比例在实际花卉盆栽生产中较为科学，而5％比例表现也是各比例中较优良的。以黑土为基础材料，施加不同物料后对花卉土壤的物理化学性质产生影响。通过测试：其物理性质表现为：施入腐叶的含水量好，秸秆的通气度高，而其他几种与空白对照较接近。秸秆，腐叶施入后，可提高1-0.5mm和0.5-0.25mm粒级水稳性团聚体含量、团聚体总量，及较大粒级微团聚体的数量，秸秆对水稳性团聚体总量的增加贡献最大，最大增幅为29.71％，有机肥料的种类和用量对土壤微团聚体数量的影响差别不大。在花卉对比试验中，研究施入不同物料后其化学性质表明：土壤在施用不同的有机物料后，初期土壤的pH值与对照相比降低，降幅为0.15-1.17，而中、后期土壤的pH值提高，并高于对照，升幅为0.05-0.85。施加有机物料后，提高了土壤的有机质含量，最高增幅为0.75％，且随着施用量的增加而增加，对有机质影响最大的是腐叶，其次是秸秆和鹿粪，草炭在这方面的作用最小。施加有机物料的各处理的速效磷含量均比对照高，其中，秸秆处理的土壤速效磷含量最高，其次是草炭处理，鹿粪和腐叶处理作用最弱。施用有机物料的处理土壤速效钾的含量均比对照高，且随着施用量的增加而增加，后期，土壤速效钾降低幅度较大，是由于钾被植物吸收、淋失及土壤固定而含量降低。施用不同有机物料后，土壤速效钾含量以秸秆和草炭处理为最高。施入有机物料可大幅提高土壤微生物量，后期樱草和海棠提高幅度分别为70.36-417.41μg C／g和109.28-719.01μg G／g土从花卉生长的整个生育期对微生物量的测定值分析看，随着植物的生长，土壤微生物量逐渐提高。通过不同土壤处理对花卉的影响研究，探讨花卉营养土的配制，合理利用土壤资源，加强环境保护，变废为宝，提高经济效益和生态效益。发挥吉林省的黑土资源优势，减轻环境污染，最终达到社会、经济、生态环境的可持续地发展。
王帅[4]2013年在《真菌利用纤维素和木质素形成腐殖物质及其结构特征研究》文中提出针对真菌利用纤维素和木质素在不同培养条件下对腐殖物质(HS)组分动态变化及结构特征的影响问题,本研究采用土壤模拟和液体纯培养方法,研究了木霉、黑曲霉和青霉利用两类基质对黑土HS组分数量及形成顺序的影响和纯培养条件下不同培养时期所形成菌体残留物的性质及其所提取类HS组分数量变化的规律,所得结论如下：(1)土培条件下,不同种群微生物培养对混有麦秸黑土的腐殖质组分均产生数量和性质的双重影响。培养过程中,微生物对黑土总有机碳(TOC)不断消耗,尤以对水溶性物质(WSS)的利用为主,其在细胞内先合成胡敏酸(HA),而后通过胞外微生物将其降解为富里酸(FA)。真菌在合成HA和降解FA方面的作用最为显着。微生物有利于惰性组分的瓦解,促使麦秸类腐殖质向成熟腐殖质转化。(2)以纤维素和木质素为基质碳源进行土培,真菌和混合菌对黑土TOC及WSS组分均有消耗。纤维素含有较多性质相似于FA组分的有机分子,而该组分在木质素中含量甚微。青霉利用纤维素有利于黑土FA组分数量的提高,而其利用木质素所表现的规律相反。黑曲霉利用两基质均有利于黑土FA组分的消耗。木霉和混合菌利用纤维素有利于黑土FA碳含量的提高,而以木质素为基质时该组分数量有所降低。利用纤维素,各处理对FA与HA间形成顺序的影响符合木质素理论；而利用木质素,木霉和黑曲霉对黑土两组分间的转化规律符合多酚理论。青霉对木质素的降解、氧化并行,促使黑土两组分间不断转化。而混合菌对木质素的作用规律亦符合木质素理论。添加纤维素可增大原土胡敏素(Hu)的碳含量,而木质素中极少存在相似于铁结合胡敏素(HMi)和不溶性胡敏素(HMr)的有机分子。各处理利用纤维素对黑土HMi组分数量提升效果明显,而基质改为木质素后,该组分数量有所降低。无论是何种基质,木霉均可有效提升黑土可提取腐殖酸的比例,黑土HMr组分数量受微生物影响均呈降低趋势。