玉米秸秆配施菌剂还田对土壤养分及腐殖质组成的影响

实验室模拟低温条件下,研究玉米秸秆配施不同菌剂(低温菌剂、常温菌剂)还田处理,对玉米秸秆失重率、土壤养分以及腐殖质组成的影响,为低温地区秸秆还田提供科学依据。本试验共设置4个处理,分别为CK:玉米秸秆;L:玉米秸秆+低温菌剂;M:玉米秸秆+常温菌剂;LM:玉米秸秆+低温菌剂+常温菌剂,每个处理3次重复,放置在培养箱中12℃黑暗条件下分别培养15 d、30 d、40 d、50 d和60 d。结果表明:与CK相比,配施菌剂有利于玉米秸秆的降解以及土壤速效养分的增加,改善土壤腐殖质品质,除失重率、pH和胡敏酸指标外,处理LM效果最好。随着培养时间的延长,土壤pH和有机碳呈先下降后逐渐上升的变化趋势,秸秆失重率和土壤速效磷含量逐渐增加,而土壤速效钾无明显的变化。与其他处理相比,处理LM腐殖质品质有所提高。低温条件下,秸秆配施菌剂还田可以促进秸秆降解,改善土壤理化性质,尤其是低温菌剂+常温菌剂处理。本研究为寒冷地区秸秆还田提供理论依据。     

多因素交互作用下玉米秸秆腐解对土壤速效养分的影响

为促进玉米秸秆腐解、提高土壤肥力提供技术依据,采用盆栽方法,设置对照、水、水+N、水+微生物、水+N+微生物共5个处理,研究了多因素交互作用下玉米秸秆腐解对土壤速效养分的影响.试验结果表明:添加微生物和氮肥能促进秸秆腐解,加快土壤中有机态磷的矿化,提高土壤速效磷含量;补施氮肥一方面增加了土壤碱解氮含量,另一方面为微生物提供了氮素营养,提高其活性,促进了秸秆后期养分释放,加速有机态钾矿化分解,土壤速效钾含量提高12.62%～28.19%;适宜的水分、氮素和微生物配合有利于增加土壤有机质含量,4个月后增加了7.62‰9.45%.综合比较各个处理对土壤速效养分和有机质含量的影响,水+N处理效果较好.     

玉米秸秆还田模式对土壤肥力和玉米产量的影响

为探讨西辽河平原灌区玉米秸秆还田适宜模式,于2016年在连作玉米田设深翻秸秆还田(DR)、旋耕秸秆还田(RR)、深翻秸秆还田施用腐熟剂(DR+D)和旋耕秸秆还田施用腐熟剂(RR+D)4个处理,以旋耕不还田(CK)为对照,研究不同还田模式对土壤速效养分、土壤酶活性和玉米产量的影响。结果表明:RR+D和RR分别较CK增产24.56%和28.00%,DR和DR+D产量与CK无显著差异。RR+D处理显著(P<0.05)提高了表层(0~10 cm)土壤碱解氮含量(增幅94.56%),其他处理表层土壤速效养分含量与CK无显著差异。各秸秆还田处理可不同程度提高不同土层土壤酶的活性。综合来看,该地区以旋耕秸秆还田施用腐熟剂模式的效果较好。     

矿区复垦土壤中鞘氨醇单胞菌促进秸秆腐解性能分析

研究矿区复垦土壤中鞘氨醇单胞菌促进秸秆腐解的性能,揭示鞘氨醇单胞菌在矿区复垦土壤沃土化中的作用,可为采煤沉陷区土地复垦和土壤质量快速提升提供科学依据.依托山西省襄垣县采煤沉陷复垦区的长期定位试验,通过矿化试验和腐解试验,测定活性碳变化、微生物数量及多样性指标,研究矿区复垦土壤中鞘氨醇单胞菌促进秸秆腐解性能.结果表明,添加菌剂有利于促进秸秆腐解能力.在培养期间,累计矿化量均以菌+秸秆处理最高,CK最低,添加菌剂的处理土壤矿化速率大于不添加菌剂的处理;灭菌土处理速效氮、磷、钾养分释放速率和活性有机碳含量高于不灭菌处理,其中,添加菌剂处理的养分释放速率和活性有机碳含量高于不添加菌剂处理,灭菌土条件下菌+秸秆处理的腐解率最高;在添加菌剂后土壤纤维素酶、过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶活性均得到提高,具体表现为菌+秸秆>菌>秸秆>CK;在菌+秸秆处理中,细菌、放线菌、真菌的数量较多;0～72 h各处理的微生物多样性(AWCD)值增长快速,碳源利用能力处于最强的阶段,灭菌条件各处理增长率大于不灭菌处理,添加菌剂处理中微生物对碳源的利用能力大于不接菌处理.鞘氨醇单胞菌可以显著促进秸秆的腐解和养分释放,有利于矿区复垦土壤有机碳的累积和肥力的提高,可以作为矿区复垦土壤修复的良好菌质资源.     

