有机物料中有机磷矿化进程的研究

采用室内恒温好气培养试验,研究不同C/N有机物料腐解过程中有机磷的矿化特征与进程。结果表明:新鲜粪肥类有机物料中磷以无机磷(P i)为主,秸秆类有机物料中磷以有机磷(Po)为主,有机物料中有机磷在培养的前30天矿化最快,之后趋于平缓,培养结束时,供试有机物料中磷均以无机磷为主,约占全磷的70~90%;不同有机物料有机磷的残留率在腐解前期差别很大,后期趋于一致,有机磷的矿化要先于有机氮;有机物料中磷的矿化速率大小与C/PO及有机磷含量的大小存在显著的相关关系。     

长期外源有机物料添加对川中丘陵区农田土壤养分和有机碳组分的影响

有机肥和秸秆等有机物料添加是调控土壤肥力的重要手段，可促进农田土壤有机碳的数量和质量发生变化。研究选取盐亭紫色土农业生态试验站长期（16a）6种不同施肥处理试验小区，探究两种形式的外源有机物料（猪粪堆肥和秸秆还田）添加对土壤有机碳及总氮、总磷、硝态氮和速效磷养分含量的影响，并基于固态13C核磁共振波谱技术(13C-NMR)分析其对土壤有机碳化学组分的影响。研究发现，添加有机物料可显著增加0~30 cm土壤有机碳和各养分含量；猪粪堆肥施用对土壤总磷、速效磷和硝态氮含量的影响大于秸秆还田。结果还表明两种有机物料添加改变了耕层土壤有机碳化学组成及其稳定性，有机物料添加增加了0~10 cm表层土壤有机碳中烷氧基碳和羧基碳的比例，降低了烷基碳的比例，同时降低了10~20 cm土层羧基碳比例，增加了烷基碳比例。本研究可为区域旱耕地有机碳库稳定性及其碳汇功能评估提供科学依据。     

有机物料对植烟土壤氮素矿化及微生物性质的影响

采用稻草、油菜、黑麦草和菜籽饼等4种有机物料,采集高有机质含量(68.2 g·kg^–1)烟-稻轮作土壤和低有机质含量(17.2 g·kg^-1)旱地植烟土壤,在等氮(100 mg·kg^-1)投入条件下通过室内培育实验,分析了不同培育时段土壤无机氮(NO3-、NH4+)矿化动态、土壤酶活性以及微生物功能多样性的变化。结果表明:植烟土壤矿化氮动态特征与施用有机物料碳氮比(C/N)密切相关,高有机质植烟土壤中添加稻草、油菜和黑麦草显著降低土壤净矿化氮水平,而低C/N的菜籽饼添加显著促进了土壤净矿化速率,引起土壤无机氮积累。在低有机质植烟土壤添加各有机物料明显提升了土壤硝化速率,但稻草和油菜添加显著降低了培养前期土壤无机氮浓度;而菜籽饼添加显著促进了土壤的净矿化速率,在短期培养内(7 d)土壤铵态氮浓度较对照土壤增加了3.3倍~3.7倍。施入高C/N的有机物料显著提升了土壤微生物功能多样性,引起土壤酶活性增高;但不同物料添加下土壤微生物群落变异不同,诱导了对碳源利用类型不同的微生物种群变化。因此,烟-稻轮作区的高有机质植烟土壤上合理施用稻草是改善烤烟品质重要措施,而对旱地植烟土壤应更加重视高氮源有机肥料的施用,以实现不同植烟区提质增效的目标。     

土壤有机氮组分及其矿化模型研究

就目前土壤有机氮组分方面的研究情况作一简要综述，探讨土壤有机氮矿化模型类型，以及今后其模型研究的方向。文章进一步指出深入研究土壤氮素化学形态和加强土壤氮素矿化模型研究的必要性。     

