桔梗与大葱间作对土壤养分、微生物区系和酶活性的影响

【目的】 分析桔梗大葱间作对土壤特性的影响,明确桔梗大葱间作消减桔梗连作障碍的效果。 【方法】 在桔梗连作3年的地块进行大田试验。设桔梗单作、桔梗大葱行比2∶1、3∶1、4∶1三种间作,移栽后15天开始,每隔30天取一次0—20 cm土壤样品,测定了土壤微生物区系、土壤脲酶、磷酸酶、转化酶和多酚氧化酶活性及土壤有效养分的含量。 【结果】 与桔梗单作相比,间作大葱土壤有效氮含量增加了22.3%～50.0%,提高幅度随着桔梗大葱间作行比的增加呈下降趋势。5～8月 (移栽后105天内) 桔梗大葱间作土壤有效磷含量高于桔梗单作,8月后低于桔梗单作。间作大葱对土壤速效钾含量的影响不显著。桔梗大葱间作提高了土壤碱性磷酸酶、土壤多酚氧化酶活性,且在桔梗生长后期的作用效果优于前期,但对土壤脲酶和转化酶的活性及变化趋势没有显著影响。桔梗大葱间作增加了土壤微生物总量和细菌数量,降低真菌数量,提高了土壤细菌/真菌比值。 【结论】 土壤细菌数量和细菌/真菌比值随桔梗大葱间作行比的增加而降低,而真菌数量反之。桔梗间作大葱是消减桔梗连作障碍的一种新型种植模式。      

高锰酸钾消毒后增施木霉菌肥对连作土壤微生物环境及再植平邑甜茶幼苗生长的影响

【目的】 研究了连作苹果园土壤经高锰酸钾处理后增施木霉菌肥对连作土壤再植平邑甜茶幼苗及土壤微生物环境的影响,以期为减轻苹果连作障碍提供理论依据与技术支持。 【方法】 以盆栽苹果砧木平邑甜茶幼苗为试材,以27年老龄苹果园土壤为对照 (CK),设置木霉菌肥处理 (T1)、高锰酸钾消毒处理 (T2) 以及高锰酸钾和木霉菌肥联用处理 (T3),通过实时荧光定量 (q-PCR)、末端限制性片段长度多态性 (T-RFLP) 等技术研究了各处理对连作土壤微生物环境的影响,同时对平邑甜茶幼苗的生理特征、抗氧化酶活性以及光合相关参数进行了测定。 【结果】 木霉菌肥处理 (T1)、高锰酸钾处理 (T2) 以及两者的联用处理 (T3) 均能促进平邑甜茶幼苗生长,其中以两者联用处理 (T3) 的促进效果最为显著。9月份取样分析结果表明,T3处理的平邑甜茶幼苗株高、地径、鲜质量、干质量分别比T1处理提高了34.0%、30.9%、34.9%、33.7%,比T2处理提高了22.5%、23.0%、21.7%、17.3%。同时T3处理平邑甜茶幼苗的根呼吸速率、SOD、POD、CAT活性、光合作用强度相比T1、T2处理也有了显著提高。此外,T3处理还更好地优化了土壤微生物环境,具体表现为T3尖孢镰刀菌 (Fusarium oxysporum)、层出镰孢菌 (Fusarium proliferatum) 基因拷贝数分别较CK降低了69.7%、64.4%,明显优于T2处理的50.0%、49.7%以及T1处理的29.8%、29.3%。T-RFLP图谱的主成分分析 (PCA) 发现,T3处理最大程度地改变了连作土壤真菌群落结构,更有利于减轻苹果连作障碍。 【结论】 高锰酸钾与木霉菌肥联用能更好地降低苹果连作土壤中致病真菌数量,改变连作土壤真菌群落结构,提高平邑甜茶幼苗抗氧化酶活性,促进平邑甜茶幼苗的生长。      

