沼渣与化肥配合施用对温室番茄生长发育、产量及品质的影响

采用随机区组试验设计,研究了沼渣与化肥配合施用对番茄生长发育、产量和品质的影响.结果表明:沼渣与化肥配合施用有利于番茄生长发育,其中60%沼渣+40%化肥处理的植株生长发育状况良好,产量高于其他处理;60%沼渣+40%化肥处理果实Vc含量为91.09 mg.kg-1,比对照高21.32 mg.kg-1,总糖含量比对照高2.13%,果实品质有明显改善.在试验组合中,60%沼渣与40%化肥配合施用为设施番茄的最佳配比.     

菌渣化肥配施对稻田土壤微生物量碳氮和可溶性碳氮的影响

菌渣作为一种养分丰富的有机物料还田,可减少化肥施用,同时保持土壤肥力;而土壤微生物量碳、氮和可溶性碳、氮是土壤活性碳氮库的重要组成部分,其含量和比例变化对土壤肥力均具有重要作用。因此,探讨不同比例菌渣化肥配施对土壤微生物量碳、氮及可溶性碳、氮的影响,评价菌渣在优化土壤肥力方面的生态作用具有重要意义。本研究在水稻田间定位试验条件下,设置3个化肥水平(C) 0%、50%、100%,菌渣相对用量(F) 0%、50%、100%,共9个处理,分析了各处理土壤微生物量碳(MBC)、氮(MBN)和可溶性碳(DOC)、氮(DON)的变化特征,及其占土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)的比例与相关关系。结果表明:菌渣化肥配施后,微生物量碳和可溶性碳、氮均在C100F50最高,微生物量氮在C50F100最高,与不施肥处理相比,分别显著增加了49.40%、43.65%、83.52%、207.19%;MBC/SOC和DOC/SOC均随着菌渣化肥配施量的增加而减少,MBN/TN和DON/TN均在C100F50最高。相关分析表明,MBC、DOC与SOC,MBN与TN均呈极显著正相关,DON和TN呈显著正相关。总体来讲,菌渣化肥配施能够显著提高土壤微生物量碳、氮和可溶性碳、氮含量,但不是随着用量的增加一直呈增加趋势,高量菌渣或者化肥下会有降低趋势;菌渣化肥配施降低了土壤微生物量和可溶性碳氮比,因此适宜的菌渣化肥配施是提高土壤有机碳周转速度、微生物活性及其氮素供应能力和有效性的最佳选择。     

不同培肥措施对红壤茶园土壤微生物量碳的影响

研究了经过4年不同培肥措施后红壤茶园土壤微生物量碳变化.结果表明:稻草覆盖后不同比例有机无机肥配施、间作三叶草以及全施化肥处理对土壤微生物量碳均有明显提高;全年土壤微生物量碳年变化都呈现"低-高-低-高"的趋势,且在不同时期对微生物量碳的影响不同;与对照(CK)相比,稻草覆盖 100%有机肥(T1)、稻草覆盖 75%有机肥 25%化肥(T2)、稻草覆盖 50%有机肥 50%化肥(T3)、稻草覆盖 25%有机肥 75%化肥(T4)、100%化肥(T5)和间作三叶草 不施肥(T6)土壤微生物量碳全年平均值分别高出17.05%、32.38%、32.05%、24.30%、26.23%和24.63%,且差异均达到显著水平(P＜0.05);土壤微生物量碳与活性有机质、土壤全氮、微生物量氮、微生物量磷呈显著正相关,与速效氮、土壤全磷、土壤全钾、土壤含水量之间关系不显著;与单施化肥和全量投入有机物料相比,有机物和化肥配合施用更有利于提高土壤肥力.     

