低丘红壤区新垦耕地土壤有机物料分解特点及其影响因素

低丘新垦耕地基础肥力低下,如何提升土壤有机质是其培肥的核心。为了解低丘新垦耕地土壤有机质的积累特点,通过系列模拟试验,探讨了土壤性状、有机物料类别、施石灰和水分管理等对施入低丘新垦耕地土壤中有机物料分解特点及其腐殖化系数的影响。结果表明,低丘新垦耕地中有机物料的腐殖化系数随土壤初始有机碳含量、pH值的增加而下降,黏质土壤的腐殖化系数高于壤质土壤。新垦耕地土壤中有机物料的腐殖化系数高于周边多年培肥的熟土。有机物料的腐殖化系数与土壤初始微生物生物量碳呈负相关。在新垦耕地中施用石灰石粉可促进土壤中有机物料的分解,降低有机物料的腐殖化系数。缺水和过多水条件下有机物料在土壤中的腐殖化系数均高于正常水分条件下。有机物料来源可明显影响其在低丘新垦耕地土壤中的腐殖化系数:堆肥大于秸秆、绿肥;作物地下部分高于地上部分。施用生物质炭虽然能明显增加土壤有机碳的积累,但单施生物质炭不利于土壤腐殖质的形成,在新垦耕地上生物质炭应与其他有机物料配合施用。     

长期有机培肥对红壤有机碳组分及水稻产量的影响

【目的】以40年红壤长期有机培肥试验为研究平台,探究长期施用紫云英、猪粪及秸秆还田对稻田土壤有机碳组分、土壤微生物量及水稻产量的影响。【方法】设置6个处理:不施肥处理(CK)、化肥处理(NPK)、早稻施绿肥紫云英处理(M1)、早稻施绿肥紫云英和早稻施猪粪处理(M2)、早稻施绿肥紫云英和晚稻施猪粪处理(M3)、早稻施绿肥紫云英和晚稻秸秆还田处理(M4)。于2020年晚稻收获前采集耕作层(0～20 cm)土壤样品,测定土壤有机碳组分、微生物量碳氮等肥力指标。【结果】(1)长期有机培肥处理提高了水稻产量,较不施肥处理CK相比,绿肥紫云英添加猪粪的M2、M3处理早稻产量,分别提高1.4、1.25倍,晚稻产量则分别提高0.59、0.65倍;绿肥紫云英添加猪粪的M2、M3处理早稻产量,较化肥NPK处理分别提升18.1%、10.6%,晚稻产量分别提升15.7%、20.0%。(2)长期有机培肥处理提高了各形态土壤有机碳组分含量,早稻绿肥紫云英+猪粪的M2处理较不施肥CK处理显著提高易氧化性有机碳、游离态颗粒有机碳、可溶性有机碳含量(P0.05),且有机碳各组分含量均高于化肥NPK处理,其中游离态颗粒有机碳含量M2处理(0.97 g·kg~(-1))显著高于NPK处理(0.68g·kg~(-1))(P0.05);化肥NPK处理和有机培肥处理(M1、M2、M3、M4)土壤微生物量碳较不施肥CK处理相比提高了22.1%～58.9%,早稻绿肥紫云英+猪粪的M2处理土壤微生物量碳含量(231.2 mg·kg~(-1))最高且提升最为明显(P0.05)。(3)长期有机培肥提高了游离态颗粒有机碳和可溶性有机碳的分配比例,且早稻施绿肥紫云英+猪粪M2处理效果明显;易氧化性有机碳是红壤有机碳的主要存在形式;土壤有机碳与易氧化性有机碳、游离态颗粒有机碳及可溶性有机碳呈极显著正相关关系(P0.01)。(4)长期有机培肥提高了全氮、碱解氮等养分指标,产量与速效磷、有机碳、全氮、速效氮、可溶性有机碳极显著相关(P0.01),与全磷、游离态颗粒有机碳、易氧化性有机碳显著相关(P0.05)。【结论】长期有机培肥通过提升红壤肥力水平,调增可溶性有机碳含量,促进水稻稳产增产,尤其是紫云英添加猪粪处理模式具有较好的应用潜力。     