蚓粪减轻苹果砧木平邑甜茶幼苗连作障碍的土壤生物学机制

【目的】有害真菌数量的增加是造成苹果连作障碍的主要原因。本文探讨了蚓粪对苹果连作障碍的防控效果以及作用机理。【方法】以苹果常用砧木平邑甜茶 (Malus hupeheusis Rehd.) 为试材进行了盆栽试验,供试土壤为棕壤,取自山东省泰安市25年的红富士老果园。以连作土壤为对照 (CK),设灭菌连作土壤 (TM)、连作土壤施用蚓粪 (YF)、连作土壤施用灭菌蚓粪 (MYF) 共4个处理。幼苗生长一年后,测定平邑甜茶生物量、根系相关指标,分析土壤可培养微生物类群及土壤酶活性。【结果】与连作土壤CK相比,蚓粪(YF)和灭菌蚓粪 (MYF) 处理的平邑甜茶植株干重显著提高了351.1%和348.2%;蚓粪处理 (YF) 和灭菌蚓粪 (MYF) 处理都显著促进了平邑甜茶植株根系的生长,提高了植株根系的抗氧化酶活性和根系呼吸速率,两个处理间无明显差异;YF处理土壤细菌、放线菌数量分别增加了107.8%和97.7%,真菌数量减少了17.1%。实时荧光定量PCR结果显示,施入蚓粪后 (YF) 连作土壤中尖孢镰刀菌的数量下降了51.0%,MYF处理的尖孢镰刀菌数量降低了57.6%,YF和MYF两个处理间无显著差异;YF处理的土壤磷酸酶、脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性分别比CK提高了97.9%、540.9%、213.1%和109.4%。【结论】在连作土壤上添加蚓粪或灭菌蚓粪,均可显著增加土壤中细菌和放线菌数量,降低真菌特别是尖孢镰刀菌数量,改善连作土壤微生物环境,进而减轻苹果连作障碍带来的危害,提高土壤酶活性,促进植株根系健康生长,提高平邑甜茶幼苗的生物量。     

碱性肥料对土壤微生物多样性及香蕉枯萎病发生的影响

【目的】 研究碱性肥料对土壤微生物活性及多样性的影响,探究防控香蕉枯萎病的有效途径。 【方法】 采用两因素裂区设计进行了盆栽试验。主处理是施肥量相等、pH值分别为5.5、7.0、8.0的3个氮磷钾复合肥 (22-8-15);副处理为接种香蕉枯萎病尖孢镰刀菌 [Fusarium oxysporum f. sp. cubensce (E.F.Smith) Snyder et Hasen],包括不接种尖孢镰刀菌 (FOC)、接种FOC×106 cfu/g两个水平,共6个处理。 【结果】 1) 施用pH为7和8的两种肥料处理显著降低了香蕉枯萎病的染病率及病情指数,pH 8.0的碱性肥料较pH 5.5的酸性肥料分别降低了38和16个百分点。2) 接种FOC后,碱性肥料相比中性和酸性肥料显著增加了香蕉整株生物量,增加量分别为15%和23%,而对香蕉根部生物量影响不显著。3) 肥料的酸碱性对土壤微生物群落数量有显著影响,碱性肥料处理土壤中的FOC和真菌数量显著少于酸性肥料处理的,分别减少了60%和51%,而放线菌和细菌数量却都明显多于酸性肥料处理的,分别是酸性肥料的1.22和2.25倍。4) 碱性肥料较酸性肥料提高了土壤微生物的总碳源利用率及活性;在接种FOC的情况下,碱性肥料较酸性肥料可以显著地提高土壤微生物多样性。 【结论】 施用碱性肥料能明显减少土壤中FOC和真菌数量,增加细菌、放线菌数量,显著优化土壤微生物种群结构,提高土壤微生物活性及多样性,有效抑制FOC的萌发和致病,从而有效防控香蕉枯萎病的发生。      

