污泥复混肥对早熟禾草坪草生长性状及土壤酶活性的影响

为使城市生活污泥得以无害化、资源化综合利用,通过盆栽试验,研究了经无害化处理的生活污泥辅以化肥配制的污泥复混肥对早熟禾草坪草生长以及土壤酶活性的影响.结果表明:在氮、磷、钾施用总量相同的条件下,随复混肥中污泥含量的增加,草坪土壤脲酶、蛋白酶、转化酶活性显著提高,草坪草的颜色明显改善,剪草量、分蘖数显著增加,特别在生长中后期草坪颜色提高两个等级,剪草量鲜重增加10～15g·盆-1,分蘖数增加30～50个·盆-1,细胞膜透性降低40%.但污泥提供氮素养分占总氮量的60%以上时,其肥料效应的增加不再显著,故在配制污泥复混肥时,以污泥提供氮素养分占总氮量的60%左右为宜.     

生活污泥对滩涂土壤性质和苏丹草生长及重金属累积的影响

滩涂盐土农业利用的主要障碍是盐分含量过高和缺乏有机质。施用生活污泥可快速提高滩涂土壤有机质含量,加快土壤熟化,但由于担心污泥含有一定量的重金属,其施用受到一定的限制。采用盆栽苏丹草的试验方法,研究滩涂盐土施用不同量的生活污泥后对土壤性质、植物生长和对重金属累积的影响。结果表明,生活污泥施用于滩涂盐土后降低了土壤pH值,提高了EC值和总盐含量;苏丹草的出苗率、株高和鲜重增加;施用污泥提高了苏丹草植株中全氮、全磷及叶绿素的含量,且随施用量的增加而增大,但对植株中全钾的含量无显著影响;苏丹草中Zn、Cd含量随着污泥施用量增加呈增长的趋势,但Pb、Ni、Cu含量变化不大。在试验条件下,所施用污泥中重金属向苏丹草体内转移的比例介于0.13%-13.44%之间。就该种土壤而言,要更为注意含Pb量较高的污泥施用,而Cu则是最为安全的。总体考虑,一次性施用干污泥应控制在8t·667m^-2以下。     

连续施用无害化污泥对沙质潮土土壤肥力和微生物学性质的影响

以小麦-玉米轮作体系下的沙质潮土为研究对象,选用经无害化处理后的城市污泥产物,通过2013~2015年田间定位试验,研究了不同城市污泥施用量对土壤肥力的影响,以期为城市污泥资源化利用提供理论基础和技术依据。设置单施化肥(CK)、CK+污泥15 t·hm~(-2)(CS1)、CK+污泥30 t·hm~(-2)(CS2)和CK+污泥45 t·hm~(-2)(CS3)共4个处理。主要研究结果如下:(1)连续定位试验结果表明,同一施用量污泥处理的土壤p H值随施用时间的增加呈下降趋势;土壤有机质(SOM)和养分含量如全氮(TN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)随施用时间的增长呈上升趋势;(2)与CK比较,在2015年玉米季施用污泥各处理的土壤p H值显著降低了0.34~0.83个单位(P0.05),且与污泥施用量呈反比,以高施量污泥45 t·hm~(-2)下降最多;土壤SOM、TN、AP和AK分别显著提高了52.1%~166.9%、77.3%~177.8%、215.7%~486.3%和167.2%~379.0%(P0.05),且与污泥施用量呈正比,以高施量污泥45 t·hm~(-2)效果最显著;(3)试验所用污泥施用量范围内不会造成土壤和植物籽粒重金属污染,能够保持土壤环境健康;(4)与CK比较,施用污泥各处理土壤微生物量碳(MBC)、氮(MBN)含量均显著提高(P0.05),且与污泥施用量呈正比,并且季节不同也显著影响土壤MBC、MBN含量(P0.05);施用污泥能够显著提高土壤MBC/MBN(P0.05),说明施用污泥能够改变土壤微生物群落组成;(5)施用污泥,尤其是高施量污泥45 t·hm~(-2),在保证土壤和植物籽粒质量安全下,其土壤培肥效果最优。     