(3)液培条件下,以玉米秸秆为基质,比照CK结果,代谢产物和残留物碳含量均有损失；而以锯木屑为基质时,规律则表现为提高代谢产物和降低残留物碳含量两方面,青霉作用最为显着；玉米秸秆残留物脂族化程度可被黑曲霉、青霉和混合菌有效提高,青霉优势显着,而前两者亦有利于木屑残留物的降解。同条件下,利用玉米秸秆所形成的残留物,其WSS组分在培养结束后均有净损失,而锯木屑为基质时规律相反；各处理利用两基质对其残留物FLA与HLA间形成顺序的影响均符合多酚理论,即先形成类富里酸(FLA)而后向类胡敏酸(HLA)转化。前者木霉作用较强,而后者混合菌作用显着。玉米秸秆残留物类Hu可被有效转化,木霉作用明显,而同条件下锯木屑则有利于该惰性组分的积累。(4)分别以两基质为碳源,真菌和混合菌液培条件下均有促使代谢产物碳含量降低、残留物产率增加的作用。在转化纤维素和木质素效率方面,混合菌和木霉各具优势。与纯样品相比,各处理所得菌体残留物含氮化合物均有所增加,纤维素为基质时有利于残留物分子芳构化程度提高、含氧官能团数量降低,而木质素规律相反,表现为氧化降解过程。培养中,木霉和黑曲霉利用纤维素均有利于残留物HLA分子间的聚合,而同条件下青霉和混合菌可使该组分发生氧化、脱氢及分解作用。酚类物质在纤维素残留物混合样品FLA组分中的出现,表明其为FA组分形成进程中不可或缺的中间产物；在残留物类Hu组分方面,青霉亦利于其氧化脱氢降解,木霉作用相反。而在利用其含氮化合物方面,混合菌优势大于单一真菌,黑曲霉作用最弱,致使其在类Hu组分中积聚一定数量的氨基化合物；青霉利用木质素所形成残留物的脂族化程度最高、氧化程度最强,尽管其残留物中稳定性物质略有提高,但仍与腐殖质间存在差距,而其余叁者均有利于木质素直接氧化降解为类腐殖质,其中木霉残留物与类腐殖质结构最为相似；以黑曲霉为例,纤维素为基质所形成的残留物,其有机质成熟度较差,而以木质素为基质,残留物有机碳结构的疏水程度和稳定性较高且抗分解有机碳的比例较多。青霉利用纤维素可促使残留物FLA组分数量降低,而其利用木质素则有利于该组分的累积,其余叁者利用两基质均有利于残留物FLA组分数量的提升；残留物HLA方面,木霉和青霉利用纤维素可促使其数量增加,而同条件下,基质改为木质素后,两者对该组分有消耗作用。无论是何种基质,黑曲霉和混合菌均有消耗残留物HLA组分的作用。尽管木霉、黑曲霉和青霉因其本身特性相异,但其均可利用两类基质在土培或液培条件下对黑土腐殖质或菌体残留物所提取的类腐殖质形成起推动作用,解决了不同真菌在不同培养环境下利用两类基质对腐殖质形成特征的影响问题,对腐殖质形成途径、组分特征及其形成过程中真菌的主导作用等问题的阐明均具有重要意义。
李传章[5]2012年在《不同有机肥分解转化特性及土壤培肥效果的研究》文中研究指明新建设施蔬菜基地一般是由肥力较差的粮田调整过来的,土壤结构性差,耕层浅,土壤有机质含量低,土壤养分不均衡等障碍因子比较常见,制约着蔬菜作物的生长。为此本文设计了不施肥(CK)、常规施肥(CM)、施玉米秸秆+鸡粪(SM)、施草炭+鸡粪(PM)、施蘑菇渣(MM)和施高量鸡粪(HM)6个处理的大棚栽培与砂滤管培养试验,研究了4种有机肥在新建大棚土壤内的分解特性以及有机肥的种类和数量对土壤培肥效果和有机甘蓝产量和品质的影响。结果表明：1、不同有机肥料有机碳的分解速率明显不同,玉米秸秆分解最快,年分解率可达74.53%,草炭分解最慢,年分解率仅为28.31%,4种有机肥的腐殖化系数大小顺序为草炭>蘑菇渣>鸡粪>玉米秸秆。各种有机肥料在埋管180天内分解速率最快,随着时间延长分解量下降,分解速率放慢。有机肥的种类和数量均对土壤碳库的数量和品质影响显着,提高碳素投入量及有机肥间的配施均有助于土壤不同形态活性有机碳含量和腐殖质组分含量的增加,相应地也就提高了土壤碳库管理指数,综合来看MM处理效果最显着。与空白处理相比,MM处理土壤总有机碳、易氧化有机碳、微生物量碳、水溶性有机碳的增幅在36%-182%之间,土壤胡敏酸、胡敏素、胡富比的增幅在1.4-1.9倍之间,也均显着高于常规施肥处理；其碳库管理指数最高,较等碳量的SM、PM、HM处理提高28%以上。