长期不同施肥下太湖地区黄泥土表土微生物碳氮量及基因多样性变化

农业管理措施影响下土壤微生物群落结构的变化是农业土壤质量研究的前沿问题。运用化学分析方法和 PCR- DGGE技术从土壤微生物碳氮量及基因多样性角度研究了长期不同施肥措施下太湖地区代表性水稻土 -黄泥土的表土微生物活性与分子多样性的变化。结果表明 ,施用化肥以及化肥和有机肥配施在提高土壤有机碳含量的同时 ,不仅提高了水稻土的微生物碳氮量 ,而且改变了微生物的群落结构 ;与长期单施化肥相比 ,长期化肥配施有机肥不仅显著提高了土壤微生物碳氮量 ,而且提高了土壤微生物的分子多样性 ;就土壤的微生物分子群落相似性来说 ,单施化肥下与未施肥下相近 ,而化肥配施秸秆下与化肥配施猪粪下接近 ,说明土壤的有机培肥对土壤微生物群落结构有重要影响。长期单施化肥下水稻产量的年际波动性显著大于化肥配施有机肥下 ,这进一步佐证了化肥配施有机肥显著促进了水稻土的生态系统初级生产力与较高的土壤生态系统稳定性。应用PCR- DGGE技术所揭示的微生物分子群落结构特点可以指示水稻土 10 a尺度的不同农业管理措施下的土壤质量变化     

长期不同施肥下水稻土甲烷氧化能力及甲烷氧化菌多样性的变化

稻田内源甲烷的氧化是稻田甲烷减排的重要途径。而甲烷氧化菌是土壤中甲烷氧化的主要施动者,在长期不同施肥条件下,土壤微生物群落的演变是否影响到土壤甲烷氧化菌群落结构及其活性,进而影响到田土壤CH4向大气的实际排放强度还不清楚。为此,选择太湖地区一个长期肥料试验的稻田土壤为研究对象,分析长期不同肥料施用对土壤甲烷氧化能力的影响及其与土壤中甲烷氧化菌群落结构变化的可能关系。结果表明,长期不同的施肥措施下稻田土壤对甲烷的氧化能力产生了明显差异,伴随着土壤中甲烷氧化菌（MOBI和MOBII）的基因群落多样性的显著变化。长期单一施用氮肥为主的化肥显著降低了土壤对甲烷的氧化能力,同时显著降低了稻田土壤甲烷氧化菌的多样性和丰富度;不同施肥下甲烷氧化菌多样性的变化与土壤的甲烷氧化能力的变化趋势相一致。因此,研究显示长期不同施肥处理下甲烷氧化菌群落结构的改变可能是引起水稻土甲烷氧化能力变化的一个主要因素,有机无机配合施用可以明显降低稻田土壤甲烷的大气释放潜能。但长期不同施肥处理下甲烷氧化菌活性的变化还有待于进一步研究。     

长期不同施肥方式对稻油两熟制油菜田杂草群落多样性的影响

为揭示长期不同施肥管理措施下农田生态系统生物多样性的变化规律,作者于2006年4月在太湖地区一个长期肥料试验定位监测田,运用群落生态学方法研究了7种长期不同施肥处理持续20年后对水稻-油菜两熟制油菜田杂草群落多样性的影响。试验区共记录到杂草17种,隶属于11科。不同施肥处理小区中杂草种类以单施化肥区（6种）和施化肥＋全年秸秆区（5种）最少,纯氮肥区最高（12种）;以看麦娘（Alopecurus aequalis）、日本看麦娘（A.japonicus）、菵草（Beckmannia syzigachne）、牛繁缕（Malachium aquaticum）、野老鹳草（Geranium carolinianum）等5种发生密度较大,它们分别在不同施肥小区中占据优势。长期不同施肥措施下,田间杂草群落的物种多样性有明显差异：纯氮肥区Shannon-Wiener指数显著大于其他小区,但Simpson优势度指数最低;不施肥区（对照区）和纯氮肥区Pielou均匀度指数显著高于其他施肥处理区;施化肥＋秸秆还田显著提高了田间杂草的优势度。田间杂草群落的优势种组成也发生了一定变化,Whittaker指数表明施化肥＋夏季秸秆还田和单施化肥的影响最显著,常规施肥和施化肥＋秋季秸秆还田次之,而施化肥＋全年秸秆还田和单施氮肥没有显著影响。Sφrenson群落相似性指数及聚类分析结果也得到同样的结论。本文研究结果表明,单施化肥（平衡施用N、P、K肥）、常规施肥和化肥配施秸秆处理均能显著改变田间杂草群落的组成,降低某些优势杂草在群落中的优势地位,从而抑制其发生危害程度。     