生物炭对砂质潮土养分及玉米产量的影响

为了探索生物炭对砂质潮土中低产田的改良效果,采用田间小区试验,设三个生物炭梯度8 thm-2、16 thm-2和32 t hm-2,研究了生物炭施用对砂质潮土养分,微生物数量及玉米产量的影响。结果表明:施生物炭后土壤含水量显著高于空白对照(P0.05),其中以32 thm-2施用量含水量最高,最高比不施生物炭对照(CK)高5.4%。施用生物炭显著增加了土壤pH值,施用量越大pH增加值越高,开花期后pH开始缓慢下降;施用生物炭土壤铵态氮含量总体变化不明显,硝态氮含量显著低于CK,施用量越高,硝态氮含量越低;施生物炭明显提高了土壤中速效钾含量(P0.05),而对速效磷影响较小,后期有降低土壤速效磷的趋势;各梯度施用生物炭对试验土壤细菌数量没有显著影响(P0.05),较大施用量16 t hm-2和32 t hm-2显著提高了真菌数量(P0.05)。施用生物炭16 thm-2和32 thm-2可显著提高玉米地上部干物质积累量和产量,二者之间差异不显著(P0.05)。     

市政污泥生物炭对大豆生长及重金属积累的影响

以大豆为研究对象,通过盆栽试验,探讨施用废水污泥生产的生物炭对大豆生长特性、重金属积累和土壤质量的影响。试验设空白对照、仅施用生物炭、常规施肥和常规施肥配施生物炭4个处理,每个处理4次重复,供试土壤为酸性红壤,每盆土壤(6kg土)中废水污泥生物炭施用量为40 g。结果表明,与对照土壤相比,配料配施生物炭能够显著提高土壤中有效氮与速效磷含量,改善大豆生长性状、提高大豆籽粒养分、提高大豆产量(增产17.3%)。常规施肥配施生物炭处理,大豆产量最佳,且大豆籽粒中重金属含量低于国家标准限量要求。     

市政污泥直接施用对玉米生长和品质的影响

[目的]研究市政污泥施用后对土壤和作物生长与品质的影响,为市政污泥的直接土地利用提供科学依据。[方法]以玉米为试验材料,利用田间试验研究了污泥不同的施用方式(沟施、撒施、表土下20 cm施用)和施用量(30,90,200 t/hm~2)对玉米生长和品质以及土壤重金属含量的影响。[结果]适量的污泥对玉米个体的生长有促进作用,施用量为30 t/hm~2时株高、单株生物量、叶片叶绿素含量、籽粒蛋白质含量均显著高于对照。表土下20 cm施用污泥在整体上较其他两种施用方式有更高的出苗率和籽粒产量,在施用量为30 t/hm~2时籽粒产量最高,为656.70 kg/667m~2,高出对照29.64%。3种施用方式下,土壤中的Cu,Zn,Pb含量及玉米籽粒中的Cu,Zn含量均随污泥施用量的增加而增加,而玉米籽粒中Pb含量与对照相比差异不显著,土壤和籽粒中重金属含量均未超过国家相关标准。以重金属浓度满足土壤环境质量标准为限制条件,推算出当地的市政污泥施用量为30 t/hm~2可以连续施用5 a。[结论]施用30 t/hm~2的污泥具有良好的效果和环境效应;为了降低污泥在土壤中的局部累积而导致的胁迫效应,表土下20 cm施用和地表撒施是相对较好的方式。     