土壤活性有机碳、腐殖质组分、碳库管理指数与总有机碳之间呈极显着相关关系,均可较好指示土壤有机碳变化。其中水溶性有机碳与有机碳库其他组分间相关性最好,对施肥的响应更灵敏；而胡富比与腐殖质各组分间相关性最好,可反映土壤腐殖质的品质。2、有机肥的养分效应受有机肥种类和数量的制约,鸡粪提高土壤氮磷钾养分效果最好,HM处理土壤氮磷钾养分含量显着高于其他处理,其中土壤全氮提高10.92%以上,碱解氮提高30.28%以上,水溶性总氮提高55.68%以上,无机氮提高65.18%以上,速效磷提高28.44%以上,速效钾提高20.50%以上。然而从有机肥料的养分表观利用率来看,以MM处理养分利用率最高,较其他处理提高养分利用率达41%以上3、施用有机肥改善了土壤的物理性状,各施肥处理均降低了土壤容重,增加了土壤孔隙度,提高了土壤水稳性团聚体的含量。MM处理土壤容重最低,较空白处理降低了0.24g/m3；大于0.25mm土壤水稳性团聚体所占的比例最大,较空白处理提高了39个百分点。4、有机肥的种类和数量对土壤生物学特征影响显着。施用有机肥可以显着提高土壤生物数量,其中MM处理土壤蚯蚓数量最多,达78条/m2,是空白处理的5倍；微生物中细菌、真菌数量以HM处理最多,分别较其他处理增加53.17%和18.38%以上,放线菌数量以MM处理最多,较其他处理增加52.65%以上。5、施用有机肥能促进作物生长,提高作物产量,改善作物品质,MM处理增产效果最好,两茬较空白处理分别增产22.71%和35.38%。HM处理甘蓝VC含量和粗蛋白含量最高,但其硝酸盐含量达2453.20mg/kg,存在硝酸盐含量超标的风险,而通过蘑菇渣、草炭、玉米秸秆与鸡粪配施可在提高甘蓝VC、可溶性糖、粗蛋白含量的同时,有效降低甘蓝中的硝酸盐积累,其中以MM处理硝酸盐含量最低,为1354.80mg/kg,较HM处理降低44.77%。有机肥的配施不但能保持和提高土壤养分含量,还可以改善土壤碳库的数量和质量,改善土壤物理性状和生物学性状,提高肥料的养分利用率,从而达到更好的培肥效果,为作物生产的持续进行和品质的提高提供物质基础。
刘军[6]2015年在《长期连作及秸秆还田棉田土壤有机碳组分变化研究》文中提出新疆是我国最大的植棉区,棉花播种面积占宜棉区耕地面积的70%左右,甚至在有些植棉团场达到95%,导致棉花连作面积大、连作时间长、连作问题突出。长期连作产生连作障碍,导致土传病害加重、土壤肥力降低、作物减产等问题,秸秆还田在提高土壤肥力、养分和有机碳储量改良土壤结构和物理性状的同时又会加剧病虫害并且秸秆腐解会释放化感物质产生自毒作用,利与弊共存。土壤有机碳及组分能够反映土壤性质和土壤肥力的变化,是综合评价田间管理措施对农田土壤质量影响的较好指标。因此,本文以棉花长期连作定位试验田为研究对象,以无秸秆还田连作棉田为对照,揭示了棉花秸秆持续还田下连作棉田理化性质、活性有机碳组分及腐殖质组分变化特征。试验结果如下:1.秸秆还田能够降低长期连作棉田0~60cm土壤BD,随着连作年限的增加土壤BD逐渐降低,随着土层深度的增加土壤BD增大;而无秸秆还田棉田土壤BD随着连作年限及土层深度的增加而增加。长期连作下秸秆还田棉田0~60cm土壤pH值随着连作年限的增加均呈现先下降后上升又逐渐下降的变化趋势,连作15年时达到最大,15年后土壤pH值开始明显下降,无秸秆还田棉田土壤随着连作年限增加pH值逐渐增大。随着连作年限的增加在秸秆还田条件下,叁个土层深度的EC值总体均呈现逐渐上升的变化趋势,秸秆还田棉田土壤EC显着大于无秸秆还田棉田。2.秸秆还田棉田与无秸秆还田棉田相比,可以显着提高0~60cm土层SOC、LOC、SMBC含量,且随着连作年限增加SOC、LOC、SMBC含量逐渐升高,秸秆还田棉田SOCD、(LOC/SOC)%、CPMI及qMB随连作年限的增加亦逐步上升。