不同施肥处理对春玉米土壤溶解性有机质的影响

选取冀北旱作区春玉米(Zea mays ssp.mays L.)农田土壤为研究对象,通过连续4年进行不同施肥处理田间定位试验,采用三维荧光光谱法分析不同层次土壤溶解性有机质组分含量,研究施肥对农田土壤溶解性有机质组分[溶解性有机质(DOM)、溶解性有机碳(DOC)、溶解性有机氮(DON)、溶解性有机磷(DOP)]的影响,以揭示土壤DOM及其组分对玉米产量及土壤肥力效应。结果表明,各处理0~40 cm土壤DOM的∑F_(ex/em)在46.04~78.24之间,DOC含量在101.24~253.48 mg/kg之间,DON含量在26.81~54.87 mg/kg之间,DOP含量在26.81~54.87 mg/kg之间。施用有机肥能够增加土壤DOM、DOC含量,有机肥和无机肥配施能够增加土壤DOC、DOP含量,降低DOM的∑F_(ex/em)值,配施氮肥和磷肥分别增加土壤DON和DOP含量,无机肥配施有利于增加土壤DOM的∑F_(ex/em)值,施肥降低了土壤DON和DOP含量。土壤中DOM和DOC主要来自外源,DON和DOP主要来自内源,土壤微生物和玉米生长对土壤DOM和DOP的影响具有多重性,影响较小,随着土壤微生物活性的增加和玉米产量的提高,土壤DOC含量增加、DON含量降低,DOC具有土壤肥力和玉米产量的指示效应。     

生物质炭对紫色土耕地土壤中溶解性有机物含量和组成特征的影响

选取位于长江上游低山丘陵区的四川盐亭石灰性紫色土和重庆忠县中性紫色土的两种典型耕地(旱地和菜地)土壤,添加0.5%~3.0%生物质炭并经过老化作用,研究生物质炭添加对土壤中可水提的溶解性有机物(DOM)性质的影响。DOM的含量与组分特征分别以溶解性有机碳(DOC)浓度和光谱学特征参数表征。结果表明,石灰性和中性紫色土旱地不添加生物质炭的对照土壤中DOM的平均含量分别为43、65 mg DOC·kg~(-1),相应菜地的对照土壤分别为110、105 mg DOC·kg~(-1);加炭后DOM含量随投加量呈非单调性变化。石灰性和中性紫色土菜地土壤DOM的芳香性和腐殖化程度明显高于旱地土壤。三维荧光光谱的平行因子分析表明,土壤DOM由两种土壤有机质源的类腐殖质组分及一种类色氨酸组分构成,菜地土壤中各组分的含量都明显高于旱地土壤,也具有更高的芳香性和腐殖化程度。综合多种光谱学分析的结果发现,加炭并经过老化后,土壤DOM的组分特征并无明显变化。     

不同来源可溶性有机质对稻田土壤中砷甲基化的影响

以湖南省石门县雄黄矿区砷污染水稻土为试验用土,采用离心管培养试验探究了由猪粪、牛粪、鸡粪和水稻秸秆制备的4种可溶性有机质(DOM)对土壤中砷甲基化的影响。结果表明:添加不同有机碳(TOC)浓度的DOM可显著改变水稻土壤中砷的形态,且不同处理中各形态砷含量均随TOC浓度增加呈现不同程度的增加。当土壤溶液TOC浓度为320 mg·L~(-1)时,4种DOM处理的土壤溶液中甲基态砷含量分别占总砷的75.8%(猪粪DOM)、75.7%(牛粪DOM)、68.3%(鸡粪DOM)和61.8%(水稻秸秆DOM);土壤溶液中甲基态砷含量与TOC浓度呈现显著正相关关系(P0.01),表明TOC浓度增加可显著促进土壤中砷的甲基化。各处理对土壤砷甲基化的激发作用大小排序为猪粪DOM(0.016 1μg·L~(-1))鸡粪DOM(0.014 7μg·L~(-1))牛粪DOM(0.009 9μg·L~(-1))水稻秸秆DOM(0.008 2μg·L~(-1));添加320 mg·L~(-1)TOC浓度的DOM处理中土壤砷甲基化功能基因arsM拷贝数均高于对照(添加等体积超纯水),其中猪粪处理最高,为3.36×10~9copies·g~(-1),约是对照的2倍;不同DOM作用下土壤pH变化规律为水稻秸秆牛粪鸡粪猪粪,土壤EC值变化规律为水稻秸秆鸡粪牛粪猪粪。综上,不同来源的DOM可差异性地影响水稻土壤中砷甲基化效率,通过合理施用有机肥有望减少土壤中砷的甲基化,从而在一定程度上减轻水稻直穗病发生。     