添加有机物料后红壤CO2释放特征与微生物生物量动态

 【目的】对不同有机物料施入红壤后CO2释放特征及几种形态碳、氮变化进行了观测,并分析其相互关系,以阐明添加有机物料后红壤中CO2释放量及几种碳、氮形态的变化特征。【方法】采用室内恒温培养试验,向红壤中添加5种有机物料（猪粪、牛粪、鸡粪、玉米秸秆和小麦秸秆）,培养期间定期采样分析红壤CO2释放量及土壤微生物量碳、氮（SMBC、SMBN）的动态变化。【结果】添加有机物料后,各处理CO2释放速率在培养前期较高,在培养18-20 d后基本趋于稳定。整个培养期间,土壤CO2-C的累积过程符合一级反应动力学方程。添加不同有机物料后红壤CO2潜在释放量从高到低顺序为：小麦秸秆（1.51 g•kg-1）＞玉米秸秆（1.38 g•kg-1）＞猪粪（0.89 g•kg-1）＞鸡粪（0.78 g•kg-1）＞牛粪（0.50 g•kg-1）。添加几种有机物料后红壤CO2释放量存在显著差异,秸秆类有机物料分解释放CO2量相当于动物有机肥的2倍以上,其中小麦秸秆最高,牛粪最低,且有机物料分解释放CO2量与SMBC、SMBN、土壤可溶性有机碳（WSOC）和有机物料C/N呈显著相关。【结论】等碳量的有机物料施入红壤后能显著提高土壤CO2的释放速率和释放量,且土壤CO2释放量与土壤微生物量、可溶性碳和有机物料的C/N紧密相关。添加有机物料处理,土壤微生物生物量和碳源、氮源的有效性较高,有利于土壤养分的转化和释放。     

有机物料对黑钙土的培肥作用

通过两年的盆栽试验,研究了有机物料对黑钙土的培肥作用。结果表明:用有机物料培肥土壤时,可以提高土壤有机质和重组有机质的含量,改善土壤的农化性质。提高有机无机复合量,降低原土复合度。追加复合量和追加复合度均随玉米秸秆施用量的增加而提高,但复合系数却因用量的增加而降低。施用有机物料还可以提高松结合态腐殖质的含量,改善重组有机质中腐殖质的结合形态。有机物料对黑钙土的培肥作用主要表现在第一年,医此可以认为每年向土壤中施入一定量未腐解的有机物料来不断地补充、更新与激活土壤中已渐老化的腐殖物质,是一项经济有效的培肥措施。     

有机物料对红壤几种形态碳氮及酸度的影响

 【目的】为合理施用有机物料调节土壤碳、氮以阻控土壤酸化,对有机物料施入红壤后土壤几种形态碳、氮及酸度变化进行了研究,并分析了相关关系。【方法】通过室内恒温培养试验研究了添加3种有机物料（稻草、紫云英和猪粪）后红壤中铵态氮（NH4+-N）、硝态氮（NO3--N）、可溶性有机氮（WSON）、可溶性有机碳（WSOC）、微生物量碳（SMBC）、微生物量氮（SMBN）和土壤pH动态变化。【结果】与对照相比,添加有机物料均提高了土壤WSOC、SMBC和pH,且有机物料添加量越大,增幅越大。猪粪处理中土壤NH4+-N、NO3--N和WSON含量显著增加;而稻草和紫云英处理中土壤NO3--N和WSON含量下降,NH4+-N含量没有显著变化。施用稻草和紫云英7～14 d左右,土壤pH达到最大值,随后逐渐下降趋于平衡;而施用猪粪后土壤pH立即升高,随后逐渐下降趋于平衡。84 d培养试验结束时,与对照相比,猪粪、稻草和紫云英处理的土壤pH分别平均增加了0.26、0.23和0.09。几种有机物料处理中,土壤pH与SMBC和WSOC均存在显著的正相关关系。稻草和紫云英处理中,土壤pH与WSON和NO3--N之间存在显著负相关性,而猪粪处理中pH与WSON和NO3--N相关性不显著。【结论】施用有机物料能够显著提高红壤WSOC、SMBC和pH,其中酸度改良效果猪粪>稻草>紫云英;土壤碳、氮动态与土壤pH变化紧密相关,且相关性与有机物料的性质有关。     