施肥对中国农田土壤微生物群落结构与酶活性影响的整合分析

【目的】 施肥能直接或间接改变农田生态系统的养分平衡,从而影响土壤的物理、化学和生物学特性。本研究探讨不同种植制度和土壤条件下施肥对农田土壤生物学特性的影响程度,为合理施肥和土壤肥力提升提供科学依据。 【方法】 通过收集近10年 (2008—2018年) 来发表的文献,建立了包含185组微生物量及群落结构等相关内容的数据库。采用整合分析方法(Meta-analysis),定量分析了施肥对土壤微生物量、群落结构以及酶活性的影响。 【结果】 与不施肥相比,施肥显著提高了土壤微生物磷脂脂肪酸 (PLFA) 和微生物量碳、氮含量,提高幅度分别为28.5%、30.9%和41.6%。施用 (单施或配施) 有机物料对土壤微生物总PLFA含量及微生物量碳、氮含量的提高幅度分别为47.3%、50.4%和58.7%,相当于施用化肥的2.8、2.4和3.9倍。与不施肥相比,施肥均能增加各类微生物菌群PLFA含量,对细菌、真菌及放线菌的提高幅度为23.8%～30.4%,对革兰氏阴性菌(G–)和革兰氏阳性菌 (G+) 的提高幅度为37.8%～43.2%,且施用有机物料处理对各类微生物菌群PLFA含量的提高幅度显著高于施化肥处理。施用化肥对土壤微生物总PLFA含量的提高幅度在一年两熟制区为17.9%,在水田和水旱轮作条件下为18.3%～27.6%,而在一年一熟制区及旱地条件下对土壤微生物总PLFA含量无显著影响。在不同pH的土壤中,施用有机物料对微生物总PLFA的提高幅度均显著高于施化肥处理。在pH < 6与pH > 8的土壤上施用化肥对微生物总PLFA含量无明显影响。施肥显著提高了与土壤有机质分解相关的β-葡萄糖苷酶(42.4%)和乙酰氨基葡萄糖苷酶(174.5%)的活性,对与氮循环相关的亮氨酸氨基肽酶活性无显著影响。统计分析还表明,施肥并未改变土壤微生物的真菌细菌比(F∶B)和革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌比(G +∶G–)。 【结论】 在不同种植制度、土地利用类型和土壤pH下,施肥显著改变了土壤微生物量和与有机质分解相关的酶活性,但未改变土壤微生物的真菌细菌比(F∶B)和革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌比(G+∶G–)。单施或配施有机物料均有利于提高农田土壤微生物总量及各类菌群的生物量,效果显著好于单施化肥。      

土施维生素B6对苹果园土壤微生物多样性的影响

【目的】 土壤微生物是影响根系生态环境的重要因素,维生素B₆具有提高果实品质的功效。本试验通过高通量测序的方法,研究土施不同剂量维生素B₆ (VB₆) 对土壤微生物多样性的影响,从而揭示土施维生素B₆提质功效的机理。 【方法】 2015年4月,在距富士苹果主干1 m处土施不同剂量的维生素B₆,同年10月,在撒入维生素B₆处采集土样,提取基因组DNA,通过PCR扩增建立文库,通过高通量测序技术并结合相关生物信息学方法,对土壤细菌16S rRNA基因V4+V5区域和真菌ITS1+ITS2区域的丰富度、多样性及群落结构进行检测。 【结果】 从9个土壤样品中共获得530714个有效细菌序列数和434886个有效真菌序列数,从每个样品中平均可获得1920个细菌群落 (OTUs) 和374个真菌群落 (OTUs),每个样品中有566个相同的细菌群落 (OTUs) 和73个相同的真菌群落 (OTUs),丰富度指数 (Ace指数和Chao指数) 分析显示,维生素B₆ 5g/株处理提高了细菌丰富度,其Ace指数显著提高了62.6%,Chao指数显著提高了71.6%,降低了真菌丰富度,其Chao指数显著降低了18.6%,维生素B₆ 10 g/株处理对细菌和真菌丰富度无显著影响。多样性指数 (Simpson指数和Shannon指数) 显示,维生素B₆ 5 g/株处理提高了细菌的多样性,其Shannon指数显著提高了22.3%,降低了真菌的多样性,其Simpson和Shannon指数显著降低了29.2%和34.4%,维生素B₆ 10 g/株处理对细菌和真菌的多样性无显著影响。在门分类水平上,变形菌门 (Proteobacteria)、放线菌门 (Actinobacteria)、拟杆菌门 (Bacteroidetes) 和酸杆菌门 (Acidobacteria) 是优势细菌,其相对丰度之和超过80%,子囊菌门 (Ascomycota)、担子菌门 (Basidiomycota)、接合菌门 (Zygomycota) 是优势真菌,其相对丰度之和超过98%,维生素B₆ 5 g/株处理降低了细菌中拟杆菌门 (Bacteroidetes) 的相对丰度,提高了真菌中子囊菌门 (Ascomycota) 的相对丰度,降低了担子菌门 (Basidiomycota) 和接合菌门 (Zygomycota) 的相对丰度,维生素B₆ 10 g/株处理提高了细菌中的变形菌门 (Proteobacteria) 和放线菌门 (Actinobacteria) 的相对丰度,降低了拟杆菌门 (Bacteroidetes) 和酸杆菌门 (Acidobacteria) 的相对丰度,提高了真菌中担子菌门 (Basidiomycota) 的相对丰度,降低了接合菌门 (Zygomycota) 的相对丰度。 【结论】 维生素B₆可以改变土壤中细菌和真菌的丰富度和多样性,改变土壤中门水平的细菌和真菌的相对丰度。维生素B₆作为一种良好的根系生态调节剂,具有推广价值。      

