蔬菜废弃物堆肥对设施蔬菜产量和土壤生物特性的影响

采用盆栽试验研究了蔬菜废弃物堆肥对小白菜的增产效果、土壤养分含量、土壤微生物量和酶活性的影响。结果表明,蔬菜废弃物堆肥能够显著提高盆栽小白菜的产量和品质,其中30 t/hm2的高量蔬菜废弃物堆肥将产量提高了66.26%,将品质指标Vc、可溶性糖和可溶性蛋白含量显著提高了35.64%、183.36%和39.42%。蔬菜废弃物堆肥能够显著提高土壤质量,有机质、总氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量和土壤微生物量碳、氮,以及土壤淀粉酶、脲酶、磷酸酶、脱氢酶活性的土壤质量指标。与牛粪相比较,高用量的蔬菜废弃物堆肥处理在小白菜产量、可溶性蛋白含量、土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量、磷酸酶活性上显著高于牛粪;而在可溶性糖含量、土壤有机质含量、土壤微生物量、淀粉酶、脱氢酶活性上显著低于牛粪。综合而言,蔬菜废弃物堆肥能够提高土壤质量,增加蔬菜产量和品质;在蔬菜产量方面,蔬菜废弃物堆肥优于牛粪,在蔬菜品质和土壤质量方面,蔬菜废弃物堆肥与牛粪相当。     

黄河下游不同质地潮土孔隙形态特征

土壤颗粒排列及形成的团聚结构是影响孔隙形态的基本因素,为直观观察与定量测算不同质地土壤的孔隙形态及其变化特征,于山东省东昌府区采集壤土、粘壤土、砂壤土样品,通过常规方法和土壤薄片,研究了土壤孔隙形态特征。结果表明:(1)土壤容重均随深度增加而增加。土壤孔隙度均为表层向下逐渐减少且10月份低于6月份。(2)砂质壤土孔隙形状均以简单堆集孔隙为主。而粘壤土、壤土则以复合堆积孔隙为主,且土壤团聚作用较强。(3)砂质壤土的孔隙平均当量直径(ED)及孔隙形状系数(S)明显高于粘壤土及壤土,而砂质壤土的孔隙复杂度(D)明显低于粘壤土及壤土。且ED及S值分别与土壤砂粒含量呈显著正相关,与粉、粘粒含量呈显著负相关;D值与砂粒含量呈显著负相关,而与粉、粘粒含量呈显著正相关。综上,土壤质地(即砂、粉、粘粒含量)能够影响土壤孔隙形态。     

盐化土壤微生物区系及理化性状对不同改良剂的响应研究

系统分析了脱硫废弃物、专用改良剂和不同量菌肥对盐化土壤的改良效应,结果表明:单施脱硫废弃物对土壤细菌和放线菌数量影响很小,但可以有效增加真菌数量;单施专用改良剂或菌肥后微生物数量增幅相对较大,改良剂效果优于菌肥;脱硫废弃物、改良剂和菌肥同时施用可以显著增加土壤微生物数量;单施脱硫废弃物和菌肥对土壤有机质和养分含量、作物收获后的指标影响很小;3种物料同时施用则可以显著提高土壤有机质和养分含量,向日葵的株高、径粗、盘径、实粒数和百粒重都有显著增加。在施用脱硫废弃物和改良剂的前提下,菌肥施用量为45 kg hm-2的处理对盐化土壤改良效果最佳,但与施用量为30 kg hm-2的处理差异不显著。     

园林废弃物覆盖对北京市林地土壤养分和团聚体的影响

在北京市延庆县(现延庆区)和海淀区研究了园林废弃物覆盖对林地土壤养分和团聚体的影响,结果表明:园林废弃物覆盖2年后能够增加林下土壤的有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量,海淀区覆盖园林废弃物的效果优于延庆县;同时,覆盖也增加了延庆县和海淀区的土壤大团聚体数量,减少了延庆县的土壤侵蚀。因此,园林废弃物覆盖能有效增加林地土壤养分并且改善土壤结构。     

