绿肥植物的化学组成对其氮素有效性的影响

绿肥作物,特别是豆科绿肥,不仅是土壤有机质的重要来源,更是作物氮素的良好给源.绿肥的后一作用,历来受到人们的重视.许多研究者研究了绿肥中氮素对当季作物的有效性以及影响氮素有效性的因素.已经知道,除土壤性质和作物种类外,绿肥作物的化学组成,特别是C/N比值和木质素含量是影响其氮素有效性(对当季作物)的关键因素.     

不同冬绿肥翻压对土壤有机氮组分和氮素矿化的影响

[目的]研究不同冬绿肥种植与翻压对土壤氮素供应能力的影响,为改进华北地区冬绿肥种植技术,提高作物产量和维持土壤生产力提供理论依据。[方法]在天津市武清区设置大田冬绿肥/玉米轮作定位试验(2012—2019年)种植和翻压冬绿肥,测定不同冬绿肥及组合处理即二月兰、毛叶苕子、黑麦、黑麦草、毛叶苕子与二月兰混播和毛叶苕子与黑麦混播土壤有机氮及组分含量;同时进行室内培养试验,测试不同处理土壤的有机氮矿化势(N₀)和矿化量,分析冬绿肥种植与翻压对土壤有机氮组分及矿化的影响(以冬闲处理为对照)。[结果]与对照相比,冬绿肥种植与翻压显著提高总有机氮含量(幅度为3.05%～12.36%),显著降低非酸解态有机氮含量(18.87～55.87 mg/kg)。冬绿肥处理N₀值在189.15～245.90 mg/kg之间,比冬闲对照增加14.16%～48.41%,土壤矿化半衰期t_1/2比冬闲对照提高22.57%～73.11%。所有处理室内培养24周矿化分解土壤有机氮主要组分为酸解总氮,冬绿肥处理土壤酸解总氮矿化量比对照高3.41～20.54 mg...     

绿肥翻压对烟田土壤理化性状及土壤微生物量的影响

试验于2003年9月至10月河南烟区的襄城县、舞阳县、叶县、罗山县4个试验点种植绿肥,2004年3月进行翻压,以研究绿肥对土壤容重、土壤pH值等理化性质的影响以及对土壤微生物的影响。试验结果表明,绿肥翻压可以有效地降低土壤的容重和土壤的pH值,提高土壤的有机质,同时能促进土壤中微生物数量的大量增加。与空白对照相比,各个处理土壤容重降幅为0.03~0.1 g/cm3,土壤pH值的降幅一般都在0.1~0.6,土壤有机质含量提高0.08%~0.1%。因此利用烟田冬季休闲空间种植和翻压绿肥,可作为提高土壤肥力、改善烟田土壤环境、实现烟叶生产可持续性发展的一个重要措施。     