生物质炭对红壤性质和黑麦草生长的影响

为了解生物质炭施用对红壤性质的改良效果,采用盆栽试验研究不同生物质炭投入量对2种不同肥力水平红壤质量指标的影响,探讨生物质炭施用对黑麦草生长的影响.结果表明:红壤施用生物质炭不仅大大提高了土壤碳库,还可降低土壤酸度,增加土壤pH值和盐基饱和度,提高土壤水稳定性团聚体数量,增加土壤速效磷、速效钾和有效氮,增强土壤保肥能力,改善植物生长环境,促进黑麦草的生长;生物质炭施用量为10和50 g·kg-1时,经1年的培养试验后2个研究土壤的有机碳、速效P、速效K和盐基饱和度分别比对照增加31%～744%、14%～215%、6%～110%和17%～82%,pH值增加0.11～0.40个单位;生物质炭的改善作用在肥力水平较低的土壤上明显高于肥力水平较高的土壤,改善效果随生物质炭用量的增加而增加,而在肥力水平较高的土壤中,高量施用生物质炭(200 g·kg-1)可导致土壤微生物生物量下降,对黑麦草的生长产生轻微的抑制作用.     

花生-萝卜轮作体系下红黏土红壤对猪粪安全消纳能力研究

为减少养猪场废弃物排放和化肥使用,降低环境污染,最大限度将猪粪肥料化,采用盆栽试验方法,在自然降雨条件下模拟研究了亚热带红壤丘陵区花生-萝卜轮作体系下红黏土红壤对猪粪的安全消纳能力。试验设在江西鹰潭中国科学院红壤生态试验站,供试土壤肥力水平中等(有机碳5.16g·kg-1,Olsen-P28.34mg·kg-1)。试验以3组化肥水平为基础(不施化肥,常规化肥减半,常规化肥用量),常规化肥年施肥量为:N100 kg·hm-2,P50kg·hm-2,K100kg·hm-2。每个化肥用量基础上分别设置7个猪粪施肥梯度(以P计):0、25、50、100、200、400、800kgP·hm-2。通过监测两年土壤渗漏水中铵态氮、硝态氮和总磷浓度变化,结合作物产量和土壤养分含量变化,初步确定了花生-萝卜轮作体系下红黏土红壤对猪粪的安全消纳量。结果表明:(1)从地下水和土壤环境角度分析,在不施化肥情况下,猪粪施用量应低于200kgP·hm-2,常用化肥用量减半时,猪粪安全用量为不高于100 kg P·hm-2;常规化肥用量下,即使不施猪粪,渗漏水硝态氮浓度已经有引起污染的风险。(2)从作物产量角度考虑,猪粪和化肥配合施用时猪粪用量超过100 kg P·hm-2时不能使作物显著增产。因此,在保证经济效益和环境生态效益的同时,确定年化肥用量为常规用量减半水平,花生-萝卜轮作体系下红黏土红壤猪粪最大安全消纳量为100kgP·hm-2,相当于每年施用鲜猪粪24000kg·hm-2。     

我国典型农田土壤中有机物料腐解特征及驱动因子

【目的】研究不同有机物料在我国典型农田土壤中的腐解残留率变化。结合气候、土壤等环境因素,阐明秸秆和粪肥在我国农田土壤中的腐解特征及其主控因素,为因地制宜的合理利用有机资源和培肥土壤提供科学依据。【方法】在“国家土壤肥力肥效监测基地”中的黑土、潮土和红壤实验站,开展大田填埋试验。有机物料烘干后过2 mm筛,置于48 μm孔径尼龙网袋后填埋在土壤中。共4种供试有机物料：小麦秸秆（WS）、玉米秸秆（MS）、猪粪（PM）和牛粪（CM）。根据各地温度差异,分别在填埋后49—360 d内采样6次。通过分析腐解过程中有机碳含量的变化,整合土壤积温与腐解残留率的相关关系,采用VPA（方差分解分析）定量化气候因子,有机物料性质及土壤养分对不同有机物料腐解的相对贡献率。【结果】秸秆的腐殖化系数为11%—39%,粪肥的为50%—57%,秸秆腐解速率显著高于粪肥,且南方红壤上腐解速率高于北方黑土。地积温方程可拟合有机物料腐解残留率变化,由该方程可知,秸秆和粪肥易分解碳库占比分别为76%和43%,稳定碳库分别为17%和53%。但秸秆和粪肥易分解碳库的分解速率常数（k）无显著差异,其周转积温（1/k）约为1 400—2 000℃。物料性质是有机物料腐解的最主要影响因子,贡献率为28%;其次是气候,贡献率为20%。秸秆腐解过程中主要影响因子为气候因子、有机物料性质和土壤因子三者的交互作用,贡献率达42.3%。粪肥腐解过程中主要影响因子为气候因子,贡献率为38.3%。【结论】秸秆腐解速率和其有机碳库中易分解碳库比例明显高于粪肥,秸秆腐解受到气候、土壤和物料性质协同作用影响,而粪肥则受气候因子影响最大。在田间秸秆还田时需结合当地水热条件确定还田时间和还田量,粪肥则建议在还田前进行堆腐,且注意施用时间。     