秸秆覆盖对银杏用材林土壤养分的影响

【目的】研究秸秆覆盖对银杏用材林土壤全量养分和速效养分的影响,为沿海滩涂的土壤改良提供理论依据。【方法】采用随机区组试验设计,以不覆盖秸秆为对比,分析了不同覆盖材料(小麦秸秆、稻草秸秆和玉米秸秆)以及不同覆盖量(2、4和6 kg/m2玉米秸秆)对林下浅层土壤(0~10 cm)养分的影响。【结果】3种覆盖材料均有提高林下浅层土壤养分含量的作用,其中稻草秸秆和玉米秸秆对土壤的培肥效果相对较好,稻草秸秆对碱解氮、全钾、速效钾含量影响较大,玉米秸秆对全氮、全磷、速效磷含量影响较大。不同覆盖量的玉米秸秆对土壤养分含量的增加效果不同,覆盖量越大,覆盖效果越好。相对于秸秆覆盖对土壤全氮、全磷和全钾的作用,对速效养分含量的增加效果更加明显。【结论】秸秆覆盖能有效提高土壤养分,可用于沿海滩涂银杏用材林土壤的改良。     

秸秆腐解剂对不同作物秸秆腐解特征研究

利用网袋法模拟烟田中秸秆还田,探索研究秸秆腐解剂对不同秸秆的腐解特征和养分释放特征.结果表明:经过100 d腐解后,施用秸秆腐解剂与否,秸秆腐解率和有机质释放率秸秆都为油菜秸秆>水稻秸秆>玉米秸秆,施用秸秆腐解剂后玉米秸秆、水稻秸秆、油菜秸秆腐解速度分别提高9.60%、8.22%、6.42%,油菜秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆有机质的释放速度分别提高了1.58%、1.34%、1.08%;未施用秸秆腐解剂时,秸秆速效氮释放率为油菜秸秆>水稻秸秆>玉米秸秆,施用秸秆腐解剂后,秸秆速效氮释放率水稻秸秆>油菜秸秆>玉米秸秆,油菜秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆的速效氮释放速度分别提高了4.10%、2.48%、1.72%;施用秸秆腐解剂与否,秸秆速效磷、速效钾的释放率都是水稻秸秆>油菜秸秆>玉米秸秆,施用秸秆腐解剂对玉米秸秆、水稻秸秆、油菜秸秆速效磷、速效钾释放速度的提高效果不明显.     

秸秆还田对水稻产量土壤养分及经济效益的影响

【目的】为研究秸秆还田对水稻产量、土壤养分和经济效益的影响。【方法】以常规施肥无秸秆还田为对照,设置秸秆还田+常规施肥,秸秆还田+优化施肥,秸秆促腐还田+常规施肥,秸秆促腐还田+优化施肥4种秸秆还田方式,研究了水稻产量及产量构成因素、土壤物理性状和养分含量、经济效益的变化特征。【结果】表明,秸秆还田能够显著提高水稻有效穗数、穗粒数和产量,其中秸秆促腐还田+优化施肥处理的效果最好,产量最高,比对照高出19.20％。秸秆还田能够降低土壤容重,增加土壤孔隙度,提高土壤有机质、速效磷和速效含量,秸秆促腐还田+优化施肥处理的土壤容重最低、孔隙度最高、养分含量最高,经济效益最好,【结论】因此,秸秆促腐还田+优化施肥处理能够改善土壤理化性质,提高水稻产量和经济效益,是适合当地的秸秆还田方式。     