连年翻压绿肥对植烟土壤物理及生物性状的影响

【目的】土壤的生物性状可作为评价土壤生态环境质量的指标,而土壤的物理性状对土壤的水、 肥、 气、 热等因素具有调控作用。绿肥是一种养分全面的优质生物肥源,翻压的绿肥种类以及绿肥和化肥的配施比例会影响土壤微生物的种群数量以及土壤酶活性,并对土壤的物理、 化学和生物性质以及生产力产生重要影响。本文研究连年翻压绿肥后土壤中微生物种群数量、 微生物量碳、 土壤酶的年际变化及其对植烟土壤团粒结构和土壤紧实度影响,旨在为烟区土壤改良和特色烟叶开发提供理论依据。【方法】利用3年田间定位试验,研究了连年翻压绿肥对植烟土壤物理及生物性状的影响; 将鲜土样过2 mm筛后,利用平板涂布法以及氯仿熏蒸培养法测定了连年翻压绿肥后土壤中细菌、 真菌和放线菌数量以及微生物量碳的含量; 将土样风干并过1 mm 筛后测定了土壤脲酶、 酸性磷酸酶以及过氧化氢酶的活性。土壤紧实度采用CP40Ⅱ数显式土壤紧实度仪对不同处理的土壤进行原位测定; 而土壤团聚体结构采用沙维诺夫法进行,采集的原状土样采用干筛法进行分级,然后计算出不同粒级团聚体的百分含量以及平均重量直径和几何平均直径。 【结果】连年翻压绿肥显著降低了10 cm土层处的土壤紧实度,且以翻压高量绿肥处理（30000 kg/hm2+85%化肥,GMH）的土壤紧实度最低,其土壤紧实度较常规施肥 (F) 和不施肥 (CK) 处理分别降低了25.4%和29.9%; 翻压绿肥增加了土壤中大于7 mm 的机械团聚体含量,但降低了小于1 mm 机械团聚体的含量。随着翻压绿肥年限的增加,翻压绿肥土壤中细菌、 真菌和放线菌的数量以及土壤微生物量碳均呈增加的趋势,翻压3 年绿肥后,GMH处理的土壤细菌、 真菌和放线菌的数量以及土壤微生物量碳含量较F处理分别提高了49.0%、 47.8%、 35.4%和40.7%; 与常规施肥相比,翻压低量绿肥 （15000 kg/hm2+85%化肥,GML）降低了土壤脲酶和过氧化氢酶的活性,但翻压高量绿肥能够恢复和提高其活性。【结论】连年翻压绿肥能够降低土壤紧实度,增强土壤团聚结构的稳定性,提高土壤中细菌、 真菌和放线菌的数量以及土壤微生物量碳的含量; 翻压高量的绿肥有利于土壤中脲酶、 过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性的提高。     

农田重金属对“土壤-植物-微生物”系统的生态效应

以农田"土壤-植物-微生物"系统为对象,综述了重金属在农田生态系统中的生态效应。认为重金属对"土壤-植物-微生物"系统的影响表现在以下3个方面:影响土壤的生化特性,抑制土壤有机质的分解及矿化过程;被农作物吸收富集,并影响农作物的生长发育;影响微生物种群结构及生物活性,从而影响有机质矿化过程。     

绿肥翻压对植烟土壤养分状况的影响

为探究绿肥翻压对植烟土壤养分状况的影响,分析了绿肥翻压对不同土壤类型以及不同烤烟生育期烟田土壤有机质含量、pH值、速效氮、有效磷、速效钾等土壤主要指标的影响。结果表明,绿肥翻压对烤烟团棵期、旺长期和成熟期的土壤都有较好的改善作用,当每667 m~2绿肥翻压量为1 000 kg时,改善效果最佳。同时,绿肥翻压也能够显著改善紫色土、黄壤和黄棕壤有机质、速效氮和pH值等土壤指标,提高烟田土壤质量。     

蚕豆绿肥利用方式对紫色土氮素矿化和硝化特征的影响

豆科绿肥对紫色土土壤氮素转化具有重要影响,而氮素矿化和硝化是决定土壤有效氮含量多少的重要环节。本文选取川、渝两地常见的蚕豆作为绿肥材料,分别以0.6 g/100 g、1.8 g/100 g和3.0 g/100 g(豆科绿肥干重/风干土重量)进行绿肥翻压(FY)和绿肥覆盖(FG),通过室内恒温好气培养法来研究蚕豆绿肥对紫色土氮素矿化和硝化特征的影响,测定了不同绿肥利用下的土壤铵态氮、硝态氮、全氮、有机质含量和氨氧化潜势及硝化强度,并计算土壤氮素矿化量和硝化率。结果表明,与不施绿肥对照相比,绿肥翻压和覆盖下土壤净氮矿化量和硝化率均明显提高,且在一定范围内有随绿肥施用量增加而增加的趋势。其中,FY1.8处理土壤净氮矿化量最高达304.21 mg/kg,与CK相比增加了302.70 mg/kg。土壤氮素最终硝化率达到了91.04%～96.80%,表现为FG3.0最高,FY3.0次之,FG0.6最低。中高量绿肥覆盖或翻压均显著提高了土壤全氮和有机质含量、土壤氨氧化潜势和土壤硝化强度;在相同绿肥用量下,绿肥翻压处理显著高于绿肥覆盖处理(P0.05)。相关分析表明,土壤净氮矿化量与铵态氮、全氮和有机质呈极显著的正相关关系,与硝态氮呈极显著的负相关关系;土壤的硝化率、土壤氨氧化潜势和土壤硝化强度与土壤pH值呈显著正相关关系。综上,蚕豆绿肥覆盖或翻压是提高紫色土土壤供氮能力的一种有效途径,其效应因利用方式和施用量不同而异。     