生物炭施用对小麦和玉米幼苗根际和非根际土壤中Pb、As和Cd生物有效性的影响研究

用理化性质不同的废纸、木屑、脱水污泥等原材料在600℃限氧条件下热裂解分别制备了3种生物炭,继而利用根袋法盆栽实验研究了这3种生物炭的施用对生长于矿区重金属污染土壤中的小麦和玉米幼苗的根际和非根际土壤中有效态有害元素以及幼苗根系有害元素富集的影响。结果表明,施用这3种生物炭的小麦和玉米幼苗根际与非根际土壤中CaCl2提取态、EDTA提取态和稀HCl提取态As、Cd和Pb含量均低于未施用生物炭的对照处理组,并且随着生物炭施用量从0.5%增加到5%,3种提取态As、Cd和Pb含量降低更为明显,但生物炭处理对非根际土壤中提取态As、Cd和Pb的降低总体比根际土壤明显。施用3种理化性质不同生物炭的土壤中有效态As、Cd和Pb含量与有效态提取剂(CaCl2、EDTA和稀HCl)和被提元素种类(As、Cd和Pb)相关,但未表现出一致性的规律。小麦和玉米幼苗根际和非根际土壤中CaCl2提取的水溶态As、Cd和Pb无显著差异,而部分EDTA及稀HCl提取的可交换态、碳酸盐结合态有害元素、铁锰氧化物和有机结合态As、Cd和Pb存在显著差异。小麦和玉米幼苗根系As、Cd和Pb的富集量均低于未施用生物炭的对照处理组,并且随着生物炭施用量从0.5%增加到5%,提取态As、Cd和Pb的含量降低更为明显。因而,施用生物炭有助于降低有害元素的植物富集风险。     

连续施用土壤改良剂对沙质潮土肥力及活性有机碳组分的影响

【目的】以河北省廊坊市小麦-玉米轮作区沙质潮土为研究对象,通过2015—2018年田间连续定位试验,研究两种土壤改良剂对土壤活性有机碳组分含量和土壤碳库管理指数的影响,以期为沙质潮土有机碳库培育,改善土壤质量提供理论依据。【方法】试验采用单因素随机区组设计,设4个处理:(1)单施化肥(CK);(2)CK+有机改良剂15 t·hm-2(T1);(3)CK+无机改良剂2.25 t·hm-2(T2);(4)CK+有机改良剂15 t·hm-2+无机改良剂2.25t·hm-2(T3)。收获季测定土壤有机碳、全氮、pH、速效磷、速效钾,并运用修正的内梅罗指数法计算土壤综合肥力指数(IFI)。再分析活性有机碳各组分含量,并计算碳库管理指数(CPMI)。最后通过CPMI和IFI指示指标评价连续施用土壤改良剂对沙质潮土改良的应用效果。【结果】较CK处理,施用有机改良剂处理土壤总有机碳(TOC)和土壤综合肥力指数(IFI)均显著提高,尤其是有机无机改良剂配施时效果最显著;施用有机改良剂处理各活性碳组分含量均呈升高趋势,并且活性有机碳各组分含量呈现为:易氧化有机碳(LOC)可溶性有机碳(DOC)微生物量碳(MBC);施用有机改良剂各处理土壤活性碳库组分有效率均呈下降趋势,T1、T3处理土壤易氧化有机碳有效率(LOC/TOC)较CK分别显著降低了12.57%和12.02%,微生物量碳有效率(MBC/TOC)较CK分别显著降低了12.84%和12.30%,单施无机改良剂处理较CK无显著影响,说明施用有机改良剂增加活性有机碳各组分含量的同时,向土壤中输入了更多的稳定态碳,进而导致有效率的降低;施用有机改良剂各处理土壤碳库指数显著升高、碳库活度显著降低,说明施用有机土壤改良剂能够促进土壤碳库的积累;施用有机改良剂各处理土壤碳库管理指数均呈升高趋势。主成分分析结果表明,施用有机改良剂能够影响土壤中活性碳各组分含量及其有效率。【结论】连续施用有机改良剂能够显著提高沙质潮土肥力,增加土壤碳库管理指数,累积碳库库容,改善土壤质量。     