蚯蚓磨浆发酵产物减轻苹果连作障碍的机制

  【目的】  探究蚯蚓磨浆发酵产物防控苹果连作障碍的可行性。  【方法】  蚯蚓 (Eisenia foetida) 用湿法磨碎后,加入枯草芽孢杆菌 (Bacillus subtilis) 和黑曲霉菌 (Aspergillus niger) 发酵,发酵物用于试验。盆栽试验土壤采自27年龄的苹果园,供试作物为平邑甜茶幼苗。蚯蚓发酵物施入土壤,在苹果幼苗生长4个月后,调查苹果幼苗的生长状况,分析土壤中总微生物量、致病成分含量和有害真菌数量。  【结果】  施用蚯蚓磨浆发酵产物有效提高了苹果连作土壤中的细菌、放线菌数量,显著降低了真菌数量。与连作土对照相比,施用蚯蚓磨浆发酵产物处理连作土壤尖孢镰孢菌、层出镰孢菌、腐皮镰孢菌和串珠镰孢菌这4种有害真菌分别降低了65.6%、13.9%、84.2%和24.1%;有效降低了连作土壤中酚酸类物质的含量,其中根皮苷、根皮素和对羟基苯甲酸含量分别降低了74.2%、48.9%和67.0%;显著促进了植株根系的生长,提高了根系呼吸速率和抗氧化酶活性,根系呼吸速率、SOD、POD和CAT活性分别提高了69.4%、81.2%、81.1%和161.5%。蚯蚓磨浆发酵产物的添加极大促进了平邑甜茶幼苗植株的生长,植株干重是连作对照CK的2.58倍;同时提高了植株叶片的光合效率及叶绿素含量,其中光合效率比对照提高了46.5%,叶片叶绿素a和叶绿素b含量分别是对照的1.38和1.65倍。  【结论】  蚯蚓磨浆发酵产物的施入可有效提高土壤中细菌、放线菌数量,显著降低真菌数量和有害成分,改善苹果连作果园土壤环境,促进苹果幼树的生长,从而降低苹果连作障碍造成的危害。     

