长期有机无机肥配施对红壤性水稻土微生物生物量和有机质结构的影响

为研究长期有机无机肥配施对红壤性水稻田作物产量、土壤微生物生物量及有机碳分子结构的影响,以始于1984年的江西红壤性水稻田长期定位试验为平台,选取的试验处理包括：不施肥（CK）、单施化肥（NPK）和等养分条件下70%化肥配施30%有机肥（NPKM1）、50%化肥配施50%有机肥（NPKM2）、30%化肥配施70%有机肥（NPKM3）,采用固体¹³C核磁共振测定了土壤有机碳组分含量,分析了土壤化学指标和土壤微生物生物量碳（Microbial biomass carbon,MBC）和微生物生物量氮（Microbial biomass nitrogen,MBN）。结果表明,连续34年的不同施肥处理显著影响了水稻产量、土壤微生物生物量及土壤有机碳（SOC）分子结构。与NPK处理相比,有机肥配施（NPKM1、NPKM2、NPKM3）提高了水稻产量,增幅为6.5%~7.7%（P>0.05）,中低有机肥配施比例（30%和50%）稳产效果更优。长期单施化肥使土壤严重酸化,而配施有机肥可减缓土壤酸化。长期施肥处理MBC和MBN较CK处理分别显著提高17.0%~71.1%和104.1%~267.0%,但MBC/MBN下降,有机无机肥配施处理较NPK处理提高了微生物熵。长期单施化肥主要提高了烷基碳的相对含量,而配施有机肥同时提高烷基碳和烷氧碳（甲氧基/含氮烷基碳）含量,有利于土壤活性有机质累积。Pearson相关性分析表明土壤微生物生物量与SOC、氮磷养分指标及甲氧基/含氮烷基碳呈显著或极显著正相关,与芳基碳和羧基碳呈显著负相关。冗余分析显示SOC、有效磷、速效钾及烷基碳等对水稻产量的影响较大。研究表明,在供试条件下,长期实行中低比例有机肥配施化肥有利于提高土壤养分和土壤微生物生物量,并改善土壤有机质结构,是维持作物高产和提升土壤质量的有效施肥措施。     

长期不同施肥处理对红壤水稻土微生物量氮周转的影响

【目的】土壤微生物生物量是土壤重要的活性养分库。研究长期不同施肥处理下土壤微生物生物量的周转特性,探究施肥对土壤养分转化与供应能力的影响。【方法】对田间长期单施或配施无机氮肥（N）、无机磷肥（P）、无机钾肥（K）、有机质循环（C）及1/2秸秆回田（S）的试验进行采样分析,研究不同施肥处理下土壤微生物生物量、微生物量氮周转及水稻产量变化。【结果】施用磷肥有利于提高土壤微生物量碳、微生物量氮、微生物量氮周转速率以及作物产量,比未施用磷肥处理平均提高了13.2%、33.1%、31.2%及173.4%。单施有机肥也有利于提高土壤微生物量碳、微生物量氮和作物产量,比对照提高了36.1%、28.1%和68.1%,但微生物量氮周转速率降低了4.3%。有机无机肥配合施用显著提高了土壤微生物量碳、微生物量氮、微生物量氮周转速率及水稻产量,NPKC和NPKS处理的土壤微生物量碳、微生物量氮、微生物生物量氮周转速率及水稻产量分别比对照高40.1%、26.3%、177.1%、204.1%和36.1%、20.9%、192.9%、203.3%。【结论】有机无机肥配施能够提高土壤活性养分库,增强土壤养分转化和供给能力,提高稻田生产力。     