不同钝化剂及其组合对玉米（Zea mays）生长和吸收Pb Cd As Zn影响研究

选取硅藻土、生物炭、沸石粉、石灰及其组合开展田间试验,研究它们对玉米(Zea mays)生长、玉米籽粒吸收Pb、Cd、As、Zn与土壤有效态Pb、Cd、As、Zn的影响。结果表明,除石灰粉外,施用其他3种钝化剂及其组合均能促进玉米生长,增加玉米株高、叶面积和生物量,显著提高玉米产量。4种钝化剂及其组合可升高土壤的p H值和降低土壤中的有效态Pb、Cd、As、Zn含量,与CK处理相比,施用不同改良剂导致土壤有效态Pb降低6.82%~20.46%,有效态Cd降低12.76%~28.28%,有效态As降低26.89%~48.74%,和有效态Zn降低13.88%~28.95%,其中BZD(生物炭+沸石粉+硅藻土)处理降低效果最明显,BLD(生物炭+石灰粉+硅藻土)处理次之;4种钝化剂及其组合都能降低玉米籽粒对Pb、Cd、As、Zn的吸收,其中BZD处理能明显降低玉米籽粒中Pb、Cd、As、Zn含量,较对照分别降低47.71%、95.00%、90.90%、31.41%。在原位钝化修复镉-砷-锌复合污染农田土壤时,BDZ组合的施用效果最佳。     

组配改良剂对重金属污染土壤理化性质及有效养分的影响

采用水稻盆栽实验,对施用组配改良剂(石灰石+海泡石)前后盆栽土壤的酸碱性、有机质含量和营养元素有效态含量,盆栽水稻糙米Pb、Cd含量进行分析和评价。结果显示:施用组配改良剂能够降低水稻糙米Pb、Cd含量,显著提高土壤pH值(从5.57到7.34)和土壤CEC(添加量达到16 g·kg-1时,比对照提高217%);但是施用组配改良剂对土壤有机质含量影响未达显著水平,其变化率在-2%到7%之间。另一方面,施用组配改良剂对土壤中营养元素(Ca、Mg)有效态含量有提高作用,最多比对照分别提高293%和22%;组配改良剂添加量与土壤中碱解N、有效P、速效K含量无显著相关性;施用组配改良剂会降低微量营养元素Fe有效态的含量,但添加量与有效态含量并无显著相关性。因此,本研究表明,施用这种组配改良剂到重金属污染土壤,能够有效改善土壤环境,提高保肥能力,降低糙米Pb和Cd的含量。     

土壤溶解性有机质结构和组成对秸秆、牛粪及其堆肥产品输入的响应特征

为揭示农业废弃有机物还田对土壤溶解性有机质（DOM）特性的影响,本研究通过淹水土培试验,结合紫外-荧光光谱技术和平行因子分析法,探究了土壤DOM含量、结构与组分对秸秆、牛粪及其堆肥产品输入的响应特征。结果表明,相比于对照组,添加秸秆、堆肥秸秆、牛粪和堆肥牛粪的处理组均明显提高了培养初期土壤溶解性有机碳（DOC）含量,降低了培养初期土壤DOM类蛋白组分含量（降幅分别为80.23%、83.89%、37.21%和86.68%）,整体上提高了各时期土壤DOM的芳香性和疏水组分含量,堆肥产品还显著提高了土壤DOM腐殖化程度（P<0.05）。随着培养时间延长,各处理组土壤DOC、DOM类蛋白组分及类腐殖质组分含量均不同程度降低,且类蛋白组分降幅远高于类腐殖质组分。与添加秸秆相比,添加堆肥秸秆明显降低了培养初期、中期和末期的土壤DOC含量（降幅分别为60.78%、33.77%和45.53%）和DOM类蛋白组分含量（降幅分别为19.94%、34.75%和57.28%）;而与牛粪处理组相比,堆肥牛粪处理组土壤DOC含量在各时期无明显改变,但芳香性、疏水组分含量和腐殖化水平均不同程度升高。研究表明,秸秆和牛粪还田整体上降低了土壤DOM中类蛋白组分含量,其堆肥产品均提升了土壤DOM的腐殖化水平,但两者的作用效果存在明显差异。     