沼液部分替代化肥在日光温室秋番茄上的应用效果

为探索沼液和化肥协同促生的效果,以3种常见禽畜粪便(鸭粪、猪粪、牛粪)作为发酵原料的沼液为母液,以氮磷钾镁肥作为化学肥料辅助,平衡不同稀释比例之间的养分差异,研究沼液配施对番茄生长发育的影响. 结果表明: 沼液部分替代化肥可以显著改善土壤速效氮、磷、钾的肥力状况,依发酵原料和稀释比例不同,沼液对土壤水溶性钙、镁和有效铁、锰、铜、锌有不同程度的活化作用. 与完全施用化肥相比,沼液配施化肥可显著促进番茄生长,且随生育期的延长,沼液的促生作用愈发凸显,最终增产幅度达55.9%～232.8%,化肥用量减少18.2%～85.0%;番茄果实品质显著改善,番茄红素、Vc、总糖含量均显著提高,果实酸度显著降低,NO₂^-降幅达35.6%～90.3%,而口感得分比化肥处理高出7.0%～20.3%.相关分析发现,番茄产量和品质呈非线性关系,口感与糖酸比呈显著正相关,番茄果实口感受肥料种类的影响亦显著. 总之,沼液配施化肥用于番茄生产可以实现高产、优质、环保、培肥和资源高效利用的目的.     

沼液还田对旱地红壤微生物群落代谢与多样性的影响

通过沼液还田定位实验,按照不同沼液全氮还田比例设6个等氮量(N-P_2O_5-K_2O量均为120-90-135 kg/hm~2(对照除外))处理:对照(不施肥,CK)、100%化学氮(NPK)、15%沼液氮+85%化学氮(BS15)、30%沼液氮+70%化学氮(BS30)、45%沼液氮+55%化学氮(BS45)和100%沼液氮(BS100),运用Biolog-ECO技术分析0—20cm花生收获期土壤微生物群落代谢功能多样性,阐明微生物群落代谢与沼液还田量的相关关系。结果表明:①BS45、BS30处理土壤微生物群落碳源代谢强度(AWCD)显著高于CK和NPK处理;而BS15、BS100处理土壤微生物群落碳源代谢强度(AWCD)与CK和NPK处理则无显著差异;②土壤微生物群落碳源代谢强度(AWCD)、丰富度指数、Shannon指数、Simpson优势度指数均表现为BS45BS30NPKCKBS100BS15;③结合主成分分析和聚类分析,表明各处理土壤微生物群落功能多样性分为4组:BS45、BS30处理为一组,微生物群落代谢活性最强,特别是碳水化合物、氨基酸、聚合物和胺类等碳源的代谢能力;NPK、CK、BS100处理为一组,微生物群落代谢活性次之;BS15处理为一组,微生物群落代谢能力最低,其碳水化合物、羧酸、氨基酸、聚合物、酚类和胺类等碳源的代谢能力均为最低。结合主成分分析综合得分,土壤微生物群落代谢和多样性的顺序为BS45BS30NPKCKBS100BS15。可见,沼液还田显著影响旱地红壤微生物群落的代谢活性和多样性,沼液不能完全替代化肥,当沼液全氮还田比例在30%—45%时,微生物群落代谢活性最强,有利于土壤质量提高,适于在我国旱地红壤地区推广。     

不同培肥茶园土壤微生物量碳氮及相关参数的变化与敏感性分析

通过闽东地区茶园培肥长期定位试验,研究了不同培肥模式下土壤微生物量碳、氮,微生物量碳占溶解有机碳的比值和微生物熵的动态变化及其与其他土壤参数、茶叶理化性状的相关性。试验设6个处理:全量化肥(C),半量化肥+半量有机肥((CO)1/2),全量有机肥(O),全量化肥+豆科绿肥(CL),半量化肥+半量有机肥+豆科绿肥((CO)1/2L)和不施肥(CK)。研究结果显示:(CO)1/2L、CL和O等处理下土壤微生物量碳含量分别比CK增加了1.87、1.26、1.49倍,微生物量氮增加了2.18、1.32、1.70倍,而处理C的土壤微生物量碳、氮分别减少了0.46、0.59倍;微生物量碳占溶解有机碳的比值大小顺序为O>(CO)1/2L>CL>(CO)1/2>CK>C。可见,该区处理O和(CO)1/2L的培肥效果较佳。相关分析发现,微生物量碳及其占溶解有机碳的比值分别和土壤脲酶、有机质、全氮、全磷、水解氮、有效磷、速效钾、含水量、阳离子交换量等均呈显著正相关(P<0.05),表明它们与土壤肥力关系密切,可作为评价茶园土肥力变化的敏感指标。     