长期不同施肥方式对稻油轮作制水稻田杂草群落的影响

为揭示长期不同施肥方式下农田生态系统中杂草群落的变化规律,于2006年10月在太湖地区一个长期肥料试验定位监测田,运用群落生态学方法研究了7种长期不同施肥处理持续20a后对水稻-油菜轮作制水稻田杂草群落的影响.试验区共记录到杂草11种,隶属于6个科.其中,节节菜(Rotala indica)、陌上菜(Lindernia procumbens)、鸭舌草(Monochoria vaginalis)、异型莎草(Cyperus difformis)等4种杂草在所有施肥处理区发生密度较大.莎草科杂草牛毛毡(Eleocharis yokoscensis)只在不施肥区和纯氮肥区出现,而球穗扁莎(Pycreus globosus)和萤蔺(Scirpus juncoides)仅在不施肥区出现.长期不同施肥措施下,田间杂草群落的物种多样性有明显差异:全年秸秆区的物种丰富度(7.3种)最小,不施肥区(10.7种)最大;不施肥区、常规区、秋季秸秆区Shannon-Wiener指数显著大于其他处理区;不施肥区和常规区Simpson指数显著小于其他处理区;不施肥区和纯氮肥区Pielou均匀度指数显著小于其他处理区.田间杂草群落的优势种组成也发生了一定变化, Whittaker指数表明,与不施肥处理相比,单施化肥、化肥配施猪粪对杂草群落结构及物种组成的影响最显著,化肥配施油菜秸秆和化肥配施油菜水稻秸秆次之,而纯施氮肥和化肥配施水稻秸秆的影响较小.Srensen群落相似性指数及聚类分析结果也得到相似的结论.结果表明,单施化肥(平衡施用N、P、K肥)、化肥配施猪粪、化肥配施夏季、秋季和全年秸秆处理均能显著改变田间杂草群落的组成,改变某些杂草在群落中的优势地位,从而抑制其发生危害程度.     

长期定位施肥对紫色水稻土硝化作用及硝化细菌群落结构的影响

采用化学分析和变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术,从表层土壤的微生物活性及基因多样性角度研究了长期不同施肥制度对紫色水稻土硝化作用及硝化细菌群落结构的影响.结果表明,经过24a长期定位肥料试验,不同施肥处理土壤pH和硝化作用均不相同,施肥在降低土壤pH的同时会增加土壤的硝化作用;不同作物种植方式也会影响土壤pH和硝化作用,紫色水稻土旱季pH和硝化作用均大于淹水土壤.施用化肥以及化肥配施有机肥不仅可以提高土壤硝化作用,也能够改变土壤中硝化细菌的群落结构;与长期单施化肥相比,长期化肥配施农家肥不仅提高了土壤的硝化作用,而且提高了土壤硝化细菌的分子多样性.UPGMA聚类分析显示,10种不同施肥处理的聚类图也不同;在水稻收割后,M,NM,NPM与NPKM聚在一个群里,CK,N和NP聚在第二个群里,而NPK,NPKMZn和NPKMMn聚成第三个群;在小麦收割后,M,NM,NPM,N,NP和NPKMMn肥料影响下的硝化细菌群落聚成一个群,NPK,NPKMZn和NPKMMn肥下的硝化细菌聚在一起,形成第二个群, 对照(无肥)下的硝化细菌群落单独成为第三个群.应用PCR-DGGE技术可以揭示石灰性紫色水稻土上24a不同施肥及作物栽培管理措施下的硝化细菌分子群落结构特点.     