长期施肥对中国农田土壤溶解性有机碳氮含量影响的整合分析

【目的】施肥是影响农田土壤溶解性有机碳、氮的重要因子。探讨在不同利用方式、熟制、土壤pH等条件下长期施肥对土壤溶解性有机碳(DOC)、溶解性有机氮(DON)含量的影响,为农田土壤碳氮管理提供指导。【方法】收集2000—2019年已发表文献72篇,获得相对独立数据(510组DOC和208组DON),采用整合分析(Meta-analysis)方法定量分析不同利用方式、熟制和土壤pH下施肥对DOC和DON含量的影响。【结果】与不施肥相比,施肥均能显著提高土壤DOC和DON含量,其中施有机肥(单施或配施)的提高幅度(60%和93%)是化肥(13%和29%)的4.6倍和3.2倍。不同利用方式下,施肥能显著提高旱地土壤DOC和DON含量,且旱地施用有机肥提升土壤DOC和DON的幅度显著高于水旱轮作。不同熟制比较,一年一熟下施用有机肥后DOC含量提高85%,显著高于一年两熟(38%);不同pH土壤比较,碱性土壤(pH7.5)上施用有机肥后DOC和DON含量分别提高了85%和162%,显著高于6.5pH7.5的中性土壤(48%和70%)和pH6.5的酸性土壤(32%和61%)。【结论】施用有机肥(单施或配施)可显著提高DOC和DON含量,但其效果会因利用方式、熟制、土壤pH等的不同有较大差异,因此,有机肥的施用应综合考虑相应的土壤和环境条件。     

生物调理剂对土壤镉活性的影响研究

我国工农业的迅速发展,对土壤环境造成了不同程度的镉污染,农田土壤镉污染治理已经引起全球的高度重视。选取一种降低重金属生物有效性的新型生物调理剂,采用室内培养试验研究其对土壤镉活性及形态的影响。结果表明:生物调理剂中富里酸和溶解性有机物质(DOM)含量高达129.65和202.4 g/L,且微生物群落结构丰富,其中以芽孢八叠球菌属为主。生物调理剂加入到土壤后的前4周,土壤中水溶态及有效态镉含量随生物调理剂添加量的增加而降低,到第6周时低生物调理剂用量下(1%～2%)水溶态及有效镉含量升高,而高生物调理剂用量(6%～10%)水溶态及有效态镉含量下降,且形态分析表明高生物调理剂用量促进Cd向弱活性态转化。生物调理剂从土壤pH值、Eh值、DOM 3方面影响土壤水溶态及有效态镉含量,研究结果为生物调理剂在农田镉污染治理中的应用提供科学依据。     

有机肉类研究动态

有机农业对农副产品的生产加工和销售是一个正在兴起的领域，在全球范围内得到了广泛的关注．发达国家在有机肉方面已经取得了突破性的进展，但在发展中国家，特别是亚洲国家还只处于构想阶段，少数亚洲国家已经开始有机畜产品的开发．本文概述了有机肉产品的发展情况，并对其未来发展趋势做出预测．     