微生物肥料对猕猴桃高龄果园土壤改良和果实品质的影响

猕猴桃种植年限增加导致的连作障碍使土壤微生物结构失调、土壤酶活性及理化指标降低,进而严重降低了猕猴桃品质和产量.在大田试验条件下,本研究以果农传统施肥为对照,探究两种对猕猴桃幼苗有促生作用的微生物肥料JF和KF(通过无菌苗试验验证促生效果)对猕猴桃不同生育时期(发芽期、开花期、果实膨大期、果实成熟期、次年发芽期)土壤微生物结构、土壤酶活性、理化指标以及果实品质的影响.结果表明:两种微生物肥料均能显著提高猕猴桃果园土壤细菌、放线菌与真菌的比值,改善和平衡土壤微生物群落结构;同时显著提高猕猴桃果园土壤酶活性,其中蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和多酚氧化酶较对照分别高17.9%～83.5%、7.9%～83.0%、7.3%～45.4%和8.1%～140.3%;增强土壤肥力(速效氮、磷、钾、全氮、全磷、全钾、有机质含量显著提高),降低土壤pH(较对照下降0.29～0.34个单位).施用微生物肥料后猕猴桃果实维生素C、可溶性糖、可溶性蛋白等含量升高,可滴定酸含量下降.因此施用两种微生物肥料均能平衡土壤微生物群落结构,增强土壤肥力,提高猕猴桃果实品质.该研究结果可为微生物肥料在高龄猕猴桃果园的应用提供有力的理论依据.     

施氮和冬种绿肥对土壤活性有机碳及碳库管理指数的影响

为探讨冬季绿肥改良土壤的生态效应及确定合适比例的氮肥与绿肥翻压量,在“冬季绿肥 双季稻”复种型农作制度基础上,设置4×4双因素试验,研究不同紫云英翻压量和施氮水平对土壤活性有机碳库各组分及碳库管理指数的影响.结果表明： 单施绿肥能够显著促进土壤总有机碳和活性有机碳的累积.与对照相比,单施绿肥处理土壤总有机碳含量和活性有机碳含量分别平均增加22.2%、26.7%,但单施氮肥处理的土壤有机碳含量下降了0.6%～3.4%.与不施肥相比,单施绿肥和绿肥氮肥配施处理的土壤碳库管理指数分别平均增加了24.55和15.17,而单施氮肥处理减少了2.59.单施绿肥、绿肥氮肥配施和单施氮肥处理的土壤平均微生物生物量碳分别比对照高54.0%、95.2%和14.3%.活性有机碳含量与碳库管理指数存在极显著（P＜0.01）的相关性,与可溶性有机碳、微生物生物量碳也存在显著的相关性（P＜0.05）.水稻产量与活性有机碳含量和碳库管理指数均存在极显著的相关性,且相关系数明显大于总有机碳.可见在当地土壤肥力条件下,施有机肥或有机无机肥适当配施能提高土壤有机碳含量和土壤碳库管理指数,有利于改善土壤质量,提高土壤肥力.     