土壤干燥过程对土壤易矿化有机态氮的影响

通过室内模拟培养的方法研究了土壤干燥过程对土壤氮素组分尤其是土壤易矿化有机态氮的影响。结果表明 ,随着干燥温度的升高 ,土壤铵态氮的数量有所增加 ,而对土壤硝态氮的数量影响差异不显著 ,但土壤易矿化有机态氮的数量则有增加的趋势。其中 105℃干燥处理后的土壤易矿化有机态氮的数量明显高于鲜土、风干和 4 0℃干燥处理的土样。进一步分析结果看出 ,105℃处理后的土壤易矿化有机态氮除了部分来自土壤微生物态氮的降解产物之外 ,还有一部分是靠高温将土壤本身大分子含氮化合物分解而产生的     

不同类型有机物料的有机磷组成及生物有效性

[目的]研究不同有机物料的有机磷组成及其作为磷源施用后的供磷能力,为化肥磷的有机替代奠定理论基础.[方法]供试有机物料包括粪肥类(猪粪、羊粪)、绿肥类(豌豆、苜蓿和绿豆)、秸秆类(小麦秸秆、玉米秸秆和油菜秸秆).分析了8种有机物料的全磷、有机磷含量和C/P值,采用Bowman-Cole方法测定了有机磷中的活性(LOP)...     

长期施肥对旱地土壤有机磷及其组分的影响

通过15年长期定位试验,采用Bowman和Cole提出的土壤有机磷分级方法,研究了不同耕作施肥措施对旱地耕层土壤有机磷及其组分的影响。结果显示旱地土壤各个处理的活性有机磷含量低,占有机磷总量的比例低于3.6%,中活性有机磷为有机磷的主体,约占有机磷总量的73.37%-91.54%。休闲、撂荒及磷肥与其它肥料配合使用,均增加了耕层土壤的中活性有机磷含量,增加了中稳性有机磷含量及其比重;休闲、撂荒及磷钾提高了高稳性有机磷含量及比重,而氮磷钾及其与有机肥配合处理则降低了高稳性有机磷的含量。尽管不同耕作施肥管理均影响旱地土壤有机磷含量,但是施用有机肥对有机磷的增加贡献最大;撂荒与休闲相比,前者更有利于土壤有机磷的积累。     

外源植酸酶对土壤有机磷组分含量的影响

采用室内培养的方法,研究了不同用量外源植酸酶在不同培养时期对土壤有机磷组分及数量的影响。结果表明,添加外源植酸酶各处理在各培养时期土壤活性和中等活性有机磷的含量和比例均高于对照,各处理间呈极高量>高量>中量>低量>对照,其含量随培养时间的延长呈增加趋势,至培养第40 d达最高值;而中稳性和高稳性有机磷含量均低于对照,各处理间呈极高量<高量<中量<低量<对照,其含量随培养时间的延长呈减少趋势,至培养第40 d达最低值;添加外源植酸酶各处理的有机磷总量均低于对照,并随植酸酶添加量的增加而减小。外源植酸酶可以促进土壤稳定性有机磷向活性有机磷转化,乃至向无机磷转化,从而提高了土壤有机磷素的有效性。     

黑土区水稻土有机氮组分及其对可矿化氮的贡献

采用Bremner法和长期淹水密闭培养法,研究了黑土区不同有机碳水平水稻土有机氮组分及其与可矿化氮的关系。结果表明,土壤酸解氮含量大于非酸解氮。土壤酸解各组分氮含量及其占全氮比例大小的顺序相同,即均为未知态氮氨基酸态氮氨态氮氨基糖态氮。土壤氮素矿化潜力(N0)为38~175.3 mg kg-1,矿化速率常数(k0)为0.022~0.041 d-1。土壤有机碳、全氮含量与氮矿化潜力(N0)之间均呈显著正相关(p0.01或p0.05);土壤C/N、p H与氮素矿化潜力(N0)之间均呈显著正相关(p0.01),而与矿化速率常数(k0)之间则均呈显著负相关(p0.05或p0.01),因此,土壤有机碳(氮)、C/N和p H是影响土壤有机氮素矿化的重要因素。相关分析表明,在各组分有机氮中,酸解氨态氮、酸解氨基酸态氮和非酸解氮均与氮矿化势(N0)关系密切(p0.01),但进一步通过多元回归分析和通径分析表明,酸解氨态氮是对可矿化氮具有直接重要贡献的组分,是土壤可矿化氮的主要来源。     