生物菌剂作用下的秸秆反应堆对越冬番茄土壤养分的影响

以越冬番茄为材料,以不添加秸秆生物反应堆不添加菌剂为CK1,以添加秸秆生物反应堆不添加菌剂为CK2,以宁夏市场上广泛销售的5种秸秆菌剂为处理,研究玉米秸秆反应堆复配发酵菌剂后对番茄土壤养分的影响,探讨有利于改善越冬番茄土壤养分的菌剂处理。结果表明:NX和BJ有效降低土壤EC,NX能够显著的调节土壤p H值使其向中性转化,NX、SD、HN、YD提高土壤有机碳含量;HN、YD、BJ、NX能增加0-20cm土壤全氮含量;NX、SD、BJ对提高土壤速效氮均有较好效果;NX、SD、BJ增加速效磷效果最显著;NX、SD、BJ均对提高土壤速效钾含量有明显作用。总之,秸秆添加菌剂对越冬番茄土壤质量有较好的改善效果,其中NX有利于降低土壤EC,促使p H向中性转化,NX,SD最有利于综合促进土壤速效养分增加。     

芽孢杆菌菌剂对淮安红椒连作土壤养分和酶活性的影响

在分析淮安红椒连作10年大棚土壤养分含量和土壤酶活性基础上,研究了早春和秋延迟红椒施用芽孢杆菌菌剂后连作土壤中有机质、有效养分和酶活性的变化,探讨了芽孢杆菌菌剂在修复淮安红椒连作障碍方面的可行性及其作用机理。结果表明,红椒连作土壤中的有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量显著升高,脲酶、蔗糖酶、蛋白酶、过氧化物酶及脱氢酶活性显著降低,过氧化氢酶活性显著升高;每亩施用200~400 g芽孢杆菌菌剂能够显著促进红椒对土壤有机质和有效养分的吸收和利用,降低土壤中有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量,能够显著改善根际土壤微生态,提高土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白酶、过氧化物酶和脱氢酶活性,降低过氧化氢酶活性;芽孢杆菌菌剂能够显著缓解淮安红椒的连作障碍。     

秸秆助腐物料添加量对土壤速效养分空间分布动态的影响

通过大田小区试验,以不加助腐物料为对照,研究秸秆还田配施鸡粪有机肥(1 125 kg/hm~2鸡粪有机肥、2 250 kg/hm~2鸡粪有机肥)和HM秸秆腐熟剂(30 kg/hm~2 HM秸秆腐熟剂+75 kg/hm~2尿素、60 kg/hm~2 HM秸秆腐熟剂+150 kg/hm~2尿素)两种助腐物料添加量对土壤速效养分空间分布动态的影响。结果表明,与对照相比,在秸秆还田的基础上腐熟剂和有机肥的施入均不同程度地提高玉米小口期、大口期、吐丝期0～20、20～40 cm土层碱解氮含量,土壤速效磷和速效钾含量总体上也高于对照;20～40 cm土层含量整体低于0～20 cm土层。玉米吐丝后20天及成熟期土壤碱解氮及速效磷含量低于对照,速效钾含量则高于对照。玉米整个生育期内助腐物料添加量较高处理土壤速效养分含量高于添加量较低处理,但差异未达显著水平。     

黑土长期定位试验原状土搬迁对土壤微生物性质的影响

通过测定黑土长期定位试验原状土整体搬迁前后四种处理(CK、NPK、M、MNPK)土壤可培养微生物数量、土壤微生物量含量及土壤酶活性变化,探讨搬迁的特定条件对土壤微生物性质的影响。结果表明,1搬迁前后5年各处理三大类微生物数量、微生物量碳、氮含量和四种土壤酶活性在0~20 cm土层中均高于20~40 cm土层;2每年在两个土层中MNPK处理的三大类微生物数量和微生物量碳、氮含量均最高,CK处理均最低,而每年在两个土层中土壤过氧化氢酶和转化酶活性CK和M处理均明显高于NPK和MNPK处理,而磷酸酶活性CK和M处理则低于NPK和MNPK处理,脲酶活性在4个处理中差异不大;3比较搬迁前后5年间各项微生物指标变化发现,各项指标年际间虽存在变化但程度不大,搬迁后2011年和2012年相对较高,同为小麦茬的搬迁前2010年和搬迁后2013年各项指标较为接近。研究说明,土壤深度和施肥对土壤各项生物指标影响较大,年际间变化也受到轮作方式的影响,搬迁对土壤微生物扰动影响远小于施肥和耕作方式等的影响。     

