秸秆还田深度对黄棕壤养分及物理性质的影响

[目的]通过改变秸秆还田深度来探讨其对黄棕壤养分和物理性状的影响,探索最适秸秆还田深度,为提高秸秆利用率和改善土壤理化性质提供科学依据。[方法]以黄棕壤为研究对象,设置5个处理:无秸秆还田(CK)、表面覆盖(T_0)、10cm还田(T_(10))、20cm还田(T_(20))和30cm还田(T_(30)),分析了小麦收获后土壤0—40cm土层物理性质和土壤养分状况。[结果](1)秸秆还田能显著降低土壤容重,增加土壤总孔隙度、饱和含水量、田间持水量和有效水含量,使土壤有机质、有效磷和全氮含量分别增加6.56%~9.96%,2.81%~7.32%和1.67%~10.00%;(2)秸秆还田减少了土壤铵态氮和硝态氮含量,降幅为1.48%~15.04%和14.90%~53.42%,其中土壤硝态氮含量与秸秆还田深度呈显著负相关关系;(3)由主成分分析可知,各处理下的土壤综合得分次序为:T_(20)T_(30)T_(10)T_0CK,说明秸秆还田处理能改善土壤养分和物理状况,其中秸秆还田深度为20cm时效果最为显著。[结论]综合黄棕壤物理性状和养分含量,秸秆还田深度20cm处理最为适宜。     

生物质炭对黄瓜连作土壤理化性状、酶活性及土壤质量的持续效应

【目的】 探讨不同生物质炭施用量对连作黄瓜根区土壤环境的作用效果，为用生物质炭修复黄瓜连作土壤以及在农业中的推广应用提供科学依据。 【方法】 以如皋市农业科学研究所大棚示范区为试验基地，一次性向设施农田土壤中添加0 (CK)、5 (C1)、10 (C2)、20 (C3)、30 (C4)、40 (C5) t/hm2的生物质炭，通过连续两年温室定位试验，测定生物质炭施用后黄瓜连作根区土壤的物理性状、养分含量及酶活性的变化状况，采用土壤质量指数 (SQI) 评价不同生物质炭施用量对黄瓜连作两季后土壤质量的影响。 【结果】 随着生物质炭施用量的增加，第一季与第二季黄瓜根区土壤的理化性状变化趋势一致，具体表现为容重不断降低，土壤孔隙度、饱和含水量、田间持水量、饱和导水率、有效磷及有机质含量不断升高，且当生物质炭施用量为30 t/hm2(C4处理) 时，土壤中全氮、硝态氮和铵态氮含量最高。与CK相比，生物质炭的施用可以减少黄瓜根区土壤 < 0.25 mm粒径的微团聚体含量，而增加 > 0.25 mm粒径的大团聚体含量，土壤中0.25～0.5 mm和0.5～1 mm粒径的团聚体含量都在高施用量 (40 t/hm 2) 处理中达到最大值。生物质炭施用后的连续两季，黄瓜根区土壤中脲酶与过氧化氢酶活性均随生物质炭施用量的增加呈先增加后降低的趋势，其活性分别在生物质炭施用量为30 t/hm2和20 t/hm2时最大。当生物质炭施用量为30 t/hm2时，两季黄瓜产量都达到最高，分别为3.24 × 104 kg/hm2和6.18 × 104 kg/hm2。通过土壤质量指数 (SQI) 对生物质炭施用后两季黄瓜土壤质量进行评价可知，不同生物质炭施用水平下土壤质量指数依次为C4 > C5 > C3 > C2 > C1 > CK，相应的土壤质量指数分别为0.774、0.740、0.728、0.650、0.635、0.583。 【结论】 施用生物质炭对黄瓜连作田土壤的理化性状和酶活性均有显著影响，高施用量 (40 t/hm2) 条件下对土壤物理性状改善效果最好，当生物质炭施用量为30 t/hm2 (C4处理) 时对黄瓜连作根区土壤的养分含量提升效果最佳。SQI可以客观定量地评价生物质炭施用对连作黄瓜根区土壤质量的影响，其分析结果表明改善黄瓜连作土壤环境的最佳生物质炭施用量为30 t/hm2。      

生物有机肥对潮土物理性状及微生物量碳、氮的影响

[目的]研究生物有机肥对潮土不同土层土壤物理特性及微生物碳氮的影响,为生物有机肥在土壤改良、水土保持和促进设施农业可持续发展等方面提供科学依据。[方法]采用田间小区试验的方法,研究生物有机肥对潮土0—15和15—30cm土层土壤水力学性质、土壤团聚体及微生物量碳、氮的改善效果,其中生物有机肥施用量分别为0,10,20t/hm~2。[结果]施用生物有机肥可显著降低土壤容重,提高土壤孔隙度和各水力学指标,其中土壤容重降低了10.37%~19.26%,田间持水量和饱和导水率提高了13.12%~32.25%和37.28%~67.11%;生物有机肥可提高土壤大团聚体含量和平均质量直径,降低分形维数;生物有机肥提高了土壤微生物量碳、氮含量,增幅分别为33.66%~52.67%和11.52%~22.64%;土壤物理特性与微生物量碳、氮具有明显相关性。[结论]生物有机肥可有效改善潮土土壤结构和水力学特性,增加土壤蓄水供水能力,提高土壤大团聚体含量、稳定性和微生物量碳、氮含量。     