改变施肥管理后不同肥力稻田土壤CO2排放特征

利用一个长达30a水稻土长期定位试验,在保证原有定位试验继续正常开展的前提下,将原化肥处理改施有机肥,原有机肥处理改施化肥或者增施有机肥。通过观测田间试验2012—2013年双季稻轮作周期内不同肥力水平稻田土壤施肥管理改变后的土体CO2排放通量(FCO2),研究不同后续施肥管理对不同肥力红壤性水稻土CO2排放的影响。结果表明:变更施肥能明显改变CO2排放动态变化,其中长期施用有机肥处理改施化肥后其FCO2明显减小,长期施用化肥或有机肥处理增施有机肥后其FCO2显著增大。有机肥和土壤有机碳均可促进土体CO2排放,有机肥处理有机物料碳添加量与CO2-C年排放量呈极显著的正相关关系(r=0.9015**,n=21),单施化肥处理土壤有机碳含量与土体CO2-C年排放量符合线性方程:y=10.962x-68.86(R2=0.7507,n=9,P0.01)。长期施用有机肥土壤改施化肥会导致其有机碳矿化损失,土壤有机碳含量越高,矿化损失量越多,最终其有机碳水平将与长期施用化肥的土壤有机碳平衡值一致;长期施用化肥或有机肥土壤改施或增施有机肥可促进土壤有机碳积累,外源添加碳越多,土壤积累碳越多;相同有机肥施用量下土壤有机碳含量越高,有机物料表观分解率越大,积累于土壤中的有机碳越少,不同有机碳水平土壤在相同有机肥管理下其有机碳最终会达到相同的平衡值。在有机碳水平较低(20.46 g/kg)红壤稻田上增施有机肥是提升已培肥水稻土有机碳含量的可持续发展措施,而在有机碳水平较高(14.45 g/kg)红壤稻田上应避免改施化肥。总之,在有机碳含量较高或者较低的中国南方红壤性水稻土上,持续的有机肥施用是保持或者提高其有机碳水平的必要措施。     

长期不同施肥方式对稻油轮作田土壤杂草种子库多样性的影响

施肥等人为管理下农田生态系统生物多样性的变化规律及其保护是生态系统研究的重要内容之一。我们通过镜检法对太湖地区一个长期肥料定点试验稻油轮作田表层(0–15cm)土壤中杂草种子的种类进行了鉴定,分析了长期不同施肥方式对稻油轮作田土壤杂草种子库群落结构及多样性的影响,讨论了杂草种子库多样性与农田生态系统生产力和稳定性的关系。4种施肥方式分别为不施肥(NF)、单施化肥(CF)、化肥配施猪粪(CMF)以及化肥配施秸秆(CSF)。结果表明:无论水稻种植季还是油菜种植季,与长期不施肥、单施化肥及化肥配施猪粪相比,化肥配施秸秆条件下的田间土壤杂草种子库密度均最低,但其总物种数和多样性较高;同时,这种施肥方式下水稻与油菜的年平均产量也较高,而且年际波动小。可见,施肥方式的不同会影响杂草种子库的多样性,而多样性的高低与农作物产量高低及稳定性有着一定的相关关系:即均衡的施肥方式有利于维持土壤杂草种子库多样性,提高农作物产量,并降低产量年际间的波动性。在本文研究的4种施肥方式中,化肥配施秸秆可以作为提高农田生态系统生产力和稳定性并保持生物多样性的农田施肥管理方式。     

