病死动物源氨基酸研制的生物有机肥促生效果研究

废弃动物尸体酸解为氨基酸能够有效解决农业生产中动物尸体带来的环境污染问题,本研究利用此类病死动物资源水解的的氨基酸研制生物有机肥,以期在研制出低成本高品质生物有机肥的同时推进新型氨基酸的利用。本文首先比较了根际功能菌Bacillus amyloliquefaciens SQR9在添加不同浓度酸解氨基酸液有机肥中的固体发酵效果及不同浓度酸解氨基酸水解液发酵的生物有机肥盆栽促生效果,进而确立了生物有机肥的氨基酸添加浓度。再进一步通过黄瓜、辣椒和玉米盆栽试验,评估了所研制新型生物有机肥的促生效果。研究结果表明:酸解氨基酸水解液添加量为20%时,所研制生物有机肥中功能菌数量最高,达到2.25×10~8CFU/g,是未添加氨基酸对照的3倍。黄瓜盆栽促生试验表明,氨基酸添加量为20%所发酵的生物有机肥促生效果优于其他处理和对照,株高、茎粗、叶绿素、鲜重和干重值均为最高,根围土壤中功能菌的数量达2.51×10~5CFU/g。不同作物盆栽试验结果表明,添加氨基酸研制的含菌株SQR9生物有机肥处理的促生效果优于添加化肥研制的含菌株SQR9生物有机肥、有机肥直接接种菌株SQR9研制的生物有机肥、普通有机肥和添加氨基酸的普通有机肥处理,同时施用含SQR9菌株的肥料促生效果优于施用不含功能菌的相同配方制造的有机肥处理,表明,利用菌株SQR9研制的生物有机肥具有良好的促生效果,相比于化肥,添加氨基酸固体发酵功能菌后更加有益于功能菌促生功能的发挥。在各种作物根围土壤中的微生物涂布试验中,添加氨基酸研制的含菌株SQR9生物有机肥处理的功能微生物数量显著高于其他处理。综上,添加20%的氨基酸水解液能够有效促进功能微生物在有机肥中的繁殖,固体发酵形成的生物有机肥具有优异的促生效果。     

酸解羽毛粉研制生物有机肥及其促生效果研究

为提升生物有机肥料中功能微生物的数量,腐熟堆肥中添加外源氨基酸固态发酵功能菌是研制生物有机肥的主要手段。目前主要外源添加氨基酸菜粕的高成本严重阻碍了生物有机肥产业的发展。本试验通过研究酸解羽毛粉作为外源添加蛋白对固态发酵功能菌的影响及其所研制生物有机肥的促生效果,以开发生物有机肥新的原料配方。研究结果表明,腐熟堆肥中,随着酸解羽毛粉添加量的增加,所研制生物有机肥中功能菌的数量呈现先增加后下降趋势,为促进功能菌的增殖,酸解羽毛粉最优添加量为50 g/kg;盆栽试验结果表明,酸解羽毛粉作为外源蛋白添加制成的生物有机肥能够显著增加茄子和番茄株高、茎粗和SPAD值,移栽20天时,相比于对照,茄子分别增加19.02%、29.02%和4.80%;移栽50天时,番茄分别增加14.74%、18.70%和4.74%。研究结果表明,酸解羽毛粉作为外源蛋白添加剂能够有效增殖固体发酵过程中的功能菌,研制的低成本生物有机肥具有优异的促生效果,研究结果能够为生物有机肥产业的发展提供理论依据。     

化肥和生物有机肥配施对鲜食型甘薯块根产量、品质及土壤肥力的影响

  【目的】  研究生物有机肥和化肥对鲜食型甘薯干物质积累、产量品质及土壤肥力的影响,为鲜食型甘薯的优质高效生产提供技术支撑。  【方法】  2018和2019年,以鲜食型主栽品种‘济薯26’为供试品种,在山东济南丘陵区进行了两年定位田间试验。设置不施肥(对照)、单施化肥、单施生物有机肥、化肥生物有机肥配施处理。在移栽后50、100和150天,取样分析植株干物质积累和分配。于成熟期,调查分析块根产量及品质,以及0—20 cm土层土壤肥力指标。  【结果】  与单施化肥相比,单施生物有机肥和化肥生物有机肥配合处理均显著提高了两年度移栽后150天甘薯植株干重和块根干重,块根产量以化肥配合生物有机肥处理最高,单施生物有机肥次之,均显著高于单施化肥。与单施化肥相比,单施生物有机肥可显著提高两个年度土壤脱氢酶和蔗糖酶活性,显著提高第二年度土壤脲酶和碱性磷酸酶活性及土壤速效磷、速效钾和有机质含量,促进干物质向块根分配,显著提高了第二年度块根还原糖、可溶性糖和维生素C含量。与施用生物有机肥相比,化肥生物有机肥配施显著提高了两个年度移栽后100天和150天植株干重和块根干重,显著提高第二年度土壤碱性磷酸酶和脱氢酶活性,提高土壤碱解氮和速效磷含量,还原糖和可溶性糖含量无显著变化,但显著增加类胡萝卜素和维生素C含量。相关分析表明,块根品质指标与土壤有机质、速效磷和速效钾含量显著正相关,与土壤酶活性亦有显著正相关关系。  【结论】  连续进行化肥与生物有机肥配施,可显著提高土壤碱性磷酸酶和脱氢酶活性,增加土壤碱解氮和速效磷含量,促进甘薯植株和块根干物质的持续积累,获得高产,同时保持较高的块根糖含量和维生素C含量,是提高鲜食型甘薯产量和品质的有效措施。     