不同还田方式下有机物料有机碳分解规律研究

利用网袋法和砂滤管法模拟田间还田方式,研究不同处理下各有机物料有机碳的腐解特征。结果表明,网袋法玉米、大豆秸秆经过150 d后,其秸秆生物量有38.9%～46.6%被分解。秸秆还田分解趋势为:土埋处理露天处理;土埋玉米秸秆土埋大豆秸秆;露天大豆秸秆和玉米秸秆分解规律一致。从组织结构上看,玉米秸秆随着还田时间的增加,组织结构模糊、松散,基本组织和维管束遭到破坏,大豆秸秆组织结构变化不明显。不同还田方式下秸秆有机碳的分解规律为:玉米秸秆大豆秸秆。在砂滤管模拟条件下玉米、大豆秸秆和根茬有机碳分解趋势基本相似,均表现为埋管初期分解较快,后期分解较慢,其有机碳分解率趋势为:玉米秸秆大豆秸秆;降低C/N后,各有机物料有机碳分解率均高于不调节C/N。     

欧洲有机食品概述

通过对近年来欧洲有机食品的生产、消费、市场驱动因子、市场大小及趋势、销售渠道、市场细分及主要的市场障碍等进行了概括,认为影响欧洲有机食品发展的因素主要包括政治、经济和社会等,即消费者关心的食品安全、动物福利、环境,统一认证标准的制定及政府的支持等方面。按照消费者的消费特征和购买行为,将有机消费者分为五种类型包括青年人和老年人、受过良好教育者、城市居住者、有规律或偶然或不购买者及利益寻求者。此外,还指出了有机食品市场的主要障碍,并对我国有机食品经营提出了一些策略性建议,以更好地促进有机食品市场的发展。     

有机光电材料与有机光电器件

近年来,有机光电子学在基础研究和应用方面取得了突飞猛进的发展,已经成为一个较为成熟的跨学科新兴领域。主要介绍有机光电材料的分子结构、导电与发光机理、有机光电器件的分类与工作原理以及有机光电材料在光电器件方面的应用,包括有机发光二极管和发光电化学池、有机太阳能电池、有机场效应晶体管、有机生物化学传感器、有机光泵浦激光器以及有机非线性光学材料等。     

有机肥料对土壤有机磷组分及生物有效性的影响

通过培养五盆栽试验,研究了有机肥料对土壤有机磷组分及其生物有效性的影响。结果表明,猪粪和紫云英中有机磷的有效性比稻草高,施用有机肥料能显著提高土壤４种有机磷组分含量,其中活性和中等活性有机磷与土壤速效磷,小麦吸磷量及籽粒重均呈显著正相关、表明二者是小麦最有效的有机磷源。     

竹炭有机肥对有机卷心菜叶绿素荧光特性和相对叶绿素含量的影响

以上海崇明多利农庄有机卷心菜为研究对象,设置3个竹炭有机肥处理:BC180(Bamboo charcoal,180 kg/20 m×20 m)、BC60(Bamboo charcoal,60 kg/20 m×20 m)、CK(对照组),2014年7月(莲座期)和8月(结球期)随机测定其叶绿素荧光动力学参数和相应的相对叶绿素含量,以便分析不同施肥组合对卷心菜的影响。结果表明,不同生长期相同处理下,有机卷心菜叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)初始荧光(F0)、最大荧光(Fm)、最大光化学效率(Fv/Fm)、潜在光合活性(Fv/F0)、实际光化学效率(Yield)均为莲座期结球期;表观光合电子传递速率(ETR)、光化学淬灭系数(q P)、相对叶绿素含量(SPAD)为结球期莲座期。同一生长期不同处理下,Fv/Fm、Fv/F0、Yield、ETR、q P均是随着施肥量增加而增加,NPQ则为莲座期增加,结球期又降低。不同生长期不同施肥量交互作用对Fm、Fv/Fm、Fv/F0、NPQ影响极显著(P0.01),对q P影响显著(P0.05)。这说明增施竹炭有机肥对有机卷心菜叶绿素荧光指标和相对叶绿素含量有显著影响,且BC60处理下更有助于其光合固碳,增加产量,符合低碳有机农业宗旨。     

磷肥、有机肥对土壤有机磷及磷酸酶活性的影响

为合理利用磷素资源,提高土壤磷素肥力,采用微区桶试验研究了磷肥、有机肥对土壤有机磷及磷酸酶活性的影响。结果表明:施用有机肥显著增加土壤有机磷含量和土壤磷酸酶活性;施用磷肥显著增加了Olsen-P量、土壤有机磷无显著变化。土壤有机磷与磷酸酶活性、有机质呈显著正相关。     

