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.     

赤霉素与细胞分裂素对葡萄果实邻近叶光合特性及果实品质的影响

以‘阳光玫瑰’葡萄为材料,在连栋避雨大棚栽培条件下,研究了花后两周同一浓度赤霉素(GA3)与不同浓度细胞分裂素(CPPU)组合对葡萄果穗邻近叶片的光合特性及果实品质的影响.结果表明:非直角双曲线模型较为适合果穗邻近叶光响应曲线拟合.在25 mg·L-1GA3分别与5、10、15、20 mg·L-1CPPU组合处理下,葡萄果穗邻近叶的净光合速率和气孔导度均随着光合有效辐射的增加而增加,胞间CO2浓度降低.25 mg·L-1GA3分别与5、10、15mg·L-1CPPU组合处理下,果实品质随着CPPU浓度的增加而提高.25 mg·L-1 GA3+20mg · L-1CPPU处理下,虽然果穗邻近叶的光合能力高于其他浓度处理,但果实品质相关指标较25 mg·L-1GA3+15 mg·L-1CPPU处理时低,表明适宜的CPPU浓度可以提高果实邻近叶的光合能力及果实品质,浓度过高反而使果实品质下降.花后两周较为合理的组合为25mg·L-1 GA3+15 mg·L-1CPPU.     

不同土壤培肥措施对华北高产农田土壤微生物生物量碳的影响

为研究华北高产农田生态系统中化肥、有机肥和秸秆还田等培肥措施对土壤微生物生物量碳的影响,在山东省桓台县冬小麦套种夏玉米的种植模式下设置了田间试验。田间试验设10个处理,依序为:①全还(小麦秸秆 玉米秸秆还田),②麦还(小麦秸秆还田),③全还 化肥1(小麦秸秆 玉米秸秆还田 600kgN/(hm2·a)),④麦还 化肥1(小麦秸秆还田 600kgN/(hm2·a)),⑤全还 化肥2(小麦秸秆 玉米秸秆还田 480kgN/*hm2·a)),⑥麦还 化肥2(小麦秸秆还田 480kgN/(hm2·a)),⑦全还 化肥3(小麦秸秆 玉米秸秆还田 720kgN/(hm2·a)),⑧麦还 化肥3(小麦秸秆还田 720kgN/(hm2·a)),⑨全还 化肥1 有机肥(小麦秸秆 玉米秸秆还田 600kgN/(hm2·a) 有机肥)和⑩化肥1(600kgN/(hm2·a))。1998年4月至1998年11月田间取样测定了土壤的微生物生物量碳。试验结果表明:在高投入的高肥力农业生态系统中,单施化肥土壤的微生物生物量碳下降,化肥抑制了土壤微生物的活性,但是由于有机物的投入,这种抑制作用会减弱。化肥和秸秆还田配合施用时,增量和减量化肥对微生物生物量碳的影响不明显,秸秆还田配合施用化肥能够明显减弱化肥对微生物的抑制作用。有机肥对微生物生物量的促进作用是很明显的。不同秸秆还田方式对微生物生物量碳的影响季节变化较大,但从全年平均值来看全还处理对土壤微生物量碳的影响大于麦还处理。试验中不同处理间微生物量碳有下列趋势:化肥1<麦还 化肥1<麦还 化肥2<全还 化肥2<麦还 化肥3<全还 化肥1<全还 化肥3<麦还<全还<全还 化肥1 有机肥。因此,在高投入集约化的高肥力农田生态系统中,提倡秸秆还田和多施有机肥。     

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.     