不同质地耕层土壤有效态微量元素含量特征

[目的]研究不同土壤质地下耕层土壤有效态微量元素含量特征,为合理制定农田土壤施肥方案和提高土壤养分资源利用率提供依据。[方法]以库车县不同质地耕层土壤(0—20cm)为调查对象,采用统计方法对土壤微量元素有效态含量特征进行分析。[结果](1)土壤有效态微量元素在壤土、砂壤土、黏土、黏壤土及砂土中含量差异显著(p0.05),且壤土和砂壤土的有效态微量元素含量相对较高;(2)土壤微量元素有效性综合指数排列顺序依次为:砂壤土(1.51)砂土(1.44)黏土(1.42)壤土(1.41)黏壤土(1.27);(3)土壤有机质与土壤有效态微量元素均具有极其显著的相关性(p0.01),pH值则与有效铜和有效锰相关显著(p0.05)。[结论]在不同土壤质地下,微量元素铁和锌含量较为缺乏,锰和铜含量则相对较为丰富,故应依据这一特性进行土地科学管理和施肥。     

水稻强化栽培对稻田土壤生物学特性的影响

采用田间试验,对强化栽培(SRI)和常规水作(TF)条件下稻田土壤微生物数量、微生物量、土壤酶活性及相关养分含量进行了研究。结果表明:与常规水作相比,强化栽培增加了土壤细菌、放线菌、真菌数量,分别提高了53.1%～173.8%、61.7%～229.4%、10.0%～55.9%,统计差异显著(p<0.05)。强化栽培土壤微生物量碳、微生物量氮比常规水作提高了12.2%～43.6%,22.7%～175.4%,统计差异显著(p<0.05)。与常规水作比较,强化栽培提高了分蘖期土壤脲酶、碱性磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶活性,分别为12.6%、30.0%、15.1%、13.8%;强化栽培也显著增加了土壤碱解氮含量,但有效磷含量差异不显著。     

不同秸秆混合生物炭对盐碱土壤养分及酶活性的影响

研究不同秸秆混合生物炭对盐碱土壤养分含量和酶活性的影响差异,为盐碱土壤改良和资源的合理利用提供理论参考。以玉米秸秆、玉米芯、芦苇分别和剩余活性污泥混合在450℃裂解得到的混合生物炭为添加材料,以内蒙古盐碱土壤为供试土壤,研究不同混合生物炭添加对盐碱土壤pH值、阳离子交换能力、养分含量及土壤脲酶活性、蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性的影响。结果表明:不同混合生物炭表面化学官能团种类一致,含量有差异;混合生物炭的添加能够小幅度降低土壤pH值;三种混合生物炭的加入大幅度提高了土壤阳离子交换能力,且随着混合生物炭添加量的增加而增强;混合生物炭的添加显著提高了盐碱土壤的养分含量,由玉米秸秆和污泥制备的混合生物炭主要增加总磷和速效磷含量,而添加芦苇和污泥制备的混合生物炭显著提高了土壤速效钾水平;添加混合生物炭对土壤蔗糖酶和脲酶活性有显著的促进作用,尤其是高添加量(25g/kg)对2种酶的促进作用显著高于低添加量(10g/kg,20g/kg);混合生物炭对土壤过氧化氢酶活性的影响表现为中、低添加量(20g/kg,10g/kg)的生物炭对过氧化氢酶的促进作用显著高于高添加量(25g/kg)。     

长期稻油轮作改良土壤结构提高水稻产量

为研究长期稻稻、稻稻油不同轮作条件下土壤结构、土壤养分与水稻产量的关系。本文对经30年稻稻油(DDY)与稻稻(DDF)轮作的土壤养分、土壤质地和水稻产量进行研究。结果表明:长期稻稻油轮作土壤pH值、有机质、全氮含量均低于稻稻轮作,土壤全钾含量高于稻稻轮作;长期稻稻油轮作土壤伊利石含量低于稻稻轮作,而高岭石含量高于稻稻轮作,表明长期稻稻油轮作能提高土壤风化程度,促进土壤养分元素的释放;Clay:SOC值能较好表征土壤结构状况,且与SOC呈较好线性关系,长期稻稻油轮作土壤Clay:SOC值均低于稻稻轮作;长期稻稻轮作水稻年均产量为14346 kg hm~(-2),长期稻稻油轮作水稻年均产量为15254 kg hm~(-2),年均增产6.3%。因此,长期稻稻油轮作能显著改良耕层土壤结构,促进土壤养分元素的释放及水稻的氮肥利用率,从而显著提高水稻籽粒产量。     