昆明近郊水稻土、菜园土、大棚土养分调查

2002年5月对昆明近郊水稻土、菜园土、大棚土136个土壤样品进行了测试分析,了解昆明近郊水稻土、菜园土、大棚土3种土壤肥力现状。结果表明:有机质、全N、全P、碱解N、速效P在耕作中不存在缺乏现象。全K3种土壤全层都缺乏。速效K在水稻土、菜园土的20～40cm、40～60cm土层中缺乏,其余土壤的土层不缺乏。     

白浆土的水分性质和水分动态

通过试验和调查研究,发现大部分白浆土的干燥度在1.00～1.27之间,各土层的水分性质差异显著。白浆土水分变化可分为冻结凝聚期,融冻返浆期,初夏干旱期,伏雨湿涝期和秋夏稳定期。研究表明,调节土壤水分是利用改良白浆土的首要问题。     

水田自然免耕土壤结构状况研究

本文研究了自然免耕土壤的水稳性团聚体、微团聚体和土壤结构的稳定性及其与水分的关系。结果表明:自然免耕促进了>25mm的水稳性团聚体形成,团聚水平、团聚度和结构系数增加,结构稳定性提高,土壤容重稳定。因此,浸润水分有利于土壤结构的形成和稳定。     

侵蚀土壤酶活性与土壤养分的关系

通过对泥河沟侵蚀试验小区表层(0～10 cm)土壤酶及土壤养分的测定,研究了侵蚀土壤和泥沙中酶活性与土壤养分的关系.结果表明,水土流失使土壤酶损失,造成了泥沙中除脲酶外其它酶活性均高于表土层,呈现出高肥力土壤高流失的现象;流失泥沙中各种酶活性,以及它们与流失养分间呈现出显著或极显著关系,这种关系表明土壤流失不仅造成了土壤养分的损失,也造成了各种酶活性的降低.     

湘东丘陵4种林地深层土壤颗粒有机碳及其组分的分配特征

选取湘东丘陵区4种典型母质发育的林地土壤(花岗岩红壤、板岩红壤、第四纪红土红壤、酸性紫色土),分层次采集土壤剖面样品,采用物理分组方法,研究深层土壤颗粒有机碳(POC)及其组分(粗颗粒有机碳CPOC、细颗粒有机碳FPOC)的数量分布和分配比例,探讨POC及其组分与土壤有机碳、质地的关系。结果表明,4种土壤剖面POC储量介于2.63-11.59 t/hm2,以花岗岩红壤最高,其次为板岩红壤,第四纪红土红壤和酸性紫色土相对最低。4种土壤POC占SOC的比例(POC/SOC)介于1.5%-13.9%,花岗岩红壤POC/SOC随剖面加深而升高,板岩红壤和第四纪红土红壤则降低,紫色土POC/SOC在40-60 cm土层达到最大值后迅速降低。在40 cm以下的深层土壤中,花岗岩红壤和紫色土保存有数量可观、比例更高的POC。第四纪红土红壤POC储量相对较少、POC/SOC也在表土层较高。花岗岩红壤POC中以CPOC为主,而紫色土以FPOC为主,板岩红壤和第四纪红土红壤中CPOC和FPOC比例接近。所选4种土壤POC组分中,FPOC数量更能代表SOC数量的变化。SOC储量和质地是影响不同母质土壤POC及其组分分配差异的重要因素,在林地开发利用中也应重视深层土壤(40 cm)中储藏的活性碳组分。     

Bacterial diversity and community composition changes in paddy soils that have different parent materials and fertility levels