不同的土壤培肥措施对低肥力农田土壤微生物生物量碳的影响

为了研究华北农田生态系统化肥、秸秆还田和有机肥等培肥措施对土壤微生物生物量碳的影响,在山东省桓台县冬小麦套种夏玉米种植模式下的低肥力生产系统中设置了田间试验。田间试验设7个处理,依序为:①全还 化肥(小麦秸杆 玉米秸杆还田 600kgN/(hm2.a)),②全还 化肥 有机肥(小麦秸杆 玉米秸杆还田 有机肥),③麦还 化肥(小麦秸杆还田 600kgN/(hm2.a)),④麦还 化肥 有机肥(小麦秸杆还田 600kgN/(hm2.a) 有机肥),⑤化肥(600kgN/(hm2.a)),⑥麦还双倍 化肥(加倍小麦秸杆还田 600kgN/(hm2.a)),⑦不施肥(对照)。1998年4月至1998年11月田间取样测定了土壤的微生物生物量碳。试验结果显示:在整个试验阶段提高施肥水平微生物生物量碳都明显增加。单施化肥可以增加土壤的微生物生物量碳,有机物配合施用化肥作用更加明显。不同秸秆还田方式(全还、双倍麦还和麦还)对微生物生物量碳影响的季节变化较大。有机肥对提高土壤微生物生物量碳的作用是很明显的。从微生物生物量碳的全年平均值来看,全还 化肥 有机肥处理>麦还 化肥 有机肥处理>全还 化肥处理>双倍麦还 化肥处理>麦还 化肥处理>化肥处理>对照。因此,低肥力的农田生态系统中最好的培肥措施是化肥配施有机物。     

不同土壤培肥措施对华北高产农田生态系统蚯蚓种群的影响

通过在华北高产农田生态系统进行的土壤培肥试验 ,研究了不同秸秆还田方式和施肥措施对土壤大型动物——蚯蚓的影响。研究结果表明 :该区域高肥力土壤共有 7种蚯蚓 ,其中以正蚓科梯形流蚓为主 ,并同时分布巨蚓科的远盲蚓属、腔蚓属和链胃蚓科的杜拉蚓属的一些广布种。全年平均种群密度为 83.83条 /m2 ,最高种群数量出现在 1998年 8月份 ,其季节变化趋势为夏季 >春季 >秋冬季。在投入同量化肥条件下 ,有机物投入越多 ,蚯蚓越丰富 ,其生物量有以下趋势 :化肥投入 <化肥与麦秸还田 <化肥与玉米秸麦秸全还田 <化肥与玉米秸麦秸还田加施有机肥处理。在有有机物投入的条件下 ,化肥对土壤生物的负面效应不明显 ,不会对土壤中的蚯蚓有较大影响 ;而单施化肥 ,对蚯蚓负面影响较为显著。有机肥的施入可以增加蚯蚓的种群数量 ,随着时间的增加这种趋势越明显     

不同培肥措施对丘陵红壤茶园土壤微生物量碳的影响

目的:为制定合理的茶园土壤培肥制度,促进上壤良性生态循环.方法:设CK,QY,DW,DY,SW,SY六个处理,研究不同培肥措施下微生物量碳的动态变化以及不同处理对微生物量碳的影响.结果:从全年动态变化来看微生物量碳呈"低-高-低"的变化趋势,QY、DW、DY、SW、SY各处理微生物量碳年平均值分别比CK高出34%、67%、53%、81%、79%;施有机肥与无机肥两个因素之间交互作用无统计学显著差异,施有机肥微生物量碳略高于施无机肥;不同月份之间和不同耕作措施之间交互效应有统计学显著差异,不同月份之问和不同耕作措施问均有统计学显著差异,微生物量含量按月份变化由高到低依次为:10月＞8月＞6月＞4月＞12月;不同耕作措施之间由高到低依次为间作三叶苹＞稻草覆盖＞清耕.结论:结合基本统计量输出结果,间作三叶草配合施有机肥培肥效应最好.     