添加三种外源蛋白研制生物有机肥及其促生效果

【目的】生物有机肥已经被广泛证明具有能够减少或代替部分化肥、农药的使用,增强作物抗逆性,改善作物品质,改良土壤等优势,同时其兼具的促进作物生长和防控土传病害功能,已经越来越多的被人们所认可并被在生产上广泛应用,其发挥作用的关键在于其所含功能微生物的数量。为提升生物有机肥料中功能微生物的数量,有机载体中添加外源氨基酸固态发酵功能菌是研制生物有机肥的主要手段。目前菜粕为主要的外源添加氨基酸,但其高成本严重阻碍了生物有机肥产业的发展,开发利用多种废弃蛋白作为外源添加氨基酸,能够降低生物有机肥的成本,推动其产业的发展。【方法】本研究利用单因素和正交试验结合法,以废弃羽毛膨化粉、太湖打捞藻泥两种废弃蛋白资源和菜粕为外源添加氨基酸,固态发酵根际功能菌（PGPR）Bacillus amyloliquefaciens SQR9研制生物有机肥,并利用盆栽试验分析了其苗期促生效果。【结果】单因素试验结果表明,最佳的固态发酵接菌量与含水量分别为7.5%和40%;正交试验结果表明,最优配方中,藻泥、菜粕和羽毛粉的最适添加量分别为5%、8%和12%;在最优配方下,经过7天的固态发酵,新型生物有机肥料中功能菌株SQR9的活菌数达到3.88108 CFU/g（肥料干重）,游离氨基酸和短肽总含量达到1.39%,均显著高于未添加外源氨基酸所生产的生物有机肥;同时外源氨基酸的添加能够显著增加新型生物有机肥中总氮的含量。等养分盆栽试验结果表明,新型生物有机肥能够显著促进黄瓜和番茄植株苗期的生长,移栽40天时,黄瓜和茄子植株的株高、茎粗和SPAD值均显著高于对照,与未添加外源氨基酸的生物有机肥处理相比,黄瓜的地上部鲜重、地下部鲜重、地上部干重和地下部干重分别提高了51.15%、19.59%、4.59%和22.66%,茄子分别提高了134.29%、29.73%、72.35%和43.69%;与普通牛粪有机肥处理相比,黄瓜分别提高了65.56%、33.39%、17.89%和39.18%,茄子分别提高了154.01%、38.03%、78.95%和78.13%。【结论】两种废弃蛋白资源结合菜粕的添加,能够有效促进功能菌株的固态发酵和提升生物有机肥的作用效果,研究结果能够为该类废弃资源的循环利用提供理论依据,为PGPR产品的开发及新型生物有机肥的研发提供技术支撑。     

外包木霉内含芽孢杆菌颗粒生物有机肥研制及其促生效应

  目的  利用造粒喷涂技术,研制了外包木霉菌内含芽孢杆菌（SQR9）的颗粒复合菌生物有机肥,以辣椒为供试作物,利用盆栽试验,研究了新型生物有机肥对辣椒植株株高、茎粗、叶绿素等农艺性状的影响。  方法  首先利用圆盘造粒机将有机肥、芽孢杆菌和适量粘合剂制成颗粒芽孢杆菌生物有机肥,随后,再将真菌木霉孢子喷涂颗粒表面,利用第一次添加的粘结剂形成外包真菌孢子膜的新型颗粒复合菌生物有机肥。  结果  货架期试验结果表明,颗粒肥料中木霉菌比粉状肥料存活能力更强,在储存60天后,新型颗粒复合菌生物有机肥中木霉菌含量大于2 × 107 cfu g?1,芽孢杆菌数量大于1.2 × 108 cfu g?1。盆栽试验结果表明,在种植47天后,施用新型颗粒复合菌生物有机肥的辣椒植株在株高、茎粗、叶绿素、鲜重和干重方面均高于其他处理（含SQR9颗粒生物有机肥、含SQR9和木霉菌的粉状生物有机肥、含木霉菌颗粒生物有机肥和含SQR9和木霉菌的颗粒生物有机肥处理）,表明了该新型颗粒复合菌生物有机肥对辣椒具有明显的促生效果。  结论  相比于单菌和其他工艺研制的复合菌生物有机肥,外包木霉真菌内含芽孢杆菌新型颗粒复合菌生物有机肥能够充分发挥木霉真菌和芽孢杆菌的促生功能,有效增强复合菌生物有机肥的促生效果。     