Parent materials and the fertility levels of paddy soils are highly variable in subtropical China. Bacterial diversity and community composition play pivotal roles in soil ecosystem processes and functions. However, the effects of parent material and fertility on bacterial diversity and community composition in paddy soils are unclear. The key soil factors driving the changes in bacterial diversity, community composition, and the specific bacterial species in soils that are derived from different parent materials and have differing fertility levels are unknown. Soil samples were collected from paddy fields in two areas with different parent materials(quaternary red clay or tertiary sandstone) and two levels of fertility(high or low). The variations in bacterial diversity indices and communities were evaluated by 454 pyrosequencing which targeted the V4–V5 region of the 16 S r RNA gene. The effects of parent material and fertility on bacterial diversity and community composition were clarified by a two-way ANOVA and a two-way PERMANOVA. A principal coordinate analysis(PCo A), a redundancy analysis(RDA), and multivariate regression trees(MRT) were used to assess changes in the studied variables and identify the factors affecting bacterial community composition. Co-occurrence network analysis was performed to find correlations between bacterial genera and specific soil properties, and a statistical analysis of metagenomic profiles(STAMP) was used to determine bacterial genus abundance differences between the soil samples. The contributions made by parent material and soil fertility to changes in the bacterial diversity indices were comparable, but soil fertility accounted for a larger part of the shift in bacterial community composition than the parent material. Soil properties, especially soil texture, were strongly associated with bacterial diversity. The RDA showed that soil organic carbon(SOC) was the primary factor influencing bacterial community composition. A key threshold for SOC(25.5 g kg~(–1)) separated low fertility soils from high fertility soils. The network analysis implied that bacterial interactions tended towards cooperation and that copiotrophic bacteria became dominant when the soil environment improved. The STAMP revealed that copiotrophic bacteria, such as Massilia and Rhodanobacter, were more abundant in the high fertility soils, while oligotrophic bacteria, such as Anaerolinea, were dominant in low fertility soils. The results showed that soil texture played a role in bacterial diversity, but nutrients, especially SOC, shaped bacterial community composition in paddy soils with different parent materials and fertility levels.     

土壤质量管理：〈Ⅰ〉土壤功能和土壤质量

土壤质量管理是对土壤功能、土壤质量、土壤退化、土壤修复及其关系的研究和成果应用的科学实践活动.各种土壤的不同功能有其空间分异、历史演替和强弱序列;土壤质量及其评价建立在土壤功能之上.本文阐述了土壤功能、土壤质量及其评价指标和方法,并对今后的土壤评价研究提出了建议.     

土壤改良剂对酸性水稻土pH值、交换性钙镁及有效磷的影响

选取酸性水稻土进行土壤培养试验和水稻盆栽试验,分别施用生石灰(Q)、白云石粉(DP)、钙镁磷肥(CMP)以及土壤改良剂1号(M1)、2号(M2)、3号(M3)和4号(M4),分析其土壤pH值、交换性钙、交换性镁、有效磷含量的变化,探讨土壤改良剂对酸性水稻土理化性质的影响。结果表明,与不施改良剂(CK)比较,使用改良剂均显著提高了土壤pH(P0.05);Q、DP和M2处理交换性钙含量增加显著(P0.05),DP、M2、M3和M4处理交换性镁含量增加显著(P0.05);M1、M3和M4处理显著降低了有效磷含量(P0.05)。盆栽试验与土培试验相比较,施相同改良剂的土壤pH、交换性钙、镁、有效磷的变化幅度差异大,交换性钙含量除M3处理降低4.9%外,其余处理均升高,升高最多的有20.9%;交换性镁含量除DP处理升高14.9%外,其余均下降,M2处理降低最多,为9.2%;所有处理有效磷含量均升高,增加最多是M2处理,达114.6%。研究阐明了土壤改良剂在短期内能够影响土壤pH值、交换性钙、镁、有效磷含量的变化,但土培和盆栽两种方式造成的效果有差异。     

营养型土壤改良剂对酸性土壤的改良

营养型上壤改良剂施入3种不同理化性状和不同肥力水平的酸性土壤进行恒温培养，20和40d后，测定土壤的pH值以及交换性酸总量、H^ 、K^ 、Na^ 含量。试验结果表明，营养型土壤改良剂提高了土壤的pH值，降低了土壤中交换性H^ 和AP^ 含量。说明营养型土壤改良剂对酸性土壤具有明显的改良作用。