秸秆和猪粪施用对樱桃萝卜的效果比较及对土壤性状的影响

以石灰性潮土为供试土壤,进行盆栽试验,种植,研究小麦秸秆和猪粪施用对两茬樱桃萝卜植株生长、氮磷钾养分吸收的影响及对土壤肥力性状的当季效应与后效.结果表明,秸秆施用显著提高了两茬土壤有机质、全氮和速效钾含量,对提高了植株中钾含量效果明显,但降低了第一茬植株地上部生物量及植株含氮量.猪粪施用后,两茬植株地上部钾含量显著提高,土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量明显增加.土壤中有效磷含量还维持较高水平,累积后效明显.高量猪粪使用明显促进了第一茬植株生长,提高植株中氮磷钾含量.两茬植株收获后,施用猪粪的土壤pH下降.中高量秸秆和3种用量猪粪处理的土壤EC值(可溶性盐含量)明显上升.结论认为:猪粪和秸秆施用提高土壤肥力效果明显,并能维持后效,但秸秆有机碳和钾含量较高,施用时注意配施氮磷肥,调节好C/N比.猪粪施用明显增加土壤有效磷含量.     

EM技术在有机物料造肥上的应用研究

通过 EM技术在有机物料造肥上的应用研究结果表明 ,EM液不仅能够使有机物料 :小麦、玉米、大豆和水稻作物的秸秆腐熟分解 ,提高分解度 ,而且还能降低有机物料的 C/N比值 ,促进了秸秆中有效氮的释放 ,可提高土壤的有机质 ,培肥地力 ,为作物秸秆还田开发利用有机肥源具有重要意义     

不同耕作模式下秸秆还田对潮土肥力特征的影响

2016—2017年通过田间试验对比研究夏玉米季不同耕作模式下秸秆还田对潮土肥力特征的影响。试验设置:免耕(NT)、免耕(NT)+秸秆还田(S)、翻耕(T)和翻耕(T)+秸秆还田(S)4个处理。结果表明,免耕、翻耕模式下,秸秆还田均显著增加了土壤碱解氮(+6.10 mg·kg~(-1)、+10.66 mg·kg~(-1))、有效磷(+2.76 mg·kg~(-1)、+6.53 mg·kg~(-1))、速效钾(+38.94 mg·kg~(-1)、+47.7 mg·kg~(-1))、有机质(+1.85 g·kg~(-1)、+0.80 g·kg~(-1))含量,及土壤孔隙度(+2.81%、+1.77%),降低了土壤容重(-5%、-3%),促进水稳定性大团聚体(0.25 mm)的形成。免耕、翻耕模式下的秸秆还田均有利于土壤肥力的提高,尤其在免耕模式下土壤容重、孔隙度、团聚体和有机质含量状况得到明显改善。翻耕对大团聚体有破碎作用,不利于有机质累积。     

沼液与有机肥配施条件下氮损失风险的研究

本研究旨在探索沼液、有机肥配施等氮量替代化肥的模式,期望能够在保持产量稳定的前提下,降低稻田氮素损失的风险。本试验以太湖水稻土为研究对象进行盆栽试验,设置了空白对照(CK)、常规化肥(NPK)、100%沼液、75%沼液+25%猪粪有机肥、50%沼液+50%猪粪有机肥和100%猪粪有机肥六个处理,采用密闭室间歇通气法研究了不同生育时期的稻田氨挥发特性,同期测定稻田田面水氮含量,以及全施肥期径流流失量。试验结果显示,在等施氮量条件下,常规化肥处理水稻产量达12 752.70 kg·hm~(-2),其农田氨挥发总量为76.99 kg·hm~(-2),径流氮损失量39.11 kg·hm~(-2);100%沼液施用处理和75%沼液+25%猪粪有机肥配施处理氨挥发量较高,分别为120.66、88.01 kg·hm~(-2);而50%沼液+50%猪粪有机肥配施处理氨挥发总量和径流氮流失量均低于常规化肥处理,分别为58.03、22.00 kg·hm~(-2),其产量与常规化肥处理相比无显著性差异;100%猪粪有机肥施用处理尽管氨挥发总量和径流氮流失量表现最低,但其产量低于50%沼液+50%猪粪有机肥配施处理。综合比较而言,50%沼液+50%猪粪有机肥配合施用处理在保持一定产量的基础上又能减少氨挥发及氮流失风险,是一种比较适宜的施肥模式。     