长期施肥对稻田土壤有机氮、微生物生物量及功能多样性的影响

以位于湖南省新化和宁乡县两个稻田肥力长期定位试验点的土样为材料,研究了不同施肥处理对稻田土壤有机氮组分、微生物生物量及功能多样性的影响.结果表明：与不施肥处理（CK）相比,化肥配施有机肥处理提高了稻田土壤酸解总氮（TAHN）及其组分中氨基糖氮（ASN）、氨基酸氮（AAN）和酸解氨态氮（AN）的含量,不同施肥处理对组分中酸解未知氮（HUN）的影响不尽相同.与CK相比,单施化肥处理对土壤微生物生物量碳、氮（MBC、MBN）含量的影响较小,化肥配施有机肥处理则显著提高了土壤MBC和MBN的含量.采用BIOLOG法对土壤微生物群落功能多样性进行测定,结果表明：中、高量有机肥处理提高了稻田土壤微生物的碳源利用率和微生物群落功能多样性;土壤微生物碳源利用的类型因长期不同施肥处理而产生差异.     

长期施肥对水稻生长和抗虫性的影响: 解析土壤生物的贡献

合理施肥对保障土壤质量和粮食安全具有重要作用。有机肥促进土壤生物群落的发展已被认为是其优于化肥的重要方面, 然而有机肥影响下的土壤生物群落对作物生长的贡献却了解甚少。了解土壤生物因素对作物抗虫性的贡献不仅可以揭示施肥影响土壤功能的生物调控机制, 而且有助于制定土壤-作物的综合管理措施。本研究采集长期施用有机肥和化肥的水稻土, 通过制备灭活与否的土壤悬液, 在砂培条件下探究土壤生物群落对水稻生长及其抗虫性的影响。结果显示, 土壤生物群落和施肥措施均极显著地影响了土壤养分含量(P < 0.01)。土壤生物的存在降低了土壤铵态氮含量、水稻生物量、茎叶全氮含量以及褐飞虱(Nilaparvata lugens)生物量; 增加了土壤硝态氮含量、水稻的根冠比及水稻根系全氮、可溶性糖以及酚类含量(P < 0.05); 同时, 有机肥处理的土壤生物群落还能够促进水稻茎叶可溶性糖和酚类的合成。接入褐飞虱后, 土壤生物群落的存在显著降低了水稻整体的全氮含量, 促进了酚类的合成(P < 0.05)。研究结果表明, 土壤生物群落, 尤其是有机肥处理的土壤生物群落, 主要通过改变水稻养分向地下部的分配格局、增加根冠比、促进防御性代谢物质(如酚类)的合成来提高水稻地上部对害虫的 抗性。     

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%.     

Changes in diversity, protein content, and amino acid composition of earthworms from a paddy soil under different long-term fertilizations in the Tai Lake Region, China

Influence of the agricultural management practices on soil quality and the ecosystem functioning has been an increasing concern in soil science and ecology with sustainable agriculture. This study deals with the changes of soil earthworm communityfrom a paddy soil under different long-term fertilizations. The soil earthworms were collected and counted from different fertilizer treated plots in the field after the rape harvest in May 2004, and their taxonomic groups were determined under a binocular stereoscope at the laboratory. The body of the earthworm (Metaphire californica) was crushed by a cell crusher to collect protein, and the protein molecules with different sizes were analyzed by electrophoresis. Furthermore, the Metaphire californica collected was hydrolyzed and the aliquots were subject to an amino acid auto-analyzer. The results showed that totally seven species of earthworms were recognized in the paddy field with the number varying with different fertilization treatments. The structure of earthworm communities was dramatically affected by the fertilization practice. Under chemical fertilization only, both the number of earthworm species and the quantity of individuals were significantly smaller than those under other treatments, or even than those under no fertilization. Furthermore, there was an obvious decrease in the total amino acid and the contents of most individual amino acids of Metaphire californica under chemical fertilization only, compared with those under the combined fertilization of chemical and organic fertilizers. Although chemical fertilizers in combination with rice straw return increased earthworm amino acid content, long-term pig manure application tended to increase earthworm protein content. As a molecular footprint, long-term chemical fertilization caused a reduction in the content of protein with MW less than 25 kd, but a significant increase in that of protein with molecule size around 33 kd. Our study demonstrated that different fertilizations affected not only earthworm population but also diversity and richness in the paddy soil after 16 years of treatment, and that long-term chemical fertilization may impact the soil animal community and, thus, influence the paddy ecosystem functioning for yield stability. This study implicated that not only the community structure but also the amino acid metabolism for life functioning of earthworms in cropland soils may pose significant responses to the agricultural management practices.     