有机覆盖对城市森林土壤有机碳矿化及其氧化稳定性特征的影响

为探究有机覆盖对城市森林土壤有机碳矿化及其氧化稳定性特征的影响,采集北京市鹫峰国家森林公园土壤,进行室内培养,研究不覆盖(CK)、木片覆盖(M_w)、堆肥覆盖(M_c)、上层木片覆盖+下层堆肥覆盖(M_w+c) 4种条件下土壤有机碳矿化特征及氧化稳定组分变化。结果表明,不同有机覆盖方式均显著影响了土壤有机碳(SOC)矿化(P<0.05),M_c、M_w+c、M_w处理的有机碳累积矿化量分别是CK的1.77倍、2.93倍和3.98倍,M_w处理累积矿化量分配比和Cp/SOC值(土壤有机碳矿化潜能占土壤有机碳含量的比重)显著高于M_c和M_w+c处理(P<0.05),说明M_c和M_w+c处理的固碳潜力好于M_w处理。不同有机覆盖方式显著提升了土壤有机碳及其氧化稳定组分含量(P<0.05),M_w+c处理的增幅最明显...     

有机酸对石灰性潮土有机磷组分的影响

采用小麦盆栽试验的方法,研究了有机酸对石灰性潮土有机 P 组分含量及土壤 P 有效性的影响.结果表明:石灰性潮土的 4 种有机 P 组分中,以中度活性有机 P 为主,其次为高稳性有机 P 和中稳性有机 P ,活性有机P的含量最低;施用磷酸二氢钾和氟磷灰石后,土壤有机P总量和有机P各组分发生了变化;土壤经有机酸处理后,有机P总量增加,有机P总量的增加主要是中度活性有机P和活性有机P的增加.而中稳性有机P和高稳性有机P主要表现为下降,说明有机酸能够促进土壤有机P由有效性较低的形态逐步向有效性高的形态转化,从而进一步矿化为无机P或者被植物根系直接吸收,其中草酸的作用效果总体上较腐殖酸强;在P素供应不足的情况下,有机酸(草酸和腐殖酸)能够提高石灰性潮土中P的有效性,促进植物的正常生长.     

长期施用有机物料对旱地红壤磷组分及磷素有效性的影响

针对中亚热带第四纪红黏土发育的红壤旱地,建立了玉米单作系统等碳量投入有机物料的田间试验,利用不同的磷分级方法研究了不同有机物料施用对土壤磷组分的影响,构建了不同磷组分的含量与土壤全磷及有效磷之间的回归方程,明确了不同磷组分对土壤磷活化系数(PAC)及磷肥(表观和经济)利用率的影响。连续7a的试验结果表明:施用有机物料可以增加土壤PAC和磷肥利用率,并以秸秆猪粪9︰1配施(NPKS/M)处理效果最佳,显著高于常规施肥处理(NPK);施用有机物料显著提升了土壤有机磷含量,且与土壤有效磷含量显著正相关,其对土壤PAC及磷肥(表观和经济)利用率影响显著。施用有机物料通过影响土壤有机碳、全氮、碱解氮、交换性K⁺以及交换性Al³⁺含量影响土壤磷的有效性。     

根际过程和高底物浓度促进黑土有机磷矿化

土壤有机磷是植物吸收磷素的重要来源之一。大量研究表明,植物根际过程能够促进土壤有机磷矿化,提高土壤有机磷的生物有效性。以高有机质含量的黑土为研究对象,通过温室根垫培养和大田原位测定相结合的方法,旨在揭示玉米和蚕豆根际过程和土壤有机磷浓度对有机磷矿化的影响。结果表明:温室条件下,不施肥(CK)处理的蚕豆根际pH未变化,玉米根际pH上升了0.09个单位;施氮磷钾肥和有机肥(NPKM)处理的蚕豆根际酸性磷酸酶活性较玉米高93.4%;CK处理的玉米、蚕豆根际土与空白土(相同装置下不种作物的土壤)有机磷含量无差异,NPKM处理有机磷在玉米和蚕豆根际分别耗竭了138和86 mg·kg~(-1)。根际有机磷浓度是驱动有机磷矿化的主要因素。田间玉米的根际pH与非根际相比下降了0.3～0.51个单位,酸性磷酸酶活性提高了10倍以上,施肥处理的根际苹果酸分泌量较不施肥处理高357%;根际过程与有机磷浓度可能共同调控了根际有机磷的矿化过程。因此,构建土壤高有机磷库,选择高效利用有机磷的作物品种,是维持黑土供磷能力、实现减磷增效的措施之一。     