高养分富集植物凤眼莲的农田利用研究

研究不同凤眼莲施用量条件下土壤养分变化以及小麦生长情况的结果表明:当凤眼莲施用量低于8.1kg·m-2,小麦出苗数不受影响;但当凤眼莲施用量超过8.1kg·m-2时,小麦出苗率显著降低。凤眼莲施用量为13.5kg·m-2时,尽管小麦出苗率显著降低,但由于具有较多的分蘖数和较高的每穗粒数,小麦最终产量与常规单施化肥处理间无显著差异。不同凤眼莲施用处理的土壤速效氮苗期差异显著,但分蘖期后处理间无显著差异;而速效磷和速效钾总体表现为随凤眼莲施用量增加而升高。此外,凤眼莲施用还可促进小麦茎秆对N、P、K的吸收和籽粒粗蛋白含量的增加。由此可见,凤眼莲是一种经济有效的农田有机肥料,其施用量以10.8～13.5kg·m-2为宜,施用后土壤N、P、K、有机质含量较高,且对产量影响不大,当季还可节约施用化学N141.75kg·hm-2、P36～45kg·hm-2,K可免施。     

连续施用无害化污泥堆肥对沙质潮土肥力的影响

【目的】 研究连续施用无害化污泥堆肥对土壤肥力和环境质量的影响,为无害化污泥资源化利用提供理论依据和技术支撑。 【方法】 通过2013—2015年田间定位试验,每年按照当地农民施肥量在小麦和玉米季分别施用N 225 kg/hm2、P₂O₅ 86 kg/hm2和K₂O 113 kg/hm2 (CK) 基础上,施用无害化污泥堆肥15 t/hm2 (W1)、30 t/hm2 (W2) 和45 t/hm2 (W3),共四个处理,每个处理3次重复。小麦、玉米收获后,采集0—20 cm土层样品,测定常规土壤理化性质、重金属含量以及微生物量碳氮 (SMBC、SMBN)。采用内梅罗指数法计算土壤pH、有机质、全氮、有效磷和速效钾分肥力系数IFI_i,以及土壤综合肥力指数 (integrated fertility index,IFI)。 【结果】 1)施用污泥堆肥处理IFI在试验的第三年 (2015年) 玉米季达到最大值,与CK相比,W1、W2和W3处理IFI分别显著提升了57.3%、95.2%和127.5% (P < 0.05),说明连续施用污泥堆肥可以有效提高土壤肥力水平,其中W3处理效果最明显。2) SMBC和SMBN含量随污泥堆肥施用时间增加而增加。相同作物同一污泥堆肥施用量处理,第三年 (2015年) 的SMBC和SMBN含量均显著高于第一年 (2013年)。W1、W2和W3处理SMBC含量在2015年小麦季达到最大值,较CK分别显著提高了109.9%、176.2%和216.8% ( P < 0.05);W1、W2和W3处理SMBN含量在2015年玉米季达到最大值,较CK分别显著提高了55.6%、100.5%和162.3% ( P < 0.05)。3)施污泥堆肥处理的土壤和植物籽粒中重金属含量分别低于国家环境质量二级标准 (GB15618—1995) 和国家农产品质量安全规定的限量值。根据土壤肥力分级参考标准 (NY/T 391—2000),2015年玉米季W2和W3处理的土壤肥力已经达到I级,培肥作用显著,但长期大量施用导致的土壤重金属累积风险还需长期监测。 【结论】 施用重金属含量达到国家标准的无害化污泥堆肥,可以在短期内有效提升沙质潮土的土壤肥力质量,改善土壤微生物学特性。本试验条件下,连续施用45 t/hm2污泥堆肥效果最显著,沙质潮土的土壤肥力质量在第三年就达到I级,此时土壤和作物籽粒中重金属含量均低于国家相关标准限值。长期大量施用是否会带来重金属累积还需继续监测。      