不同木薯渣形态和添加比例对番茄产量品质及抗氧化能力的影响

  【目的】  为积极应对我国基质生产原料草炭紧缺的难题,提升农业废弃物的综合利用水平,研究木薯渣形态和添加比例在番茄生产上的应用效果,以期为木薯渣在番茄无土栽培上的推广应用提供理论依据。  【方法】  以‘千禧’樱桃番茄 (QX) 和‘传奇2号’大番茄 (CQ) 为试材,进行了槽栽试验。通过计算机模拟,共配置了4个栽培基质,包括草炭∶蛭石∶珍珠岩∶粉状木薯渣 = 5∶5∶5∶5 (T1);草炭∶蛭石∶珍珠岩∶颗粒状木薯渣 = 5∶5∶5∶5 (T2);草炭∶蛭石∶珍珠岩∶颗粒状木薯渣 = 6∶4∶4∶6 (T3) 和草炭∶蛭石∶珍珠岩∶粉状木薯渣 = 4∶4∶4∶8 (T4)。以常规基质草炭∶蛭石∶珍珠岩=10∶5∶5为对照 (CK)。测定了各栽培基质的理化性状和养分含量,调查了番茄生长和果实产量及品质。  【结果】  CQ和QX番茄在T1和T4处理下,其茎粗、根系活力、地下部和地上部干重均显著高于CK,且T1处理下增幅大于T4;T2和T3处理下,果实品质和抗氧化能力显著高于CK,且T2处理下增幅大于T3处理,T2处理下,CQ和QX番茄中可溶性糖、可溶性固形物含量、糖酸比、维生素C、番茄红素、可溶性蛋白和总酚含量分别较CK提高42.5%、29.4%、26.7%、21.0%、25.1%、51.1%、17.1%和28.0%、26.3%、19.4%、46.0%、22.4%、19.0%、25.8%,果实总抗氧化能力和DPPH自由基清除能力分别较CK提高51.9%、44.0%和40.4%、72.4%;T1处理下产量显著高于其它处理,CQ和QX番茄产量分别较CK提高15.6%和33.7%;两品种番茄的综合评价均为T1 > T4 > T2 > T3 > CK。  【结论】  添加颗粒状和粉状木薯渣均能不同程度地提高基质的pH、电导率、容重及速效氮、速效磷和速效钾含量,且颗粒状木薯渣处理提高幅度大于粉状木薯渣处理,但添加颗粒状木薯渣的基质气水比亦增加,持水性不如粉状木薯渣。4个配方中,以木薯渣替代一半草炭的增产提质效果最好,超过一半效果显著降低。在替代一半草炭的两个配方中,添加颗粒状木薯渣 (T2) 提高番茄品质的效果最佳,而添加粉状木薯渣 (T1) 的番茄产量最高。DTOPSIS综合分析,T1处理下的C_i值最大。因此,推荐草炭∶蛭石∶珍珠岩:粉状木薯渣=5∶5∶5∶5 (T1) 配方基质作为番茄无土栽培专用基质进行推广应用。     

灵芝菌渣堆肥对土壤性质及雪菜生长和品质的影响

【目的】为指导雪菜科学生产和施肥,筛选出适合雪菜生产的灵芝菌渣堆肥最佳施肥方案。【方法】试验以绿雪菜(GL)和紫雪菜(PL)作为供试作物,设置CK(化肥,当地菜地常规施肥)、T1(化肥减量3/4+灵芝菌渣堆肥用量为当地有机肥常规用量的1/2)、T2(化肥减量3/4+灵芝菌渣堆肥用量为当地有机肥常规用量)、T3(化肥减量3/4+灵芝菌渣堆肥用量为当地有机肥常规用量的2倍)四个处理,分析雪菜种植后土壤pH、机械组成、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾及雪菜株高、鲜重、根冠比、叶绿素、花青素、可溶性糖、维生素C等指标的差异。【结果】T3更有利于提高土壤pH、有机质含量(T3> T2> T1> CK)、有效磷和速效钾含量(T3> T2、CK> T1),以及雪菜的鲜重(T3> CK> T2> T1)、叶绿素(T3> T2> CK> T1)、根冠比、可溶性糖和维生素C含量(T3> T2> T1> CK)。种植PL和GL后,T3处理的土壤pH、有机质、有效磷和速效钾含量比CK分别高出0.30和0.25、6.67和3.57...     

