鸡粪和猪粪对小麦生长及土壤重金属累积的影响

针对畜禽粪便有机肥过量施用可能对环境造成潜在的风险,采用盆栽试验开展了重金属含量相对较高的2种有机肥鸡粪和猪粪施用对小麦生长及土壤重金属积累的影响研究。结果表明,低量有机肥处理小麦秸秆和籽粒的干质量明显低于化肥处理,而中高量有机肥处理与化肥处理差异不显著。随着鸡粪用量的增加,土壤Cu、Zn、Cr、Pb、Cd含量均有明显增加。随着猪粪用量的增加,土壤Cu、Zn、Cd含量均有明显增加。所有处理土壤重金属含量均未超过国家二级土壤标准(GB15618-1995)。与化肥处理相比,施用鸡粪60,90 t/hm2的处理显著增加土壤Cu含量,分别增加16.70%,18.61%。施用鸡粪为15~150 t/hm2的处理土壤Zn、Cr含量均显著增加,增幅分别为33.86%~326.45%和9.43%~31.65%。施用鸡粪为90,150 t/hm2的处理土壤Pb和Cd含量均显著增加,土壤Pb分别增加19.41%,22.91%,土壤Cd分别增加30.83%,50.49%。施用猪粪45~150 t/hm2的处理土壤Cu和Zn含量均显著增加,增幅分别为19.67%~61.53%和7.78%~32.68%。施用猪粪150 t/hm2土壤Cd含量显著增加,为50.43%。参照食品安全国家标准(GB2762-2012)规定的食品中污染物Cd和Cr限量,所有施肥处理小麦籽粒样品均未超标。     

连续施用鸡猪废弃物堆肥对土壤和小麦铜锌积累的影响

为了从源头上控制农田土壤重金属污染,通过田间定位试验和室内分析测定相结合的方法,研究了连续7年施用鸡、猪废弃物堆肥对土壤和小麦重金属铜(Cu)、锌(Zn)积累及土壤Cu、Zn有效性的影响规律。结果表明,施用相同量的鸡粪土壤有效Cu占全Cu的比例低于猪粪,土壤有效Zn占全Zn的比例高于猪粪。除连续7年施用鸡粪45,60 t/hm2的处理土壤全Zn含量均超过国家土壤环境质量二级标准限值,其余施肥处理土壤Cu、Zn含量均未超标。与施用化肥(CK)相比,连续7年施用鸡粪60 t/hm2的处理小麦籽粒中Zn含量显著增加,为99. 72%,连续7年施用猪粪60 t/hm2的处理小麦籽粒中Cu含量显著增加,为29. 83%。通过分别对不同鸡粪和猪粪施用量与土壤Cu、Zn含量之间的关系用数学模型模拟,发现二者符合线性相关关系,且达到极显著相关。根据国家土壤环境质量标准规定的土壤Cu限值,推算出鸡粪、猪粪有机肥的安全施用量分别为2 386. 26,616. 10 t/hm2。当土壤Zn含量达到国家土壤环境质量标准限值时,推算出鸡粪、猪粪有机肥的安全用量分别为205. 18,993. 89 t/hm2。     

微生物复混肥对盐碱土及白菜品质改良的影响

通过田间试验,研究了施用微生物复混肥对盐碱土微生物量、土壤容重、土壤盐分及白菜品质的影响。结果表明,与不施肥、化肥和基质处理相比,白菜收获后施用微生物复混肥处理的土壤细菌总数分别增加了106.04%,58.99%和48.12%;土壤容重分别降低0.05g/cm3,0.03g/cm3和0.02g/cm3。微生物复混肥对降低耕层土壤含盐量有明显作用,但对1m土体土壤平均含盐量影响效果不明显。施用微生物复混肥能改善白菜品质,比不施肥与施化肥分别降低白菜硝酸盐含量0.14ppm和1.80ppm,可溶性糖量分别提高0.4%和0.8%。     