0~20 cm土层秸秆还田棉田SOCD及CPMI均随着种植年限的增加而增加较快呈线性增长,20~40 cm土层和40~60 cm土层土壤SOCD及CPMI均随着种植年限的增加先缓慢增加后增加较快呈指数增长。而无秸秆还田棉田SOCD、(LOC/SOC)%、CPMI及qMB随着连作年限的增加而逐渐减小。叁个土层间土壤有机碳含量、易氧化有机碳含量、微生物量碳、土壤有机碳密度、碳库管理指数、微生物商差异表现为随着土壤深度增加而逐渐下降。3.秸秆还田可以明显地提高0~60cm土壤HA、HM含量,使连作棉田土壤富里酸的含量维持在稳定的水平上,随着连作年限增加HA、HM含量升高。秸秆还田棉田胡敏酸(HA)占优势,无秸秆还田棉田富里酸(FA)占优势。与无秸秆还田相比秸秆还田在长期连作下可以明显的提高CHA/CFA和PQ值,且随着连作年限增加CHA/CFA和PQ值均逐渐增大,尤其连作15 a后提高效果显着。
刘晓雨[7]2013年在《施用有机物料对农田固碳减排及生产力的影响：田间试验及整合研究》文中研究指明当前,以全球变暖为主要表现的气候变化是当今人类社会面临的重大环境问题之一,全球农业面临着粮食安全和固碳减排的双重挑战。采用良好农业施肥和农田管理措施提高农田作物生产力并促进温室气体减排是应对气候变化中农业实践的技术需求。以往研究表明,有机无机配合施肥有利于农田固碳并促进农田生产力；但施用有机物料特别是秸秆有机物料转化的生物质炭对土壤固碳、温室气体减排与作物生产力能否达到共赢,是否具有普遍性和持续性并没有充分研究认识。本论文通过跨地域长期施肥试验、秸秆生物质炭田间试验的观测分析,研究施用有机物料(有机无机配合施肥或生物质炭还田处理)对以稻田为代表的农田生态系统土壤有机碳变化、土壤肥力变化、温室气体排放变化和作物生产力变化；并通过整合分析,对生物质炭施用后作物生产力变化与固碳减排变化的协同性、持续性和普遍性,提出有机无机施肥的增产减排效应,揭示其对于作物可持续生产和温室气体可持续减排的意义,为减缓气候变化农业技术选择和秸秆生物质炭农业应用提供科学依据和技术支撑。主要结果如下：1.首先对我国南方六个稻田生态系统长期不同施肥田间试验中土壤肥力、有机碳积累率和土壤呼吸速率变化进行了系统监测和比较研究。这些长期试验经历了近30年的长期不同施肥处理,主要施肥模式包括：不施肥对照(CK)、氮、磷和钾肥配合施用(NPK)、化肥与秸秆配合施用(NPKStr)及化肥配合畜禽粪便施用(NPKOM)。长期不施肥处理下(CK),不同地区土壤有机碳平均增加量为0.13g kg-1,年均增长率为61.14mg kg-1a-1;与不施肥对照相比,长期氮磷钾肥配施(NPK)、氮磷钾肥配施秸秆(NPKStr)和氮磷钾配施粪肥处理(NPKOM)下显着促进土壤有机碳积累,不同地区平均增加量分别为3.64、5.12和6.10g kg-1,年均增长率分别为136.10、195.66和225.27mg kg-1a-1。长期氮磷钾肥配施(NPK)下不同地区土壤呼吸速率平均为2.13μmol m-2s-1,显着低于对照(2.57μmol m-2s-1);而氮磷钾肥配施秸秆(NPKStr)和氮磷钾配施粪肥处理(NPKOM)下土壤呼吸速率显着高于不施肥对照(CK),分别为3.02和3.11μmol m-2s-1。单位微生物量碳土壤呼吸作用,即微生物代谢熵,以不施肥处理(CK)最高,为5.1g kg-1d-1,化学肥料与有机物料配施次之,氮磷钾肥配施最低,不同地区的平均值为3.2g kg-1d-1。2.长期不同施肥下稻田温室气体与水稻产量及土壤肥力变化。采用静态暗箱-气相色谱法对湖南望城和江西进贤两个长期试验点早稻-晚稻-冬季休闲整个轮作周期温室气体排放通量进行了田间原位观测,探讨不同肥料施用模式对稻田温室气体排放的影响。与不施肥对照相比(CK),肥料施用显着提高了土壤肥力水平和生产力,且长期有机无机肥配合施用水稻产量增加幅度显着高于单纯施用化学肥料。