石灰性土壤添加污泥后土壤的肥力特征及磷素淋失临界值

开展2 a种植冬小麦-夏玉米的盆栽试验,研究污泥添加对石灰性土壤养分的影响,构建石灰性土壤中污泥添加量(0、3.75、7.50、37.5、75.0 t/hm^2)与有效磷之间的关系,确定磷素淋失的临界值。结果表明:污泥添加降低了石灰性土壤的pH值,但土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、速效钾和土壤综合肥力指数随污泥添加量的增加呈增加趋势。试验期间,同年轮作季的污泥添加量相同时,玉米季土壤养分含量小于小麦季,且各养分随污泥施用年限的增加而增加,并与污泥的累积施用量之间存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)的正相关关系。当污泥添加量大于等于37.5 t/hm^2时,土壤养分含量与未添加污泥处理相比差异显著(P<0.05)。污泥施用后该土壤磷素淋失临界值为有效磷质量分数28.57 mg/kg,其对应的污泥施用量分别为61.39 t/hm^2。研究可为在石灰性土壤中污泥的合理施用提供依据。     

施用生活污泥改良滩涂土壤理化性状的探讨

采用符合土地改良用标准的生活污泥为材料,通过田间小区随机区组试验,研究了生活污泥的不同施用量（0、75、150、300、600 t/hm2）对滩涂土壤部分理化性质的影响。结果表明,施用生活污泥可显著改善滩涂土壤的理化性状。随着污泥施用量的提高,滩涂土壤的容重、密度、pH值逐渐下降,有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷、CEC均呈上升趋势,全钾、速效钾无显著变化。滩涂土壤的细菌、放线菌数量随污泥施用量的提高呈上升趋势。     

不同生物质炭输入水平下旱作农田温室气体排放研究

在陇中黄土高原干旱半干旱区,采用小区定位试验,对不同生物质炭输入水平下春小麦农田土壤温室气体(CO_2、N_2O和CH_4)的排放通量进行全生育期连续观测,并分析其影响因子。结果表明:6个生物质炭输入水平处理下[0 t·hm~(-2)(CK)、10 t·hm~(-2)、20 t·hm~(-2)、30 t·hm~(-2)、40 t·hm~(-2)、50 t·hm~(-2)],旱作农田土壤在春小麦全生育期内均表现为CH_4弱源、N_2O源和CO_2源。全生育期各处理CH_4平均排放通量依次为:0.005 7 mg·m~(-2)·h~(-1)、0.0047 mg·m~(-2)·h~(-1)、0.003 6 mg·m~(-2)·h~(-1)、0.003 3 mg·m~(-2)·h~(-1)、0.002 7 mg·m~(-2)·h~(-1)和0.000 4 mg·m~(-2)·h~(-1),N_2O平均排放通量依次为:0.230 5 mg·m~(-2)·h~(-1)、0.144 1 mg·m~(-2)·h~(-1)、0.135 3 mg·m~(-2)·h~(-1)、0.098 9 mg·m~(-2)·h~(-1)、0.125 0 mg·m~(-2)·h~(-1)和0.151 3mg·m~(-2)·h~(-1),CO_2平均排放通量依次为:0.449 2μmol·m~(-2)·s~(-1)、0.447 0μmol·m~(-2)·s~(-1)、0.430 3μmol·m~(-2)·s~(-1)、0.391 4μmol·m~(-2)·s~(-1)、0.408 0μmol·m~(-2)·s~(-1)和0.416 4μmol·m~(-2)·s~(-1)。土壤CH_4排放通量随生物质炭输入量的增加而减小;当生物质炭输入量小于30 t·hm~(-2)时,土壤N_2O、CO_2排放通量随其输入量增加而显著减小,但当其输入量超过30 t·hm~(-2)时,N_2O、CO_2排放通量则呈显著增大趋势。各处理在5~15 cm土层平均土壤温度差异显著(P0.05),在5~10 cm土层平均土壤含水量差异显著(P0.05),土壤温度及含水量受生物质炭影响明显;且CK处理不同土层的土壤温度及含水量波动最大,生物质炭输入可在一定程度上降低不同土层土壤的水热变化幅度;N_2O、CO_2排放通量与10~15 cm土层土壤温度呈显著性负相关,与20~25 cm土壤温度呈显著性正相关;CH_4平均排放通量与5~10 cm土层土壤温度呈显著性负相关,与其含水量呈显著性正相关;N_2O平均排放通量与15~20 cm土层土壤温度呈显著性正相关;CH_4、N_2O、CO_2平均排放通量与0~5 cm土层土壤水分呈显著性负相关。生物质炭的输入能够减小温室气体的排放,且会因其输入量的不同而异,因此适量应用生物质炭有利于旱作农田生育期内增汇减排。     