大蒜施用“金满意”有机肥料不同用量肥效试验

为了解决大蒜丰产优级生态有机肥用量问题,以‘豫蒜5号’大蒜、“金满意”有机肥为试验材料,采用田间试验和室内试验的方法对‘豫蒜5号’大蒜施用“金满意”有机肥的效果进行研究。试验表明,大蒜施用“金满意”有机肥不同用量对蒜头、蒜薹产量的影响显著。单施有机肥的处理蒜头、蒜薹产量明显较低,比单施化肥处理蒜头产量低40.1%,蒜薹产量低37.78%;所有施有机肥加等量化肥的处理都比单施等量化肥的处理蒜头、蒜薹产量高,蒜头增产幅度2.4%~10.1%,蒜薹增产幅度3.19%~9.85%;大蒜施用“金满意”有机肥不同施肥量对经济效益的影响突出。大蒜施用“金满意”有机肥不同施用量对可溶性固性物含量的影响明显,所有施用有机肥的处理蒜头、蒜苔中可溶性固形物的含量都比单施化肥的处理高,蒜头提高幅度在1.94%~7.38%,蒜薹提高幅度3.43%~12.72%。大蒜施用“金满意”有机肥对植株生物经济性状的影响很大,主要表现在：随施用量增加,增加蒜头直径和蒜头重量;不施有机肥处理都降低植株高度,黄叶片数增多,绿叶数减少;施用“金满意”有机肥与施猪粪相比较,对大蒜叶片总数影响不大,但施用“金满意”有机肥对大蒜头、蒜薹产量影响极显著。综合试验结果,在底施化肥N225+ P2O5225+ K2O 225基础上,以施用“金满意”有机肥6000 kg/hm2处理收益最高,是比较理想的施肥量。     

连续2年施用鸡粪有机肥对土壤和小麦锌积累的影响

为了安全合理地利用集约化养殖场的畜禽粪便有机肥,本研究通过田间小区定位试验,研究了连续2年施用高Zn的鸡粪有机肥对土壤和小麦植株Zn积累的影响。结果表明:高Zn鸡粪有机肥施用量为60 t/hm2连续施用2年后,土壤重金属Zn含量未超过国家二级标准300 mg/kg(p H7.5)。随着鸡粪有机肥施用量的增加,连续2年土壤全Zn、有效Zn含量和小麦籽粒Zn含量均趋于明显上升趋势。与第1年施用鸡粪有机肥相比,第2年施用鸡粪有机肥的处理土壤全Zn含量增加1.39%~70.79%,土壤有效Zn含量增加35.37%~66.25%。鸡粪施用量30 t/hm2时较施用化肥的处理小麦籽粒Zn含量差异达到显著水平。鸡粪施用量为60 t/hm2的处理,第2年比第1年施用有机肥小麦秸秆和籽粒Zn含量分别升高了14.75%和2.74%。随着土壤全Zn含量的增加,小麦籽粒Zn含量也趋于上升趋势。土壤全Zn与小麦籽粒Zn含量的关系呈显著的线性相关关系。土壤中全Zn的含量达到国家规定的二级土壤标准时,第1年和第2年施用鸡粪的小麦籽粒Zn含量分别为93.21 mg/kg和100.37 mg/kg。     

不同有机无机配比对玉米产量及土壤物理性质的影响

土壤肥力下降、耕层变浅,是东北平原粮食高产的主要限制因子。因此,研究不同有机物与化肥配合施用对土壤物理性质及玉米产量的影响具有现实意义。在辽北棕壤土上,采用田间微区定位的方法进行研究。有机无机配施不仅能够改善土壤的物理性质,还能够增加玉米产量;施用有机物料的各处理较无肥对照处理土壤容重下降了3.05%~9.92%,差异达到显著水平;与单施化肥处理相比,有机物料和化肥配合施用可增产1.64%~8.91%,同时能够增加田间持水量、毛管孔隙度和改善土壤微团聚体结构。在等碳量条件下,玉米秸秆对改善土壤理化性质的效果好于猪粪,化肥配施高量猪粪增产效果最为明显。     

腐熟秸杆有机肥改良土壤次生盐渍化研究

通过盆栽实验的方法，研究了化肥与腐熟秸杆有机肥对土壤EC、各盐分离子含量以及油菜生物量的影响。结果表明，施用化肥显著增加土壤盐分含量，过量的化肥导致土壤次生盐渍化，降低油菜生物量；施用腐熟有机肥虽然在一定程度上增加土壤EC值和各盐分含量，但是同时显著增加油菜的生物量。     