不同培肥方式对宁夏旱作区土壤肥力的影响

为揭示不同培肥措施下旱作耕地土壤肥力演变规律。以连续7 a定位培肥试验农田土壤为研究对象,采用磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acids,PLFAs)分析方法,研究不同培肥方式下土壤理化性状与土壤微生物群落组成间的相互关系。结果表明:与单施化肥相比,有机、无机肥配施能够显著增加土壤全氮、碱解氮与速效磷的质量分数;与不施肥相比,化肥单施、有机肥与无机肥配施显著降低土壤pH和C/N比值。随培肥年限的增加,土壤有机碳质量分数呈累积上升趋势;与单施化肥相比,化肥与牛粪、羊粪等较高量外源有机碳配施下,土壤有机碳年平均累积速率分别达到9.72%和10.90%,化肥与生物有机肥、黄腐酸钾等低量外源有机碳配施也提高了土壤有机碳质量分数,但增幅不显著。培肥方式与外源有机碳输入量的高低是影响土壤有机碳积累的主要因素。与对照相比,化肥配施牛粪和羊粪显著提高了以PLFAs表征的土壤细菌、真菌、放线菌以及总微生物的生物量,但降低了革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌的比值。多元分析结果表明,以PLFA表征的土壤细菌、真菌、放线菌及土壤总微生物生物量均与土壤有机碳、全氮、全磷、有效磷和碱解氮质量分数呈正相关,土壤pH与土壤革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌的比值有正相关关系;土壤有机碳、全磷、有效磷、碱解氮是影响微生物的主要因素。旱作区中、长期化肥与有机肥配施改变了土壤养分质量分数状况及微生物群落结构组成,化肥配施较高量外源有机碳更有利于土壤有机碳的累积。     

烤烟石灰性黄壤肥力状况及其与土壤微生物的关系

以烤烟石灰性黄壤为对象,研究了不同施肥处理条件下土壤营养状况、酶活性、微生物生物量及数量.结果表明,施肥显著提高全量养分氮、磷、钾含量及蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性,其高低趋势为:有机肥(M)＞有机无机配施(CFM)＞无机肥(CF)＞不施肥(CK);碱解氮、有效磷及有效钾含量提高幅度分别为1.26～1.36、4.83～5.26、1.11～1.65倍,以有机无机配施有效养分含量增加最为显著;有机肥及有机无机配施处理不仅提高土壤有机质含量,还有利于土壤微生物的生长繁殖,土壤微生物量碳、氮及细菌、真菌和放线菌数量均有不同程度的提高,而无机肥效果不明显.相关分析表明土壤有机质、全量养分及酶活性与微生物量碳、氮及细菌和放线菌呈显著或极显著正相关关系.综合考虑土壤的肥力状况及微生物生态环境,烤烟栽培实践中施有机肥是很有必要的.     

长期施肥对黄土旱塬农田土壤微生物量碳、氮、磷的影响

为研究长期不同施肥方式对土壤微生物量碳、氮、磷含量的影响,以国家黄土高原农业生态试验站长期定位施肥试验为研究对象,选取不施肥(CK)、单施氮肥(N)、单施磷肥(P)、施氮磷肥(NP)、单施有机肥(M)、氮肥配施有机肥(NM)、磷肥配施有机肥(PM)、氮磷肥配施有机肥(NPM)8个处理,应用氯仿熏蒸-浸提法和生态化学计量比,研究了30 a不同施肥方式下土壤微生物量碳、氮、磷含量变化及其与土壤基本理化性状的关系。结果表明:长期施肥较CK处理均能提高土壤微生物量氮、磷含量;与CK相比,施用化肥处理的微生物量碳含量均有所降低,而微生物量氮、磷含量显著提高;除NM处理外,施用有机肥处理的土壤微生物量碳、氮、磷含量较CK处理均显著提高。长期单施化肥、有机肥和化肥有机肥配施处理的微生物量C∶N显著低于CK处理,等量施磷处理(P、NP、PM、NPM)的微生物量C∶P、N∶P均低于CK和其余施肥处理,而NM处理的微生物量C∶P、N∶P显著高于其余处理。冗余分析显示,土壤全氮(F=13.9,P=0.002)对土壤微生物生物量影响最大,解释了微生物量变化的5.3%,各理化性质的影响顺序为全氮全磷pH有机质;相关性分析表明,土壤微生物量碳、磷分别与土壤有机质、全氮、全磷呈显著正相关,土壤微生物量氮与有机质、全氮呈显著正相关。长期单施化肥使土壤酸碱度发生改变,对微生物的生命活动产生抑制作用。而长期化肥配施有机肥能不同程度提高土壤养分含量,促进土壤微生物的生长繁殖,进而增强微生物对碳、氮、磷等元素的吸收利用,对于提高土壤肥力和肥料利用率具有重要意义。     