有机物料还田和减施氮肥对麦-玉周年农田碳氮水足迹及经济效益的影响

为研究不同有机物料还田与减施氮肥处理对农田碳氮水足迹及经济效益的影响，本试验以单施化肥处理（CK，纯氮270kg·hm^-2）为对照，设置了秸秆（J）、秸秆+牛粪（JF）、秸秆+菌渣（JZ）3种有机物料还田方式，耦合减施氮肥10%（N1，243 kg·hm^-2）、20%（N2，216 kg·hm^-2）、30%（N3，189 kg·hm^-2）3个施氮水平，共计10个处理。结果表明：与单施化肥相比，有机物料还田与减施氮肥处理能够显著提高作物产量及农田经济效益，且JZN1、JN2和JFN3处理对农田经济效益的提高效果最显著；JN1、JN2、JFN2、JFN3和JZN3处理均可以有效增加农田的净碳值及碳效率，降低农田的生产氮足迹，增加其输出氮足迹，提高氮投入有效利用水平，同时降低农田水足迹。其中JFN3处理可以在保证农田经济效益的同时，显著提高其碳效率、降低生产氮足迹、提高氮投入有效利用水平、降低农田的水足迹。因此建议豫北地区采用秸秆+牛粪还田、配施纯氮189 kg·hm^-2的施肥方式。     

猪粪有机肥施用对潮土速效养分含量及团聚体分布的影响

针对集约化养殖畜禽粪便无序排放产生的环境问题,采用连续2年的盆栽试验,以猪粪有机肥为研究对象,设计5个有机肥施用水平（0、6.7、13.3、26.7、40.0 g·kg^-1土）,研究了猪粪有机肥施用对潮土有机碳、速效养分含量及土壤团聚体分布的影响,为畜禽粪便田间消纳和合理施用提供理论依据。研究结果表明,土壤中有机碳、碱解氮、速效磷和速效钾含量均随有机肥施用量的增加而呈现逐渐升高趋势,且第二年土壤中各指标增加更加明显,第二年施肥处理各速效养分含量分别比第一年高2.7%~54.0%、6.7%~34.6%、36.8%~159.5%、20.3%~35.7%;土壤有机碳含量与外源有机碳投入量之间存在着显著的线性关系,有机肥施用可以显著提高生菜产量,且具有明显的后效作用。2年试验中,土壤团聚体以0.053~0.25 mm和<0.053 mm小团聚体所占比例较大,且随有机肥施用量增加呈现降低趋势,而0.25~0.5 mm和>0.5 mm大团聚体含量却随有机肥施用量增加呈升高趋势,可见,施用有机肥可促进大团聚体的形成,在有机肥施加量为40.0 g·kg^-1土时,土壤中>0.25 mm团聚体的含量最高,土壤团聚体平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GWD）最大,土壤的团聚化作用最强,土壤结构最稳定。     