有机肥替代化肥对辣椒产量与土壤养分的影响

探索有机肥替代化肥对辣椒产量和土壤养分影响的规律,以便制定辣椒施肥方案和土壤改良技术提供实践依据。方法:设置6个处理,即单施化肥;有机肥+66.7%化学氮;有机肥+50%化学氮;有机肥+33.3%化学氮;有机肥供氮等于化肥供氮量;空白对照。3次重复,小区随机区组排列。结果:有机肥替代化肥的平均单产较单施化肥增产1.16%～9.84%,平均增产3.22%;有机肥替代化肥区的土壤有机质、全氮、有效磷的平均含量较单施化肥区的含量分别提高了5.58%、4.09%、19.00%,速效钾含量降低了22.50%,土壤pH值较试验前的6.805降低了15.02%。研究表明:有机肥用量与土壤中的有机质、全氮、有效磷均呈正相关关系,与土壤pH值呈负相关关系,即随着有机肥用量的增加,土壤中的有机质、全氮、有效磷含量也相应的提高,土壤pH值则相应的下降;土壤速效钾含量与有机肥施用量呈负相关关系,且随着施用年限的增加而降低。     

猪粪有机肥配施化肥对潮土速效养分及团聚体分布的影响

集约化养殖产生大量的畜禽粪便而且无序排放产生,是造成农业面源污染的重要原因之一。开展畜禽粪便田间消纳后对土壤性质及肥力的影响是现阶段研究的热点问题。本研究在施用等量氮、磷、钾养分的条件下,通过连续两年的盆栽试验,研究了猪粪有机肥替代不同化学肥料后对潮土速效养分、团聚体组分及稳定性的影响。结果表明,施用猪粪有机肥增加了土壤碱解氮、速效磷及速效钾含量,且随有机肥施用量的增加而增加,其中土壤碱解氮、速效磷及速效钾含量比单施化肥处理(T1)分别提高了3.7% ~ 165.8%、11.6% ~ 197.7%和20.7% ~ 364.8%;与第一年相比,第二年各处理碱解氮含量下降2.8% ~ 48.9%,而速效磷、速效钾均有增加。施用猪粪有机肥处理土壤有机碳含量均高于单施化肥处理(T1),且随有机肥量的增加呈增加趋势,增加幅度达14.8% ~ 175.7%;有机肥处理第二年后土壤有机碳含量比第一年土壤有机碳含量增加3.9% ~ 96.9%。同时发现,潮土土壤团聚体以<0.25 mm的微团聚体为主;化肥配施猪粪有机肥处理增加了潮土>0.25 mm团聚体含量、团聚体MWD(平均重量直径)以及GWD(几何平均直径)和R_0.25值,且随其施用量的增加而增加。由此可见,施用猪粪有机肥有利于潮土速效养分、有机碳含量的增加,并促进大团聚体的形成和稳定。     

有机物料配施菌剂对设施次生盐渍化土壤的修复效果

设施土壤次生盐渍化已成为制约设施农业发展的主要问题,为验证施用有机物料对次生盐渍化设施土壤的修复效果,本研究采用田间小区试验,以河北永清典型次生盐渍化设施土壤为研究对象,选择牛粪和生物炭两种有机物料并结合微生物菌剂作为外源有机物料,处理包括不施用有机物料(CK)、单施牛粪(DM)、单施生物炭(BC)、牛粪配施菌剂(DM+MI)、生物炭配施菌剂(BC+MI),通过分析各处理土壤的水溶性盐分总量、各盐分离子以及植株生长状况,探讨了有机物料对设施土壤次生盐渍化的改良效果。结果表明：施用有机物料和微生物菌剂可以不同程度的减轻土壤次生盐渍化。与对照相比,对降低土壤盐分效果最显著的为DM+MI处理,最高可降低土壤可溶盐总量18.26%,以及Na⁺、Ca²⁺与Mg²⁺含量24.1%、18.75%、24.29%,其他降盐效果表现为DM处理>BC+MI处理>BC处理。施用有机物料对辣椒植株的生长有一定的促进作用,至第10周时显著增加株高与茎粗达10.40%~16.00%和19.50%~21.30%。对辣椒植株生长与土壤水溶性盐分含量的相关性分析表明,在设施次生盐渍化土壤中,辣椒植株生长与土壤中Ca²⁺和Mg²⁺的含量呈显著负相关关系。综上,有机物料配施微生物菌剂能改善土壤条件,降低土壤含盐量,缓解设施土壤次生盐渍化状况,并促进辣椒正常生长。     