污泥蚓粪对匍匐翦股颖草生长的影响

在塑料大棚内采用盆栽试验方法研究污泥蚓粪作为草坪坪床基质改良剂对基质理化性状和草生长的影响,并与泥炭进行了对比,以确定污泥蚓粪作为坪床基质改良剂的可行性,为开拓生活污泥资源化利用途径提供理论基础。结果表明：污泥蚓粪的加入增加了基质的养分供应,可促进草的生长,缩短草坪成坪时间。20g·kg-1和40g·kg-1蚓粪处理的草屑量分别是40g·kg-1泥炭处理的2.4倍和3.3倍。20～80g·kg-1蚓粪处理草的再生速度和叶绿素含量均大于40g·kg-1泥炭处理。但高含量的污泥蚓粪会抑制草坪草的生长,使草坪成坪时间延长,且成坪后盖度较差,质地较粗。实际建设中20～60g·kg-1的污泥蚓粪用量较为合适。污泥蚓粪具备取代泥炭成为坪床基质改良剂的潜能,可成为生活污泥农业工程利用的有效途径。     

浮萍对福州平原稻田CH4和N2O排放的影响分析

浮萍是稻田中常见的漂浮在水面的水生植物,具有固氮作用,但是,浮萍对稻田温室气体排放的影响尚不明确.以位于湿润亚热带的福州平原稻田为研究对象,探讨浮萍对该区域稻田CH4和N2O排放的影响,为科学评价、准确编制我国水稻田温室气体排放清单提供基础数据.研究结果表明,观测期内,有萍小区和无萍小区CH4排放范围分别为0.19～26.50 mg·m-2·h-1和1.02～28.02 mg·m-2·h-1,平均值分别为9.28 mg·m-2·h-1和11.66 mg·m-2·h-1,有萍小区CH4排放低于无萍小区(P＜0.01),有萍小区CH4排放高峰比无萍小区约提前1周,高峰期后排放迅速降低;有萍小区和无萍小区N2O排放范围分别为-50.11～201.82 μg·m-2·h-1和-28.93～54.42μg·m-2·h-1,平均值分别为40.29 μg·m-2·h-1和11.93 μg·m-2·h-1,有萍小区N2O排放高于无萍小区(P＜0.05).稻田排干后,N2O排放迅速上升,2个小区N2O排放呈现出相似的规律.有萍小区和无萍小区的CH4与N2O排放的影响因子有所不同.综合考虑CH4和N2O两种温室气体,CH4仍是稻田温室效应产生的主要贡献者,浮萍可降低位于沿海区域的福州平原稻田综合温室效应的17.3％.     

施肥对幼龄腰果植株生长和结果的影响

采用L9(34)正交设计,探讨氮、磷、钾肥配施对幼龄腰果植株生长和结果的影响.试验结果表明,对于2龄腰果植株,最佳施肥组合为N1P1K1,年施氮(N)150 g/株、磷(P2O5) 50 g/株和钾(K2O) 50 g/株处理,可以促进植株生长;对于3龄腰果植株,年施氮250～450 g/株处理,植株的冠幅、株高增量随着氮施用量增加而增大,磷、钾影响不显著;现蕾期和初花期,P2O5 90 g/株和K2O 200 g/株处理的植株现蕾、开花枝梢比例最高,施氮影响不显著;盛花坐果期,施N 350 g/株、P2O5 150 g/株和K2O 150 g/株处理的植株现蕾开花枝梢比例最高.氮和钾对3龄植株结果影响较大,年施N 250～450 g/株处理,平均株产量随着氮施用量的增加而增加,最佳施肥组合为N3P1K2,施N 450 g/株、P2O5 90 g/株和K2O 150 g/株处理,可以促进3龄腰果植株结果.3龄植株腰果产量与初花期叶片钾(K)含量(0.43%～0.47%)和盛花坐果期叶片N含量(1.89%～2.20%)呈直线显著正相关.     