施肥措施对不同母质发育的稻田生态系统土壤微生物量碳、氮的影响

以湖南省稻田土壤肥力监测点为基础,研究了稻田生态系统土壤微生物量碳、氮的特性.结果表明,不同施肥措施对不同地域和母质发育的稻田生态系统土壤微生物量碳、氮的影响程度不同.经过18年的不同施肥处理,不同母质发育的稻田生态系统土壤微生物量碳、氮的变化趋势基本一致,变化顺序为湖积物发育的水稻土>河流冲积物和第四纪红土发育的水稻土>石灰岩发育的水稻土>板页岩发育的水稻土.土壤微生物量碳为259.5～864.4 mg·kg^-1,土壤微生物量氮为8.7～70.7 mg·kg^-1.施肥可以明显提高稻田生态系统土壤微生物量碳、氮含量;有机肥是改善土壤微生物量碳、氮的主要基础物质,但以有机无机配合施用效果最好.与对照相比,施化肥和有机无机配施处理土壤微生物量碳、氮最大增量分别为407.6和59.2 mg·kg^-1,最大增长率分别为102.8%和514.8%.     

合理施用沼渣对土壤钾素有效性影响

通过室内干湿交替培养研究了沼渣对沈阳地区耕地棕壤和草甸土中速效钾含量及其对外源钾固定的影响,结果发现(1)加入沼渣可以明显促进供试土壤中钾素的释放,棕壤和草甸土对照中速效钾含量分别在高于99.24和83.23mg·kg-1时,干燥导致速效钾含量降低,含6%沼渣的棕壤和草甸土速效钾含量低于130.53和139.29mg·kg-1时,干燥就会引起层间钾的释放;(2)加入沼渣可以减少土壤对外源钾的固定量,含2%和6%沼渣的棕壤在干湿交替培养15天后,固钾量分别比对照减少了12.51和54.81mg·kg-1,相应的草甸土分别比对照减少固钾量达62.57和137.66mg·kg-1,固钾率分别降低了12.93%和28.46%。     

不同有机废弃物改良新复垦耕地的综合效果评价

由废弃地整理复垦形成的耕地存在土壤有机质和有效养分低、土壤板结、微生物活性弱和土壤耕作性状不良等问题,快速、有效地提高土壤肥力质量是全面提升该类耕地质量和生产性能的重要组成部分.本文通过田间小区试验研究了城郊有机废弃物对新复垦耕地土壤培肥的综合效果,并比较了不同类型城郊有机废弃物在培育耕地质量方面的差异.试验设置了施用等量猪粪、鸡粪、水稻秸秆、蔬菜收获残留物、城市污泥、沼渣、猪粪/水稻秸秆堆肥、生活垃圾堆肥和对照（不施有机肥）9个处理（年用量30 t·hm^-2）,连续进行3年的定点试验.结果表明： 施用任何有机物对改善土壤肥力均有明显的作用.其中,提升土壤碳库管理指数以施用猪粪、鸡粪、猪粪/水稻秸秆堆肥、水稻秸秆和沼渣的效果最为显著;增加土壤水稳定性团聚体和降低土壤容重以施用猪粪/水稻秸秆堆肥和沼渣的效果最佳;施用污泥、猪粪/水稻秸秆堆肥和生活垃圾堆肥可增强土壤保蓄能力;施用猪粪、鸡粪和猪粪/水稻秸秆堆肥对增加土壤有效态养分的效果最为明显;各类有机物均显著提高了土壤微生物数量和酶活性.长期施用污泥、生活垃圾堆肥及畜禽粪存在着土壤重金属污染的风险,但短期施用对土壤环境质量影响不明显.总体上,对土壤肥力的改善效果由大至小依次为：猪粪/水稻秸秆堆肥>鸡粪>猪粪>沼渣>生活垃圾堆肥>水稻秸秆>城市污泥>蔬菜收获残留物;对土壤的相对污染程度由大至小为：城市污泥>生活垃圾堆肥>猪粪>鸡粪>沼渣>猪粪/水稻秸秆堆肥>蔬菜收获残留物>水稻秸秆.     