长期不同施肥对棕壤AM真菌群落结构的影响

【目的】 探明长期不同施肥条件下玉米–大豆轮作棕壤丛枝菌根 (Arbuscular mycorrhizal, AM) 真菌群落结构的变化及其影响因素。 【方法】 以沈阳农业大学棕壤肥料长期 (38年) 定位试验耕层土壤 (0—20 cm) 为材料,于2016年4月选取其中6个施肥处理:1) 不施肥 (CK);2) 单施化学氮肥 (N);3) 施用化学氮磷肥 (NP);4) 施用化学氮磷钾肥 (NPK);5) 单施有机肥 (M);6) 有机肥和化学氮磷肥配施 (MNP)。采用PCR-DGGE和克隆测序,分析了棕壤AM真菌群落结构,并结合环境因素进行冗余分析和典型对应分析。 【结果】 施用有机肥处理土壤有机碳 (TOC)、全氮 (TN)、全磷 (TP)、全钾 (TK)、碱解氮 (AHN)、有效磷 (AP)、速效钾 (AK)、可溶性有机碳 (DOC) 含量显著高于单施化肥和不施肥处理,且趋势表现为有机肥处理 > 化肥处理 > CK;与CK相比,单施化肥处理显著降低了土壤pH值,施用有机肥处理显著提高了土壤pH值。长期施肥显著改变了土壤中的AM真菌孢子密度,施用有机肥处理的孢子密度显著高于单施化肥处理和不施肥处理。冗余分析结果表明,土壤pH与AM真菌多样性指数和均匀度均呈显著负相关,而孢子密度与AP、TK、AHN呈显著正相关,AM真菌多样性指数与孢子密度则不相关。聚类分析表明长期不同施肥将棕壤中AM真菌分为两大类群,分别为不施肥区和施肥区,其相似度仅为42%。通过割胶克隆测序得出从土壤样品中分离的AM真菌种群主要为球囊霉菌,典型对应分析表明AP、AK、TOC、NH ₄+-N显著影响AM真菌的群落组成。 【结论】 长期定位施肥改变了棕壤的理化性质,从而对AM真菌的群落结构产生了显著影响。      

不同盐渍化土壤中微生物对氮肥的响应

【目的】 研究河套灌区土壤不同盐渍化程度下土壤微生物对氮肥的响应机理,为河套灌区盐渍化土壤中确立适宜的氮肥施用量提供理论依据。 【方法】 2015—2016年在内蒙古磴口县坝楞示范基地进行了两年田间试验,供试土壤为粉沙壤土,供试作物为玉米。设置轻度 (0.77～1.24 mS/cm) 和中度 (1.24～1.77 mS/cm) 盐渍化土壤为主区,副区为施氮水平,共设4个施氮水平为N 0、135、270、405 kg/hm2,研究轻、中度盐渍化土壤下不同施氮水平对土壤微生物的影响,探寻土壤盐渍化和氮肥对微生物的交互作用。 【结果】 土壤盐分随着施氮量的增加而增加;细菌、真菌、放线菌数量和微生物量碳、氮含量均随着施氮量的增加呈现出先增加后降低的趋势,在N 270 kg/hm2处理微生物数量和生物量均达到最高值。回归分析表明,土壤微生物与氮、土壤盐分之间呈现出极显著的二元二次非线性回归关系,由回归方程各系数可知,在盐渍化土壤中,单独施用氮肥均可以增加土壤微生物,而土壤盐分增加,土壤微生物减少;在轻度盐渍化土壤中,土壤盐分和施用氮肥对微生物具有正效应,即共同促进了土壤微生物的增加,而在中度盐渍化土壤中,土壤盐分和施用氮肥对微生物具有负效应,即抑制土壤微生物的增加。 【结论】 土壤盐渍化程度越高,土壤中微生物数量和生物量越少,施氮量为N 270 kg/hm2时微生物数量和生物量均达到最大值;土壤微生物与氮、土壤盐分之间呈现出极显著的二元二次非线性回归关系,在轻度盐渍化土壤中,土壤盐分和施用氮肥共同促进土壤微生物的增加,而在中度盐渍化土壤中,土壤盐分和施用氮肥抑制了土壤微生物的生长和繁殖。      

