减施化肥配施微生物菌剂对番茄产质量和土壤肥力的影响

试验以樱桃番茄为材料,研究减施化肥配施不同微生物菌剂(EM和春语)对樱桃番茄产量、品质和土壤肥力的影响。结果表明:减施化肥配施EM菌剂处理(RCF+EM)的樱桃番茄产量高于全量化肥处理(CF),但差异未达显著水平(P0.05),RCF+EM处理番茄可溶性固形物、可溶性蛋白和可溶性糖含量显著高于CF处理(P0.05),增幅依次为31.05%、27.82%、62.73%;RCF+EM处理的土壤pH、有机质、速效养分和微生物生物量碳氮含量均高于CF处理,其中p H、碱解氮和微生物生物量碳差异达到显著水平(P0.05),增幅依次为13.07%、20.83%、66.10%。与EM菌剂相比,春语微生物菌剂的效果总体较差。因此,减施化肥配施EM菌剂可提高樱桃番茄产量和果实品质,对土壤肥力也有良好的改善作用。     

不同施肥处理对梁平柚产量、品质和土壤肥力的影响

通过连续3 a (2014—2017年)的田间试验,以10 a生梁平柚为研究对象,研究不施肥(CK)、单施化肥(CF)、50%化肥+50%有机肥(CF+OF)和单施有机肥(OF)下梁平柚产量、品质和土壤肥力的影响。结果表明,在不同施肥处理中,CF+OF、OF和CF的单果重均无显著性差异(P0.05),但CF+OF的柚子单株果实数最高,柚子产量分别高出OF、CF和CK 8.2%、31.2%和11.82%;CF+OF处理中,柚子果实中的果汁含量、总糖、游离氨基酸和维生素C比CK分别提高20.40%、18.95%、64.34%和27.06%,而柚子果皮厚度、种子数和总酸度显著降低,品质改善;施肥显著提高土壤微生物生物量碳氮,在不同施肥处理中,微生物生物量碳氮比介于7.39～13.89,且差异显著(P0.05)。CF+OF处理中,柚子成熟期土壤可培养细菌、真菌、放线菌数量显著高于或相似于单施化肥,说明化肥和有机肥配施能促进微生物生长繁殖,协调土壤养分供应,改善柚子营养。虽然不同施肥处理对土壤pH无显著影响(P0.05),但是与CK相比,OF和CF+OF处理有机质和速效钾含量增加,CF处理无显著差异(P0.05);CF、OF和CF+OF处理有效磷含量分别比CK增加6.53%、22.74%和34.72%,且差异显著(P0.05);CF+OF碱解氮含量最高,CF和OF次之,CK最低。此外,有机无机配施还可提高土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性,有益于土壤有机质循环、氮磷养分转化、活性氧消除。总之,在不同施肥处理中,有机无机配施显著提高柚子产量,品质得到明显改善,且土壤养分供应协调,土壤微生物数量增加,土壤酶活性增强,有益于土壤养分转化和保持健康。因此,在梁平柚施肥中,提倡有机无机配施很有必要。     

沼液配施化肥对土壤质量及作物生长的影响

研究沼液配施化肥对土壤微生物特性、土壤养分及玉米生长的影响。结果表明:沼液配施化肥及单施沼液均能降低土壤真菌数量和增加细菌、放线菌数量,其中45%沼液配施55%化肥处理真菌数量较常规施肥显著降低66%,细菌、放线菌数量分别显著增加160.3%、312.5%。沼液配施化肥可显著增加土壤脲酶、磷酸酶及蔗糖酶活性,但过氧化氢酶含量变化不明显。施用沼液可有效促进土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷和速效钾含量的增加,且差异显著。沼液配施化肥有效提高土壤微生物生物量(SMB)和有机碳(SOC)含量,其中45%沼液配施55%化肥处理土壤微生物生物量碳(SMBC),微生物生物量氮(SMBN)、微生物生物量磷(SMBP)和有机碳(SOC)含量较常规施肥分别显著增加70.0%、195.6%、91.6%和71.6%。施用沼液降低了SMBC/SMBN值,而土壤微生物熵(qMB)和土壤SMBN/TN值均增加,且随着沼液用量的增加先增加后降低。相关性分析表明,土壤SMB与土壤有机质、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾间均呈显著或极显著正相关关系,脲酶、磷酸酶、蔗糖酶均与土壤养分呈显著或极显著正相关关系,过氧化氢酶与土壤养分的相关性不显著。沼液配施化肥对玉米生长及光合作用有显著促进作用,以45%沼液配施55%化肥处理最佳,随着沼液配施比例的增加,玉米产量先增加后降低,45%沼液配施55%化肥处理最高,较常规施肥显著增加40.9%。综合分析,45%沼液配施55%化肥可有效改善土壤结构,显著提高土壤肥力,从而促进作物生长,增加产量,可作为沼液配施化肥的最佳比例。     