不同施肥模式对砒砂岩与沙复配土壤养分的影响研究

为了提高砒砂岩与沙复配土壤的质量,寻求最优施肥模式,本研究基于室内盆栽试验,分析了不施肥、单施有机肥、基于农户习惯的有机肥与无机肥配施和单施化肥4种施肥模式对复配土壤养分的影响。结果表明,基于农户习惯的有机肥与无机肥配施模式下土壤中的总碳和有机碳含量明显高于其他3种施肥模式;单施化肥模式下土壤中的硝态氮含量最高,基于农户习惯的有机肥与无机肥配施模式下土壤中铵态氮含量最高;基于农户习惯的有机肥与无机肥配施模式下土壤中的有效磷含量显著高于单施化肥、单施有机肥和不施肥3种模式;从环境保护和提高土壤质量的角度看,应优先选择有机肥与无机肥配合施肥模式。研究成果可以为砒砂岩与沙复配土壤质量提高提供参考。     

长期施肥对黄泥田碳和氮及氮素利用的影响

 【目的】研究长期施肥下南方黄泥田碳和氮的变异规律及其与硝态氮累积的关系,阐明影响硝态氮累积的主要因素。【方法】以25年定位试验为平台,通过室内分析和统计分析,研究不施肥、施化肥和有机无机肥配施处理条件下黄泥田有机碳（SOC）、全氮（TN）、微生物量碳、微生物量氮和氮素利用率的变化及与硝态氮累积的相关关系。【结果】（1）双季稻区,在提高土壤SOC、TN、碱解氮、微生物量碳和微生物量氮含量方面,有机无机肥配施明显优于单施无机肥,并以配施高量（70%）或低量有机肥（30%）效果最佳。（2）在等养分量条件下,与施无机肥处理相比,配施高量或低量有机肥处理在土壤硝态氮含量和累积量均有显著增加,有机无机肥等比例配施处理的硝态氮含量和累积量有大幅减少,与不施肥处理基本相当。【结论】提高土壤质量以配施高量有机肥效果最好,降低土壤中硝态氮累积量以等比例配施有机无机肥效果最佳。因此,从提高土壤质量和保护生态环境方面考虑,该区域有机无机肥配施应注意配施比例。影响硝态氮累积的因素主要有土壤有机碳、全氮、微生物量碳和微生物量氮,其中最直接的影响因素是土壤微生物量碳。     

长期有机无机肥配施对稻田土壤养分的影响

通过湖南省7个县市土壤肥力与肥效监测长期定位试验,研究了单施化肥和有机无机肥配施对稻田耕层土壤养分及水稻产量的影响.结果表明,长期有机无机肥配施显著增加了土壤有机碳及活性有机碳含量.提高土壤全氮、全磷、全钾、全锌、全铜以及碱解氮、速效磷、速效钾、有效锌、有效铜含量,效果为高量有机肥配施(HOM)＞中量有机肥配施(MOM)＞单施化肥(NPK).说明无论单施化肥还是有机无机肥配施都可以增强土壤养分容量及其供应强度,其中以高量有机肥配施效果最好.与试验前相比,施肥处理下土壤氮、磷维持平衡或大幅度积累,但土壤钾仍出现不同程度的亏缺.     

有机无机肥料配施对盆栽菠菜生长和土壤供氮特性的影响

通过盆栽试验研究了有机肥与无机肥配施对菠菜产量、品质及土壤供氮特性的影响。结果表明,收获时菠菜生物量由大到小依次为:处理4(5%(占施氮量百分比)尿素与95%有机肥配施)、处理5(10%尿素与90%有机肥配施)、处理3(有机肥)、处理2(无机肥)、处理1(不施肥);植株氮累积量以处理5最多,其他处理趋势与生物量相同。收获时,植株维生素C含量依次为处理4、处理3、处理5、处理2、处理1,并且所有处理菠菜可食用部分硝酸盐含量均达到直接食用标准(小于432 mg.kg-1);无机肥处理比有机肥处理矿质态氮释放速度快,有机无机肥配施处理能更好地调节土壤氮素的释放;有机无机肥配施处理与有机肥处理能增加土壤微生物量碳,且增加幅度大于单施无机肥处理。     