连年翻压绿肥对植烟土壤微生物量及酶活性的影响

通过3年田间定位试验,研究连年翻压绿肥对植烟土壤微生物量碳、氮及酶活性的影响。结果表明,连年翻压绿肥能提高土壤微生物量碳、氮及土壤脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶的活性,且随翻压年限的增加而增加。整个生育期,翻压3年绿肥的处理与对照相比微生物量碳、氮分别提高31.0%~67.1%、23.0%~145.1%;土壤脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性分别提高34.4%~51.9%、11.0%~18.6%、58.0%~172.7%、24.0%~50.0%,表明翻压绿肥后土壤生物过程活跃,利于有机物质的转化和烤烟正常生长所需的营养供应。动态变化特征表明,翻压绿肥1、2、3年的各处理微生物量碳、氮均在团棵期出现峰值,土壤脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶均在旺长期出现峰值。在出现峰值时翻压3年的处理与对照相比微生物量碳、氮分别提高67.1%、60.7%;土壤脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性分别提高51.9%、14.2%、30.6%。此时正值生育旺期,利于烟株生长发育,说明连年翻压绿肥后培肥土壤效果显著。土壤微生物量C、N和酶活性能灵敏反映土壤肥力的变化,可作为评价土壤质量的生物学指标。     

废弃铅锌矿区复耕后土壤-作物重金属污染特征及修复措施

[目的]了解废弃铅锌矿区复耕农田耕作层土壤—作物污染特征及变化情况,探究最合理的植物修复系统。[方法]利用基于GIS的Tominson负荷指数法对不同耕地重金属污染分布格局及来源进行分析;采用富集系数法(BCF),复合质量影响指数法(ⅡCQ)探究土壤—作物污染特征。[结果]研究区耕作层土壤中Cd,Zn,Pb,Hg含量分别是贵州省背景值的100,45,18,18倍,Cu,As,Cr与背景值基本相同;蒟蒻种植地为重度污染。茎块类作物食用部分富集重金属能力最强,稻米次之,瓜类作物最弱,当地瓜类作物可做为抗富集重金属的先行植物。[结论] Cd为主要控制因子,蒟蒻种植地为主要控制区域;根据研究区重金属空间分布特征,重度污染区域建议采用超富集植物修复及活化剂共同作用;中度污染区域种植抗富集蔬菜及阻绝污染源的方式;轻度污染区域稻米种植区采用钝化措施,从而达到修复耕作层土壤重金属目的。     

羟基磷灰石–植物联合修复对Cu/Cd污染植物根际 土壤微生物群落的影响

针对江西贵溪Cu、Cd重金属污染土壤,通过田间试验,比较无机生物材料羟基磷灰石及3种植物(海州香薷、巨菌草、伴矿景天)与羟基磷灰石联合修复对土壤总Cu、Cd的吸收及对活性Cu、Cd的钝化吸收能力差异。采用磷脂脂肪酸(PLFA)分析法,比较不同修复模式对土壤微生物群落结构的影响,以评估土壤微生态环境对不同修复措施的响应。研究结果表明:羟基磷灰石的施加可显著提高土壤pH,并有效钝化土壤活性Cu、Cd含量,但对土壤总Cu、Cd的含量影响较小。植物与羟基磷灰石的联合修复在显著降低土壤活性Cu、Cd(P0.05)的同时,减少了植物根际土壤总Cu、Cd的含量(P0.05)。不同修复措施对土壤微生物群落组成影响差异明显。单独施加羟基磷灰石与土壤真菌群落呈显著正相关,使土壤真菌生物量提高,从而引起真菌/细菌(F/B)的升高。植物与羟基磷灰石的联合修复可有效缓解土壤真菌化的趋势,其中巨菌草与羟基磷灰石的联合修复可有效提高土壤革兰氏阳性、革兰氏阴性细菌生物量及多样性,降低F/B值,从而降低土壤真菌病害的风险。不同植物根系活性代谢引起有机质的积累促进植物与羟基磷灰石处理中根际有机碳含量显著提高。聚类增强树(Aggregated boosted tree,ABT)分析结果表明:不同修复模式是影响土壤微生物群落的重要因素,其次土壤pH和Cu的含量及活性也是改变重金属污染区域微生物群落的因子。该研究从微生物群落结构角度解释了植物与羟基磷灰石联合修复对土壤微生态体系的作用,为开展Cu、Cd等重金属污染地植物与无机生物材料的联合修复方式的筛选及实施提供可靠的理论依据。     