沼渣与化肥配施对玉米生长及土壤理化性状的影响

本研究以玉米为试材,探讨沼渣与化肥配施对玉米生长和土壤理化性质的影响,以期为沼渣资源化利用提供科学依据。试验共设5个处理,分别为CK(空白)、40%ZF+60%HF(40%沼渣+60%化肥)、60%ZF+40%HF(60%沼渣+40%化肥)、80%ZF+20%HF(80%沼渣+20%化肥)和100%HF(全化肥)。研究结果表明,沼渣施用能提高土壤有机质含量,含量高低与沼渣施用量呈正相关关系。与100%HF处理相比,沼渣与化肥配施在玉米的苗期(05-20)、拔节期(06-05)和抽穗期(06-28)降低了土壤中速效养分和叶片叶绿素含量,在玉米的完熟期(07-20)则提高了其含量。沼渣与化肥不同比例配施均能提高土壤p H值,以80%ZF+20%HF处理为最佳。玉米产量以40%ZF+60%HF处理为最高,但与60%ZF+40%HF处理间无差异。沼渣与化肥配施能提高玉米籽粒的粗蛋白、粗脂肪和粗淀粉的含量,玉米品质以80%ZF+20%HF处理最好。综合分析认为,沼渣替代40%的化肥是沼渣与化肥配施较为合理的比例。     

旱作红壤团聚体稳定性对沼液化肥混合溶液的响应研究

利用沼液化肥混合溶液作为分散介质对红壤团聚体进行湿筛,探讨旱作红壤团聚体稳定性对沼液化肥混合溶液的响应机制,为推广沼液合理农用提供理论依据。试验共设7个处理:CF1(100%化学N);CF2(80%化学N+20%沼液N);CF3(60%化学N+40%沼液N);CF4(40%化学N+60%沼液N);CF5(20%化学N+80%沼液N);F(100%沼液N);CK(纯水)。各混合物总N、P、K保持一致,N、P_2O_5、K_2O分别为120、90、135kg·hm~(-2)。分析各处理下土壤0.25 mm水稳定性团聚体含量(WR_(0.25))、团聚体平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、团聚体稳定率(AR)和分形维数(D)等团聚体稳定性指标。从CF1处理依次至CK处理,WR_(0.25)、MWD、GMD以及AR大致呈现上升的趋势,D呈现下降的趋势;各处理均以0.25 mm水稳性团聚体含量最高(30.9%～33.9%);各处理WR_(0.25)较供试土壤样品的0.25 mm机械性团聚体含量(DR_(0.25))均有大幅度的下降。随着混合溶液中沼液用量的增加,WR_(0.25)、MWD、GMD以及AR都呈现上升的趋势,D呈现下降的趋势。化肥水溶液中离子对土壤团聚体具有冲击作用,土壤团聚体的破坏主要表现为破坏大团聚体,形成小团聚体,而有机大分子可以减弱团聚体的分散作用。随着混合溶液中有机物质的增加,土壤团聚体的水稳定性增加。     