接种高温嗜热菌剂加快牛粪秸秆堆肥发酵进程

  【目的】  探究添加高温嗜热菌剂对牛粪堆肥的发酵效率、木质纤维素降解和堆肥品质的影响。  【方法】  以牛粪和玉米秸秆为原料进行堆肥。添加嗜热菌剂处理(GLL)的菌剂主要由普通高温放线菌(Thermoactinomyces vulgaris)、地尿素芽孢杆菌(Ureibacillus terrenus)和嗜热脱氮芽孢杆菌(Geobacillus thermodenitrificans)组成,以分别添加两个市售有机肥发酵菌剂的处理(A、B)为对照,同时设不接种菌剂的空白对照(CK),发酵试验为期30天。在堆肥第0、3、7、12、16、23、30天取样,烘干样用于测定堆肥木质纤维素含量,鲜样用于测定含水率、pH、电导率（EC）值、种子发芽率指数(GI)和细菌群落结构。  【结果】  GLL处理在堆肥第2天迅速升温至超高温期(85.8℃),超高温期持续5天;CK、A和B处理在堆肥第3天内进入高温期(分别为56.3℃、59.2℃和57.6℃),高温期分别持续了10、11和13天。接种GLL显著降低了堆肥水分含量,堆肥结束时含水量下降至34.3%,而CK、A和B处理的含水量分别下降至45.4%、43.8%和44.6%,未能满足产品水分标准。GLL处理半纤维素、纤维素和木质素在堆肥后比初始值分别下降81.6%、65.2%和53.7%,对木质纤维素的降解能力明显高于CK、A和B处理。在GLL处理堆肥高温期及超高温期,厚壁菌门细菌相对丰度增加到46.6%。接种GLL菌剂发酵后的堆肥产物的有机质、总养分、机械杂质质量分数及酸碱度、GI值等均满足NY/T 525—2021的要求。  【结论】  接种高温嗜热菌剂能够显著提高堆肥温度,延长高温期持续时间,实现超高温堆肥,降低水分含量,提高木质纤维素的降解效果,快速获得满足NY/T 525—2021要求的堆肥产品。     

超高温堆肥提高土壤养分有效性和水稻产量的机理

  【目的】  超高温堆肥发酵时间短，铵态氮和有机酸含量均较高，但发酵产物腐熟不完全。研究超高温堆肥施入土壤后对作物生长和产量的影响，为其安全有效使用提供科学依据。  【方法】  采用两季盆栽试验，设置了不施氮肥对照 (N0）、单施化肥 (CF) 和等氮条件下分别以20%普通有机肥氮 (CvC)、发酵原料氮 (FRM)、超高温堆肥产物氮 (HTC) 与80%无机氮配施共5个处理。调查了水稻长势，收获期测产，并取样分析了氮磷钾吸收量，同时测定了土壤中速效氮磷钾养分和微生物活性。  【结果】  HTC处理水稻产量、分蘖数、穗粒数、植株吸氮量和氮素回收率均最高，2016、2017年HTC处理籽粒产量分别比 CF 处理提高了25.8%、32.8%，比CvC处理提高了22.4%、16.5%，水稻穗粒数分别比CvC提高了26.8%、37.5% (P < 0.05)。2016、2017年HTC处理总钾累积量分别比CvC高出45.5%、33.9% (P < 0.05)。两年试验中，CvC和HTC处理的水稻氮素回收率显著高于CF处理，HTC处理又高于CvC处理 (2016年达显著水平)。水稻收获后，HTC处理的土壤有机碳、矿质氮含量显著高于CvC处理，而CvC处理的土壤有效磷含量显著高于HTC处理。HTC处理土壤有机质中可溶性有机碳如挥发性有机酸、游离氨基酸等含量明显高于CvC处理，因而土壤AWCD值最高，微生物活性最强。CvC处理土壤微生物对碳水化合物、胺类的利用率较高，HTC处理的对羧酸、氨基酸类利用率较高。回归分析表明，水稻产量与土壤电导率、土壤有机碳含量、土壤全氮含量及AWCD值呈显著的正相关关系；相关分析表明，土壤矿质氮含量、植株钾累计吸收量均与土壤全氮含量及AWCD值呈显著正相关关系。  【结论】  尽管超高温堆肥在物料腐熟程度上不如普通有机肥，但该工艺处理时间短，温度高，在确保杀灭有害微生物的同时，保留了较高的碳和氮含量。在20% N替代水平下，施用超高温堆肥对水稻产量和氮素回收率的提升效果优于普通有机肥，这与提高水稻钾吸收利用量、土壤矿质氮含量与微生物活性有关。     