不同剂量外源纤维素酶对设施土壤生物活性与番茄生长的影响

【目的】土壤纤维素酶活性在一定程度上反映土壤生物化学过程的强度及土壤肥力水平。本研究主要探讨了添加外源纤维素酶对设施土壤环境及栽培作物的积极影响,以期为设施土壤改良和质量提升提供参考。 【方法】以番茄‘芬达’为试材进行了盆栽试验。在设施土壤上设置添加外源纤维素酶:0、3、6、9、12、15 kg/hm2,分别用CK、T1、T2、T3、T4和T5表示,共6个处理。结果初期测定了番茄叶片光合指标,结果初期、结果盛期、采收盛期分别取土样测定了土壤脲酶、蔗糖酶、SOD、碱性磷酸酶活性,以及土壤细菌、真菌、放线菌数量,果实成熟期分批测产。 【结果】同一生育期,随酶制剂用量的增加,土壤微生物数量及酶活性均先增加后降低。与CK相比,细菌、真菌、放线菌最高分别增加了996.8% (结果盛期的T4)、801.4% (采收盛期的T3) 和314.6% (坐果初期的T3);坐果初期T3的土壤脲酶、蔗糖酶、SOD及采收初期T3的碱性磷酸酶活性提高较多,分别较CK增加了214.3%、424.3%、254.0%和44.0%;同时添加外源纤维素酶对番茄株高、茎粗以及Pn、Tr、Gs、Ci等光合指标的提高有促进作用,增加了番茄产量,T3的番茄产量最高,达到55188 kg/hm2。 【结论】适当添加外源纤维素酶,在提高土壤本身纤维素酶活性的同时也增强了其他土壤酶活性,促进了土壤中微生物的积累和繁殖,从而改善了土壤环境,并促进蔬菜作物健康生长,提高了作物产量。9 kg/hm2为本试验推荐的应用于设施土壤的纤维素酶最佳使用量。     

生物炭与氮肥配施改善枣区土壤微生物学特性

【目的】 探究生物炭与氮肥配施对华北平原枣区土壤微生物学特性的影响,从微生物学角度揭示其对土壤质量的改良状况,为生物炭在果园地区的应用提供科学依据。 【方法】 2013―2015年,在位于华北平原枣区的河南省濮阳市林科院进行了生物炭与氮肥配合施用的田间定位试验。生物炭用量设0、2.5、5和10 t/hm2 4个水平 (以C₀、C₁、C₂、C₃表示),氮素用量设300、450和600 kg/hm2 3个水平 (以N₁、N₂、N₃表示),加上1个完全空白处理CK (不施生物炭和氮肥),共计13个处理。在红枣收获后,采集0—20 cm土壤样品测定各配施处理下土壤微生物量、酶活性和微生物数量。 【结果】 生物炭对土壤微生物量碳、氮含量有极显著影响,且微生物量随生物炭用量的增加而增加。所有施生物炭处理的土壤微生物生物量较C₀均显著增加。在2.5 t/hm2生物炭 (C₁) 水平下,不同施氮处理间微生物生物量差异不显著;微生物量碳、氮含量分别以C₃N₂和C₃N₃处理增幅最大,分别较对照提高了208.6%和159.4%。与对照相比,土壤脲酶活性随生物炭与氮肥用量的增加而显著增加,最大增幅为91.7%,但生物炭与氮肥配合总体上对土壤碱性磷酸酶和蔗糖酶活性没有显著影响。生物炭用量、施氮水平及其交互作用对土壤细菌、真菌和放线菌均有极显著影响。与对照相比,细菌、真菌和放线菌的增幅分别为10.9%～80.4%、6.6%～143.1%和50.6%～115.2%。相关性分析表明,土壤微生物生物量、土壤酶活性及微生物数量三者之间存在显著或极显著的正相关关系。 【结论】 生物炭与氮肥配施总体上提高了枣区土壤微生物生物量、酶活性及微生物数量,三者共同促进了土壤微生物生态系统的改良,配施处理可作为改良枣区土壤质量的有效措施之一。综合试验结果及实际生产成本,10 t/hm2的生物炭,配施N 300 kg /hm2的氮肥为该地区最佳配比施肥量。      