元谋干热河谷沟蚀地区植被恢复对土壤养分和酶活性的影响

为了解元谋干热河谷沟蚀地带植被恢复初期土壤养分含量及土壤酶活性的变化,在植被恢复区与未恢复区(裸地)设置样方,对土壤养分含量和酶活性进行了研究。结果表明:(1)植被恢复前后,土壤理化性质与土壤酶活性差异显著,恢复区的土壤碳(C)、氮(N)含量和土壤酸性磷酸酶(AP)、β-D-葡糖苷酶(BG)、β-1,4-N-乙酰氨基葡糖苷酶(NAG)、脲酶(URE)活性显著高于未恢复区(侵蚀裸地);但单位C含量下的土壤酶活性变化不显著,表明土壤C积累是土壤酶活性变化的关键影响因子。(2)土壤酶活性化学计量特征变化显著。相比于未恢复区,恢复区的土壤C:N酶活性比(BG∶NAG)显著下降,N∶P酶活性比(NAG∶AP)显著增加,说明N元素限制增大、C元素限制缓解,P元素不是主要限制因子。(3)土壤酶活性与土壤碳氮含量显著相关。土壤酶活性、NAG∶AP与土壤TN、TC、TP及C∶N、C∶P和N∶P呈显著正相关,而BG∶NAG则与这些因素呈显著负相关,表明养分含量变化是引起植被恢复前后土壤酶活性及其化学计量特征变化的主导因子。     

不同温度热解牛骨炭对菜园土壤磷素转化及小白菜产量的影响

生物质废弃物热解炭化及生物质炭农业应用已经成为全球废弃物安全处理与养分资源循环利用的前沿方向。动物骨骼炭对土壤磷素组分及生物有效性的影响尚不清楚。收集了某市厨余废弃牛骨,采用500℃、600℃和700℃三个温度梯度进行热解炭化制备成牛骨炭,并将其添加到已采集的菜园土中进行小白菜盆栽试验,对比研究了牛骨炭和磷肥施用对菜园土壤小白菜产量、磷组分含量及其有效性的影响。研究结果表明:(1)不同温度热解牛骨炭能够明显改善土壤性质与养分状况。与对照相比,施用牛骨炭的土壤pH提高了0.5个单位,CEC和全磷含量分别显著增加了9.6%和7.4%,活性磷组分和钙结合态磷含量显著提高、分别提高了20.5%和54.2%,不同温度热解牛骨炭处理间无显著差异。(2)牛骨炭显著增加土壤磷酸酶的活性,与对照相比,不同温度热解牛骨炭处理磷酸酶活性分别提高了26.8%、31.9%和35.2%。(3)不同温度热解牛骨炭显著增加小白菜产量和磷素利用率。与对照相比,添加三个温度(500℃、600℃和700℃)制备的牛骨炭使小白菜产量显著增加了42.6%、51.5%和68.8%,磷素当季利用率是过磷酸钙处理的两倍以上;与磷酸氢二铵和过磷酸钙相比,施用牛骨炭使小白菜产量增加10%～30%,且磷素利用率增加15%～25%。综合来看,700℃热解牛骨炭在改善土壤性质、提高生产力和磷素利用率的效果最优。     

园林废弃物不同处理方式的环境影响及其产物还田效应

针对城市园林废弃物数量日趋增多及资源化利用程度低的问题,该研究比较了园林废弃物在直接焚烧、好氧堆肥、热解碳化3种处理方式下的养分与碳素与氮磷钾损失、温室气体排放,以及相应产物还田对土壤物理化学性质的影响。结果表明,焚烧处理的有机碳损失率高达98.62%,分别比好氧堆肥、碳化处理高39.77%和41.64%;全氮损失率高达95.51%,显著高于好氧堆肥（22.72%）及碳化（36.65%）处理;3种处理全磷及全钾损失率的差异相对较小。焚烧处理的CO2排放量高达1271.62 g/kg,远高于好氧堆肥的210.71 g/kg,但两者CH4、N2O的排放量都相对很小。园林废弃物堆肥及碳化后还田均可促进土壤中小团聚体向大团聚体转化,提高土壤中毛管孔隙度和饱和导水率,并显著提高N、P、K含量;其中生物炭还田可显著提高土壤有机碳含量,好氧堆肥还田能降低土壤pH值。焚烧后的灰分还田除提高土壤P、K养分含量及大粒径团聚体外,其他效果不明显。综上所述,好氧堆肥和碳化是适用于城市园林废弃物处理的2种技术,研究结果可为城市园林废弃物资源优化处理利用提供参考。     