有机肥替代20%化肥提高黑钙土养分有效性及玉米产量

  【目的】  化肥减量并配施有机肥是减少肥料损失、提高化肥利用率的有效途径。研究在秸秆条带还田下化肥减量配施不同有机肥对东北地区黑钙土速效养分和玉米产量的影响,以实现玉米高效和可持续生产。  【方法】  于2018和2019年,连续两年在农安试验基地黑钙土上进行玉米田间试验。本试验在秸秆条状还田下,共设置4个处理,即当地常量施肥 (T1)、化肥减量20% (T2)、化肥减量20%配施鸡粪2988 kg/hm2 (T3) 和化肥减量20%配施牛粪5098 kg/hm2 (T4),T1、T3和T4处理的总氮投入量相同。在玉米拔节期和收获期,分别测定土壤pH、有机碳和速效氮磷钾含量,在收获期测产。  【结果】  与T1处理相比,T2处理连续两年玉米产量均未显著降低,土壤有机碳和速效氮磷钾含量与常量施肥处理大体接近;T3和T4处理显著增加了土壤有机碳和速效养分含量。其中,T3处理2018年土壤有机碳、碱解氮、速效磷、速效钾含量分别较T1增加了15.20%、12.20%、16.70%、7.75%,2019年分别增加了13.0%、18.5%、34.2%、18.5%。玉米产量连续两年均以T4处理效果最优,2018和2019年分别较T1增产5.6%和20.8%,T3处理的增产幅度分别为3.75%和15.40%。  【结论】  在秸秆条状还田下,化肥减量配施有机肥可以增加土壤中有机碳和速效氮、磷、钾含量,可实现玉米增产增收。在黑钙土上配施鸡粪的效果优于牛粪。     

不同有机肥对植烟红壤真菌群落结构及功能的影响

  【目的】  研究植烟土壤中与养分循环相关的真菌群落结构和功能类群对不同有机肥施用的响应,为指导烤烟合理施肥、减缓连作障碍和土传病害提供科学依据。  【方法】  选择烤烟品种‘云烟87’为供试作物,以当地农业废弃物为原料堆制有机肥,设置6个处理:单施化肥 (CK)、鸡粪有机肥 (T1)、芝麻饼肥 (T2)、菜籽饼肥 (T3)、牛粪 (T4)、稻草 (T5),所有处理氮磷钾总量和比例用化肥调整为一致。随机区组田间试验,每个处理3次重复。采用高通量测序结合FUNGuild分析方法,测定分析烟草不同生长阶段各处理的土壤真菌群落结构、多样性、组成及群落功能。  【结果】  结合UPGMA聚类分析和主坐标分析 (PCoA) 发现,相比T2和T3处理,T5、T4和T1处理在烟草旺长期对土壤真菌群落结构的影响较大;成熟期T2与T3处理对土壤真菌群落结构的影响逐渐增大,且超过T4和T5处理。相比CK,T2、T3及T5处理中腐生营养型真菌比例分别显著提高了262.0%、64.0%和198.0%。其中T5处理土壤中腐生营养型真菌所占比例超过病理营养型真菌,成为其主要优势菌群;T1、T2及T4处理的土壤共生营养型真菌分别显著增加了80.0%、320.0%和85.71%。T1、T2和T4处理分别提高了土壤中植物病原菌Monographella (408.98%)、Microidium (93.63%)、Gibberella (559.22%) 的相对丰度。  【结论】  相比单施化肥处理,有机肥会导致土壤真菌群落结构发生变化,且不同有机肥的影响程度和时期均不同,其主要是增加了土壤腐生营养型真菌的比例,更有利于土壤生态系统的稳定和健康。5种供试有机肥处理中,稻草配施化肥最有利于降低长期烟稻轮作的土传病害风险,提高土壤肥力,鸡粪和菜籽饼次之;芝麻饼和牛粪在提高腐生营养型和共生营养型真菌比例的同时,也会增加烟稻轮作体系中水稻赤霉病及烟草根腐病风险。     