不同土壤培肥措施对华北高产农田原生动物丰度的影响

为了解华北高产农田生态系统中秸秆还田、有机肥和化肥投入水平等土壤培肥措施对原生动物群落丰度的影响,1999年10月~2000年9月在山东桓台冬小麦套种夏玉米的田间试验中进行了取样分析。田间处理1~处理9,依序为:全还,麦还,全还 化肥1,麦还 化肥1,全还 化肥2,麦还 化肥2,全还 化肥3,麦还 化肥3和全还 化肥1 有机肥处理。应用3级10倍环式稀释培养法对土壤中鞭毛虫、纤毛虫、肉足虫3类群原生动物的丰度进行了测定。结果显示:该研究地块肥力状况良好;土壤鞭毛虫和肉足虫占有绝大比例,分别为总丰度的39.47%和59.22%,纤毛虫仅占1.31%;土壤原生动物丰度在不同培肥处理中表现出相似的季节性动态变化特征;比较不同土壤培肥措施条件下的原生动物丰度水平为:全还>麦还,全还 化肥1 有机肥>麦还 化肥1,麦还 化肥2,麦还 化肥3>全还 化肥1,全还 化肥2,全还 化肥3;化肥对原生动物丰度表现出明显的抑制作用,而有机肥对原生动力丰度表现出明显的促进作用。化肥的施用量水平对土壤原生动物丰度的影响无显著性差异,作物秸秆采取何种还田方式对土壤原生动物丰度的影响也是不显著的,如麦还 化肥培肥地块的原生动物丰度仅略高于全还 化肥。     

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。     

西藏中部退化土壤在不同培肥措施下的肥力特征

于西藏中部春播条件下就不同培肥方式对退化土壤物理、化学和生物性质的影响以及土壤肥力因子间的相互关系进行了研究。结果表明 ,化肥、有机肥 ,特别是有机 -无机肥配合施用在协调土壤环境 ,促进以细菌为主导的土壤微生物繁殖以及土壤有机质、土壤团粒结构形成和土壤养分转化等方面具有重要作用 ;退化土壤物理、化学和生物性质呈现出变化特征的相对一致性 ,并在总体上呈现出较为明显的恢复态势 ,突出地反映了高原高寒以及干旱、半干旱条件下退化土壤所具有的在相对较短的时间内实现肥力恢复及结构重建的可能性及其潜力。石灰性土壤条件下 ,耕层土壤有机质以及不同土层全氮、有效氮、全磷、有效磷的绝对增长量较大。同时 ,不同培肥方式对不同土层土壤真菌、固氮菌以及耕层土壤放线菌的繁殖普遍具有不同程度的抑制作用 ;不同土层土壤固氮菌与纤维素分解菌均呈负相关。     

红壤稻田生态系统有机物料循环对土壤有机碳转化的影响

通过对12年田间定位试验数据的分析,研究了红壤稻田生态系统有机物料循环再利用对土壤有机碳积累的贡献及其对转化的影响。结果表明,红壤稻田生态系统有机物料循环再利用可促进土壤有机碳的积累、改善腐殖质组分和改良有机质品质。红壤稻田生态系统内有机物料循环再利用,土壤有机碳的年增速率最大可达到0.37 g.kg-1;12年间易氧化有机碳最大增量达到3.8 g.kg-1,胡敏酸和富里酸最大增量分别达到3.06和1.63 g.kg-1。预测结果显示,有机物料循环再利用红壤稻田生态系统土壤有机碳50年内可提高8.3~18.9 g.kg-1,增长率达到62.0%~140.7%。     

保护性耕作对农田碳、氮效应的影响研究进展

作物产量的高低主要取决于土壤肥力,如何保持并提高土壤肥力是确保我国粮食安全和农业可持续发展的重要任务,也是众多学者关注的焦点。土壤有机碳和氮素是评价土壤质量的重要指标,其动态平衡直接影响土壤肥力和作物产量。随着全球气候变化及环境污染问题的愈加突出,农田土壤固碳及提高氮效率成为各界科学家研究的热点。目前,保护性耕作已成为发展可持续农业的重要技术之一,对土壤固碳及氮素的利用具有很大的影响。深入了解保护性耕作对土壤有机碳固持与氮素利用效率提高的影响机制,对于正确评价土壤肥力有着重要意义。但由于气候、土壤及种植制度等条件不一致,关于保护性耕作对农田碳、氮效应结论不一。阐述了国际上保护性耕作对农田系统土壤有机碳含量变化及其分解排放(如CO₂和CH₄)、氮素变化及其矿化损失(如NH₃挥发、N₂O排放与氮淋失)和碳氮素相互关系(如C/N层化率)影响的研究进展,并分析了其影响因素和相关机理。尽管国内保护性耕作的研究已进行30 多年,但在土壤有机碳与氮素方面与国外相比依然有较大的差距。保护性耕作对土壤固碳与氮素利用的影响机制,碳素和氮素在土壤-植株-大气系统中的转移变化,及结合农事管理等综合评价其生态效应的研究很少。在此基础上,提出未来我国保护性耕作在土壤有机碳固定和氮素利用方面的重点研究方向:(1)在定位试验基础上进一步探讨保护性耕作对土壤有机碳及氮素利用的影响机制;(2)深入研究土壤有机碳和氮素的相互关系及其对土壤肥力的影响;(3)结合环境保护与土壤可持续管理对保护性耕作农田土壤固碳及氮素高效利用的系统评价研究;(4)加强保护性耕作对农田碳、氮效应的宏观研究,合理评价保护性耕措施下对农田碳、氮综合效应。     