生物有机肥对番茄青枯病的防效研究及机理初探

以有机废弃物堆置腐熟后添加枯草芽孢杆菌、短小芽孢杆菌等功能菌制成两种生物有机肥FBOF1和FBOF2,采用盆栽试验方法,研究了上述生物有机肥对番茄青枯病的防效,同时对其作用机理进行了初步探讨。结果表明,施用生物有机肥后,番茄青枯病病情指数降低,防病效果达27.6%-69.0%,与对照相比差异显著,同时植株中多酚氧化酶、苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶活性明显提高。96 h时施用FBOF1和FBOF2处理的多酚氧化酶活性分别为5.78、4.98 U.g^-1min^-1,比对照高53.7%和32.4%;苯丙氨酸解氨酶活性96 h时分别为1.56、0.77 U.g^-1h^-1,比对照高205.9%和51.0%;对过氧化物酶活性而言,96 h时差异更为明显,施用生物有机肥后其活性分别为0.79、0.42 U.g^-1min^-1,而对照仅为0.14 U.g^-1min^-1。此外,施用生物有机肥后土壤微生物功能多样性提高,从培养48 h的结果看,15、25、40 d的AWCD值都高于对照,其中FBOF2第40 d时的AWCD值与对照相比差异显著,分别为1.010 7和0.505 3。从试验结果还可看出,生物有机肥影响根围土壤中青枯菌和主要微生物类群数量,施用生物有机肥后,土壤中细菌和放线菌数量增加,而青枯菌数量则明显下降。     

不同生物质炭输入水平下旱作农田温室气体排放日变化研究

在陇中黄土高原干旱半干旱区,采用小区定位试验,对不同生物质炭水平(0 t·hm~(-2)、10 t·hm~(-2)、20 t·hm~(-2)、30 t·hm~(-2)、40 t·hm~(-2)、50 t·hm~(-2))下农田土壤温室气体(CO_2、N_2O和CH_4)的日排放通量及其影响因子进行连续观测,并确定1 d中不同生物质炭处理水平下的最佳观测时间。结果表明:6个生物质炭输入水平处理下,春小麦地土壤CH_4、N_2O和CO_2通量变化趋势与气温日变化轨迹大体一致,均表现为白天排放量大于夜间,并在4:00—5:00时,出现对CH_4通量的吸收峰,以及N_2O与CO_2的排放低谷;全天内各处理CH_4平均排放通量依次为:10.14mg·m~(-2)·h~(-1)、7.82mg·m~(-2)·h~(-1)、6.57mg·m~(-2)·h~(-1)、-0.10mg·m~(-2)·h~(-1)、1.05mg·m~(-2)·h~(-1)和2.89mg·m~(-2)·h~(-1),N_2O平均排放通量依次为:288.79mg·m~(-2)·h~(-1)、201.78mg·m~(-2)·h~(-1)、157.14mg·m~(-2)·h~(-1)、112.06mg·m~(-2)·h~(-1)、154.60mg·m~(-2)·h~(-1)和164.02mg·m~(-2)·h~(-1),CO_2平均排放通量依次为:85.44 mg·m~(-2)·h~(-1)、80.91 mg·m~(-2)·h~(-1)、76.49 mg·m~(-2)·h~(-1)、65.29 mg·m~(-2)·h~(-1)、67.19 mg·m~(-2)·h~(-1)和69.10 mg·m~(-2)·h~(-1);当生物质炭输入量小于30 t·hm~(-2)时,土壤CH_4、N_2O、CO_2排放通量随其输入量增加而显著减小,但当其输入量超过30 t·hm~(-2)时,3种温室气体排放通量则呈显著增大趋势;当生物质炭输入水平为30 t·hm~(-2)时,春小麦土壤全天表现为CH_4的吸收汇,其余各水平处理下的土壤表现为CH_4的弱排放源;6种处理水平下,全天春小麦地土壤表现为N_2O、CO_2的排放源。0~5 cm的土壤温度及水分(y)与生物质炭输入量(x)回归方程分别为y=-0.017 6x+16.585(R~2=0.302 6,r=-0.55,P0.05)和y=0.056 5x+13.626(R~2=0.815 1,r=0.903,P0.05),生物质炭输入量与0~5 cm的土壤水分呈显著正相关关系;无生物质炭输入处理下3种温室气体的吸收或排放通量与地表温度及5 cm地温均呈显著正相关关系,其他各处理也表现出不同程度的正相关关系。因此,当生物质炭输入水平为30 t·hm~(-2)时,更有利于CH_4、N_2O和CO_2 3种温室气体的增汇减排;生物质炭输入水平差异引起的土壤温度及水分差异可能是不同生物质炭处理CH_4、N_2O和CO_2日排放通量产生差异的主要原因;由矫正系数及最佳时段温室气体排放量与累积排放量回归分析可得,3种温室气体的最佳同期观测时间为8:00—9:00。     