不同有机物料配施化肥对植烟土壤不同形态有机碳的影响

2014~2015年,采用田间定位试验研究了不同有机物料配施化肥对烤烟移栽后45 d和移栽后90 d土壤不同形态有机碳的影响,设置的五种处理分别为单施化肥(T_1)、腐熟麦秸秆配施化肥(T_2)、生物炭配施化肥(T_3)、饼肥配施化肥(T_4)、牛粪配施化肥(T_5)。结果表明:T_5对土壤的有机碳(T_OC)、微生物量碳(MBC)、易氧化碳(LOC)、可溶性有机碳(DOC)含量的提高显著高于其它处理。T_1对土壤可矿化碳(PMC)含量的提高显著高于其它处理,T_3次之。在移栽后45 d,T_2和T_4较T_1能显著提高土壤T_OC含量分别为7.193%、2.209%,MBC含量分别为20.47%、30.86%、DOC含量分别为1.356%、4.879%和LOC含量分别56.49%、82.58%。移栽后90 d,T_2和T_4较T_1能显著提高MBC含量分别为20.94%、18.87%,DOC含量分别为40.80%、30.22%。通过主成分分析可知,各处理对植烟土壤不同形态有机碳含量的影响分别表现为:移栽后45 d时,T_5T_4T_2T_3T_1;移栽后90 d时,T_5T_4T_3T_2T_1。通过聚类分析可知,各处理对植烟土壤不同形态有机碳含量的影响都可分为3类:移栽后45 d时:第一类为T_5,第二类包括T_2、T_4,第三类包括T_1、T_3;移栽后90 d时:第一类为T_5,第二类包括T_2、T_4、T_3,第三类为T_1。表明植烟时牛粪最宜做基肥,饼肥和腐熟麦秸秆次之。     

有机磷在调节土壤磷素保持与释放过程中的作用

以巢湖沿岸土壤和沉积物为对象,分析了速效磷、藻类可利用性磷、有机磷含量和碱性磷酸酶活性的空间变化格局,并测定了磷吸附参数.结果表明,土壤有机磷含量差异显著,以草地最高,而速效磷和藻类可利用性磷含量无明显差异;酶活性及速效磷含量与有机磷含量呈显著正相关,土壤对正磷酸根的吸附量与土壤中有机磷含量呈正相关;湖泊沉积物中有机磷含量与周边土壤中有机磷含量显著正相关.因此,土壤有机磷及其酶促水解过程是调节沉积物作为磷源或磷汇功能的关键因素之一.     

免耕和秸秆覆盖对黑垆土磷素形态组分的影响

[目的]探究免耕及添加秸秆条件下黑垆土土壤磷组分特征及其与AM真菌侵染的关系,了解雨养农业区农业系统磷素利用效率。[方法]在陇东黄土高原黑垆土区域,测定传统耕作、传统耕作+秸秆覆盖、免耕和免耕+秸秆覆盖4种处理小麦—玉米—大豆轮作系统中玉米阶段土壤全磷、速效磷组分及AM真菌菌根侵染率。[结果]水土保持耕作处理实施9a后,免耕和秸秆覆盖处理下0—5cm土壤磷素含量显著提高,活性磷组分H2O—Pi,NaHCO3—Pi,NaOH—Pi分别比对照提高84.6%,85.2%和56.6%;活性无机磷(H2O—Pi,NaHCO3—Pi之和)和潜在活性磷(NaOH—Pi)分别占总无机磷的11.4%和4.5%,全磷含量与磷组分、速效磷与磷组分呈显著正相关,2个免耕处理菌根侵染率分别比对照增加20.8%和16.5%。[结论]免耕和秸秆覆盖显著提高了土壤磷含量,免耕对AM真菌菌根侵染率有积极影响。     