在湖南望城,有机无机肥配合施用水稻产量是对照1.8倍,是单施化肥的1.1倍；在江西进贤,化肥配合施猪粪下水稻产量是对照2.9倍,是单施化肥的1.9倍。整个轮作周期内,叁种温室气体排放量湖南望城点均高于江西进贤点。在湖南望城,长期不同肥料施用对CO2排放没有影响,但肥料施用显着增加了CH4和N2O排放,不同肥料施用模式下两种温室气体排放没有显着差异。在江西进贤,CK、NK和NPK处理下叁种温室气体排放没有显着差异,但化肥与有机肥配施显着提高叁种温室气体的排放通量。受土壤水分条件、水稻种植和肥料施用影响,不同时期(早稻、晚稻和休闲期)叁种温室气体排放量不同。在湖南望城,CO2在叁个时期都有排放,以休闲期排放最高；CH4排放主要集中在早稻和晚稻种植期,且晚稻排放量显着低于早稻；而N2O排放晚稻高于早稻。在江西进贤,CO2在休闲期排放最高；CH4排放量早稻低于晚稻而N2O排放早稻高于晚稻。在两个点,休闲期N2O均有一定量的排放。与不施用对照相比,虽然肥料施用对综合温室效应(GWP)有不同程度的促进作用,但由于作物产量增加,导致单位产量的温室气体排放(GHGI)并没有显着增加。CO2、CH4和N2O排放在整个轮作周期内的排放格局受土壤水分管理和土壤温度的影响。CO2和N2O排放主要出现在水稻生长季的排放水期和休闲期；CH4排放主要出现有水稻生长报淹水期。在观测到的温度范围内,CO2和N2O排放速率随着土壤5cm温度增加呈指数增长,CH4排放与土壤温度呈正线性相关关系。3.稻田生物质炭田间试验固碳减排试验研究。布置了多地的秸秆生物质炭稻田土壤施用田间试验,进一步采用静态暗箱-气相色谱法监测分析了生物质炭和氮肥施用下水稻生长季温室气体排放、水稻生长及土壤性质变化进行了观测研究。生物质炭施用显着增加了表层土壤pH、有机碳和速效钾含量,增加幅度随着施用量的增加而增加；对土壤全氮、速效磷含量没有影响；但是显着降低了土壤容重。生物质炭对土壤微生物活性有一定的影响,增加了蔗糖酶活性；土壤中微生物碳含量受生物质炭和氮肥施用的共同影响。当无氮肥施用时,随着生物质炭用量增加微生物碳含量降低,而当有氮肥施用时,随着生物质炭用量增加微生物碳含量升高。虽然生物质炭对水稻产量和生物量均没有显着影响,但是生物质炭施用影响了水稻地上部对养分吸收,主要表现为对氮素吸收量下降和硅吸收增加。当生物质炭施用量为40t ha-1时,收获时水稻籽粒和秸秆氮吸收分别比对照降低了16.9%和28.8%。生物质炭通过增加硅的输入量和土壤pH,进而改善土壤硅的供应能力,最终促进了水稻硅吸收增加。不同试验点水稻硅吸收平均增加幅度为264%。生物质炭施用显着降低水稻生长季氧化亚氮排放。当用量为40t ha-1时,其排放系数比对照降低53.7%,对甲烷和二氧化碳排放没有显着影响。生物质炭施用,降低了整个水稻生长季综合增温潜势和温室气体排放强度。4.生物质炭农田固碳减排及其持续性：水田和旱地对比研究。整合分析了生物质炭施用于水田和旱地后,连续两年作物产量、土壤有机碳和温室排放变化,结果表明：生物质炭施用于农田土壤,显着提高旱地作物产量,多个试验点平均增加幅度为8.5%；而对水稻产量没有显着影响。生物质炭施用增加了土壤有机碳含量,但土壤呼吸作用没有相应增加。土壤有机碳平均增加幅度为24.7%(20t ha-1)和48.3%(40t ha-1)。无论是水田还是旱地,生物质炭施用均显着降低了N2O排放；在水田中随着生物质炭用量增加,N2O降低幅度增加,但在旱地中不同用量下N2O排放变化没有显着差异。生物质炭施用没有增加单位面积温室气体气体的排放量(GWP),但降低了旱地生态系统单位产量温室气体的排放量(GHGI);而在稻田生态系统中,当生物质炭用量为40t ha-1时,单位产量温室气体的排放量也显着降低。生物质炭对N2O减排效果在不同地区间具有一致性,且一次放入后能够持续降低N2O排放。