化肥氮减量配施生物炭和菜籽饼对玉米-白菜养分吸收、氮素利用及产量的影响

为探究化肥氮减量20%配施生物炭和菜籽饼在贵州黄壤区轮作玉米-白菜生产中的增产增效作用,采用盆栽试验,研究了不施肥(CK)、常规化肥(CF)、化肥氮减量20%配施生物炭(RF+B)、化肥氮减量20%配施菜籽饼(RF+O)及化肥氮减量20%配施生物炭和菜籽饼(RF+BO)对玉米和白菜干物质量、养分吸收量、氮素利用效率及产量的影响。结果表明:3种配施处理中RF+BO处理的总体效果最佳,RF+BO处理能满足玉米和白菜生育期养分的需求,有效提高氮、磷、钾养分的吸收量,与CF处理相比,其玉米氮、磷和钾养分吸收量分别提高27.59%、37.21%和30.34%,白菜氮、磷和钾养分吸收量分别提高26.64%、35.56%和33.44%;RF+BO处理有利于提高玉米和白菜当季氮素利用效率,就氮肥贡献率、农学效率、偏生产力和氮素表观利用率而言,与CF处理相比,玉米季分别提高1.64%、9.88%、8.36%和26.21%,白菜季分别提高2.99%、35.70%、33.71%和31.78%;增产效果显著,玉米和白菜较CF处理分别增产9.72%和39.26%。综上,化肥氮减量20%配施生物炭和菜籽饼可为贵州黄壤区玉米-白菜的化肥减量增效施肥技术提供理论依据。     

纳米碳添加对土壤速效养分和小油菜产量的影响

纳米碳因其具有独特的理化性质作为新型材料被广泛应用于新能源、生态修复等领域。近年来,随着其功能被不断挖掘,纳米碳开始投入农业领域,成为新的研究热点。但是,纳米碳添加如何影响土壤养分和作物产量,仍不明确,有待进一步研究。将纳米碳作为肥料增效剂与不同肥料配施,研究其在大田条件下对土壤速效养分、小油菜农艺性状和产量的影响,从而为纳米碳在农业中的高效利用提供理论依据。田间试验在北京市房山区窦店乡温室大棚内进行,供试作物为小油菜,品种为‘国夏1号’。试验共设4个处理:化肥(CF),化肥+纳米碳(CF+NC),有机肥(OM),有机肥+纳米碳(OM+NC)。在小油菜不同生育期测定土壤速效养分、油菜株高、叶面积和产量。结果表明,(1)与CF、OM相比,CF+NC和OM+NC处理提高了土壤速效养分含量,分别提高了小油菜生长旺盛期的土壤速效钾含量37.3%、27.4%,土壤铵态氮含量35.5%、35.0%,土壤硝态氮含量52.0%、49.9%。(2)添加纳米碳可促进小油菜生长。与CF、OM相比,CF+NC、OM+NC处理分别提高了收获期小油菜株高9.7%、5.6%,叶面积13.9%、12.9%,干重15.6%、14.7%,产量19.8%、18.0%。与单施肥料比较,纳米碳配施化肥、有机肥均可显著提高土壤速效养分含量,促进小油菜的生长发育,提高产量。     

木霉微生物肥与减量化肥配施对番茄产量、品质及土壤肥力的影响

研究利用植物促生菌提高肥料效率以部分替代化肥。采用大田试验结合连续盆栽试验的方法,以100%化肥(CF)为对照,设置如下处理:75%化肥配施普通有机肥(OF)或木霉微生物肥(BF)或木霉孢子悬液(SS)。结果表明,75%化肥配施以一定量(每株50 g)木霉微生物肥可维持田间番茄稳产,与100%化肥处理产量相当;而与普通有机肥或木霉孢子悬液灌根配施则会显著降低番茄产量,连续栽种4季后,产量下降35%以上。此外,BF处理可显著提高番茄果实的品质,与CF相比,总可溶性糖和维生素C含量分别提高35%~54%和2%~23%,而硝酸盐积累量下降32%~46%。究其原因,BF处理中木霉功能菌的有效定殖促进了番茄根际细菌、真菌、放线菌的增殖,土壤养分的有效性显著提高,表现为根际微生物数量与多项土壤肥力指标呈显著相关关系。综上,木霉微生物肥与减量化肥配施,可有效保证番茄稳产,提高番茄品质,长期施用还可提高土壤微生物数量、改善土壤肥力。     

蚯蚓粪配施化肥对玉米根际土壤生物学特征的影响

[目的]探讨蚯蚓粪与化肥配施对玉米根际土壤生物学性状的作用效果,为土壤培肥制度的建立与玉米的合理施肥提供理论依据。[方法]通过大田试验,研究CF(单施化肥)、VC(蚯蚓粪)与VC+CF(蚯蚓粪和化肥各提供50%的氮)等处理对玉米根系分泌物、根际土壤微生物数量、酶活性与腐殖质组成的影响。[结果]同CF处理相比,VC+CF处理显著提高了根系分泌物含量,并明显提高了根际土壤中微生物数量、微生物量碳含量及脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶、中性磷酸酶活性,其中细菌数分别较CK,CF与VC处理提高124.32%,62.99%和15.45%,脲酶活性分别高出44.27%,23.53%和12.50%。此外,VC+CF处理亦显著提高了根际土壤中胡敏酸、富里酸含量和胡/富比。同VC+CF处理相比,VC处理对玉米根际土壤生物学特征的影响较小。[结论]蚯蚓粪与化肥配施能较好地改善玉米根际区域的微生态环境。     