Changes in diversity, protein content, and amino acid composition of earthworms from a paddy soil under different long-term fertilizations in the Tai Lake Region, China

Influence of the agricultural management practices on soil quality and the ecosystem functioning has been an increasing concern in soil science and ecology with sustainable agriculture. This study deals with the changes of soil earthworm communityfrom a paddy soil under different long-term fertilizations. The soil earthworms were collected and counted from different fertilizer treated plots in the field after the rape harvest in May 2004, and their taxonomic groups were determined under a binocular stereoscope at the laboratory. The body of the earthworm (Metaphire californica) was crushed by a cell crusher to collect protein, and the protein molecules with different sizes were analyzed by electrophoresis. Furthermore, the Metaphire californica collected was hydrolyzed and the aliquots were subject to an amino acid auto-analyzer. The results showed that totally seven species of earthworms were recognized in the paddy field with the number varying with different fertilization treatments. The structure of earthworm communities was dramatically affected by the fertilization practice. Under chemical fertilization only, both the number of earthworm species and the quantity of individuals were significantly smaller than those under other treatments, or even than those under no fertilization. Furthermore, there was an obvious decrease in the total amino acid and the contents of most individual amino acids of Metaphire californica under chemical fertilization only, compared with those under the combined fertilization of chemical and organic fertilizers. Although chemical fertilizers in combination with rice straw return increased earthworm amino acid content, long-term pig manure application tended to increase earthworm protein content. As a molecular footprint, long-term chemical fertilization caused a reduction in the content of protein with MW less than 25 kd, but a significant increase in that of protein with molecule size around 33 kd. Our study demonstrated that different fertilizations affected not only earthworm population but also diversity and richness in the paddy soil after 16 years of treatment, and that long-term chemical fertilization may impact the soil animal community and, thus, influence the paddy ecosystem functioning for yield stability. This study implicated that not only the community structure but also the amino acid metabolism for life functioning of earthworms in cropland soils may pose significant responses to the agricultural management practices.     

不同施肥处理下水稻根际和非根际土壤中氨基糖积累特征

以水稻长期定位施肥试验土壤为研究对象,选取不施肥(CK)、化肥(NPK)、秸秆还田+化肥(NPKS)、30%有机肥+70%化肥(LOM)和60%有机肥+40%化肥(HOM)5种处理,分析水稻分蘖旺期根际土和非根际土中氨基糖积累特征.结果表明: 与CK和NPK处理相比,长期施用有机物料(NPKS、LOM、HOM)显著增加了水稻根际土和非根际土中有机碳、总氨基糖及其氨基单糖(胞壁酸、氨基葡萄糖和氨基半乳糖)含量.不同施肥处理下3种氨基单糖的积累规律不同,说明不同微生物对施肥处理的响应趋势和强度有所不同.受稻田翻耕等均匀化土壤的农事操作影响,各处理总氨基糖含量在根际土与非根际土间无显著差异.氨基糖碳对土壤有机碳积累的贡献范围为24.0～28.3 mg·g^-1,且以NPKS处理最高,HOM和CK处理最低.真菌氨基葡萄糖/胞壁酸比值范围为24.4～36.6,说明该试验点所有处理的根际土与非根际土中有机质的降解与转化过程以真菌为主导,且与NPK和CK相比,NPKS处理的真菌参与度提高,而施用HOM处理的细菌参与度提高.     