长期施肥下黑土碳氮和土壤pH的空间变化

试验研究了长期不同施肥下剖面(0~100 cm)土壤有机碳、全氮、硝态氮、微生物碳氮以及土壤pH的空间变化。结果表明:与单施化肥相比,长期有机肥和化肥配施显著提高了0~20 cm表层土壤有机碳、全氮、硝态氮和微生物碳氮含量,并且土壤有机碳和微生物碳氮的增加主要集中在0~40 cm土层。在0~20 cm和20~40 cm土层,等氮量有机无机肥配施(M1NPK和SNPK)处理土壤有机碳含量显著高于化肥NPK处理(P0.05),同时二处理土壤全氮含量没有由于化肥氮施用量减少而下降。与不施肥ck相比,单施化肥显著降低了土壤微生物量碳氮含量。在40 cm土层以下,与NPK处理相比,M2NPK、NP和N处理硝态氮累积量明显增加,而M1NPK和SNPK处理硝态氮累积量明显减少。长期不同施肥对土壤酸化的影响主要集中在0~40 cm土层,单施化肥处理土壤pH显著低于不施肥(ck)和有机无机肥配施处理(P0.05),其中2012年秸秆还田(SNPK)处理0~20 cm土壤pH比NPK处理高2.17。表明有机无机肥配施不仅能提高和维持土壤碳氮水平,还能防止土壤酸化的发生,尤其施用有机肥氮替代部分化肥氮的有机无机肥配施模式是东北黑土区最有效的施肥措施之一。     

长期有机无机肥料配施对土壤微生物学特性及土壤肥力的影响

 【目的】研究长期有机无机肥料配施条件下土壤微生物学特性(土壤微生物量、土壤酶活性)与土壤质量的关系,阐明土壤微生物对土壤健康的生物指示功能。【方法】以国家褐潮土肥力与肥料效益监测基地的长期肥料试验为平台,应用氯仿熏蒸-K2SO4 提取法和化学分析法分析了长达15年不同施肥处理的农田土壤微生物量碳、微生物量氮（SMBC、SMBN）和土壤酶活性之间的差异及其调控土壤肥力的作用。【结果】长期不同施肥处理土壤中SMBC变化介于96.49～500.12 mg•kg-1之间,SMBN变化介于35.89～101.82 mg•kg-1之间;单施化肥（NPK）与不施肥的CK相比,SMBC、SMBN、微生物商（qMB）、微生物量碳/氮比（SMBC/SMBN）、脲酶（Urease）活性以及土壤有机质（SOM）、全氮（STN）、全磷（STP）含量都有所提高;化肥与猪厩肥或秸秆还田配合施用,上述土壤微生物学特性以及土壤养分状况比单施NPK处理得到进一步改善,猪厩肥增量处理（NPKM+）效果最明显。同时,在北京褐潮土石灰性土壤上（pH 8.0左右）长期施有机肥有一定降低土壤pH的效应。SMBC、SMBN、Urease活性与SOM、STN、STP含量呈极显著正相关关系;SMBC/SMBN与SOM、 STN含量呈显著正相关关系;qMB、过氧化氢酶（Catalase）活性与SOM、STN 、STP含量无显著相关关系;除过氧化氢酶外,土壤pH值与其它土壤微生物学特性指标呈极显著负相关关系。【结论】长期有机无机肥料配施可提高土壤微生物量碳氮、脲酶活性。化肥与增量猪厩肥配施对增强土壤肥力效果最好;土壤微生物学特性可以反映土壤质量的变化,并可用作评价土壤健康的生物指标。     