好氧发酵猪粪部分替代化肥提高夏玉米氮素利用率和土壤肥力

  【目的】  化肥及畜禽粪便的不合理施用不仅影响作物增产,还严重威胁土壤健康和环境安全。探究不同发酵方式猪粪有机肥及有机肥替代化肥的比例对夏玉米氮素吸收及土壤碳、氮含量的影响,为规模化养猪场粪便快速处理,及制定其与化肥的适宜配比提供理论依据。  【方法】  以‘先玉335’为供试材料,在中国农业大学丰宁动物试验基地进行田间试验。设置5个处理:不施肥 (CK),100%化肥氮 (CF),100%自然堆肥猪粪氮 (PM),100%好氧发酵猪粪氮 (PC),50%好氧发酵猪粪氮 + 50%化肥氮 (FM)。分析猪粪不同发酵方式及有机氮替代比例对夏玉米氮素吸收及土壤碳氮的影响。  【结果】  在等氮条件下,与CF处理相比,FM处理产量、穗粒数、千粒重均以FM处理最高,其中FM处理显著增产13.2%,PC、PM处理与CF处理差异均不显著。FM处理玉米氮素积累量最高,两年平均为304.6 kg/hm2,较CF处理氮素累积量显著提高15.5%;PC、PM处理与CF处理氮素积累量差异不显著。与CF 处理相比,FM处理的氮素当季回收率、氮素农学利用率和偏生产力两年平均分别显著提高85.9%、59.5%和13.2% (P < 0.05),PC、PM处理与CF 处理之间无显著差异。在玉米拔节期和抽穗期,FM处理0—40 cm土壤无机氮含量均最高,与 CF 无显著差异;在成熟期,FM处理土壤无机氮含量较CF处理显著增加41.8%,而PC和PM处理与CF处理无显著差异。此外,施用有机肥可不同程度地增加土壤有机碳和全氮含量,与CF处理相比,PC和FM处理使有机碳含量分别显著提高13.3%和9.8%;FM处理土壤全氮含量显著提高33.4%。  【结论】  在等氮条件下与单施化肥相比,50%好氧发酵猪粪氮 + 50%化肥氮配施不仅显著提高了夏玉米产量和氮素累积吸收量,还提升了土壤全氮和有机碳含量以及0—40 cm土层土壤无机氮含量。单独施用自然堆肥、好氧发酵猪粪及化肥在产量和氮素积累方面没有显著差异,但可增加土壤全氮和有机碳含量,有利于土壤培肥,而施用好氧发酵猪粪的效果又优于施用自然堆肥。     

基于CT扫描技术研究有机无机肥长期配施对土壤物理特征的影响

  【目的】  研究长期有机无机肥配施对土壤孔隙特征、土壤水分参数等土壤剖面物理特征的影响,深入认识有机无机肥配合施用效果的机理。  【方法】  试验基于渭北旱塬12年苹果园长期定位试验,设不施肥 (CK)、单施化肥 (NPK) 和有机无机肥配施 (MNPK) 3个处理,采用CT扫描法定量分析了0—40 cm土壤样品中大孔隙 (>1000 μm) 的数量,计算了大孔隙度及大孔隙在土壤剖面中的分布特征, 同时采用常规方法测定了0—10、10—20和20—40 cm土壤样品的土壤容重、田间持水量及饱和导水率等。  【结果】  1) 相比NPK处理,有机无机肥配施对0—20 cm土层土壤大孔隙度有提高的趋势,在20—40 cm土层,有机无机肥配施相比单施化肥土壤大孔隙度提高了91.7% (P < 0.05);MNPK处理土壤大孔隙数量在3个土层均为最大,在0—10和20—40 cm土层,分别较NPK处理提高了38.4%和54.8% (P < 0.05)。NPK处理大孔隙数量在0—10和10—20 cm分别显著高于CK。2) 与不施肥相比,单施化肥除10—20 cm土层土壤的饱和导水率、田间持水量有明显升高外,其它土层没有明显变化,而有机无机肥配施0—10、20—40 cm土层土壤的饱和导水率、田间持水量较不施肥均有明显提升;有机无机肥配施相比不施肥、单施化肥在不同土层的土壤容重均为最小,而20—40 cm土层单施化肥的土壤容重较不施肥提高了2.8% (P > 0.05)。3) 相关分析表明,土壤大孔隙数量、大孔隙度与田间持水量、土壤饱和导水率呈极显著正相关 (P < 0.01),与土壤容重呈极显著负相关 (P < 0.01),而与土壤机械组成无显著相关性。  【结论】  相比单施化肥,长期有机无机肥配施改善了苹果园0—40 cm土层土壤的大孔隙状况和土壤的持水、导水性能,在20—40 cm土层效果更明显,有机无机肥配施可改善渭北旱塬苹果园土壤物理性质。     