Dynamics of soil organic carbon and soil fertility affected by alfalfa productivity in a semiarid agro-ecosystem

We explore the dynamics of soil organic carbon of various forms and its relation with soil fertility in seeded alfalfa grassland established using a field micro-catchment technique to harvest water on the semiarid Loess Plateau in China. Five regimes were set up: (1) conventional flat cultivation without mulch (CK), (2) ridges and furrows were set up alternately on flat land, with 15 cm between each so that the distance between successive ridges (or successive furrows) was 30 cm, and the ridges were mulched with plastic film (M30), (3) similar to M30, but with twice the distance between furrows and ridges (M60), (4) similar to M30, but the ridges were not mulched (B30), (5) similar to M60, but the ridges were not mulched (B60). The increase in alfalfa forage yield in the mulch regimes promotes soil organic carbon (SOC) content, the light fraction of organic carbon (LFOC), the heavy fraction of organic carbon (HFOC) and microbial biomass carbon (MBC). MBC was significantly higher in M30 and M60 than in the other regimes. Significant positive correlation is found between MBC and LFOC (R=0.89; P<0.0001), and MBC and HFOC (R=0.82; P=0.00016). At the end of our three-year experiment, the C/N ratio of 10.09 in M60 was significantly (P<0.005) higher than the other regimes. Since a lower C/N ratio accelerates SOC decomposition in this region, the higher C/N ratio in M60 could limit mineralization of soil nitrogen, conserving soil nitrogen and SOC. The lower ratio of nitrate and nitrite nitrogen to total nitrogen, of 10.74, in M60 at the end of this experiment than in the other regimes and before sowing supports this point. The correlations of SOC with available P and with the ratio of available P to total P are positive in the dry year of 2001, but negative in the wet year of 2002. This can be explained on the basis that a high forage yield of alfalfa requires more soil available P in the wet years than in the dry years.     

沈阳市城郊表层土壤有机污染评价

城市土壤是保护城市环境的一个重要生态屏障.随着有机污染物的“致癌、致畸、致突变”特性被人们所认知,土壤有机污染也逐渐受到人们的重视.在我国目前缺乏相关环境质量标准的背景下,尝试采用因子分析评价法,对沈阳城郊表层土壤有机污染物进行识别,并对土壤有机污染程度进行定量评价与分级.结果表明,苯并(a)芘、滴滴涕、六氯苯和六六六对土壤污染负荷的贡献率最高,是主要的有机污染因子;利用因子分析评价法,34个城郊表层土壤采样点的有机污染评价综合评分在O-224.62之间,以较轻度污染和中度污染为主,评价结果及分级与实际情况基本相符.在此基础上,分析了各类有机污染物的污染来源,对防治城市土壤污染,进而保障居民的食品安全和饮水安全具有重要意义.     