不同有机物料施用对灌漠土春小麦产量和土壤肥力的影响

研究了牛粪、沼渣、污泥、鸡粪、菌渣和猪粪6种有机物料施用对灌漠土春小麦产量和土壤肥力的影响,旨在考察6种有机废弃物农用的可行性。采用大田试验方法,分别将6种有机物料与70%常量化肥配合施用,共设置了8个处理。结果表明,与对照相比,6种有机物料与70%常量化肥配合施用均能提高春小麦的籽粒产量和生物产量。与施用常量化肥的处理相比,菌渣、污泥和鸡粪处理能提高春小麦的氮素利用率;菌渣、沼渣和污泥处理能提高春小麦的磷素利用率。菌渣和污泥处理的钾素利用率要远远高于其他有机物料的处理,分别达到了97.47%和94.75%。不同有机物料输入均能显著提高灌漠土的有机质含量,对土壤全量养分含量的影响均表现不显著,对速效养分含量则能产生不同的影响。     

不同种类有机肥氮素有效性研究

为科学施用畜禽有机肥,在盆栽试验条件下,采用番茄生物耗竭法研究不同有机肥（4种鸡粪、2种猪粪和3种牛粪）的氮素有效性。结果表明：鸡粪、猪粪和牛粪分别平均使番茄氮素携出量提高了14.06%、6.61%和7.48%,分别平均使番茄地上部分生物量（干重）提高了28.63%、7.75%和12.28%。鸡粪的平均氮素利用率和当量矿质氮率分别为37.79%和40.73%,显著高于猪粪（9.12%和10.93%）和牛粪（13.36%和15.71%）。不同种类有机肥的氮素特性虽然有差异,但均具有明显的氮素有效性。     

不同施肥制度对稻田耕层土壤的环境质量效应

利用不同施肥制度的4年定位试验数据,研究源自规模养殖场猪粪便的有机肥、沼液肥对稻田耕层土壤pH,汞、镉、铬、铅、镍、砷、铜、锌含量的影响及产生的环境质量效应。结果显示：施用有机肥、沼液肥对土壤pH有调节作用,有机肥的调酸效果好于沼液肥,高量有机肥的调酸效果好于中量施用;施用有机肥、沼液肥对土壤镉、铬、砷、汞、铅、镍含量无明显影响,但铜、锌积累明显。施用有机肥、沼液肥对土壤环境质量影响大于施用化肥;当有机肥年投入量为22500 kg/hm²时,连续4年施用即可造成稻田土壤铜、锌污染;当有机肥投入量为11250 kg/hm²或沼液肥年投入量为225 000~450000kg/hm²时,也能使稻田土壤处于污染的警戒范围。初步认为,11250 kg/hm²有机肥、450 000 kg/hm²沼液肥可作为推荐施肥用量,但应避免在同一地块连续施用。     