基施黄腐酸肥料情况下减施化肥提高设施辣椒产量和品质

  【目的】  黄腐酸 (FA) 可提高作物的光合作用,提高产量和品质。研究底施黄腐酸后减少化肥用量对辣椒生长的影响,为辣椒生产中减少化肥施用量提供可行的途径。  【方法】  以‘长剑’辣椒为试验材料,在山东农业大学日光温室内进行小区试验。以常规化肥施用量 (N 450 kg/hm2、P₂O₅ 120 kg/hm2、K₂O 900 kg/hm2) 为对照 (CK),在底施黄腐酸肥料600 kg/hm2基础上,分别设减施氮磷钾化肥常规用量的45% (T1)、30% (T2)、15% (T3) 和0% (T4) 处理。在辣椒盛果期,测定其生长量、干物质含量、光合荧光参数、碳代谢、品质等指标,并统计产量。  【结果】  与CK相比,T1处理的株高显著增加,T2处理的株高、茎粗、总干物重、糖含量和蔗糖合成酶 (SS) 活性显著增加,T3和T4处理的干物重、光合速率 (P_n)、糖含量、蔗糖磷酸合成酶 (SPS) 和SS活性均显著增加,同时,T1、T2、T3和T4处理较CK处理显著降低了蒸腾速率 (T_r),提高了单株结果数和单果重,产量分别比CK增加了29.48%、13.91%、37.79%和26.37%;以T1处理的综合品质最差,T3处理的辣椒果实可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸的含量均高于其他基施黄腐酸处理,维生素C含量虽低于T2处理,但仍显著高于其他处理,综合效果最优。  【结论】  在本试验条件下,底施黄腐酸肥料600 kg/hm2可促进设施辣椒生长发育,增加干物质量积累,提高净光合速率,增强碳代谢相关酶活性,显著提高其产量及品质。在底施黄腐酸肥料基础上减施化肥常规用量的30%仍可保持较高的产量和品质,而减施15%的化肥可以大幅提升辣椒植株的生长发育和碳代谢酶活性,进而显著提高其产量和品质。由于是一年的试验结果,基施黄腐酸肥料减施化肥的长期效应还需进一步研究。     

基于川麦冬活性成分高和重金属含量低的有机无机肥最佳配施方案

  【目的】  明确川麦冬[Ophiopogon japonicus (Linn. f.) Ker-Gawl]生产中氮 (N)、磷 (P)、钾 (K) 和生物有机肥 (BF) 最佳配施量,为大田川麦冬的科学种植提供参考。  【方法】  采用L₉ (34) 正交设计,分析9个不同N、P、K与BF组合处理下,川麦冬品质活性成分、代表性活性成分与重金属含量,并基于DTOPSIS法进行了综合选优。  【结果】  合理的N、P、K和BF配施可显著提高川麦冬水溶性浸出物、总皂苷、可溶性多糖、麦冬皂苷D与麦冬皂苷D'的含量,降低Cu、Gd、As、Pb、Hg的含量。其中,以N₁P₃K₃BF₃处理的水溶性浸出物、总皂苷、麦冬皂苷D与麦冬皂苷D'的含量最高,分别为74.52%、0.38%、112.208 μg/mL与56.293 μg/mL;可溶性多糖含量最高的为N₃P₃K₂BF₁处理(42.47%);Cu和Pb含量最低的为N₁P₂K₂BF₂处理,As含量最低的为N₃P₂K₁BF₃处理,Gd含量最低的为N₂P₁K₂BF₃处理,Hg含量最低的为N₂P₂K₃BF₁处理。  【结论】  通过DTOPSIS法进行了综合选优,活性成分高、重金属含量低的最佳施肥组合为N₁P₃K₃BF₃,即N、P₂O₅、K₂O和生物有机肥分别为598、240、595.80和2700 kg/hm2。     