Advantages of the integrated pig-biogas-vegetable greenhouse system in North China

An integrated pig-biogas-vegetable greenhouse system (PBVGS) was designed and studied in Laiwu, Shandong Province of North China from 2001 to 2002, where 20 groups of PBVGS and their corresponding controls were investigated. The PBVGS involves building a pigsty and a biogas digester in a vegetable greenhouse, putting pig dung into the biogas digester for fermentation, using the biogas for increasing illumination and air temperature in the greenhouse, and using the fermented waste as organic manure. The data indicate that the pig growth, biogas production and vegetable production were effectively improved in PBVGS, and that ecological, economic and social benefits were simultaneously achieved. The average annual net income of a standard PBVGS was 10,900 RMB, with an increase of 58.0% over its traditional non-integrated parts. It could use up 14,000 kg fresh pig dung and produce 10,000 kg organic manure one year for the improvement of soil fertility. The daily net weight increase for a pig in PBVGS averaged 0.82 kg, 227.6% higher than its controls. The average yield per hectare of cucumbers and tomatoes, increased by 18.4 and 17.8% over their controls, respectively. In addition, the biogas produced in the digester increased by 32.4% annually. Based on biogas fermentation, the PBVGS provides a fine ecological cycle from livestock feeding to vegetable production, resulting in a higher conversion efficiency in nutrient cycle and energy flow.     

不同有机物料对渭北旱塬耕地土壤短期培肥效应的综合评价

通过田间试验和室内分析,研究了施用不同有机物料对渭北旱塬耕地土壤化学性质和酶活性的影响,选取有机质等10个能够反映土壤肥力质量特性的定量因子作为评价指标,采用因子分析对土壤肥力质量进行综合评分,然后用欧氏距离最短距离法对其进行聚类,最后利用作物产量结果进行验证.结果表明：通过土壤有机培肥,土壤肥力质量和作物产量均有显著提高,与单施化肥相比,施加秸秆堆肥和厩肥处理的小麦产量分别提高了20.43%和22.38%;对土壤肥力综合进行评价,秸秆堆肥配施化肥的土壤肥力质量最高,综合得分达56.53,厩肥配施化肥较高,高量秸秆配施化肥次之.可见,通过秸秆堆肥或厩肥配施化肥进行培肥土壤,能显著提高土壤肥力水平,从而提高作物产量;利用有机质等10项土壤肥力特性因子,采用因子分析对土壤肥力质量进行综合评价,能够准确反映土壤肥力水平,预测土壤生产力状况.     

采伐剩余物不同处理方式对杉木幼林土壤有机氮组分的影响

采伐剩余物不同处理方式会改变输入土壤的有机质数量和质量,直接或间接影响土壤的养分组成与含量。氮作为重要的土壤养分之一,其有机氮组分对采伐剩余物不同处理方式的响应仍不明确。本研究在福建省三明市格氏栲自然保护区内,对50多年生的杉木成熟林皆伐后的采伐剩余物分别进行清除、保留、火烧处理,并种植杉木5年时,采用H₂SO₄水解法对不同土层(0～10、10～20 cm)土壤有机氮组分及其影响因素进行研究。结果表明: 保留处理显著提高了土壤有机氮及活性组分的含量。0～10 cm土层中,保留处理土壤有机氮含量(3.36 g·kg^-1)分别是清除处理、火烧处理的1.5和1.3倍,活性氮Ⅰ、Ⅱ含量也以保留处理最高;10～20 cm土层中,保留处理土壤有机氮和活性氮Ⅱ含量(2.20、0.73 g·kg^-1)也显著高于清除和火烧处理,而且保留处理的活性氮指数Ⅱ(33.9%)显著高于火烧处理(26.1%)。两个土层均以保留处理的总碳、可溶性有机碳、可溶性有机氮含量,以及微生物生物量碳、氮最高。与清除处理相比,保留处理显著提高0～10 cm土层细菌(革兰氏阳性菌、阴性菌)含量;10～20 cm土层中,保留处理的真菌含量最高,放线菌含量最低。相关分析表明,土壤有机氮及活性组分与土壤总碳、可溶性有机碳、可溶性有机氮、微生物生物量及土壤细菌(革兰氏阳性菌、阴性菌)、真菌呈显著正相关,与放线菌呈显著负相关。保留处理有利于提高土壤有机氮及活性氮组分含量,改善土壤生化性质,对土壤微生物群落组成具有积极的影响,是维持土壤肥力和提高森林生产力的有效经营管理措施。     