滨海生态系统废弃物资源综合利用的生态恢复工程

在滨海淤泥质滩涂生态系统中采取以植物绿化为主的生态恢复工程，由于缺少土壤改造的适宜的资源，常成为工程正常实施的主要困难．通常情况下采用的从周边地区购买农田种植土的方法，不仅破坏采土区的生态环境，而且造价高．天津经济开发区通过对其周边环境中大量存在的海湾泥、碱渣和粉煤灰等固体废弃物资源的研究发现，当它们单独存在时，都不是　合适的土壤资源，但当以适当比例配合后，其混合物却更适合植物的生长．用它作为土壤资　源，将不仅能解决大量固体废弃物对滨海生态系统的污染问题，而且还可以减少对周边地区　生态环境的破坏，降低生产成本．海湾泥与碱渣和粉煤灰的最佳推荐比例为３∶１．     

Potentially mineralizable nitrogen from organic materials applied to a sandy soil: fitting the one-pool exponential model

Abstract. Over the last three decades there has been a great increase in the production of waste from urban, industrial and agricultural activity that could be recycled as a source of plant nutrients, and used to enhance soil quality. The use of these materials could partially offset the need for mineral fertilizers, giving both economic and environmental benefits. An incubation experiment was carried out using different organic waste materials applied to a Cambic Arenosol. Air-dried soil was mixed with increasing amounts of composted solid municipal waste, secondary pulp-mill sludge, hornmeal, poultry manure, solid phase from pig slurry, and composted pig manure, resulting in applications equivalent to 0, 40, 80, 120, 160 and 200 kg ha⁻¹ of Kjeldahl nitrogen. The samples were incubated for 244 days under a controlled environment of 24 °C and 60% water holding capacity of the soil. The increasing amounts of waste applied always led to a greater amount of potentially available nitrogen present in the soil/waste mixture. Based on the proportion of their active N fraction, wastes were ranked: poultry manure>hornmeal>solid phase from pig slurry>composted pig manure>secondary pulp-mill sludge>composted municipal solid waste. The results were well described by a one-pool exponential mineralization model, and mineral N formation was proportional to the quantity of waste applied. Of the wastes tested, those from animal sources showed greater nitrogen mineralisation. Nitrification was rapid, and concentrations of ammonium nitrogen remained relatively small.     

盐化草甸土和黑土型水田土壤连续深耕改土效果

为明确深耕在不同类型水田土壤上的改土效果及对水稻产量的影响,该研究应用自主研发水田深耕犁,在黑土和盐化草甸土上开展深翻、浅翻与旋耕对比试验研究。结果表明,深耕在不同类型土壤上对水稻产量及土壤理化性质影响存在差异:1)黑土深翻区增产7.28%~8.37%,浅翻区增产6.02%~7.72%,盐化草甸土深翻区和浅翻区与旋耕相比第1年水稻产量差异不大;第2年减产9.96%~11.03%;2)翻耕促进黑土土壤养分均一化,耕作层土壤养分降低不明显,土层间养分含量差异变小,盐化草甸土深耕后造成表层养分浓度降低,0~20 cm土层浅翻区和深翻区土壤有机质与对照相比分别下降4.57和6.68 g/kg,全氮分别下降0.24和0.29 g/kg,碱解氮0~10 cm土层分别比对照降低2.31和11.52 mg/kg,pH值明显增加,0~30cm土层交换性Na+浓度增加;3)与对照相比,浅翻和深翻降低了黑土下层土固相比率、容重,提高土壤通气、透水性,10~20 cm土层土壤固相比率比对照分别降低4.23%和3.23%,土壤容重下降0.09 g/cm3和0.08 g/cm3,通气系数分别提高3.04倍和3.42倍,透水系数提高1.71倍和1.14倍;20~30 cm土层深翻区土壤固相比率降低1.86%,通气系数和饱和透水系数比对照提高0.86倍和1.87倍;盐化草甸土浅翻区和深翻区均有增加下层土固相率和容重,降低通气、透水性的趋势。盐化草甸土水田不适合深耕,黑土型水田土壤深耕可改善土壤理化性质,提高水稻产量。     

Application of Organic Wastes to Primary Saline-alkali Soil in Northeast China: Effects on Soil Available Nutrients and Salt Ions

