三种紫色土上不同绿肥品种的生物量及养分差异

采用框栽法对不同绿肥品种的生物量和氮磷钾养分进行分析比较,初步筛选出旱坡地不同紫色土上适宜的绿肥品种。结果表明,在酸性紫色土上,黑麦草和毛叶苕子是鲜干草产量较高且养分积累量较多的绿肥品种;在碱性紫色土上,蚕豆和黑麦草是鲜干草产量较高且养分积累量较多的绿肥品种;在中性紫色土上,黑麦草和紫云英是鲜干草产量较高且养分积累量较多的绿肥品种。因此,酸性紫色土上适宜种植和翻压黑麦草和毛叶苕子,碱性紫色土上适宜种植和翻压蚕豆和黑麦草,中性紫色土上适宜种植和翻压黑麦草和紫云英。     

绿肥对紫色土改良的重要性及相关研究进展

长期以来,由于各种自然和人为因素的影响导致紫色土土壤肥力受到了不同程度的破坏。而绿肥作为一种无公害的优质有机肥料,对改良土壤有较好的作用。绿肥能增加土壤氮素,活化并富集土壤磷、钾元素;增加土壤含水量和土壤通透性,有效降低土壤的容重,并且能增加总孔隙度和毛管孔隙度;增加土壤有机质含量,有利于提高土壤微生物活性和土壤酶活性;种植绿肥还能在一定程度上改善土壤环境。因此,绿肥可作为紫色土改良的重要措施。同时,还提出了绿肥在紫色土改良中存在的主要问题及今后的发展前景。     

蚕豆根分泌物对紫色土有效养分及微生物数量的影响

为培育紫色土肥力和合理利用蚕豆资源,本研究首先通过溶液培养法收集到蚕豆根系分泌物后,并通过真空旋转蒸发仪得到浓缩液,然后通过室内土壤培养试验,即分别在3种60 g紫色土(酸性紫色土、碱性紫色土和中性紫色土)添加2个水平[6 m L(低量)和12 m L(高量)]的蚕豆根系分泌物浓缩液,并置于25℃恒温箱中黑暗培养15 d,从而探索蚕豆根系分泌物对不同紫色土有效养分和微生物数量的影响。结果表明:在3种紫色土上,与对照相比,添加低量和高量蚕豆根系分泌物浓缩液后,土壤碱解氮含量和p H均显著降低;而土壤有效磷、速效钾、有效铁、有效锌含量和微生物数量均显著增加,且此趋势随根系分泌物浓缩液添加量增加而增强。与其他两种紫色土相比,酸性紫色土添加蚕豆根系分泌物浓缩液对于土壤碱解氮含量和p H的降低效应最明显,对土壤中细菌和真菌数量增加效应更为显著,与对照相比,增幅分别为-32.00%、-4.51%、3.51倍和9.00倍。与其他两种紫色土相比,碱性紫色土添加高量蚕豆根系分泌物浓缩液对土壤有效磷、速效钾、有效锌和有效铁含量活化效应最强,分别是对照的4.48倍、2.04倍、147.10%和128.00%。在中性紫色土上,添加高量蚕豆根系分泌物浓缩液对以上土壤有效养分和土壤微生物数量的影响介于酸性紫色土和碱性紫色土之间。总之,蚕豆根系分泌物对不同紫色土土壤有效养分(土壤碱解氮和p H除外)和土壤微生物活性有不同促进效应,这对于紫色土肥力培育有深远影响。     

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。     

秸秆生物炭配施氮肥对潮土土壤碳氮含量及作物产量的影响

【目的】探讨玉米秸秆生物炭配施氮肥对华北潮土区土壤理化特性和作物产量的影响,阐明土壤和植株对生物炭和氮肥施用的响应,旨在为该区域秸秆资源高效利用、培肥土壤及作物增产提供科学依据。【方法】以华北冬小麦–夏玉米轮作区为研究对象,研究玉米秸秆生物炭 (缺氧条件下 450℃ 热裂解 1 小时获得) 配施氮肥对土壤养分含量、微生物量以及作物产量的影响。试验采用裂区设计,以秸秆生物炭施用量为主区,施氮量为副区。秸秆生物炭用量设 0、7.5 和 22.5 t/hm2 3 个水平 (以 BC₀、BC_7.5、BC_22.5 表示);氮肥用量设 0、150、225 和 300 kg/hm2 4 个水平 (以 N₀、N₁₅₀、N₂₂₅、N₃₀₀ 表示)。小麦在 2014 年 10 月 9 日播种,次年 6 月 8 日收获;玉米在 2015 年 6 月 10 日播种,当年 9 月 28 日收获。在作物成熟期进行产量测定,并采集 0—20 cm 土壤样品以及采用常规方法进行土壤有机碳 (SOC)、全氮 (TN)、可溶性有机碳 (DOC)、铵态氮 (NH₄+-N)、硝态氮 (NO₃–-N)、土壤微生物量碳 (MBC) 和微生物量氮 (MBN) 的测定。【结果】生物炭对土壤养分含量、微生物量碳氮及作物产量有极显著影响。生物炭用量增加,土壤 SOC、TN、DOC、NO₃–-N 含量以及土壤 SOC/TN 比值均显著增加,较 BC₀ 最大增加幅度分别为 165.0%、74.1%、39.1%、75.1% 和 44.0%。MBC、MBN 含量和作物产量均以 BC_7.5 处理达最大值,较 BC₀ 最大增加幅度分别为 49.2%、57.6% 和 46.1%,BC_22.5 较 BC_7.5 处理平均降低 12.1%、7.3% 和 9.7%;施用生物炭降低 NH₄+-N 含量,BC_7.5 和 BC_22.5 处理较 BC₀ 分别下降 18.4% 和 23.7%。随着氮肥施用量的增加,SOC、DOC、NH₄+-N、MBC、MBN 含量均先增后减,在施氮水平为 150 kg/hm2 时,其含量均达最大值,较 N₀ 最大增加幅度分别为 29.7%、22.9%、44.8%、79.4% 和 115.3%。所有施氮的处理作物产量较 N₀ 均显著增加,而三个施氮处理间其产量差异不显著 (P>0.05)。【结论】在维持作物产量不降低的情况下,短期内 N₁₅₀BC_7.5 处理对提升土壤肥力的效果最佳,是较为理想的施肥方式,但其有效机制及长期效果还需进一步试验研究。