保护性耕作对黄土高原旱地土壤总磷及组分的影响

为了探明保护性耕作对土壤总磷及磷组分的影响,依托在陇中黄土高原旱地区设立的保护性耕作长期定位试验,采用Tiessen土壤磷素分级法,系统研究了传统耕作(T)和5种保护性耕作方式—免耕(NT)、传统耕作秸秆还田(TS)、免耕秸秆覆盖(NTS)、传统耕作地膜覆盖(TP)、免耕地膜覆盖(NTP)下0—5,5—10,10—30cm土层总磷和各磷组分分布特征。结果表明:(1)较之T处理,5种保护性耕作方式均可提高0—10cm土层总磷含量,尤以NTS处理表现最明显,10—30cm土层NTS、TS处理总磷含量显著高于T处理,而NT、NTP、TP处理显著低于T处理;(2)NTS、NTP、NT处理可不同程度地提高0—10cm土层活性无机磷组分Resin—Pi、NaHCO_3—Pi的含量,尤其以NTS、NTP效果最显著,但10—30cm土层NTP处理2种磷组分分别较T处理低39.2%,13.6%;(3)保护性耕作对NaOH—Pi的影响没有明显规律;(4)D.HCl—Pi、C.HCl—Pi和Residual—P对耕作方式的响应不明显;(5)NTS、TS处理可以显著提高0—30cm土层有机磷组分NaHCO_3—Po、NaOH—Po、C.HCl—Po含量,NTP处理也可以提高NaHCO_3—Po和NaOH—Po含量,但该处理下稳定态的C.HCl—Po较T处理低11.5%;(6)各处理总磷和多数磷组分在土壤剖面呈自上而下逐渐递减分布规律,且在10—30cm土层同种覆盖条件下免耕处理的降幅大于耕作处理,无机磷组分Resin—Pi、NaHCO_3—Pi、NaOH—Pi的降幅明显,而有机磷组分NaHCO_3—Po、NaOH—Po的降幅相对较小;(7)Resin—Pi、NaHCO_3—Pi、NaHCO_3—Po对有效磷和作物产量都具有正向作用且贡献较大,免耕秸秆覆盖方式促进3种磷组分积累的效果最明显,从土壤磷素角度看它是最适合本地区农业可持续发展的保护性耕作方式。     

不同处理池塘底泥有机磷组分及其对水体有效磷的贡献

取养殖池塘的底泥和上覆水体于室内模拟水体小环境,设计:添加沸石、酶抑制剂、微生物、沸石与酶抑制剂组合、沸石与微生物组合五种处理与对照组进行5个月培养,分析培养前后底泥中有机态磷组分、有效磷及上覆水体有效磷含量。试验结果表明,两个养殖池塘底泥中有机磷各组分含量依次为MLOPMROPHROPLOP,MLOP、LOP含量经过微生物和对照处理之后的减少量最大,而酶抑制剂处理减少最少,MROP含量微生物及与沸石组合处理增加,其余均有所下降,HROP含量所有处理中几乎不变;两池塘底泥对上覆水有效磷的贡献具有相同的规律,MLOP的贡献率最大,其次为LOP,MROP居于第三,HROP没有贡献;底泥中和上覆水体中的有效磷与LOP和MLOP之间呈显著正相关,与MROP和HROP之间相关不显著。底泥中各组有机磷对底泥中和上覆水体中有效磷的直接通径系数大小为MLOPLOPHROPMROP。     

无机有机肥磷配施对作物产量及土壤磷形态变化

采用盆栽模拟生物试验,研究等量施磷条件下无机有机肥磷不同配比处理对作物产量及土壤磷形态的影响.结果表明:无机肥磷:有机肥磷为80∶20的处理较100∶0处理前两季小麦和水稻产量略低,后两季小麦和大豆产量显著增高;80∶20处理的土壤活性有机磷和中等活性有机磷含量分别比100∶0处理增加60.0％和51.7％; 80:20处理的铁磷和闭蓄态磷含量较100∶0处理显著降低,铝磷和钙磷含量变化不大;80∶20和70∶30处理的土壤微生物生物量碳、磷含量均显著高于100∶0处理.因此,80∶20处理是本试验条件下无机有机肥磷配施的最佳比例,可为农业生产上提供借鉴.