不同施肥模式对设施菜田土壤微生物量碳、氮的影响

【目的】 本文利用天津日光温室蔬菜不同施肥模式定位试验,研究了不同施肥模式对设施菜田土壤微生物量碳、氮含量的影响,为设施蔬菜高效施肥和菜田土壤可持续利用提供依据。 【方法】 调查在第 9 茬蔬菜 (秋冬茬芹菜) 和第 10 茬蔬菜 (春茬番茄) 进行。定位试验设 8 个处理,分别为:1) 不施氮;2) 全部施用化肥氮 (4/4CN);3) 3/4 化肥氮 + 1/4 猪粪氮 (3/4CN + 1/4PN);4) 2/4 化肥氮 + 2/4 猪粪氮 (2/4CN + 2/4PN);5) 1/4 化肥氮 + 3/4 猪粪氮( 1/4CN + 3/4PN);6) 2/4 化肥氮 + 1/4 猪粪氮 + 1/4 秸秆氮 (2/4CN + 1/4PN + 1/4SN);7) 2/4 化肥氮 + 2/4 秸秆氮 (2/4CN + 2/4SN);8) 农民习惯施肥 (CF),除不施氮肥和农民习惯施肥外,其余处理为等氮磷钾处理。在不同生育时期,采 0—20 cm 土壤样品,测定土壤微生物量碳、氮含量,并分析其与蔬菜产量之间的关系。 【结果】 两茬蔬菜不同施肥模式土壤微生物量碳、氮含量总体上均随生育期的推进呈先增后降的趋势。芹菜季较高土壤微生物量碳含量出现在定植后 90 d,土壤微生物量氮较高含量出现在定植后 60 d;番茄季分别出现在定植后 20～80 d 和 60 d。芹菜季 5 个有机无机肥料配施模式土壤微生物量碳、氮含量分别在 185.0～514.6 和 34.3～79.1 mg/kg 之间,较化肥(4/4CN)模式平均分别增加 15.1%～81.7% 和 24.5%～100.0%,其中以配施秸秆模式土壤微生物量碳、氮含量相对较高,平均分别增加 62.0%～81.7% 和 81.1%～100.0%;番茄季 5 个有机无机肥料配施模式土壤微生物量碳、氮含量分别在 120.7～338.0 和 25.5～68.8 mg/kg 之间,较 4/4CN 模式平均分别增加 16.9%～86.9% 和 12.2%～109.3%,又以配施秸秆模式土壤微生物量碳、氮含量最高,平均分别增加 61.4%～86.9% 和 78.2%～109.3%。两季蔬菜不同生育期土壤微生物量碳、氮含量与当季蔬菜产量和定位试验开始以来蔬菜总产量之间均呈极显著正相关关系。 【结论】 同等养分投入量下,有机无机肥料配合施用提高土壤微生物量碳、氮的效果显著好于单施化肥,又以化肥配施秸秆效果更佳;土壤微生物量碳、氮含量与设施蔬菜产量之间呈极显著正相关关系。证明有机无机肥配施,特别是配施一定量的秸秆可有效提高土壤微生物量碳、氮含量,维持较高的菜田土壤肥力,有利于设施蔬菜的可持续和高效生产。      