有机物料类型对烟草根际微生物及烟叶产质量的影响

作为土壤微生物重要的碳、氮源,有机物料在调节根际微生物群落结构、改善土壤养分循环、提高作物产质方面发挥着重要作用。本文以常规化肥处理为对照,设定等有效氮条件下水稻秸秆还田、油菜绿肥翻压和饼肥(腐熟)等3种有机物料类型对烟草根际土壤酶活性、微生物功能多样性及烟叶产质的影响,以期为合理施用有机物料来提高烟叶品质提供科学依据。结果表明,稻草还田和油菜绿肥翻压处理显著提升了烟草根际脲酶活性,但对根际过氧化氢酶活性无显著影响;Biolog分析发现稻草还田和油菜绿肥翻压显著提高了烟草生育后期根际微生物群落的代谢活性和功能多样性指数,碳源利用类型差异是引起有机物料处理下烟草根际微生物群落变异的重要因素,其中糖类碳源影响最大。有机物料处理下烟叶化学指标无显著变化,但上中等烟叶比例显著提高,其中稻草还田和油菜绿肥翻压处理下烟叶产值分别比对照提高29.4%、19.8%。本研究表明,植烟土壤上合理采用有机物料部分替代化肥的施肥措施有效改善了烟草根际微生态环境,提升烟叶品质,可作为烟草优质生产的有效栽培措施。     

藏中矿区重金属污染对土壤微生物学特性的影响

土壤微生物对土壤重金属污染反应敏感,是探讨矿区土壤重金属污染生态效应的有效指标之一。通过野外调查与采样和室内分析,研究了藏中矿区重金属污染对土壤蔗糖酶、脲酶、脱氢酶和酸性磷酸酶活性、微生物生物量C（MBC）、N（MBN）和P（MBP）、土壤基础呼吸、代谢商（qCO2）及可矿化N的影响。研究表明,矿区土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cd全量和有效含量均高于对照土壤;随着矿区土壤重金属含量增加,土壤酶活性、微生物量C、N和P、可矿化N均逐渐降低,土壤基础呼吸和qCO2则逐渐升高;土壤重金属与土壤蔗糖酶活性、脲酶活性、脱氢酶活性、酸性磷酸酶活性、MBC、MBN、土壤基础呼吸、qCO2及可矿化N具有显著的线性相关;脱氢酶活性对土壤重金属污染最为敏感,表明脱氢酶活性可作为藏中矿区土壤环境质量变化的有效指标。     

不同种类绿肥翻压对土壤肥力的影响

通过模拟试验,研究了旱地翻压箭筈豌豆（Vicia sativa L.）、苕子（Vicia villosa Roth. Var.）和山黧豆（Lathyrus palustris l. Var. Pilosus ledeb）三种绿肥对土壤肥力特性的影响。试验结果表明,在绿肥翻压腐解过程中,土壤pH（原始pH值为5.95）均呈现出先升高后降低最后趋于平缓的趋势,在翻压0～25 d内高于不翻压绿肥对照,之后始终低于对照。翻压绿肥处理的土壤有机碳含量均高于对照,增幅为1.6%～6.2%。土壤无机氮含量显著高于对照,无机氮形态0～20 d以铵态氮为主,30～70 d以硝态氮为主,翻压70 d时,硝态氮含量较对照增加了15倍以上。翻压绿肥后土壤速效磷的含量均高于对照,增幅为11.9%～37.7%。翻压绿肥的土壤速效钾含量在翻压15 d时达最高且均比对照增加1.5倍以上。不同绿肥对土壤养分特性的影响不同,山黧豆处理的土壤pH变化幅度最大,土壤有机碳和无机氮含量最高,箭筈豌豆处理的土壤速效钾和速效磷含量最高。本试验条件下,三种绿肥翻压均能够改变土壤pH值,提高土壤硝态氮和速效钾含量,土壤有机碳和速效磷含量略有增加。     