一种高效光合菌剂对辣椒生长及土壤微生物的影响

在一块肥力较低的土壤中,开展辣椒施用光合菌剂的大田实验,研究光合菌剂对辣椒生长发育及土壤微生物活性的影响。结果表明,肥力水平是影响辣椒生长发育的重要因素,施用光合菌剂能明显提高盛果期叶片中氮含量,获得单果重更高、果实更饱满,收获期辣椒植株的长势最好;在整个生育期内,光合菌剂处理的土壤微生物活性最高。因此,在贫瘠的土壤中,在补充肥力的基础上,光合菌剂能一定程度上改善土壤微生态环境,促进辣椒植株生长和果实发育,具有良好的应用前景。     

Renewable resource for agricultural ecosystem in China: Ecological benefit for biogas by-product for planting

In China, renewable resources have attracted rising concerns in the sustainable development of circular agricultural economy because renewable resources are considered as a clean energy source and substitutes for chemical fertilizer in rural areas. However, a comprehensive analysis on renewable resources' effect on agricultural ecosystem is still absent. To fill the blank, this paper chose two typical planting-soil ecosystems including greenhouse-soil ecosystem and orchard-soil ecosystem to evaluate the amount of nonrenewable energy (NE) saving, ecological benefits and economic benefits by utilizing biogas fertilizer, in comparison to those by using chemical fertilizer. The results show that compared with chemical fertilizer treatment, in the greenhouse-soil ecosystem, the biogas fertilizer treatment can save 82667.18 MJ NE per hectare, reduce 6554.12 kg carbon dioxide (CO₂) emission per hectare, improve soil fertility (soil organic matter, ammonia nitrogen, available phosphorus and available potassium), enhance plant quality (dry matter, solid content, reduced sugar, VC and soluble protein content), increase plant yield and add to 59,232.5 Yuan net income per hectare. We also found out that the optimum ratio of irrigation water and biogas fertilizer is water irrigated with 50% biogas slurry, which can lead to best fruit yield and quality in the orchard-soil ecosystem. It is concluded that promotion of biogas fertilizer can help China to realize low-carbon circular development of agriculture.     

沼液施用对海岸带围垦麦田土壤中小型节肢动物群落的影响

土壤节肢动物群落结构是反映土壤动物多样性及土壤质量的重要指标。沼液施用对土壤结构与肥力的改变,可能对土壤节肢动物群落的特征产生显著影响。以江苏东台海岸带连续施用沼液5年的围垦麦田为例,研究沼液不同用量(0、100、200、300 m~3/hm~2)及沼液替代(0%、33%、66%、100%)化肥对土壤中小型节肢动物群落结构的影响。结果表明:各施肥管理下麦田土壤中小型节肢动物的优势类群均为前气门亚目、甲螨亚目和弹尾目,平均分别占总捕获量的52.09%—53.33%、22.42%—23.86%和13.14%—16.51%。当沼液用量从0增加到300 m~3/hm~2时,土壤动物密度增加了94%,类群数增加约2个,优势度指数增加9.4%(P<0.05)。沼液66%替代化肥时,土壤动物密度、类群数和优势度指数最高。因此,施用沼液显著增加了土壤中小型节肢动物的密度、类群数与优势度指数。当沼液替代化肥的比例为66%时,促进效应最佳。主成分分析表明,无论单施沼液还是沼液替代化肥,弹尾目、前气门亚目与甲螨亚目的响应最为敏感,可将其作为土壤中小型节肢动物对施肥响应的指示指标。