不同施肥对双季稻田径流氮磷流失特征的影响

通过定位试验,研究了不施氮肥(WN)、单施化肥(HF)、猪粪替代20%氮肥(ZF)、沼渣沼液替代20%氮肥(ZYF)、堆肥替代20%氮肥(DF)、早稻绿肥、晚稻稻草代替20%氮肥(LDF)6种不同施肥处理下双季稻径流氮磷含量和累积流失负荷的影响。结果表明,水稻基肥和追肥后,径流水中全氮、硝态氮、铵态氮、全磷和水溶性磷含量逐渐下降。HF处理双季稻季径流水中全氮、铵态氮、硝态氮平均含量最高,分别为5.91,3.65,0.82mg/L。相比HF处理,有机物料替代20%氮肥处理能够降低径流水中全氮、铵态氮、硝态氮的平均含量,其中以DF处理下降幅度最大,分别下降1.18,0.71,0.14mg/L;除DF处理外,有机物料替代20%氮肥能够增加径流水中全磷和水溶性磷的平均含量。相比HF处理,有机物料替代20%氮肥能够减少氮素径流流失负荷,以DF处理总氮、铵态氮和硝态氮累积流失负荷最小,分别为10.25,6.17,1.71kg/hm2;DF处理磷素流失负荷与单施化肥处理持平。综上,DF处理能够降低径流水中氮磷流失负荷,对于保护环境和控制面源污染具有重要意义。     

沼液对河西绿洲葡萄园土壤微生物功能多样性的影响

为探明使用沼液对土壤质量的影响，明确土壤微生物功能多样性对沼液使用量和使用年限的响应，在甘肃祁连葡萄观光园进行等氮量替代和增施沼液处理，采用Biolog方法测定土壤微生物功能多样性。结果表明：（1）100%等氮量沼液处理的土壤微生物群落代谢活性最小，替代33%氮量处理的土壤微生物群落代谢活性最高，连续两年使用沼液的处理间差异大于一年。（2）试验地土壤微生物利用的主要碳源为碳水化合物类，使用沼液能够显著提高土壤微生物对氨基酸类和羧酸类碳源的利用率。连续两年使用沼液条件下，增施沼液处理（133%和167%）效果优于等氮量替代处理。（3）与单施化肥对照相比，使用沼液处理仅在提高土壤微生物均一度指数方面存在优势，且增施沼液处理（133%和167%）效果优于等氮量替代处理。（4）主成分分析表明，沼液使用量和使用年限对土壤微生物碳源利用水平以及代谢多样性的影响有差异，且使用年限增加能使各处理间变异程度增大。（5）碳水化合物类和氨基酸类碳源是引起不同沼液用量处理土壤微生物功能群分异的主要碳源，其中碳水化合物类是使用年限增加后土壤微生物群落变化的敏感碳源。（6）Pearson相关性分析表明，该试验地土壤微生物功能多样性与土壤有机质、碱解氮呈正相关关系，与速效磷、速效钾呈负相关关系。综上，长期使用沼液（尤其是沼液与化肥配施）有利于提高土壤微生物代谢活性和土壤微生物群落功能多样性，且当沼液使用量较大时能达到完全取代化肥的效果。     

沼液施用量对毛竹林地土壤理化性质及碳储量的影响

为了解决沼液资源化利用,化肥减施的问题,该文以沼液替代化肥来研究相同氮磷钾含量肥料施用的前提下,不同沼液用量与化肥配合施用(N_1P_1K_1Z_1—沼液全氮替代化肥施氮总量的25%,N_2P_2K_2Z_2—沼液全氮替代化肥施氮总量的50%,N_3P_3K_3Z_3—沼液全氮替代化肥施氮总量的75%)对毛竹林地土壤理化性质及竹林固碳增汇效应的影响。结果表明,单独施用化肥或者化肥与沼液配合施用对毛竹林地土壤pH值、有机质、全氮、磷、钾含量的影响不明显(P0.05),而沼液与化肥配合施用(特别是N_3P_3K_3Z_3—高量沼液)对土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量提高的幅度较为显著(单施化肥处理除外)(P0.05)。单独施用化肥或化肥与沼液配施显著降低了放线菌的比例(单施化肥处理除外),却显著增加了细菌和真菌的比例(P0.05)。与不施肥对照CK处理相比,单施化肥处理显著增加了细菌与真菌数量的比值,增幅为24.51%;而沼液与化肥配施则与CK处理之间的差异不显著(P0.05)。化肥与沼液配施均能显著提高毛竹林地土壤微生物量碳和氮的含量,而且能够显著提高土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶的活性(P0.05),各施肥处理均以N_3P_3K_3Z_3提高的幅度最大。此外,单独施用化肥或者化肥与沼液配施均能显著提高I度竹、II度竹和林分的平均胸径以及I度竹和林分的碳储量(P0.05),各施肥处理仍以N_3P_3K_3Z_3处理增加的幅度最大。可见,施用沼液替代化肥能够提升土壤肥力水平,促进毛竹生长,尤其是新竹的生长和固碳增汇。     

