不同施肥管理措施对土壤碳含量及基础呼吸的影响

连续7年试验研究了施用15t/hm2和7.5t/hm2有机肥(包括EM堆肥、EM鸡粪肥和传统堆肥)、化肥和对照处理对土壤碳含量与基础呼吸的影响,结果表明:随有机肥施用量的提高,土壤可溶性碳、总有机碳、微生物生物量碳和土壤的基础呼吸随之增加。施用化肥可一定程度提高土壤可溶性碳、总有机碳、微生物生物量碳和土壤的基础呼吸。不同施肥措施对土壤有机碳、微生物生物量碳和土壤基础呼吸的影响趋势为EM堆肥处理>传统堆肥处理>化肥处理>对照,施肥对土壤微生物代谢商的影响趋势为EM堆肥处理<传统堆肥处理<化肥处理<对照。土壤微生物生物量碳与可溶性碳、总有机碳及土壤基础呼吸之间呈极显著正相关。土壤微生物代谢商与土壤可溶性碳、总有机碳、微生物生物量碳及基础呼吸之间呈极显著负相关。     

施用玉米秸秆堆肥对盆栽芥菜土壤酶活性和微生物的影响

研究了施用玉米秸秆堆肥对盆栽芥菜土壤微生物和土壤酶活性的影响。结果表明,与对照和单施无机肥相比,施用堆肥能够提高芥菜生物量,增加根际土壤细菌、放线菌和真菌的数量,各处理微生物数量均在收获期达到最大值;同时,施用堆肥能够显著提高芥菜根际土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和纤维素酶的活性。各土壤酶在芥菜的生长期内变化趋势不同,脲酶活性在收获期达到最高;化肥与堆肥配施蔗糖酶活性在整个生长期内较稳定,其他处理均在收获期最低;过氧化氢酶活性在前期比较稳定,收获期有较大幅度下降;纤维素酶活性在旺长期较高,而苗期和收获期较低。相关性分析表明,部分土壤酶活性之间呈显著或极显著正相关;酶活性与土壤微生物数量之间呈显著或极显著正相关,表明土壤酶活性与微生物能够较好地反映土壤肥力水平。     

施用不同屠宰场废弃物对碱化土壤肥力质量的影响

堆肥是有机固体废弃物无害化、资源化的有效途径。本文对施用不同种类屠宰场废弃物后碱化土壤肥力质量变化进行系统研究。结果表明:施用废弃物可以增加土壤有机质和养分;牛、羊废弃物对其提升效果优于猪废弃物,废弃物堆肥时间越长对土壤肥力提升效果越明显。施用屠宰场废弃物可以降低土壤pH和全盐含量。施用新鲜猪废弃物的土壤细菌数量最多;羊废弃物堆肥可以明显增加土壤放线菌数量;新鲜废弃物对土壤微生物数量的增加效果优于堆肥。整体来讲,施用屠宰场废弃物可以提高土壤质量,施用废弃物堆肥的处理土壤综合质量高于施用新鲜废弃物的处理,施用羊废弃物堆肥后土壤综合质量最高。     

有机物料对原生盐碱地土壤生物学性质的影响

采用连续2年大田试验方法,研究了颗粒型秸秆(KL)、正常秸秆(JG)、牧草(MC)以及羊粪(YF)4种有机物料处理对试验地微生物数量、微生物生物量碳氮、土壤呼吸强度、三种土壤酶活性以及水稻产量的影响,并分析了生物学性质与测产指标的相关性。结果表明:与不施有机物料处理(CK)对比,施用有机物料的JG、MC、YF处理均不同程度提高了微生物数量、微生物生物量碳氮含量、土壤呼吸强度、土壤酶活性以及水稻产量,但差异不明显。同种有机物料不同形态之间差异显著,颗粒秸秆效果优于正常秸秆,颗粒秸秆与CK相比,提高了39.45%的土壤细菌、50.28%放线菌、89.91%真菌数量、63.21%和46.02%的土壤微生物生物量碳氮含量,土壤呼吸强度提高46.22%,过氧化氢酶活性提高18.03%,转化酶活性提高23.22%,纤维素酶活性提高79.32%,增产130.6%。土壤微生物数量(细菌、真菌和放线菌)与千粒重、结实率、每穗总粒数和产量具有相关性,土壤微生物活性(土壤呼吸强度和微生物生物量碳氮)与有效穗数、每穗总粒数、千粒重以及产量具有相关性,土壤酶活性(过氧化氢酶、转化酶和纤维素酶)与穗长和千粒重表现出相关性。结果表明相同条件下,原生盐碱地改良前期,不同种类有机物料对原生盐碱地作用效果相似,但同种有机物料不同形态其作用效果差异显著。     