土地利用方式改变对湿地土壤总有机碳与可溶性有机碳的影响

为探明土地利用方式改变对湿地土壤总有机碳(TOC)和可溶性有机碳(DOC)含量的影响,采取空间替代时间的方法,测定了湿地、由湿地转变而成的林地、不同开垦年限的耕地和由耕地转变而成的果园土壤中TOC和DOC含量的变化。结果显示:湿地在开垦为耕地3 a后,土壤0~30 cm土层TOC含量显著(P<0.05)下降,开垦30 a后,只有0~10 cm的土壤表层TOC含量得到积累并恢复到与湿地相当的水平,表明湿地围垦后,土壤碳的丧失与积累在时间和空间上不对等,碳的损失发生期短,且集中在0~30 cm土层,碳的积累所需时间较长,且主要积累于0~10 cm土层。湿地、由湿地转变而成的新生耕地、林地DOC含量在土壤剖面上未表现出随土层增加而变化的趋势,DOC分配比例在除新生耕地外的4种土地利用类型中均表现为随土层增加而逐渐升高,说明DOC分配比例较DOC含量对土层深度变化更敏感,更适于表征DOC在土壤剖面方向上的变化。0~20 cm土层的DOC分配比例与土地利用方式无关。湿地在转变为耕地初期,20 cm以下土层的DOC分配比例下降,耕作30 a后显著(P<0.05)升高;耕地再转变为果园的3 a后,DOC分配比例在30~50 cm土层显著(P<0.05)降低;湿地在转变为林地后,各土层DOC分配比例未表现出显著差异。     

不同有机物料还田对农田土壤有机碳以及微生物量碳的影响

为促进农业有机废弃物料的循环利用,选用来自5个涉农系统的有机物料(酒渣、沼渣、菌渣、猪粪和农田秸秆)进行还田,以单施化肥为对照研究其对土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)、微生物量碳(Microbial carbon,MBC)以及微生物商(Microbial quotient,Qmb)的影响。2011—2013年的数据结果表明:1)与无机肥对照相比,有机物料还田显著促进土壤SOC的积累,3年平均提高43%;其中沼渣和菌渣的效果好于猪粪、酒渣与秸秆,农田系统外的有机物料优于秸秆,更有利于SOC的积累。2)有机物料促进MBC的增加,较对照平均增加34%,其中酒渣、秸秆和猪粪对MBC的影响大于沼渣与菌渣。3)5种物料中,酒渣和秸秆还田提高土壤Qmb值;沼渣和菌渣还田降低土壤Qmb值,提高SOC的稳定性。     

施用高量有机物料对新垦耕地红壤有机碳积累及性态的影响

为了解新垦红壤培肥过程中有机物料用量对土壤有机碳积累、培肥效率及土壤性态的影响,选择一新垦耕地红壤,设置秸秆、秸秆加氮和猪粪等3种添加物各7个施用水平共19个处理,每种有机物料用量设0(对照)、25、50、100、150、200和250 g·kg-1等7个级别,进行了为期24个月的模拟培养试验,观察了有机物料分解率、土壤C/N、活性有机碳和养分的动态变化.结果表明,随有机物料用量的增加,土壤中活性有机碳、总有机碳含量均增加,C/N比下降,土壤有效磷、速效钾和水溶性盐分含量增加,有机物料在土壤中的分解率也随之增加.猪粪碳的矿化速率低于水稻秸秆,加氮可增加秸秆的腐殖化系数.研究发现,有机物料添加越多,培肥效率(腐殖化系数)越低.同时,高量施用猪粪容易引起土壤盐害.猪粪用量为50g·kg-1(相当于7.5t·亩-1)时土壤盐分含量超过了 2g·kg-1;高量施用水稻秸秆可引起土壤有效氮的下降,秸秆用量超过100 g·kg-1(相当于15 t·亩-1)时土壤碱解氮明显下降;秸秆加氮处理会引起土壤酸化.结果显示,为减免有机物质的过度分解,有机物料的施用量控制在50g·kg-1以下为宜.