长期不同施肥模式对南方双季稻田生态系统净碳汇效应和经济收益的影响

施肥措施与稻田生态系统净碳汇效应、经济收益的关系密切。本研究以长期(35年)定位施肥试验田为平台,分析了单独施用化肥(MF)、秸秆还田+化肥(RF)、30%有机肥+70%化肥(OM)和无肥对照(CK)4种不同施肥模式对我国南方双季稻田耕层土壤固碳速率、碳密度、年碳汇平衡和经济收益的影响。研究表明: 不同施肥处理双季稻田耕层土壤碳库变化范围为216.02～866.74 kg·hm^-2·a^-1,OM处理土壤碳年变化量显著高于MF、RF和CK处理;双季稻田土壤固碳速率为51.5～650.7 kg·hm^-2·a^-1,表土碳密度为55.64～78.42 t·hm^-2,各施肥处理高低顺序均为OM>RF>MF>CK。各施肥处理双季稻田生态系统水稻的碳吸收为4.42～9.32 t C·hm^-2·a^-1,其高低顺序为OM>RF>MF>CK;与MF处理相比,OM和RF处理稻田土壤净碳汇量分别提高了27.6%和13.6%。各施肥处理双季稻田生态系统的碳成本物质投入变化范围为1.49～2.17 t C·hm^-2·a^-1,年经济收益变化范围为1.30×10³～7.83×10³元·hm^-2·a^-1,其高低顺序为RF>OM>MF>CK;OM、RF和MF处理双季稻田生态系统经济效益的净收益均显著高于CK处理。总之,长期施用有机肥、秸秆还田配施化肥措施均有利于增加双季稻田土壤固碳速率、碳汇效应和经济收益,是提高南方双季稻田土壤有机碳贮量的施肥模式。     

不同培肥措施对低肥力土壤生态系统蚯蚓种群数量的影响

通过在华北低肥力农田生态系统进行的不同土壤培肥试验 ,研究了不同秸秆还田方式和施肥措施对土壤中蚯蚓种群的影响。研究结果表明 :一年中 5次调查到的蚯蚓属于同一个目——后孔寡毛目 ,3科、6属、7种 ;在 7种蚯蚓中 ,天锡杜拉蚓Drawida gisti是该地区较低肥力土壤中的蚯蚓优势种。蚯蚓种群数量的季节变化趋势为 8月 >9月 >4月 >5月 >11月。在低肥力土壤上 ,单独施用化肥与对照相比可以增加蚯蚓的数量 ,施用化肥对蚯蚓的影响程度依赖于有机物的投入情况 ,没有有机物投入或只有麦秸还田条件下 ,施用化肥会对土壤中蚯蚓的种群数量产生负面影响 ,随着时间的延长 ,这种影响表现得比较明显。在同时用玉米秸和麦秸还田的情况下 ,施用化肥对蚯蚓的种群数量影响较小。有机肥的施入可以增加蚯蚓的种群数量 ,随着时间的延长这种趋势愈为明显。在几种秸秆还田的投入方式中 ,蚯蚓种群数量的大小次序为双倍麦还 >玉米麦秸全还 >麦还。因此在施用化肥的时候应当同时进行有机物投入 ,以保持土壤中良好的生物状况 ,这也是土壤培肥的重要环节。     