The effect of addition of different amounts and types of organic materials on soil physical properties and yield of wheat

A field experiment was conducted to investigate the influences of 0, 5, 10, 15 Mg ha^–1 of wheat (Triticum aestivum) straw, composted sugarcane bagasse residue and farmyard manure on soil physical properties and yield of winter wheat. The experimental design was a split plot with four replicates. The considered physical properties, 1 year after organic matter addition, included aggregate stability, infiltration rate, water retention curve and dry bulk density. Wheat yield and chemical characteristics of wheat grains were measured. Application of organic materials significantly increased wheat yield and increased aggregate stability, infiltration rate, water retained at less than –100 kPa, and decreased soil bulk density. The effectiveness of different organic materials, farmyard manure, composted bagasse and wheat straw, on improving the soil physical properties was similar. Wheat grain and stubble yield progressively increased as the rate of the organic materials increased. The effectiveness of composted bagasse, farmyard manure and wheat straw on improving wheat grain yield was 22, 14 and 3%, and wheat stubble yield was 26, 17 and 4% over the control.     

水溶性有机物对水田土壤中水溶性氮磷含量及其利用率的影响

采用田间微区试验,研究了施用有机物料对土壤氮磷的变化动态及活性的影响.结果表明,水稻生长过程中土壤溶液中水溶性氮（铵态氮、硝态氮）及磷的含量都随着时间的延长而下降,且氮、磷含量的变化与施入的化学肥料量以及溶液中DOC含量有关;有机物料施用增加了水稻的生物量和对氮、磷的吸收利用;15N示踪显示,与对照的化肥处理相比,施用有机物料处理的微区氮肥利用率及土壤残留率明显增加,同时减少了土壤氮磷的损失.     

有机物料与锌肥配施对石灰性土壤锌有效性及形态转化的影响

采用尼龙网袋田间填埋培养法探究了外源施锌条件下石灰性土壤Zn有效性及形态转化对不同有机物料(作物秸秆、生物菌肥、黄腐酸和腐熟鸡粪)的响应.结果表明:与对照相比,Zn肥单施和与有机物料配施均显著提高了土壤全Zn含量(7.2%~13.8%)和DTPA-Zn含量(2.1~2.8倍).在施Zn条件下,有机物料对土壤全Zn和DTPA-Zn的贡献量表现为腐熟鸡粪>生物菌肥>玉米秸秆>黄腐酸,但外源锌的DTPA-Zn转化率以添加秸秆和生物菌肥处理最高.与单施Zn肥相比,有机物料与Zn配施处理显著提高了土壤有机质含量,促进了松结有机态Zn的形成,进而提高了土壤Zn转移因子,降低了Zn分配指数.不同物料与Zn肥配施土壤Zn有效性及形态转化之间存在差异,这可能与有机物料自身性质如腐熟度和含Zn量有关.尽管秸秆与Zn配施对DTPA-Zn含量的提升效果不及生物菌肥或腐熟鸡粪与Zn配施,但综合考虑环境和经济效益,其仍是改善缺锌石灰性土壤Zn有效性的最佳选择.     

不同气候类型下四川草地土壤有机碳空间分布及影响因素

为探讨不同气候类型下, 草地土壤有机碳含量的分布特征及其影响因素, 以四川省广元市、雅安市和凉山州为研究地区, 对区域内分层土壤(0-10、10-20、20-30 cm)有机碳含量、氮含量, 根系碳含量、土壤pH值、土壤容重、草地物种组成和盖度等进行了分析, 探讨不同气候类型下引起土壤有机碳含量变化的主要原因。结果表明: (1) 3个地区草地总土壤有机碳含量差异显著, 量差依次为雅安>凉山>广元, 均出现土壤碳表聚现象, 并随深度增加而递减; (2)雅安草地不同分层土壤有机碳含量占比与广元和凉山具有明显差异, 其中雅安0-10 cm土壤有机碳含量占比显著降低, 而10-20 cm占比显著升高, 土壤有机碳随土层深度增加其降幅与后两者相比略微平缓; (3)广元10-20 cm土壤有机碳含量与草地丰富度指数正相关, 20-30 cm土壤有机碳含量与Shannon-Winner指数负相关, 而分层土壤有机碳则与土壤pH值和土壤氮含量正相关, 雅安和凉山分层土壤有机碳分别与土壤pH值和土壤氮含量正相关; (4)主成分分析显示, 影响3个地区草地土壤有机碳总量变化的主要因素是气候因素, 次要因素是植被因素。