ABSTRACT

Soil available nutrients and soil salt ions are considered to play a significant role in soil fertility. A two-year field experiment was conducted to investigate the effects of different agricultural organic wastes on soil available nutrients and soil ions in a primary saline soil, located in the west of Jilin Province, China. The treatments were granular corn straw (GS), coarse corn straw (CS), sheep manure (SM), fodder grass (FG), and control (CK). The results showed that agricultural organic wastes effectively decreased soil pH by 1.28%-3.83%. The application of agricultural organic wastes also improved soil available nutrients, of which the available nitrogen (AN) increased by 23.64%-32.54%, the available phosphorus (AP) increased by 16% ?19.93%, and the available potassium (AK) increased by 2.78% – 8.42%. In contrast, the content of soil salt ions decreased significantly with the exception of potassium ions. Linear dependence suggests that, with the decrease of soil pH, the soil available nutrient content was higher. From the correlation analysis, the relationship between other salt ions and soil available nutrients showed an extremely significant negative correlation with the exception of potassium (K+). The redundancy analysis (RDA) showed that calcium (Ca²⁺) and potassium (K⁺) are the main factor affecting soil available nutrient content in 2a (about 12 months after organic wastes were applied) and 3a (about 24 months after organic wastes were applied), respectively. In conclusion, treatment GS is recommended for improving soil available nutrients and decreasing the pH and content of soil salt ions in primary saline-alkali soils.     

不同类型红松林土壤基础肥力特征分析

通过实地调查与对比试验,对红松人工纯林、人工混交林和天然林3种林分不同土层的土壤养分状况进行了分析和研究。结果表明,不同林分的土壤养分含量差异较大,随着土层深度的增加,3种林分的土壤养分含量均出现逐渐下降的趋势。土壤有机质含量、全量养分含量和速效养分含量均在0—15cm土层中达到最高值。其中红松天然林最高,依次为红松人工混交林和红松人工纯林。3种林分中钾素含量比较丰富,全磷含量维持在较低水平,土壤pH值下降缓慢。红松人工纯林土壤有酸化趋势,pH值在5.08～5.37。因此,红松人工纯林应及时进行更新,以防止土壤环境的恶化。     

The use of urban organic wastes in the control of erosion in a semiarid Mediterranean soil

Abstract. A two year field experiment was carried out in a semiarid Mediterranean area in order to evaluate, the effect on soil erosion of adding different urban organic wastes: a stabilized municipal waste (compost), an unstabilized municipal waste, and an aerobic sewage sludge. All the treatments significantly reduced soil erosion, compared to the control soil. The soil amended with compost was the most effective treatment, reducing soil loss by 94% and runoff by 54%.     

Utilization of Municipal Solid Waste Compost: Research Trials at the Johnson City,Tennessee Facility

? In 1963, the Division of Health and Safety of the Tennessee Valley Authority (TVA) proposed construction and operation of a composting plant at some medium-sized city in the valley, primarily as a means of disposing of solid wastes, but also as a means of converting wastes into a material useful for erosion control, land reclamation and soil improvement. The U.S. Environmental Protection Agency (EPA) and the TVA cooperated in the operation of a composting plant at Johnson City, Tennessee from 1967 to 1971. An outdoor windrow process was used. Sewage sludge was incorporated with the MSW up to 20 percent of the total compost solids.

Johnson City compost was used in numerous demonstrations in eastern Tennessee and western North Carolina, starting in the fall of 1968. Replicated field plot experiments were also carried out at Muscle Shoals, Alabama and eastern Tennessee. This report reviews results of those demonstration studies, as well as analyses of material used for stripmine reclamation and for ash pond stabilization. The results were in papers published by agronomists on the TVA staff in the 1970s. Data over a 19-year period following compost application are reviewed for impact on crop yield, organic matter and nutrient supply.     

连续3年施用生物有机肥对土壤有机质组分、 棉花养分吸收及产量的影响

采用盆栽试验,研究了连续3年施用生物有机肥对3种土壤有机质组分、 棉花养分吸收量及产量的影响。结果表明,连续施肥3年后,不同有机质含量土壤的有机质组分含量、 棉花养分吸收量及产量均较不施肥有不同程度的提高。3种土壤随着施肥量的增加,土壤有机质总量和活性有机质组分（活性有机质、 中活性有机质、 高活性有机质）增加,活性有机质在3年后的增加幅度高于有机质总量,说明连续施用生物有机肥可以改善土壤有机质质量。高等、 中等有机质含量的土壤施用生物有机肥2030 g/kg时养分吸收量最大; 低等有机质含量的土壤在施用生物有机肥40 g/kg时养分吸收量最高。高、 中、 低等有机质含量的土壤棉花产量分别在施用生物有机肥20、 20、 40 g/kg时最大,较不施肥增加了54.05%、 37.15%、 104.08%。通过相关分析表明,随着土壤的本底有机质含量由高到低,有机质组分、 棉花养分吸收量及产量之间的相关性则越好,养分吸收量和产量存在极显著相关。