豆粕有机肥与化肥配施对大棚春黄瓜产量品质和土壤肥力的影响

为了探明豆粕有机肥与化肥氮素不同配施比例对大棚黄瓜的肥料效应,采用田间试验,研究了单施豆粕有机肥、豆粕有机肥与化肥配施和单施化肥对黄瓜产量、品质和肥料利用率以及土壤肥力的影响。结果表明,在相同氮、磷、钾施用量条件下,单施豆粕肥或单施化肥以及豆粕肥与化肥配施均可显著提高黄瓜总产量,M2N1、M1N1和M1N2处理的黄瓜前期产量分别比CK增产47.1%、68.6%和82.0%。各试验处理黄瓜果实中可溶性糖、蛋白质和硝酸盐、亚硝酸盐含量差异均不显著,Vc含量以M2N1处理含量最高。不同施肥处理均可显著提高黄瓜氮和钾的吸收量,但氮、磷、钾肥料利用率差异均不显著。黄瓜收获后各处理耕层土壤无机氮、碱解氮、有效磷、速效钾和pH等肥力性状均有明显变化。土壤pH与土壤养分的变化均呈现负相关性,其中土壤pH与土壤有效磷、速效钾含量呈极显著负相关,与土壤铵态氮、硝态氮和无机氮含量呈显著负相关。豆粕肥的氮、磷、钾养分释放率较高,完全可以替代普通有机肥与化肥配施用于黄瓜生产,豆粕氮与化肥氮配施用比例以1:1或2:1为佳。     

有机肥料对铅污染土壤铅形态及生物有效性影响研究

为了探索不同的有机肥料对降低重金属污染土壤Pb毒性的原理和效果;运用重金属污染土壤盆栽添加3种有机肥料的试验方法,分析盆栽土壤中重金属Pb的5种形态;除有机肥料牛粪对Pb的铁锰氧化结合态无显著影响、对Pb的残渣态有显著影响外,有机肥料牛粪对Pb的离子交换态、碳酸盐结合态、有机硫化物结合态有极显著影响,有机肥料猪粪、鸡粪对重金属Pb的5种形态有极显著影响。适量有机肥可降低重金属Pb离子交换态量、碳酸盐结合态和生物活性,增加铁锰氧化物结合态、有机硫化物结合态和残渣态。3种有机肥对降低重金属污染土壤Pb毒性的效果为鸡粪＞牛粪＞猪粪。有机肥料显著改变了污染土壤中Pb的形态,降低了Pb的生物活性,有机肥料是重金属污染土壤有效的改良剂。     

沼液和沼渣及化肥配施对土壤肥力的影响

2014 年5—10 月,通过在海林农场玉米试验田设置沼液和沼渣及化肥配施的田间试验,从玉米试验田土壤的物理性状和化学性状的变化来研究沼肥配施对土壤肥力的影响。结果表明：在土壤物理性状方面,配施沼肥能够降低土壤容重,但对土壤的总孔隙度、饱和含水量和田间持水量作用不明显,30000 kg/hm2沼液和30000 kg/hm2沼渣的配施模式对土壤物理性质的改善作用较大。配施沼肥能有效防止土壤酸化,同时土壤有机质含量可以提高21.02%~31.74%。单施沼液以及沼液与沼渣和化肥配施能够提高土壤中全氮、全磷、碱解氮和速效磷的含量,但对于全钾和速效钾增幅很小或呈负增长。沼液单施以及沼液与沼渣和化肥配施,在一定程度上能够改善土壤的肥力,可以考虑合理的配施沼液来代替化肥,实现对沼液的高效资源化利用。     

有机肥替代化肥对水稻产量、土壤肥力及农田氮磷流失的影响

采用田间小区试验,研究不同种类有机肥替代化肥比例对水稻产量、土壤肥力及农田径流氮、磷流失的影响。研究结果表明：50%猪粪有机肥替代化肥处理水稻产量最高,可达10 439.66kg/hm ²,100%、30%、50%有机肥替代化肥处理水稻产量呈依次增加趋势,且猪粪有机肥替代化肥各处理水稻产量均高于秸秆有机肥替代化肥处理;有机肥能有效提高土壤肥力,100%有机肥替代化肥处理土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量最高;单施化肥处理总氮（TN）流失量和流失率最高,分别为9.43kg/hm ²和4.91%,随着有机肥施用比例的增加,稻季农田径流TN流失量和流失率逐渐下降,50%和30%有机肥替代化肥处理TN流失量和流失率较100%有机肥处理显著升高,但猪粪和秸秆有机肥替代化肥处理间差异不显著;100%秸秆和猪粪有机肥处理总磷（TP）流失量和流失率最高,TP流失量分别为1.815、1.732kg/hm ²,TP流失率分别为1.08%、1.02%,50%和30%有机肥替代化肥处理TP流失量逐渐下降,秸秆有机肥替代化肥处理TP流失量和流失率均高于猪粪有机肥替代化肥处理,且有显著性差异。50%猪粪有机肥替代化肥处理在兼顾水稻高产稳产的同时,能够有效降低稻季农田氮素径流流失量和流失率,且维持较低水平的磷素径流流失量和流失率,是一种适宜的资源有效利用、节肥增效的有机肥替代化肥措施。     