减氮和施生物炭对华北夏玉米-冬小麦田土壤CO2和N2O 排放的影响

2013年6月-2014年6月,在河南省新乡夏玉米-冬小麦试验田设置四种处理即农民常规施肥（F处理,250kg·hm^-2）、减氮20%（LF处理,200kg·hm^-2）、减氮20%+黑炭（LFC）,以不施肥处理为对照（CK）,采用静态箱-气相色谱法,对夏玉米-冬小麦生长季土壤CO_²和N_²O排放通量动态进行测定。结果表明：（1）夏玉米-冬小麦田的土壤CO₂排放通量为21.8～1022.7mg·m^-2·h^-1,土壤CO_²排放通量主要受土壤温度和水分的影响,在夏玉米季受土壤水分的影响更为显著,而在冬小麦季则为5cm土层处的温度对其影响更为突出。减施氮肥20%处理和减氮加生物黑炭共同作用使土壤CO_²累积排放量显著降低,小麦生长季的减排作用尤为显著。（2）施肥和灌溉是影响土壤N_²O排放的最主要因素,施肥期间N2O排放量分别占夏玉米季和冬小麦季累积排放量的73.9%～74.5%和40.5%～43.6%;施肥量主要影响排放峰的强度,灌溉主要影响排放峰出现时间的早晚且会影响不同措施的减排效果。在每季作物250kg·hm^-2施氮水平下减施氮肥20%使夏玉米季和冬小麦季的N₂O累积排放量分别降低15.7%～16.8%和18.1%～18.5%,是高产集约化农田减排N₂O的有效措施。在适宜施氮水平（200kg·hm^-2）下施用生物黑炭,短期内对土壤N₂O排放无显著影响。（3）夏玉米-冬小麦田农民常规施肥水平的N₂O排放系数为0.60%,减氮施肥的N₂O排放系数为0.56%。在华北平原高产集约化农田适当减氮施肥不仅能降低农田土壤温室气体排放,且对作物产量无影响,是适宜的温室气体减排措施。     