长期施肥对双季稻田土壤微生物学特性的影响

为探明不同施肥处理对早稻和晚稻各个生育时期稻田土壤微生物生物量碳、氮和微生物熵的影响,以湖南宁乡长期定位试验为平台,应用氯仿熏蒸-K_2SO_4提取法和化学分析法系统分析了定位长达29年5种施肥处理之间(化肥、秸秆还田+化肥、30%有机肥+70%化肥、60%有机肥+40%化肥和无肥)双季稻田土壤微生物生物量碳、氮和微生物熵的差异。结果表明,早稻和晚稻各主要生育时期,长期施肥均能提高土壤微生物生物量碳、氮含量和微生物熵,各施肥处理土壤微生物生物量碳、氮含量和微生物熵均随水稻生育期推进呈先增加后降低的变化趋势,均于齐穗期达到最大值,成熟期达到最低值;其中,以60%有机肥和30%有机肥处理双季稻田土壤微生物生物量碳、氮含量和微生物熵均为最高,均显著高于其他处理,其大小顺序表现为60%有机肥30%有机肥秸秆还田化肥无肥。长期有机无机配施可以提高土壤微生物生物量碳、氮和微生物熵,有机肥与化肥配施对提高土壤肥力效果最好。土壤微生物生物量碳、氮及微生物熵可以反映土壤质量的变化,可作为评价土壤肥力的生物学指标。     

减磷配施有机肥对水旱轮作紫色水稻土磷素淋失的消减效应

为探索长江流域稻油轮作系统水稻季减少农田磷素流失的最佳施肥模式和有效耕作措施,降低其对长江水质的威胁。采用渗漏池长期田间原位定点试验并结合室内实验分析,研究了化肥配施猪粪有机肥和水稻秸秆还田对土壤磷素淋溶迁移的影响。结果表明在水稻生长期内土壤淋溶水中磷素浓度随时间延长呈逐渐下降的趋势,前期波动幅度大且下降迅速,到55d之后逐步稳定达到平衡。总可溶性磷(TDP)是渗漏水磷素的主要形态。土壤淋溶水中总磷(TP)和总可溶性磷(TDP)含量均表现为优化施肥+猪粪有机肥(MP)优化施肥+秸秆还田(SP)优化施肥(P)优化施肥量磷减20%+猪粪有机肥(MDP)优化施肥量磷减20%+秸秆还田(SDP)不施磷肥(P0)。土壤总磷(TP)淋失负荷在0.295—0.493 kg/hm2之间。施用有机肥提高了淋溶水中的磷素含量,促进了土壤中磷素的淋失,同时显著提高了土壤中有效磷的含量,猪粪有机肥的促进作用比水稻秸秆大。减少化肥施用量有利于降低土壤磷素淋失。在综合考虑农业生产省本增效和控制农田面源污染的情况下,可以采取减量化肥配施有机肥的施肥模式。     

长期不同施肥模式对双季稻田土壤酸解有机氮组分的影响

为明确南方双季稻区长期不同施肥模式对稻田不同耕层(0～10和10～20 cm)土壤酸解有机氮组分及其含量的影响,本研究以长期(36年)定位施肥试验田为平台,系统分析了单独施用化肥(CF)、秸秆还田+化肥(RF)、30%有机肥+70%化肥(OM)和不施肥对照(CK)下双季稻田0～10和10～20 cm土壤酸解有机氮及其组分氨基酸氮、氨基糖氮、铵态氮和酸解未知氮含量的变化特征及其与土壤全氮、有机碳含量的关系。结果表明: 与CK相比,OM和RF处理均显著增加了双季稻田0～10和10～20 cm土壤全氮、碱解氮和有机碳含量。OM、RF和CF处理双季稻田0～10和10～20 cm土壤酸解有机氮含量均显著高于CK,分别比CK增加10.7%～42.6%和12.2%～51.5%。与CF和CK相比,OM和RF处理显著提高了双季稻田0～10和10～20 cm土壤氨基酸氮、铵态氮、酸解未知氮和氨基糖氮含量。不同施肥处理稻田0～10和10～20 cm土壤酸解有机氮和非酸解性氮含量大小顺序均表现为OM>RF>CF>CK。各施肥处理稻田0～10 cm土壤氨基酸氮、铵态氮、氨基糖氮和非酸解性氮含量均高于10～20 cm土壤。土壤酸解有机氮含量与土壤全氮、有机碳含量均存在极显著的正相关关系。综上,RF和OM处理有利于增加双季稻田0～10和10～20 cm土壤有机氮含量,增强稻田土壤供氮能力,提高土壤肥力。     