化肥减量对玉米田土壤酶活性及微生物量的影响

【目的】在小麦-玉米轮作模式下,探讨有机培肥时化肥减量对玉米田土壤酶活性及微生物量的影响。【方法】于2010-10-2011-07在陕西杨凌进行大田试验,试验共设置化肥不减量+高有机肥（NPK+HM）、化肥不减量+中有机肥（NPK+MM）、化肥不减量+低有机肥（NPK+LM）、化肥减量70%+高有机肥（30%NPK+HM）、化肥减量50%+中有机肥（50%NPK+MM）、化肥减量30%+低有机肥（70%NPK+LM）和对照（NPK）7个处理,分别于玉米苗期、拔节期、大喇叭口期、抽雄期、灌浆期及成熟期采集玉米田0～20 cm土层土样,测定土壤蔗糖酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶、脲酶活性及土壤微生物量碳、氮含量,分析不同施肥处理土壤酶活性及土壤微生物量碳、氮含量的变化规律。【结果】无论在化肥减量还是不减量条件下,增施有机肥均可以明显提高土壤蔗糖酶、过氧化氢酶和脲酶的活性及微生物量碳、氮含量,但土壤多酚氧化酶活性却显著下降;有机培肥条件下,不同的化肥减量处理对土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶活性以及土壤微生物量碳、氮含量的影响不同,其中化肥减量50%+中量有机肥（50%NPK+MM）处理的土壤酶活性及微生物量碳、氮含量均最高,且与化肥不减量+高量有机培肥（NPK+HM）处理对土壤酶活性以及微生物量碳、氮含量的作用几乎一致。另外,各有机培肥处理玉米不同生育阶段的土壤呼吸强度均较对照（NPK）处理高,但差异并不明显。【结论】在小麦-玉米轮作模式下,化肥减量50%+中量有机肥（50%NPK+MM）是比较合理的施肥方式,化肥适度减量在土壤培肥过程中是合理可行的。     

长期不同施肥对红壤性水稻土微生物生态特征的影响

通过长期定位肥料试验,研究了不同施肥对红壤性水稻土微生物生态特征的影响.结果表明,有机无机肥料配合施用均能明显增加土壤中细菌和放线菌数量,减少真菌数量;N,P,K肥配合稻草还田对提高土壤微生物活度的效果显著;有机无机肥料配合施用对提高土壤微生物生物碳和生物氮量的作用显著,并可降低土壤微生物碳氮比.     

施用有机肥对中国农田土壤微生物量影响的整合分析

【目的】施用有机肥能促进农田土壤微生物的生长和繁殖,进而提高土壤肥力。然而,在全国尺度上量化施用有机肥对农田土壤微生物生物量碳（SMBC）和氮（SMBN）含量的影响研究极其缺乏。因此,探明不同气候和土壤条件下有机肥施用后农田SMBC和SMBN的变化规律,可为不同地区合理施用有机肥、提高土壤肥力和微生物活性提供理论依据。【方法】本研究搜集1990年至2017年已发表的文献共70篇（336和222个相对独立的数据分别涉及SMBC和SMBN）,结合整合分析（Meta分析）从不同气候类型、土地利用类型和土壤pH水平3个方面定量阐述了有机肥施用相比不施肥或化肥对中国农田SMBC和SMBN含量的影响程度。【结果】与不施肥比较,施用有机肥后土壤SMBC和SMBN的含量分别提高128.1%和70.2%;与施用化肥比较,施用有机肥后土壤SMBC和SMBN含量分别提高57.1%和34.2%。与施用化肥比较,在亚热带季风区施用有机肥可以大幅度提高SMBC（66.7%）和SMBN含量（57.5%）,且显著高于温带大陆气候区（SMBC：26.0%;SMBN：20.9%）,而在温带季风气候区SMBC和SMBN含量则分别提高了37.0%和56.7%。不同土地利用类型下,施用有机肥比施用化肥能显著提高水田SMBC和SMBN的含量（69.1%和67.1%）,且提高幅度均高于旱地（34.7%和26.4%）和水旱轮作（50.2%和63.9%）。此外,与施用化肥比较,中性土壤（6＜pH＜8）上施用有机肥后SMBC含量提高了64.4%,显著高于pH＞8的碱性土壤和pH＜6的酸性土壤（29.4%和44.4%）;SMBN含量提高了63.7%,亦显著高于碱性和酸性土壤（分别为21.9%和45.5%）。同时,SMBC和SMBN含量分别与来自有机肥的年均碳、氮投入量呈显著正相关。【结论】施用有机肥可显著提高SMBC和SMBN的含量,但不同土地利用类型、气候类型和土壤pH下的提升幅度不同,因此,施用有机肥时应综合考虑不同地区的气候和土壤条件。     