麦秸秆和沼液配施对水稻苗期生长和土壤微生物的调控

研究了等量氮素肥料处理下小麦秸秆全量还田结合化肥(S-CF)、小麦秸秆全量还田结合沼液(S-BS)和全量化肥(CF)处理对水稻幼苗生长、氮磷积累及土壤微生物群落的影响。结果表明,不同施肥处理的水稻幼苗生长明显被促进,其中CF处理的促进效果最好,其次是S-BS处理。S-BS处理的水稻叶片可溶性糖含量明显高于其他施肥处理,其叶片含氮量也明显高于CF处理。CF处理的土壤细菌总量明显高于S-BS处理,而S-BS处理的土壤细菌总量均显著高于对照(CK,不施肥)和S-CF处理;其中CF处理变形菌门细菌相对丰度显著高于其他处理。而CK和S-CF处理的真菌总量明显高于S-BS和CF处理,S-BS处理的真菌总量最低,其中,CK土壤优势真菌子囊菌门、担子菌门的相对丰度显著高于其他处理,S-CF处理土壤的壶菌门真菌相对丰度也显著高于其他处理。S-CF和S-BS处理的细菌Chao1丰富度指数和香农(Shannon)多样性指数要明显高于CF处理和CK,而S-CF处理的土壤真菌的Chao1指数和香农指数要明显高于CK,CF处理的土壤真菌Chao1指数和香农指数最低。秸秆、沼液短期替代化肥的处理下水稻植株生长低于全化肥处理的,但秸秆、沼液、化肥结合施用对水稻幼苗的促生作用依然很明显,尤其是秸秆还田结合沼液灌溉的全量替代化肥处理。全量替代化肥处理下,即秸秆和沼液处理的土壤质量和细菌丰富度及多样性即使在短期施用条件下也被明显促进。     

有机无机肥配施对日光温室番茄连作土壤微生物的影响

  目的  为解决日光温室番茄连作障碍,必须弄清有机无机肥配施对番茄连作土壤微生物的影响。  方法  试验共设置6个处理,分别为不施肥（CK）、20%有机肥 + 80%化肥（M20C80）、40%有机肥 + 60%化肥（M40C60）、60%有机肥 + 40%化肥（M60C40）、80%有机肥 + 20%化肥（M80C20）、100%有机肥 + 0%化肥（M100）。测定了连作土壤理化性质、细菌和真菌的微生物群落结构、物种组成和丰度等相关指标。  结果  M40C60处理使连作土壤孔隙度在54.38% ~ 55.61%,pH维持在7.19 ~ 7.22,有机质和速效钾含量分别维持在49.70 ~ 59.21 g kg?1和536.1 ~ 605.5 mg kg?1的中等水平,速效磷含量则维持在680.4 ~ 783.0 mg kg?1的高水平。增施有机肥,可以改善土壤微生物群落组成,分别提高芽孢杆菌（Bacillus）、土胞杆菌（Terrisporbacter）、链霉菌（Streptomyces）以及头束霉菌（Cephalotrichum）等有益菌群落相对丰度0.86%、0.60%、0.12%和47.82%,降低变形菌（Proteobacteria）酸杆菌（Acidobacteriota）等有害菌群落相对丰度3.47%和1.74%。  结论  增施有机肥改善番茄连作土壤的基础理化性质,保持土壤中的养分含量。同时有益于微生物群落演替,维持或提高有益菌群的丰度,抑制或降低有害菌群的丰度,使连作土壤维持在一个较稳定的微生物群落结构。减少番茄连作土壤病害的发生,维持良好的土壤状态。     