外源有机物料碳氮在红壤团聚体中的残留特征

【目的】土壤团聚体不仅是土壤结构的重要单元,也是土壤有机碳和氮素固持的重要场所。探究还田秸秆和有机肥中的有机碳和氮素在土壤团聚体中的残留特征,为深刻认识团聚体对外源有机碳和氮素的固持机制及土壤的可持续管理提供依据。【方法】以中国南方典型红壤（C3植物为主的自然植被）为研究对象,设置以下5个处理：（1）对照;（2）低量玉米秸秆添加;（3）高量玉米秸秆添加;（4）低量¹⁵N标记有机肥（与处理（2）等碳量）;（5）高量¹⁵N标记有机肥（与处理（3）等碳量）。采用室内模拟培养试验（恒温恒湿条件下培养300 d）,运用¹³C和¹⁵N同位素示踪技术,研究培养后土壤大团聚体（250-2 000 µm）、微团聚体（53-250 µm）、粉黏粒组分（＜53 µm）中有机碳和氮含量及其同位素丰度（¹³C和¹⁵N）,分析外源碳氮在土壤各团聚体组分的分配比例及残留特征。【结果】培养300 d后,与对照相比,添加秸秆或有机肥显著提高土壤总有机碳和全氮含量（P＜0.05）,提高幅度随物料添加量增加而增加。低量或高量有机肥添加后土壤及各级团聚体有机碳和氮素含量显著高于等碳量的秸秆处理。与对照相比,秸秆处理显著提高大团聚体（250-2000 µm）有机碳和氮的分配比例,其中,高量处理分别提高19.5和22.4个百分点;但该处理显著降低粉黏粒组分（＜53 µm）有机碳和氮素分配比例,平均降低11.4和12.6个百分点。与对照相比,有机肥处理显著提高微团聚体（53-250 µm）有机碳和氮素的分配比例,其中,低量有机肥处理分别提高11.6和8.3个百分点;而显著降粉黏粒组分（＜53 µm）的有机碳和氮的分配比例,平均降低6.0和9.4个百分点。同位素结果显示,高量或低量秸秆处理各粒级团聚体之间,大团聚体（250-2 000 µm）有机碳的δ13C值最高,其次为粉黏粒组分（＜53 µm）,微团聚体（53-250 µm）最低。而不同处理之间,高量秸秆处理总土及各粒级团聚体δ¹³C值明显高于低量秸秆和对照处理,而后两者没有明显差异。高量秸秆处理下,秸秆有机碳残留率为57.6%,其中,大团聚体的秸秆有机碳残留率（25.9%）相当于粉黏粒组分（＜53 µm）残留率（13.3%）的2倍。添加15N标记的有机肥处理后,来源于有机肥的氮素在土壤中总残留率为77.3%,其中,微团聚体中有机肥氮素残留率为45.2%,相当于大团聚体（10.4%）的4倍以上。【结论】等碳量条件下,有机肥相对于秸秆更有利于土壤碳氮的积累。还田后50%的残留秸秆有机碳在大团聚体内固持,而58%残留的有机肥氮被固定在微团聚体中。     

典型区域秸秆和有机肥混土填埋后的腐解特征

【目的】秸秆和有机肥是我国农田主要有机物料来源，翻压旋耕是其主要的还田方式，明确其在我国典型农田土壤中的腐解过程特征和驱动因素，可为更好利用秸秆资源与合理施用有机肥提供科学依据。【方法】在我国典型黑土、潮土和红壤上开展大田有机物料混土填埋试验。设置4种处理：小麦秸秆混土(WS+soil)、玉米秸秆混土(MS+soil)、猪粪混土(PM+soil)和牛粪混土(CM+soil)，按土重﹕物料碳=100﹕4.5，称取物料土壤混合物200 g装于尼龙袋填埋于土壤中，填埋后1年内采样6次，之后2—2.5年采样一次，满3年采样一次，共8次采样。分析各混土有机物料的腐解差异，采用双指数方程明确易分解有机碳库和难分解有机碳库比例和腐解速率，阐明各土壤中有机物料的快速腐解速率、慢速腐解速率及积温转折点，并用随机森林模型来量化物料组成和环境因素分别对腐解速率的相对贡献。【结果】秸秆混土的腐殖化系数为22%—43%，有机肥混土的为45%—58%。有机肥混土腐解较秸秆慢，区域间差异不大，从北往南有机物料腐解加快，且秸秆腐解较有机肥快。秸秆的易分解有机碳库比例(70%—87%)高于有机肥的易分解有机碳库比例(5...     