基于主成分和聚类分析的黑土肥力质量评价

【目的】 以吉林省农业科学院 (公主岭) 国家黑土长期定位试验基地为研究平台,定量评价不同施肥措施对土壤肥力质量的影响,为建立东北黑土区合理施肥模式和土壤肥力质量定量评价体系提供科学依据。 【方法】 通过主成分和聚类分析,综合评价了长期不同培肥措施的土壤肥力质量差异。以欧氏距离作为衡量不同处理肥力差异的大小,采用最短距离法对各定位施肥处理进行系统聚类。 【结果】 长期不同施肥处理的玉米产量与土壤酶活性、土壤全量养分、速效养分、有机质、微生物碳和微生物量氮都表现出显著或极显著正相关,与土壤pH值表现出负相关趋势。玉米产量与土壤硝态氮、铵态氮没有明显的相关性。土壤生物肥力与化学肥力呈极显著的正相关关系。土壤肥力质量排序为 1.5 (NPK + M1) > NPK + M2 > NPK + M1 > NPK + M1 (R) > NPK + S > NPK > CK,其中R表示轮作。不同培肥措施的土壤肥力质量可聚为4类, 1.5 (NPK + M1) 和CK单独聚为一类,分别为土壤肥力质量最好 (一等) 和最差 (四等); NPK + M2、NPK + M1、NPK + M1 (R) 三个处理聚为一类,土壤肥力质量为二等; NPK + S和NPK聚为一类,土壤肥力质量为三等。 【结论】 长期有机肥与化肥配施土壤肥力质量明显优于秸秆还田和单施化肥处理,秸秆还田的土壤肥力质量优于化肥单施。因此,应提倡长期有机无机肥配施以提高土壤肥力质量,实现农田的可持续利用。      

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。      

设施蔬菜大棚土壤氮磷钾养分富积降低土壤钙素的有效性

【目的】 随着种植年限的增加,设施农业缺钙性生理病害发生率迅速上升。设施土壤中氮磷钾元素的富积与土壤中钙素的形态及有效性有密切关系,进而影响植物对钙素的吸收。因此,本研究调查比较了不同种植年限设施菜地土壤钙素有效性的变化,及与N、P、K含量的关系,为提高土壤钙素有效性和减少缺钙性生理病害提供理论依据。 【方法】 在辽宁省海城市选取了38个设施蔬菜大棚,种植年限在3～30年不等,土壤均为棕壤,按照每三年为一个时间段,将大棚分为9组。采集了棚内0—20 cm的耕层土壤样品,同时采集棚外露地0—20 cm土壤样品作为对照。分析了有机质、氮、磷、钾养分含量,分别测定了土壤水溶性钙、交换性钙、酸溶性钙、非酸溶性钙含量,利用回归方法计算了氮磷钾含量与四种形态钙含量之间的关系。 【结果】 随着种植年限延长,设施土壤有机质、氮、磷、钾、总钙、酸溶性钙和非酸溶性钙含量逐年增加,水溶性钙和交换性钙分别在种植达到9～11年和12～14年时达到最大值104.1和611.9 mg/kg,之后呈下降趋势。总钙增加量的94.3%～96.4%属无效态的非酸溶性钙。土壤中氮、钾含量的提高促进了交换性钙的解吸,铵态氮和速效钾含量与交换性钙呈显著负相关 (r = –0.5451,P <0.01; r = –0.4809,P <0.01, n = 38)。土壤中磷含量的提高促进了难溶性磷酸钙盐的形成,磷酸高钙盐与无效性的非酸溶性钙呈极显著正相关(r = 0.5884,P <0.01, n = 38)。种植30年的设施土壤有效态钙含量与有效氮、磷、钾的比例比露地土壤下降了近70%。 【结论】 随着设施蔬菜种植年限的增加,土壤中的氮、磷、钾养分含量不断增加。氮和钾含量的增加促进了交换性钙的解吸,磷的增加促进了水溶态和交换态钙向无效的非酸溶性钙的转化。因此,土壤中氮磷钾的富积加剧了蔬菜土壤有效性钙的缺乏。      

蚯蚓原位堆肥提升番茄连作土壤质量研究

[目的]连作障碍引起的土壤质量劣变是制约种植业可持续发展的瓶颈问题之一.已有研究表明蚯蚓腐熟粪肥能有效提升连作障碍土壤质量.本研究比较了蚯蚓原位腐熟粪肥和使用异地腐熟粪肥对提高土壤理化和生物学性状的效果,以提出高效可行的蚯蚓堆肥施用模式.[方法]田间试验在宁夏连续种植5年番茄的温室内进行,供试番茄品种为'粉宴1号'.试...     