基于木本泥炭快速构建红壤新垦耕地优质耕作层技术与效果

为了探究木本泥炭对红壤岗地新垦耕地优质耕作层构建的机理以及木本泥炭相对于其他有机物料对红壤新垦耕地的改良效果,采用田间小区试验的方法,研究添加不同有机物料对红壤新垦耕地0—20cm耕作层土壤理化性质和微生物生物量以及水稻产量的影响。试验共设6个不同处理:CK(不添加改良材料)、M30FS(木本泥炭30t/hm2+腐熟秸秆3t/hm2+石灰石粉3.75t/hm2)、M15FS(木本泥炭15t/hm2+腐熟秸秆3t/hm2+石灰石粉3.75t/hm2)、CFS(生物炭15t/hm2+腐熟秸秆3t/hm2+石灰石粉3.75t/hm2)、OFS(有机肥15t/hm2+腐熟秸秆3t/hm2+石灰石粉3.75t/hm2)和FS(腐熟秸秆3t/hm2+石灰石粉3.75t/hm2)。结果表明:(1)与对照相比,添加木本泥炭与有机物料处理显著降低了耕作层土壤容重,提高了土壤总孔隙度和pH,且添加木本泥炭与有机物料处理中土壤肥力均有不同程度提高,其中土壤有机质、全氮、全磷和全钾含量分别提高了36.41%～88.53%,2.22%～37.78%,6.25%～93.75%和27.57%～85.60%,土壤硝态氮、铵态氮、有效磷和有效钾含量分别提高了17.21%～134.85%,1.42%～72.76%,8.71%～156.79%和12.99%～332.39%。(2)添加木本泥炭与有机物料处理对耕作层土壤微生物生物量影响比较明显,与对照相比,各处理中土壤微生物量碳和氮含量分别显著增加了52.95%～219.00%和121.45%～548.73%。(3)添加木本泥炭与有机物料处理中水稻产量均明显提高,其中M30FS增产效果最明显,增幅为39.53%。(4)利用聚类分析方法将添加不同有机物料处理下新垦耕地耕作层土壤质量等级划分为3级,分别为:一级(M30FS)、二级(M15FS,OFS,CFS)、三级(FS,CK),其中经M30FS处理后土壤质量水平等级最高。添加木本泥炭与有机物料可显著降低新垦耕地耕作层土壤容重,提高土壤总孔隙度和pH,解决了红壤黏重和酸化的特征,且土壤养分和微生物量碳、氮含量均得到了提高,改善了土壤理化性状和生物学特征,提高了水稻产量,其中添加30t/hm2木本泥炭对红壤新垦耕地优质耕作层构建效果最明显。     

施用生物质炭对旱地红壤有机碳矿化及碳库的影响

为探究生物质炭施入旱地红壤后对该地区土壤有机碳矿化以及有机碳库的影响,采用田间定位试验,设置7种生物质炭施用量处理,分别为0(C0),2.5(C1),5(C2),10(C3),20(C4),30(C5),40t/hm2(C6),以三库一级动力学理论为基础,对这7种处理的土样进行了室内呼吸培养试验。结果表明:(1)与C0相比,C4、C5和C6处理的土壤有机碳含量呈上升趋势,C5处理土壤有机碳含量上升幅度最大为14.66%;C2、C3、C4、C5和C6处理土壤活性碳均显著增加,C6处理增幅最大为25.00%;土壤惰性碳在C3、C4、C5和C6处理中显著增加,增幅分别为18.92%,40.09%,53.60%和49.55%;除C5处理外,其他生物质炭施用量下土壤缓性碳相对于C0处理,分别降低了1.96%,6.54%,8.82%,9.31%和12.91%。(2)与C0处理相比,施加生物质炭后土壤有机碳累积矿化量均显著降低,C6处理降低幅度达25.93%。随着生物质炭施用量的增加,土壤有机碳累积矿化量逐渐降低。(3)土壤有机碳、活性碳和惰性碳与生物质炭施用量存在极显著(p0.01)的正相关,土壤缓性碳与其存在显著(p0.05)的负相关。研究结果可为提升典型旱地红壤肥力,减缓温室气体排放提供科学依据。     