有机无机氮肥配施对典型菜地土壤微生物和酶活性的影响

为了比较不同种类有机无机氮(N)肥配施后典型菜地土壤微生物和酶活性的差异,揭示施用有机物料后微生物在调节土壤肥力中的作用,以猪粪、沼渣沼液和猪粪堆肥为供试材料,采用田间小区试验,设置不施肥(CK)、不施N肥(PK)、纯施化肥(NPK)、有机无机肥配施1(20%猪粪N+80%化肥N,NPKM1)、有机无机肥配施2(20%沼渣沼液N+80%化肥N,NPKM2)和有机无机肥配施3(20%猪粪堆肥N+80%化肥N,NPKM3)等6种施肥模式,连续3年(2011-2013年)研究不同有机无机N肥配施对典型菜地土壤微生物和酶活性的影响。结果表明:小白菜季和莴苣季生育期间土壤细菌数量呈上升趋势,土壤真菌、放线菌数量呈先升后降趋势,且栽培后季较前季高。与NPK处理相比,NPKM1、NPKM2、NPKM3处理土壤细菌数量提高2.27%~26.16%(小白菜季),15.06%~40.82%(莴苣季);真菌数量提高33.62%~47.10%(小白菜季),39.64%~52.27%(莴苣季);放线菌数量提高6.59%~38.21%(小白菜季),20.97%~29.66%(莴苣季)。有机无机N肥配施可以促进菜地土壤微生物大量繁殖。与NPK处理相比,NPKM1、NPKM2、NPKM3处理提高土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶、纤维素酶的活性。有机无机N肥配施可以促进菜地土壤酶活性的提高。各处理蔬菜产量分别为6.73~22.50 t/hm2(小白菜),21.54~47.79 t/hm2(莴苣),大小均表现为NPKM3NPKM1NPKM2NPKPKCK。相关分析表明,小白菜和莴苣产量与土壤微生物数量和酶活性之间均存在密切关系。总之,有机无机N肥配施可以有效提高土壤中微生物数量和酶活性,维持菜地较高的土壤肥力,有利于蔬菜种植的可持续和高效生产,以猪粪堆肥配施效果最佳。     

短期施用不同粪源堆肥对果园土壤肥力与重金属积累的影响

为了解不同来源畜禽粪堆肥对土壤及农产品质量的影响,选择一般农户猪粪堆肥(低重金属堆肥)和规模化养殖场猪粪堆肥(高重金属堆肥)在桃园中进行为期3年的培肥田间小区试验,探讨了短期施用不同粪源有机肥对果园土壤肥力及土壤-果实中重金属积累的影响。试验设5个处理,分别为对照(常规化肥)及化肥配施一般农户猪粪堆肥、2倍一般农户猪粪堆肥、规模化养殖场猪粪堆肥和2倍规模化养殖场猪粪堆肥。结果表明:施用堆肥可轻微增加土壤p H,但与对照未达到显著差异;施用堆肥可改善土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾水平,与对照之间的差异随施用年限的增加而增加;在改善全氮、有效磷和速效钾方面,规模化养殖场猪粪堆肥比一般农户猪粪堆肥的效果更明显。试验3年后,施用2种猪粪源堆肥对土壤中Pb、Co、Ni和Hg积累均无明显的影响,但对Cu、Zn、Cd、As产生了不同程度的影响。其中,施用2倍一般农户猪粪堆肥和施用规模化养殖场猪粪堆肥显著增加了土壤中Cu和Zn的积累,施用2倍规模化养殖场猪粪堆肥显著增加了土壤中Cd和As的积累。所有处理的果实(桃子)中重金属均没有超标。但试验结果也表明,施用养殖场猪粪堆肥3年后,果实中Cu、Zn含量显著高于对照处理。研究认为,短期施用猪粪堆肥对果园土壤和果实中重金属污染风险较小。