环保型土壤改良剂对沙区植物叶绿素和光合速率的影响

为探索改善沙区沙化土壤的理化性状和肥力状况、促进植物优良生长。应用特定生产工艺将天然黏土矿物、城市生活污水和污泥按一定比例加工成自制天然环保型土壤改良剂（简称环保型土壤改良剂）,并采用正交试验设计盆栽法,以沙区主要造林树种紫穗槐、白榆、欧美杨108和沙柳为研究对象,通过观测植物叶片叶绿素含量和光合作用特性,研究了不同环保型土壤改良剂的应用效果。结果表明:在提高植物叶绿素含量方面,以沙柳、环保型土壤改良剂③、矿物添加量150 g、污泥添加量250 g组合效果最佳;在增强植物光合速率方面,以欧美杨108、环保型土壤改良剂①、矿物添加量250 g、污泥添加量200 g组合效果最好。该研究对我国北方干旱半干旱地区改良沙化土壤理化性质、提高植被覆盖率具有非常重要的意义。     

施用河道污泥对水稻和土壤重金属含量及 水稻氮素利用的影响

2013—2014年以苏州市相城区望亭镇某河道污泥为研究对象,以农田施用污泥20 kg?m~(-2)和不施用污泥为主处理,以施氮肥120 kg(N)?hm~(-2)(LN)和240 kg(N)?hm~(-2)(NN)为副处理,连续两季种植粳稻品种‘武运粳24’,研究河道污泥农田施用对水稻和土壤重金属含量及水稻氮素利用的影响。结果表明:1)河道污泥农田施用,显著提高了稻田土壤有机质含量、速效氮含量和重金属Cu、Zn、Pb含量,水稻产量平均增加7.05%,水稻籽粒中重金属Cu、Zn、Pb含量分别增加53.66%、18.71%和802.29%,水稻吸氮量显著增加,氮素利用效率显著降低。2)河道污泥施用后,较高施氮量(NN)增加了稻田土壤有机质含量和速效氮含量,对稻田土壤重金属含量和水稻籽粒中重金属含量影响不大,水稻产量、水稻吸氮量显著增加,但氮素利用效率显著降低。3)污泥处理条件下,与第1季相比较,第2季稻田土壤重金属Cu、Zn、Pb含量平均下降5.0%左右、籽粒中重金属Cu、Zn、Pb含量下降7.27%~12.65%,但均显著大于不施河道污泥的对照处理。4)污泥×氮肥、污泥×年度、氮肥×年度和污泥×氮肥×年度的互作效应对稻田土壤养分含量、重金属含量,水稻产量、籽粒重金属含量和水稻氮素吸收利用的影响均未达显著水平。     

Sewage sludge processing determines its impact on soil microbial community structure and function

Composting and thermal drying are amongst the most commonly used post-digestion processes for allowing sanitation and biological stabilization of sewage sludge from municipal treatment plants, and making it suitable as soil conditioner for use in agriculture. To assess the impact of sludge-derived materials on soil microbial properties, fresh (LAF), composted (LAC) and thermally dried (LAT) sludge fractions, each resulting from a different post-treatment process of a same aerobically digested sewage sludge, were added at 1% (w/w) application rate on two contrasting (a loam and a loamy sand) soils and incubated under laboratory conditions for 28 days. Soil respiration, microbial ATP content, hydrolytic activities and arginine ammonification rate were monitored throughout the incubation period. Results showed that soil biochemical variables, including the metabolic quotient (qCO₂), were markedly stimulated after sludge application, and the magnitude of this stimulatory effect was dependent on sludge type (precisely LAT > LAF > LAC), but not on soil type. This effect was related to the content of stable organic matter, which was lower in LAT. Genetic fingerprinting by PCR–DGGE revealed that compositional shifts of soil bacterial and, at greater extent, actinobacterial communities were responsive to the amendment with a differing sludge fraction. The observed time-dependent changes in the DGGE profiles of amended soils reflected the microbial turnover dependent on the sludge nutrient input, whereas no indications of adverse effects of sludge-borne contaminants were noted. Our findings indicate that composting rather thermal drying can represent a more appropriate post-digestion process to make sewage sludge suitable for use as soil conditioner in agriculture.