长期有机与无机肥配施的黄壤稻田土壤细菌群落结构特征

  【目的】  比较长期施用不同肥料黄壤稻田土壤细菌群落结构的差异,剖析不同肥料维持土壤细菌群落多样性的作用及其机理,为农田施肥管理提供理论依据。  【方法】  以农业农村部贵州耕地保育与农业环境科学观测试验站为依托,采用高通量测序技术,分析连续24年不施肥(CK)、全量化肥(NPK)、1/4牛厩肥+3/4化肥(1/4M+3/4NP)、1/2牛厩肥+1/2化肥(1/2M+1/2NP)和全量牛厩肥(M)处理黄壤稻田土壤细菌群落组成及多样性,并揭示其主要环境影响因子。  【结果】  不同施肥处理土壤细菌α多样性指数分析结果显示,长期施用有机肥提高了土壤细菌多样性指数(Shannon)、优势度指数(Simpson)和均匀度指数(Pielou),对丰富度指数(Chao1)影响较小。与CK相比,长期施肥不同程度地提高了变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度,化肥的作用更明显。与CK和NPK相比,施用有机肥处理降低了棒状杆菌门(Rokubacteria)和亚硝酸盐氧化菌门(Nitrospinae)相对丰度,提高了拟杆菌门(Bacteroidetes)相对丰度,其他菌门变化不明显(P<0.05)。土壤细菌群落结构主成分分析结果表明,施用有机肥1/4M+3/4NP和1/2M+1/2NP处理土壤环境较为相似,细菌群落组成相似度较高,而CK和NPK处理土壤环境相似,细菌群落组成相似度高。土壤细菌群落结构组成与土壤环境因子冗余分析显示,土壤理化性质对细菌群落结构的影响重要性由大到小依次为全氮、碱解氮、速效钾、pH、有效磷、全磷,其中全氮、碱解氮和速效钾是关键因素。  【结论】  长期施用有机肥能够提高黄壤稻田土壤肥力,改变细菌生长环境,进而改变细菌群落结构组成,提高细菌群落多样性,促进土壤生态系统稳定和健康。     

玉米秸秆源有机物料对黑土养分有效性与酶活性的提升效应

[目的]研究以玉米秸秆为主要原料制备的不同类型有机物料对东北黑土土壤肥力和玉米产量的影响,为黑土地保护和秸秆资源高效利用提供理论依据.[方法]田间定位试验连续进行了5年.试验设不施肥对照(CK)、单施化肥(NPK)、化肥配施秸秆(NPK+ST)、化肥配施生物炭(NPK+BR)以及化肥配施堆肥(NPK+CP)5个处理,各...     

长期施磷黑土中磷的吸附–解吸特征及其影响因素

  【目的】  比较长期不施磷与施磷黑土对外源磷的吸附–解吸特征,为黑土区磷素管理提供理论基础。  【方法】  供试黑土长期定位试验位于吉林省公主岭市,始于1990年。2018年选择其中不施肥(CK),施氮钾肥(NK),施氮磷钾肥(NPK)和氮磷钾+有机肥(NPK+M) 4个处理小区,采集0—20、20—40和40—60 cm土层的土壤样品,分析了土壤理化性质,采用恒温平衡法测定了土壤磷的吸附–解吸特征,并由此计算得到磷最大吸附量(Q_m)、吸附亲和力常数(K_Q)、最大缓冲容量(MBC)、磷吸附饱和度(DPS)、最大解吸量(D_m)和解吸率(D_r)。  【结果】  随着平衡溶液中磷浓度的增加,磷的吸附量与解吸量均呈先快速增加后逐渐趋于平衡的过程。与不施磷处理(CK和NK)土壤相比,施磷处理(NPK、NPK+M)减少了磷的吸附量,增加了磷的解吸量。与不施磷处理相比,施磷处理在0—60 cm剖面上的Q_m和MBC值分别降低了4.94%～63.46%和15.90%～75.18%,D_r值增加了8.52%～474.0%,以NPK+M处理变化量最大。施磷处理比不施磷处理在0—60 cm土壤剖面上全磷和有机质含量分别增加了34.40%～145.5%和12.77%～50.07%,游离态铁铝氧化物(Fe_d+Al_d)含量降低了5.14%～11.35%。冗余分析表明,不施磷处理土壤的有机质、Fe_d+Al_d和全磷,以及施磷处理中的Fe_d+Al_d、络合态铁铝氧化物(Fe_p+Al_p)、pH和有机质是影响磷吸附解吸特征参数的主要土壤因子,分别解释了不施磷和施磷处理全部变异的77.59%和90.62%。土壤有效磷(Olsen-P)与磷吸附饱和度(DPS)相关关系表明,所研究的黑土DPS环境界限值为8%左右,NPK+M处理中3个土层的DPS_M-P值(由Mehlich-3 浸提的磷、铁和铝计算)为7.77%～25.96%,DPS_O-P值(由Olsen-P和Q_m计算)为17.24%～24.75%,均高于此环境界限值,具有磷素流失的风险。  【结论】  长期施磷降低了黑土对外源磷的吸附量,增加了磷解吸量。长期不施磷肥,土壤对磷的吸附和解吸主要受有机质、游离态铁铝氧化物的影响。而长期施肥,特别是有机肥与化肥配合处理,土壤中游离态和络合态铁铝氧化物、有机质及pH是影响磷吸附解吸特征的主要因素。