沼液稻田消解对水稻生产、土壤与环境安全影响研究

为研究稻田消解沼液对水稻安全生产、土壤肥力及质量的影响,评价沼液施用后对水体及大气环境污染的风险,提出稻田沼液消解安全容量,在浙江省嘉兴市青紫泥田（属脱潜潴育型水稻土）上,进行3a定位田间小区试验,考察了不同沼液用量下水稻产量、稻谷及土壤中有害重金属含量差异,测定了稻田氨挥发通量及田面水、下渗水氮含量,并确定了稻田沼液消解容量。结果表明,连续3a、每年水稻生长季施灌沼液135～540kgN·hm-2的范围内,水稻产量与全化肥区持平或略有增产,施灌沼液处理的稻谷中有害重金属镉、铅、汞、砷含量没有明显增加;除高沼液用量处理土壤速效钾、缓效钾含量明显增加外,其他土壤肥力指标没有明显增加,土壤中重金属含量也没有明显积累;施用沼液处理田面水中铵态氮含量明显高于全化肥处理,但对土壤下渗水氮含量影响较小;2倍氮沼液用量下,水田消解中氨挥发量占总氮投入量的13%,高于全化肥处理10倍以上。在水稻生产安全、农产品安全、土壤质量可持续、农田水环境友好的前提下,水稻生长季沼液稻田消解的安全容量为540kgN·hm^-2·a^-1;氨挥发是目前沼液稻田消解中主要的环境风险。     

沼液化肥全氮配比对土壤微生物及酶活性的影响

通过田间试验,研究了N-P2O5-K2O(120-90-135 kg/hm2)施用量相同的条件下,沼液化肥不同全氮配比(沼液全氮分别占0%、15%、30%、45%和100%)对旱地红壤微生物(细菌、真菌、放线菌)数量、酶(脲酶、脱氢酶)活性和硝化强度的影响。结果表明,随沼液全氮比例的增加,土壤细菌、放线菌、真菌数量均呈倒"U"形增加,且较单施化肥处理(未施沼液)分别提高3.88%~40.78%、1.64%~31.15%、28.21%~79.49%。随着花生生育进程的推进,脲酶活性随沼液全氮比例增加而升高;脱氢酶活性先降低,开花期后升高。沼液全氮45%处理显著提高了花生结荚期和收获期土壤脲酶、脱氢酶活性和硝化强度。利用主成分分析对土壤微生物活性进行综合评价,依据主成分解释总变量和碎石图提取了2个主成分反映原变量的92.13%的信息。第1主成分主要综合了细菌、真菌、放线菌数量、微生物总量和硝化强度的信息;第2主成分主要综合了脲酶、脱氢酶活性的信息。主成分综合得分图直观地显示了等氮磷钾条件下沼液化肥全氮配比对旱地红壤微生物活性的综合影响。具体为BS30BS45BS100BS15NPKCK。因此,等氮磷钾条件下沼液全氮15%~100%处理有利于提高土壤微生物活性,特别是沼液全氮30%处理,同时其花生籽粒产量也达到了最大值(2 875 kg/hm2)。     

沼液施用条件下添加浮萍对稻田氮素流失和Cu、Pb变化的影响

养分流失和重金属积累是沼液还田资源化利用过程中的主要问题。为探讨利用浮萍吸收氮磷、富集重金属的能力调控沼液施用中环境污染问题的可行性,在上海市金山区开展了水稻田间试验,研究沼液施用条件下添加浮萍对稻田氮素流失和Cu、Pb的影响。试验设置4个处理:常规化肥、常规化肥+浮萍、沼液全量替代化肥和沼液全量替代化肥+浮萍,测定并比较了不同处理下稻田田面水氮素浓度变化、径流水氮素流失负荷,土壤、水稻籽粒及秸秆中Cu和Pb含量差异。结果表明:不同处理田面水总氮、铵态氮(NH_4~+-N)浓度变化趋势基本一致,均在每次施肥后第1d达到峰值,此后逐日递减,在施肥后第5d降至峰值的30%以下;硝态氮(NO_3~–-N)浓度峰值滞后3～7 d。稻田中添加浮萍能够显著降低田面水TN含量,沼液全量替代化肥+浮萍处理的TN总径流流失负荷为3.67 kg·hm~(-2),比常规化肥处理显著降低37.2%。沼液全量替代化肥+浮萍处理土壤Cu和Pb含量为22.65mg·kg~(-1)和49.05mg·kg~(-1),与其他处理间无显著差异;但土壤有效态Cu和Pb含量较常规化肥处理显著提高18.6%和17.5%。不同处理水稻秸秆Cu和Pb、籽粒Pb含量无显著差异,但沼液全量替代化肥+浮萍处理水稻籽粒Cu含量较沼液全量替代化肥处理显著减少41.1%。综上,沼液施用条件下添加浮萍可以降低稻田氮素流失,在控制土壤、籽粒和秸秆中重金属Cu和Pb含量增加方面具有一定效果,在短期内可以作为沼液还田模式下水体和土壤污染有效的调控手段。     

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。