三种有机物料组成性质及其对土壤Cd形态与水稻Cd含量的影响

为探讨有机物料对土壤Cd形态和水稻Cd含量的影响,于2017年5月至2017年9月在温室大棚进行水稻盆栽试验,在不同外源Cd浓度处理下,通过分析对照组(CK)及施加猪粪堆肥(PM)、腐殖土(HM)、污泥堆肥(CS)对水稻Cd含量的影响,探究有机物料活性组分差异与水稻Cd含量的关联性。结果表明:三种有机物料含氧官能团含量和极性大小顺序均为HMCSPM。施加三种有机物料都有利于缓解土壤Cd污染对水稻的生长毒害作用。外源Cd浓度为2 mg·kg~(-1)时,施用PM、HM和CS后的水稻籽粒Cd浓度较对照分别降低17.24%、32.41%和17.93%。且施用HM后,水稻籽粒Cd最高浓度为0.19 mg·kg~(-1),满足《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762—2017)要求。而在外源Cd浓度达到10 mg·kg~(-1)时,仅施加PM可使水稻籽粒Cd浓度降低,但仍不能达到食品安全标准要求。水稻籽粒Cd含量与土壤可交换态Cd及铁锰氧化物结合态Cd含量呈显著正相关关系,与水稻根Cd含量呈极显著正相关,含氧官能团丰富、极性大的HM降低土壤可交换态镉含量效果最好。有机物料主要通过改变土壤Cd赋存形态,降低水稻根系对土壤Cd的吸收富集,抑制Cd向籽粒转运,进而影响Cd在水稻体内含量。     

秸秆还田配施腐秆剂下不同氮肥运筹对土壤养分 及活性有机碳库的影响

为探明秸秆促腐还田条件下沿淮地区不同氮肥运筹对土壤养分及活性有机碳库的影响,为秸秆还田后氮肥的合理施用提供依据,通过沿淮麦田的定位试验,设置4个处理,分别为稻秸还田+腐秆剂（CN₅₂,C/N=52∶1）、稻秸还田+腐秆剂+增基减拔施N肥（CN₁₁,C/N=11∶1）、稻秸还田+腐秆剂+常规施肥（CN₁₇,C/N=17∶1）和稻秸还田+腐秆剂+减基增拔施N肥（CN₂₂,C/N=22∶1）,并对耕层土壤养分、不同形态碳素、不同形态碳素有效率和碳库管理指数等进行分析。结果发现：土壤碱解氮以CN₁₇最高,为166.23 mg·kg^-1,而土壤速效磷和速效钾以CN₁₁最高,分别为22.12和138.75 mg·kg^-1;土壤总有机碳、活性有机碳、可溶性有机碳、活性有机碳有效率和可溶性有机碳有效率均以CN₁₁最高,分别为15.52 g·kg^-1、11.87 g·kg^-1、38.04 μg·kg^-1、76.49% 和0.25%;土壤碳库管理指数也以CN₁₁最高,为204.19;土壤养分含量、碳素有效率与土壤碳库指数的相关性最高。总之,沿淮地区稻秸促腐还田施用氮肥调节土壤初始C/N至11时,土壤养分含量、有机碳中活性组分含量及其有效率和土壤碳库管理指数的提升效果最大。     

赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)对秸秆施入后土壤有机碳和微生物的影响

蚯蚓能够通过自身生命活动和对土著土壤生物的调控作用而直接或间接影响土壤活性有机碳的变化。为探索蚯蚓影响土壤有机碳变化的机理,在混入水稻秸秆的灭菌/未灭菌土壤中接种蚯蚓(Eisenia fetida),以不接种蚯蚓的处理为对照,比较30 d微宇宙培养后不同处理土壤有机碳含量及土壤微生物群落结构的变化。结果显示,接种蚯蚓增加了土壤微生物量碳(MBC)和CO2累积排放量,但仅在灭菌土壤中存在显著性差异。接种蚯蚓对土壤总有机碳(TOC)、活性有机碳(LOC)和可溶性有机碳(DOC)的影响则因土壤是否灭菌而异。末端限制性片段长度多样性(T-RFLP)分析显示,在灭菌土壤中接种蚯蚓获得了更多的末端片段(TRFs),而在未灭菌土壤中蚯蚓的存在并未明显改变TRFs的数量,且接种蚯蚓与无蚯蚓的处理共享了近50%的TRFs。冗余分析(RDA)显示土壤细菌群落结构因蚯蚓是否存在而不同,但仅在灭菌土壤中接种蚯蚓的处理同时与LOC、DOC、MBC和CO2累积排放量呈较好的正相关关系。因此认为,在该实验的灭菌土壤中,来源于蚯蚓肠道的微生物可能通过快速繁殖并成为优势种进而影响土壤有机碳的变化,但这一作用在未灭菌土壤中则有可能因为土壤土著微生物的竞争作用而被削弱。