生物质炭施用对潮土理化性状、酶活性及黄瓜产量的影响

分析生物质炭施用对潮土理化性状、酶活性及黄瓜产量的影响,为生物质炭在农业中的推广应用提供科学依据。以如皋市农业科学研究所大棚示范区为试验基地,通过田间小区试验,研究了不同生物质炭施用量(0,5,10,20,30,40t/hm~2)条件下土壤理化性状、酶活性及黄瓜产量变化。结果表明:生物质炭施用对土壤理化性状及土壤酶活性有显著的影响。高施用量(40t/hm~2)处理对土壤物理性状的改良效果最好,当生物质炭施用量为30t/hm~2时对土壤养分含量提升效果最好。与对照相比,施用生物质炭各处理土壤容重降幅为0.88%~10.52%,而土壤孔隙度、饱和含水量、田间持水量、饱和导水率、有机质、全氮、硝态氮、铵态氮和速效磷含量的增幅分别为3.68%~7.53%,27.96%~119.25%,30.73~55.05%,1.89%~224.61%,10.39%~54.56%,6.06%~22.58%,2.33%~45.63%,235.71%~414.29%和19.37%~77.76%。土壤脲酶和过氧化氢酶的活性及黄瓜产量随着生物质炭施用量的增加均呈先增加后降低的趋势,两种酶的活性分别在生物质炭施用量为30t/hm~2和20t/hm~2时最大,较对照分别提高了104.57%和15.38%;生物质炭施用量为30t/hm~2时对黄瓜增产效果最好,该处理下黄瓜产量较对照提高了21.80%。主成分分析结果表明,不同生物质炭施用量处理下的土壤质量次序为C4C5C3C2C1CK。在土壤中施用生物质炭不仅可以促进黄瓜增产,改善土壤理化性状,提高土壤养分含量,还可以改良土壤生物学性质,提升土壤酶活性。     

施用生物有机肥对黄瓜不同生育期土壤肥力特征及酶活性的影响

为了探讨生物有机肥对潮土土壤肥力特征及酶活性的影响,采用田间小区试验,以黄瓜为试验作物,研究了生物有机肥对黄瓜不同生育期潮土0—15cm和15—30cm土层肥力特征及酶活性的影响,其中生物有机肥施用量分别为0t/hm~2(CK),10t/hm~2(Y1),20t/hm~2(Y2)。结果表明:(1)在黄瓜同一生育期,不同土层中土壤全氮、铵态氮、硝态氮、速效磷和有机质含量均随着生物有机肥施用量的增加呈上升趋势。在黄瓜成熟期,Y1和Y2处理0—15cm土层中土壤全氮、铵态氮、硝态氮、速效磷、土壤有机质含量与CK相比,分别增加了5.99%,11.21%,17.48%,5.98%,39.30%和6.59%,25.86%,21.99%,10.78%,61.76%,其中土壤铵态氮和有机质含量在各处理中的差异达到显著水平(P0.05),而Y1和Y2处理15—30cm土层中土壤硝态氮和速效磷较CK分别增长了18.83%~23.27%和39.30%~61.76%。(2)在黄瓜同一生育期,随着生物有机肥施用量的增加,不同土层中土壤脲酶和过氧化氢酶的活性均逐渐增强。在黄瓜成熟期,施用生物有机肥的Y1和Y2处理0—15cm土层中土壤脲酶和过氧化氢酶活性与CK相比分别增加了47.02%~62.08%和14.41%~23.73%,且不同处理之间差异显著(P0.05),而15—30cm土层中土壤脲酶和过氧化氢酶活性与CK相比,分别增加了49.17%~67.75%和40.01%~63.33%,且Y1和Y2处理与CK差异达到显著水平(P0.05)。(3)随黄瓜生育期的延长,不同土层中各肥力指标和土壤脲酶活性均呈下降趋势,而土壤过氧化氢酶活性呈先增加后降低的趋势,且0—15cm土层土壤各肥力指标和酶活性均高于15—30cm土层。综上所述,施用生物有机肥可提高潮土不同土层的土壤肥力水平和土壤酶活性,且土壤肥力和酶活性随生物有机肥施用量的增加而增加。     

添加生物质炭对旱地红壤中硝态氮水平运移的影响

[目的]探讨不同生物质炭施用量条件下旱地红壤中NO-3-N的含量及水平运移规律,为该地区的农田水分管理和环境保护提供科学依据。[方法]采用室内水平扩散率仪测定不同生物质炭施用量[C0(0t/hm~2,不施用生物质炭),C1(2.5t/hm~2),C2(5t/hm~2),C3(10t/hm~2),C4(20t/hm~2),C5(30t/hm~2)和C6(40t/hm~2)]条件下土壤中硝态氮水平运移速率和运移浓度。[结果]生物质炭施用对土壤中硝态氮的水平运移速率和水平运移浓度影响显著。随着生物质炭施用量的增加,硝态氮的水平运移速率和水平运移浓度呈先增加后降低的趋势,而土壤水扩散率呈逐渐降低趋势。C5(30t/hm~2)处理下硝态氮的水平运移速率和水平运移浓度均出现最大值,分别为0.67cm/min,165.52mg/kg。随着生物质炭施用量的继续增加,C6(40t/hm~2)处理的硝态氮的水平运移速率和水平运移浓度较C5(30t/hm~2)处理有所降低,硝态氮浓度最大值均出现在湿润峰峰面上。分析影响硝态氮水平运移规律的因素表明,生物质炭降低了土壤的容重、增加了土壤有机碳和孔隙度,从而导致了各处理硝态氮的水平运移规律发生了变化。[结论]生物质炭可以改善土壤的理化性状,促进硝态氮的水平运移,在利用生物质炭改良旱地红壤理化性状的同时,也要注意防止氮素流失对环境的影响,降低其对地表水的潜在污染风险。