5.生物质炭土壤施用的作物生长效应整合分析通过整合分析方法。对全球尺度生物质炭施用后作物产量和地上部生物量变化幅度及影响因素进行了统计分析。生物质炭施用能够显着增加作物产量和地上部生物量,与对照相比,其增加的幅度分别为8.4%和12.5%。作物生长对生物质施用的响应主要受土壤因素、生物质炭生产原料及作物类型的影响。首先不同土壤对生物质炭施用后作物生产力的响应不同。生物质炭施用于砂性和粘性土壤中,作物生产力的增加幅度分别为29.0%和16.0%,显着高于壤质土壤；施用于强酸性和酸性土壤中的增产幅度分别为30.2%和14.8%,显着高于中性和碱性土壤。来源于畜禽粪便的生物质炭施用土壤后作物产量增加幅度为28.3%,是其它原料炭的2-3倍。不同类型作物对生物质炭施用的响应以蔬菜类和豆科类作物增产效果最好,分别为30.3%和28.6%,远高于其它大田作物。在所有的田问试验中,旱地施用生物质炭后,作物生产力的增加幅度为10.6%,显着高于水田(5.6%)。此外,生物质炭的生产条件(炭化温度)、试验类型对作物生产力对生物质炭响应也有不同程度影响；盆栽试验可能会高估生物质炭的增产效果。综上所述,长期不同有机物料还田能够显着增加稻田土壤的生产力和有机碳积累。与单施化肥相比,有机无机肥料配合施用虽然增加单位面积温室气体排放量,但并没有显着提高单位产量温室气体的排放。将作物秸秆经低温裂解制成生物质炭后再还田,在快速度增加土壤有机碳积累的同时,还能够显着降低温室气体排放,尤其是氧化亚氮排放,是较为理想的农田作物秸资源化利用、改善土壤、实现农业固碳减排措施。因此,秸秆生物质炭作为新型的有机物料土壤施用是一种可以普遍提高土壤肥力,持续性降低农田温室气体排放的良好途径。
唐瑜[8]2017年在《有机肥内在品质评价及其对土壤微生物和酶活性的影响》文中认为为了进一步规范和补充国家有机肥标准NY525-2012,提高标准对市场真假有机肥的识别能力,本研究通过分析有机肥掺假原料-无机化肥及矿质碳的特性,制备出一系列符合国家标准的有机肥模拟样品,并对其一系列设定指标的测定分析,以期为商品有机肥内在品质评价及有机肥国家标准的修订提供一定的理论依据。同时,以辣椒为研究对象,通过采集辣椒生育期土壤样品并进行分析,对不同施肥处理下土壤理化性质、土壤酶活性、土壤微生物数量进行深入研究,探讨了不同有机肥改善土壤的差异性,阐述了不同施肥处理对土壤微生物的影响,以期为辣椒合理施肥提供相应理论依据。主要研究结论如下:(1)以商品有机肥为试验对象,研究得出商品有机肥水溶性有机质的最适条件为:室温25℃,肥水比1:10,振荡时间为45min。(2)不同有机肥模拟样品其水溶性有机质含量差异明显。未经发酵的有机物(中草药模拟样)其水溶性有机质仅占总有机质的2.29%,而发酵的有机物(商品有机肥、中草药菌菇包模拟样、玉米芯菌菇包模拟样)其水溶性有机质占总有机质6.37%—9.8%,尽管以煤基原料制作的有机肥(煤矸石、风化煤等)有机质测定结果很高,但是其水溶性有机质占总有机质小于1%。显然,水溶性有机质或水溶性有机质占总有机质的百分比可以用来判断有机物料的发酵程度,也可以用来判断有机肥的原料是否为煤基原料。(3)水溶性养分包括水溶性氮、水溶性磷和水溶性钾。水溶性养分或水溶性养分占总养分的百分比的高低,可以反映有机肥物料的发酵程度,同时也可用来判断有机肥中是否添加了无机肥料。没添加化肥也没发酵的有机物料(未发酵的中药渣原料),水溶性养分占总养分的百分比最低(其中氮13.9%、磷10.3%、钾21.9%),发酵的有机物料(中药渣菌菇包原料、玉米芯菌菇包原料)水溶性养分略高于没发酵的有机物料,其中氮为16%左右,磷为12~16%,钾为19~31%不等;以鸡粪为原料发酵的有机肥(对照)水溶性养分占总养分的百分比高于前二者(氮为24.6%、磷为22%钾为39%)。