平衡施肥对缺磷红壤性水稻土的生态效应

为了研究平衡施肥对缺磷水稻土的生态效应,对长期缺施磷肥水稻土进行了3.5年平衡施肥试验。试验采取盆栽水稻的方式,在长期缺施磷肥的红壤性水稻土上比较不施磷肥（NK）、平衡施用氮磷钾无机肥（NPK）、无机氮磷钾肥配施硅肥（NPKSi）、无机氮磷钾肥配施有机肥（无机肥占3/5）、NPK基础上增施磷肥（NKhP）、NPKM基础上增施磷肥（NKhPM）处理的土壤肥力、土壤微生物特性、土壤磷的渗漏量以及地上部水稻产量、养分利用率、磷肥利用率的变化。试验表明,平衡施肥处理NPK、NPKSi、NPKM、NKhPM显著提高水稻产量,比不施磷肥（NK）平均增产147%,其中NPKM提高152%;能提高土壤肥力,比不施磷肥土壤有机质含量平均提高18.5%,其中NPKM提高30.1%;显著提高土壤微生物生物量,比不施磷肥土壤微生物生物量碳（MBC）平均提高57.2%,其中NPKM提高87.1%;提高氮素、钾素养分利用率,比不施磷肥平均分别提高120.3%、33.6%,其中NPKM分别提高152%、43%。而长期重施无机磷肥处理（NKhP）虽然水稻产量比不施磷肥处理提高125.1%,但因土壤中磷酸根离子含量过高影响土壤微生物正常生长,土壤微生物活度比不施磷处理降低9.4%,土壤微生物量碳（MBC）降低2.4%,稻田土壤微生物生态系统质量劣化。此外,重施磷肥处理（包括NKhP、NKhPM）易导致稻田水体的磷污染。各处理比较,NPKM综合生态效应最佳,以下依次是NKhPM、NPKSi、NPK,NKhP,NKhP对稻田土壤微生物生态系统产生负效应。根据试验结果,平衡施肥是恢复缺磷水稻土的有效措施,其中在平衡施用氮磷钾化肥的基础上增施有机肥或硅肥效果较好。     

不同有机肥源及其与化肥配施对稻田

比较了不同施肥方式对江苏金坛(31°39′41.8″ N, 119°28′23.5″ E)稻麦轮作体系下稻季土壤线虫群落结构的影响.试验共设CK(不施肥)、F(100%化肥)、PF(猪粪堆肥配施50%化肥)、SF(秸秆全量还田配施100%化肥)、PSF(猪粪堆肥和秸秆全量还田配施50%化肥)和PMF(猪粪商品有机无机复合肥)6个处理,在秋季水稻收获后进行采样.连续两年的试验结果表明: 线虫种群在不同处理和年份间存在变化.配施有机肥能够增加线虫总数,降低食细菌线虫的丰度,显著提高杂食/捕食性线虫的丰度;各处理食真菌线虫的丰度无显著差异;单施化肥和猪粪商品有机无机复合肥对植食性线虫的抑制作用不明显.第二年配施有机肥的食细菌线虫丰度较第一年相对提高,植食性线虫(潜根属Hirschmanniella)丰度相对降低.从土壤线虫生态学指数来看,配施有机肥处理第二年的土壤线虫多样性均显著提高,丰富度指数有上升的趋势,而线虫通路比值几乎没有变化.第二年瓦斯乐斯卡指数较第一年相对提高,而植食性线虫成熟指数相对降低.施用有机肥能够提高土壤食微线虫的丰度,使土壤环境趋于健康.