有机无机肥料配施对土壤酶活性、微生物量及玉米产量影响

以玉米为供试作物,田间试验在黑龙江省海林农场玉米种植区完成,探讨有机肥与无机肥不同配比对玉米产量、土壤酶活性和微生物量影响。试验设5个处理,100%有机肥N+PK肥(T1)、20%有机肥N-80%无机肥N+PK肥(T2)、30%有机肥N-70%无机肥N+PK肥(T3)、100%无机肥N+PK肥(T4)和不施肥(T5)。结果表明,有机无机肥配施有利于玉米增产,T2产量为11 206.33 kg·hm-2,T3为10 862.25 kg·hm-2,分别较T1高62.1%和57.2%,较T4高10.5%和7.1%。T2和T3均有利于提高土壤酶活性及微生物碳、氮含量,其中T2处理土壤酶活性及微生物碳、氮含量均最高。可知,20%有机肥与无机肥配施是适宜的施肥方式,可通过调控土壤微生物区系提高作物产量。     

有机肥部分替代化肥对土壤微生物生物量及矿质态氮含量的影响

土壤矿质态氮是植物有效养分的重要来源,土壤微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)是土壤微生态系统的重要组成部分,对土壤矿质态氮含量及作物养分吸收具有重要影响。试验通过盆栽的方法研究了有机肥部分替代化肥对土壤微生物量碳、微生物量氮及矿质态氮含量的影响。结果表明,施肥能提高土壤微生物量碳、微生物量氮和矿质态氮含量;小麦拔节至开花期,有机肥部分替代化肥处理的土壤微生物量碳、微生物量氮、矿质态氮含量明显高于化肥、纯有机肥和对照处理,其中以配施20%~30%有机肥的土壤微生物量碳、微生物量氮、矿质态氮含量最高;收获期纯有机肥处理的土壤微生物量碳、微生物量氮、矿质态氮含量略高于有机肥与化肥配施处理。可见有机肥部分替代化肥有利于提高小麦生育盛期土壤微生物量碳、微生物量氮和矿质态氮含量,更好地满足作物对养分的需求。     

Effects of Long-Term Combined Application of Organic and Mineral Fertilizers on Microbial Biomass, Soil Enzyme Activities and Soil Fertility

Soil health is important for the sustainable development of terrestrial ecosystem. In this paper, we studied the relationship between soil quality and soil microbial properties such as soil microbial biomass and soil enzyme activities in order to illustrate the function of soil microbial properties as bio-indicators of soil health. In this study, microbial biomass C and N contents （Cmic ＆ Nmic）, soil enzyme activities, and soil fertility with different fertilizer regimes were carried out based on a 15-year long-term fertilizer experiment in Drab Fluvo-aquic soil in Changping County, Beijing, China. At this site, 7 different treatments were established in 1991. They were in a wheat-maize rotation receiving either no fertilizer （CK）, mineral fertilizers （NPK）, mineral fertilizers with wheat straw incorporated （NPKW）, mineral fertilizers with incremental wheat straw incorporated （NPKW＋）, mineral fertilizers plus swine manure （NPKM）, mineral fertilizers plus incremental swine manure （NPKM＋） or mineral fertilizers with maize straw incorporated （NPKS）. In different fertilization treatments Cmic changed from 96.49 to 500.12 mg kg^-1, and Nmic changed from 35.89 to 101.82 mg kg^-1. Compared with CK, the other treatments increased Cmic ＆ Nmic, Cmic/Corg （organic C） ratios, Cmic/Nmic, urease activity, soil organic matter （SOM）, soil total nitrogen （STN）, and soil total phosphorus （STP）. All these properties in treatment with fertilizers input NPKM＋ were the highest. Meantime, long-term combined application of mineral fertilizers with organic manure or crop straw could significantly decrease the soil pH in Fluvo-aquic soil （the pH around 8.00 in this experimental soil）. Some of soil microbial properties （Cmic/Nmic, urease activity） were positively correlated with soil nutrients. Cmic/Nmic was significantly correlated with SOM and STN contents. The correlation between catalase activity and soil nutrients was not significant. In addition, except of catalase act