而在有机物料添加化肥的模拟样(中草药模拟样、中药渣菌菇包模拟样、玉米芯菌菇包模拟样)其水溶性养分占总养分的百分比明显高于对照,其中氮为48~74%,磷为54~67%,钾为72%~86%;以煤基为原料同时添加化肥的模拟样其水溶性养分占总养分的百分比都很高,其中氮在88%左右,磷在68%~77%,钾在85~94%。(4)腐殖酸含量和有机肥容重是判断煤基有机肥有力的手段。煤基物料模拟样腐植酸含量均在50%以上,容重都在0.7 g/cm3以上,而有机物料的模拟样其腐植酸含量在20%左右,容重在0.5%g/cm3以下。(5)有机肥能提高土壤脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶活性,对过氧化氢酶活性影响较小,说明施肥并不是影响过氧化氢酶的主要因素。不同的土壤酶,其活性在辣椒生育期高低峰出现的时期不同,主要与辣椒在每个时期对土壤碳、氮、磷养分的吸收特性有关。(6)各施肥处理均能提高土壤微生物数量,其中,以商品有机肥中的鸡粪有机肥最为明显,能显着提高土壤细菌、真菌、放线菌数量。添加腐殖酸能提高辣椒生长发育前期土壤细菌、真菌数量,但在生育后期降低较快;添加粉煤灰对辣椒土壤微生物影响不大。
雷宏军[9]2005年在《黄淮海平原集约种植条件下土壤有机碳动态建模及应用》文中研究指明碳氮循环对农业生产和全球气候稳定性而言,具有极其重要的意义。黄淮海平原被誉为中国的粮仓,是集约化冬小麦-夏玉米一年两熟种植区。该地区土壤的可持续利用关系到全国的粮食安全问题,其中,土壤有机质动态机制与调控是最重要的科学问题之一。本文围绕集约农作条件下土壤有机碳动态,对黄淮海平原区不同农作措施下土壤有机质积累规律进行深入定量化研究。结论如下: 碳固持模型CQESTR以天为时间步长,以累积积温为驱动力,对充分灌溉条件下土壤水分影响因子进行概化。在相关区域短期、中长期物料填埋试验资料基础上对原CQESTR模型进行修正,将模型按照物料降解与累积积温关系划分4个阶段,确定了不同降解阶段的物料类型因子。对黄淮海平原集约化农区7个长期定位点1151组独立的土壤有机质(SOM)模拟值(x)与观测值(y)进行验证(y=0.990x,r~2=0.910),结果达到显着水平(p<0.01),模型模拟95%置信区间为±1.91g kg~(-1)。分析表明,受有机物料还田水平的影响,黄淮海平原区农田耕层SOM年矿化速率差异较大。就不同试验点多年平均而言,耕层SOM年矿化速率最低值为2.16%,最高值为5.95%。各试验点平均而言,耕层SOM年矿化速率最低值占最高值的54.2%,这一数值随化肥用量和有机肥还田量的增加而增大,表现为SOM数量与质量不断提高。耕层土壤CO_2排放通量最低值为337.1gCO_2m~(-2)a~(-1),最高值为2144.3gCO_2m~(-2)a~(-1)。各试验点多年平均而言,耕层土壤CO_2排放通量最低值占最高值的31.9%。统计分析表明,作物年产量增加1thm~(-2)时,耕层土壤CO_2排放通量提高96.5g CO_2 m~(-2)a~(-1),耕层SOM矿化速率提高0.22个百分点。土壤年表观呼吸通量不仅反映了土壤生物和植物代谢活动强度,而且还直观反映出耕层SOM年矿化速率和无机氮矿化量大小。修正的CQESTR模型作为一个简单易行的有效工具,可较为精确地预测单块试验地有机碳长期动态和土壤碳截获潜力。 本研究建立了基于过程的生态模型,以描述黄淮海平原土壤—作物系统中水氮碳动态。模型对冬小麦—夏玉米轮作体系作物叶面积指数、作物系数、根系生长与分布进行了模拟。曲周试验资料验证表明,本研究建立的水氮碳联合过程综合模型能较好模拟冬小麦-夏玉米轮作体系土壤水分和土壤温度动态。分析表明,黄淮海平原7个研究试验无肥处理冬小麦水分利用效率为0.22～0.56kg m~(-3),夏玉米的水分利用效率为0.58～0.91kg m~(-3)。就总体而言,冬小麦的水分利用效率低于夏玉米。