不同工业企业周围土壤-作物系统重金属Pb、Cd的空间变异及其迁移规律

对苏南不同排污方式的3个工业企业周围土壤-作物系统的重金属空间变异、迁移及影响因素进行了深入研究。研究表明:污水排放分别导致了氧化铅厂(F1)和化工厂(F2)周围农田土壤中Pb和Cd的聚集,其上作物的重金属吸收量也明显提高。而以大气排放为主的冶金企业(F3)导致土壤中重金属的轻微积累,也显著提高了作物中Pb的含量。在空间分布上,污水排放企业周围土壤和作物重金属的强烈聚集区出现在企业排污口附近约50m范围内,并随着距企业距离的增加重金属含量呈指数降低,高于土壤背景值的污染范围分别为400m(F1)和100m(F2)。进入土壤的Pb和Cd主要聚集在土壤表层0～20cm范围内。在企业污水灌溉的影响下,水稻Pb和土壤Pb、水稻Cd和土壤Cd均呈显著的指数关系;小麦Cd和土壤Cd呈显著的线性关系。当小麦和水稻Cd含量超过国家食品卫生标准(0.2mgkg-1)时,土壤中有效Cd含量分别为0.360mgkg-1和0.319mgkg-1,全Cd分别为1.50mgkg-1和1.42mgkg-1。而在大气污染的影响下,土壤-作物中的重金属无明显的相关性。     

贵州草海湿地周边耕地土壤与农作物重金属污染特征

采集草海湿地周边主要农作物可食部分及对应根系的土壤样品,分析测试了重金属Cd,Cr,Hg,Pb,As和Zn的含量,对比研究了土壤和作物中重金属污染水平及对重金属的富集能力。结果表明:土壤重金属元素Zn,As,Cr平均含量未超过贵州省土壤元素背景值,其他3种重金属Pb,Cd,Hg平均值分别是背景值的1.24,1.44,7.5倍;与中国《食品中污染物限量》标准相比,除Hg平均含量超标外,蔬菜中As,Cr,Zn,Cd和Pb平均含量处在可接受范围内。6种重金属的单因子污染指数的高低依次是Hg > Pb > Cd > As > Cr > Zn,葱和萝卜处于安全水平,其余农作物处于警戒线;不同种类作物中重金属富集特征差异较大,菠菜对As,Cd,Hg,Pb的富集系数比其余作物高,萝卜叶对Cr和Zn的富集能力较强,重金属Cr富集系数最低的是玉米,Zn和Hg富集系数最低的是萝卜根,Cd和Pb富集系数最低为马铃薯,As富集能力最低的为白菜。     

3种有机酸对伴矿景天修复效率及土壤微生物数量的影响

伴矿景天(Sedumplumbizincicola)是一种Cd和Zn的超积累植物,常用于Cd污染土壤的植物修复。有机酸能够提高土壤重金属的有效性,促进植物对重金属的积累,对重金属污染土壤的植物修复效率具有强化作用,并对土壤微生物数量有重要影响。以河潮土和红黄泥为供试土壤,探讨了乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸、草酸对伴矿景天修复效率和土壤微生物数量的影响。结果表明,有机酸能显著提高土壤有效态Cd含量,柠檬酸处理的效果最好,河潮土和红黄泥中有效态Cd含量较单种伴矿景天分别增加72.73%,12.99%(P<0.05);伴矿景天地上部Cd含量在河潮土和红黄泥中以EDTA处理最高,在河潮土和红黄泥中分别比单种伴矿景天增加99.24%和33.32%;与单种伴矿景天相比,添加有机酸处理河潮土和红黄泥中伴矿景天修复效率显著提高。添加有机酸比单种伴矿景天显著增加土壤中微生物数量,其中柠檬酸处理河潮土中细菌和真菌数量分别增加34.38%和68.42%(P<0.05),草酸处理红黄泥中放线菌数量增加150.00%。研究结果可为重金属污染土壤的植物强化修复提供理论支撑。     