尿素配施木霉菌剂提高甜瓜产量、品质及土壤微生物功能多样性

【目的】明确尿素配施木霉菌剂对甜瓜产量、品质及土壤微生物功能多样性的影响,为生产中甜瓜的减肥增效提供理论依据。【方法】试验于2017年3月至7月在沈阳农业大学园艺科研基地的日光温室内进行,栽培土壤组成为土∶草炭∶牛粪 = 4∶2∶1,供试材料为薄皮甜瓜(Cucumis melo var. makuwa Makino)‘玉美人’。通过测土配方施肥测算,供氮水平100%为尿素(普通尿素,N≥46.4%) 25.9 g/株。以此为基础,设9个氮肥处理:50%普通尿素(T1)、50%控释尿素(T2)、50%普通尿素 + 木霉菌剂(T3)、50%控释尿素 + 木霉菌剂(T4)、30%控释尿素 + 20%普通尿素 + 木霉菌剂(T5)、100%普通尿素(T6)、100%控释尿素(T7)、150%普通尿素(T8),以不施氮肥为对照(CK)。测定了不同处理对薄皮甜瓜果实产量、品质及土壤微生物功能多样性的影响。【结果】与100%施氮处理(T6、T7)相比,减量施氮50%在一定程度上提高了成熟甜瓜果实的品质,其中50%控释尿素配施木霉菌剂(T4)处理不仅降低了甜瓜果实的硝酸盐含量,提高了果实的可溶性糖、Vc含量及香气物质含量,单株产量也有所增加。此外,随着施氮量的增加,氮肥表观利用率和农学利用率均明显降低,其中T1～T4处理与100%和150%施氮处理(T6～T8)间的差异均达显著水平,且T3、T4处理的氮肥利用率均较高。在土壤微生物多样性方面,与施用普通尿素相比,控释尿素处理(T2、T4、T5、T7)的AWCD值均高于其他处理,其中以T4处理的AWCD值最高。【结论】在供试栽培土壤条件下,减少氮肥施用量50%,无论是否采用控释尿素或配施木霉菌剂,都有助于促进甜瓜植株的生长,提高成熟甜瓜果实品质,增加甜瓜的单株产量,但只有配施木霉菌剂后,其产量、品质与施氮100%处理的差异达到了显著水平。微生物多样性只在施用了理论施氮量的150%后显著下降。因此,在有机质丰富的土壤上栽培甜瓜,建议采用施氮量减少50%、配施木霉菌剂的高产优质可持续的施肥技术。     

黑土区县域土壤养分空间分布特征及其影响因子

【目的】 土壤养分是农业生产的必要条件,了解土壤养分的空间变化,对指导精准施肥有一定意义。 【方法】 本文以地统计学为基础,利用ArcGIS软件,对克山县土壤养分数据进行析取克里格以及泛克里格插值,得到土壤养分的空间分布图,并通过DEM数据提取坡度、坡向、曲率等相关地形因子,在SPSS软件中进行地形因子与土壤养分的相关分析。 【结果】 克山县土壤有机质、有效磷、速效钾和全氮含量平均值分别为43.89 g/kg、28.35 mg/kg、184.75 mg/kg和1.81 g/kg,有机质与全氮的变异系数均为0.09,属于弱变异强度,而有效磷与速效钾的变异系数分别为0.18与0.11,属于中等变异强度。有机质、速效钾及全氮的含量与海拔均呈显著的正相关关系（P<0.01）,其中,有机质与全氮受海拔的影响程度最大。有机质以及全氮的含量还受到坡度的影响,与坡度呈显著的正相关性。不同土地利用方式间,旱地和菜地有机质和速效钾含量显著高于水田,而有效磷显著低于水田,全氮含量差异不显著。 【结论】 克山黑土区土壤有机质和全氮含量变异小,而有效磷和速效钾含量变异大。土壤养分的空间分布受到坡度与海拔的影响,尤其海拔对有机质与全氮的影响程度最大。土地利用类型、土壤类型以及成土母质也影响养分的分布。