以黄淮海平原集约化农区7个长期定位点948组独立的SOM模拟值(x)与观测值(y)对综合模型进行验证(y=1.017x,r~2=0.911),达到显着水平(p<0.01),模拟95%置信区间为±1.89 g kg~(-1)。总体上,综合模型对土壤有机质的模拟效果与修正的CQESTR相当。 统计分析表明,黄淮海平原砂壤土～壤土质地耕层SOM增加1t hm~(-2)有机碳,作物年产量平均增产潜力为442.2～952.9 kg hm~(-2);这一关系SOM的临界值为15.2 g kg~(-1),耕层土壤有机质含量大于该目标值后,作物产量基本保持不变。采用修正的CQESTR模型对黄淮海平原耕层SOM动态进行模拟,结果表明,北京昌平潮褐土2年3熟种植制度下,鸡粪用量3937.5kg hm~(-2)、2年产量20000kg hm~(-2)时,耕层SOM能够维持在13.1g kg~(-1) OM的现有水平。衡水、辛集、郑州潮土1年2熟种植制度下,NP或NPK与有机肥同时投入(N、P和K用量分别为100-300kg
孙运杰[10]2015年在《不同改良措施对土壤性状及蓝莓生长的影响研究》文中提出为了研究有机物料、微生物肥料等改良措施对蓝莓土壤性状及生长的影响,首先调查胶东半岛蓝莓主产区土壤养分状况;以室内培养试验和盆栽试验研究糠醛渣和味精废液对蓝莓土壤性状及生长的影响;从蓝莓根际土壤中筛选出四种植物根际促生细菌(PGPR)L15、L13、L90和L106,设置蓝莓盆栽试验,研究这4株PGPR对蓝莓根际土壤微生物学特性及生理特性的影响;设置大田试验分析微生物肥料对蓝莓根际微生物学特性及土壤肥力、对蓝莓光合生理特性及果实品质的影响。结果表明:1在蓝莓生长适宜pH范围内的样本仅占总体样本20%,总体样本的土壤有机质含量远远低于蓝莓的生长要求,且不同种植基地的土壤养分状况差异很大,变异系数高。因此,必须采取措施改善土壤pH、土壤养分状况等。2 pH和EC的降低主要发生在施硫磺处理的65d。施硫磺量在1.0~1.5kg/m3时改良土壤pH效果最好,糠醛渣能够部分代替草炭,改善土壤养分状况,增强土壤过氧化氢酶活性,促进蓝莓植株生长。3味精废液能显着地提高EC,提高土壤的盐基饱和度,增强土壤交换性能。味精废液在降低pH方面效果不明显,对蓝莓产生逆境伤害,但能显着提高土壤养分状况与根系活力,增强抗氧化酶活性。4菌株L13能显着改善蓝莓土壤养分状况及生物性状,以L13为主要菌株的微生物肥料能显着提高蓝莓土壤的生物活性和土壤肥力,改善蓝莓的光合性能和抗氧化性能,提高改善蓝莓的品质,其中以生物有机肥的施用效果最显着,其次为液体菌剂。
参考文献：
[1]. 有机物料及微生物对土壤腐殖质转化的研究[D]. 付杰奇. 吉林农业大学. 2004
[2]. 不同有机肥及其混施对土壤微生物学特性及玉米产量的影响[D]. 陈闯. 吉林农业大学. 2015
[3]. 不同有机物料对花卉植物生育及土壤性状的影响[D]. 吴林. 吉林农业大学. 2007
[4]. 真菌利用纤维素和木质素形成腐殖物质及其结构特征研究[D]. 王帅. 吉林农业大学. 2013
[5]. 不同有机肥分解转化特性及土壤培肥效果的研究[D]. 李传章. 广西大学. 2012
[6]. 长期连作及秸秆还田棉田土壤有机碳组分变化研究[D]. 刘军. 石河子大学. 2015
[7]. 施用有机物料对农田固碳减排及生产力的影响：田间试验及整合研究[D]. 刘晓雨. 南京农业大学. 2013
[8]. 有机肥内在品质评价及其对土壤微生物和酶活性的影响[D]. 唐瑜. 贵州大学. 2017
[9]. 黄淮海平原集约种植条件下土壤有机碳动态建模及应用[D]. 雷宏军. 中国农业大学. 2005
[10]. 不同改良措施对土壤性状及蓝莓生长的影响研究[D]. 孙运杰. 山东农业大学. 2015
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