绿肥生产利用方式对云南高原红壤理化性状及玉米产量的影响

[目的]比较不同绿肥作物及其不同翻压方式对云南高原红壤理化性状的作用,为云南高原红壤持续高产稳产制定简易高效的绿肥利用技术提供理论依据.[方法]2011—2019年以玉米为主要作物,在云南高原红壤上进行了绿肥生产利用田间定位试验,试验设冬闲–玉米(CK)、种植并翻压肥田萝卜–玉米(R)、种植并翻压光叶紫花苕子–玉米(V...     

关于稻田施用石灰的研究

本文对稻田施石灰的研究进行了综述。内容包括稻田水—旱轮作和施石灰对土壤pH、Eh和氧化还原物质的影响;施石灰对土壤微生物和有机质、氮、磷、钾及微量元素转化的影响;施石灰对土壤物理性质及大、小麦和水稻生长发育的影响。提出稻田土壤pH值达5.6及其以上不必对水稻施石灰,土壤pH在5.5以下,可根据土壤的缓冲性能在水稻移栽前结合稻草还田或翻压绿肥施石灰。最好在稻田轮作的旱作期将石灰施在旱作物(如大、小麦)上。     

绿肥中养分释放规律及对烟叶品质的影响

在田间条件下利用埋设玻璃滤纸包法研究了绿肥翻压后的分解规律及其翻压绿肥对烟叶品质的影响。结果表明，经过13周的分解，苜蓿中有机C的矿化率高达81％，N素矿化率为54％；黑麦草有机C的矿化率为63％，N素矿化率为22％。这些矿化N中约92％的N（苜蓿）和74％的N（黑麦草）是在翻压后的前6周释放的。在烟株的整个生长期内，由苜蓿释放的N素约为N43奴hm^-2，为了防止后期N素供应过多而导致上部烟叶烟碱含量过高，苜蓿宜提前翻压并从总N肥施用量中扣除由苜蓿矿化出的N。黑麦草因N素含量低和N素矿化量少，整个生长季中约释放了N10．5kghm^-2的N素，所以在黑麦草生长量不大的情况下，可将黑麦草全部翻压并忽略其释放的N素。 在没有减少化肥施用量的情况下，翻压苜蓿提高了上部烟叶中烟碱含量，降低了总糖和还原糖含量。而翻压黑麦草对烟叶中烟碱含量有所降低，总糖和还原糖含量适中，因而烟叶的品质得到了改善。     

辽北地区农田土壤-作物系统中Cd、Pb的分布及富集特征

对铁岭地区农田土壤重金属Cd、Pb全量和DTPA可提取态量及其相应的玉米、水稻、蔬菜农作物中的重金属含量进行了分析。结果表明,铁岭地区蔬菜土受Cd污染最严重,超标率为40%,水稻土中Cd的超标率为6.67%,玉米土中Cd未有超标;该区3种作物农田土壤未受到环境Pb的影响,农田土壤Pb含量均低于自然背景值35 mg kg-1。该区农田土壤Cd的有效性强于Pb,表现为3种作物农田土壤重金属Cd的DTPA可提取态系数显著(P0.05)高于Pb。Cd在该地区蔬菜中的污染较为严重,超标率为20%,玉米和大米中Cd均未有超标;Pb在玉米和大米粮食作物中的污染较为严重,超标率分别为26.7%和13.3%,蔬菜中Pb未有超标。玉米、大米、蔬菜对土壤有效态Pb的富集系数大多低于0.2,对土壤有效态Cd的富集系数高于0.2的样本分别占各样本总数的26%、46%6、0%,3类作物对Cd的富集能力要强于Pb,而蔬菜对Cd的富集能力要强于大米和玉米。