矿区复垦土壤碳组分对外源碳输入的响应特征

研究外源碳输入对复垦土壤有机碳及组分的影响,对于深入探究矿区复垦土壤有机碳提升及培肥管理具有重要意义。本文依托山西省襄垣县采煤沉陷复垦区的长期定位试验,研究了矿区复垦土壤碳组分对不同外源碳(生物炭、堆肥、沼渣、牛粪与秸秆)输入的响应特征。分别在2011年与2016年对矿区复垦土壤样品进行采集,测定0～20 cm土层土壤有机碳、易氧化有机碳、活性碳库Ⅰ、Ⅱ的含量。结果表明,生物炭处理的土壤有机碳增长率和年变化量较对照(CK,无外源碳添加)分别增加101.80%和0.56g·kg–1·a–1,且均显著高于其他有机物料处理;生物炭、牛粪处理土壤0～20 cm土层固碳量较CK分别提高100.52%和91.52%,二者间差异不显著,均显著高于其他有机物料处理,堆肥、沼渣和秸秆处理间对土壤固碳量的提升作用不显著。添加有机物料均能显著增加复垦土壤易氧化有机碳的增长率和年变化量,均表现为堆肥处理最高,较CK分别增加12.37%和0.16 g·kg–1·a–1。复垦土壤活性碳库Ⅰ、Ⅱ的增长率和年变化量均为牛粪处理显著高于其他有机物料处理。有机物料添加均能提高土壤稳定性有机碳含量,与CK相比,生物炭和牛粪处理的提高幅度最大,显著高于其他有机物料,而牛粪与生物碳之间差异不显著。生物炭处理碳库管理指数最高,分别较堆肥、沼渣、牛粪、秸秆处理提高36.30%、52.23%、41.50%、52.02%。施用生物炭、堆肥、沼渣、牛粪与秸秆都能显著提升复垦土壤各碳组分含量和碳库管理指数,施用生物炭的效果最优,因此施用生物炭可作为矿区复垦土壤有机碳提升的有效管理措施。     

不同有机物料培肥对渭北旱塬土壤微生物学特性及土壤肥力的影响

通过田间试验,研究了施用不同有机物料对渭北旱塬耕地土壤微生物学特性及土壤肥力的影响。结果表明,化肥与不同有机物料配合施用,土壤微生物学特性［微生物量碳（MBC）、微生物量氮（MBN）、脲酶、碱性磷酸酶］以及部分土壤养分状况（全氮、速效磷、速效钾、阳离子交换量）比单施化肥处理均得到进一步改善。化肥配施秸秆堆肥处理效果最明显,其中微生物量碳增加了41.96%,微生物量氮增加了54.55%,脲酶活性增加了19.71%,碱性磷酸酶活性增加了7.35%,速效磷增加了63.12%;而且土壤微生物量碳、氮与速效磷、阳离子交换量呈显著正相关,微生物商（qMB）、脲酶活性、碱性磷酸酶活性与全氮、速效氮、速效钾含量呈显著相关;同时SMBC、SMBN、qMB等与作物产量密切相关（相关系数分别为0.85,0.74,0.82）。因此,化肥配施秸秆堆肥处理在渭北旱地雨热条件下对于全面提升土壤质量具有重要的意义;同时该区域土壤中微生物量碳氮与土壤养分状况、作物产量具有很好的一致性,可以表征土壤肥力状况及生产力水平。     

EM对茄子、黄瓜抗连作障碍和增强土壤生物活性的效果

本文研究了用EM生物制剂进行土壤处理对茄子和黄瓜的连作病害、土壤养分状况、及土壤生物活性的影响。结果表明 ,施用EM能有效克服连作障碍 ,减少农药的使用 ;增加土壤中速效养分含量 ,提高养分有效性 ;增加土壤微生物总量 ,提高土壤生物活性。     

不同有机堆肥对土壤性状及微生物生物量的影响

研究不同种类有机堆肥对土壤性状及微生物生物量的短期影响。采用盆栽试验的方式,探讨了施用50 g/kg 的啤酒污泥堆肥(BSC)、 牛粪堆肥(DMC)和菇渣堆肥(SMC)对土壤有机质、 氮磷钾含量、 容重、 持水性、 土壤呼吸及微生物生物量碳、 氮、 磷(SMBC、 SMBN、 SMBP)的影响。结果表明, 与对照相比,施用啤酒污泥、 牛粪和菇渣3种有机堆肥后,土壤中有机质、 全氮、 碱解氮、 有效磷、 速效钾含量显著增加,并且显著降低土壤容重和增大土壤孔隙度（P0.05）;经过1周土壤水分的变化,CK处理的土壤水分消耗率分别是BSC、 DMC和SMC处理的1.26、 1.24、 1.14倍;BSC、 DMC和SMC处理显著提高土壤呼吸（P0.05）,半年后分别与CK相比增加了142.17%、 114.30%、 105.39%;施用啤酒污泥、 牛粪和菇渣3种有机堆肥后显著增加SMBC、 SMBN、 SMBP含量（P0.05）,6个月后,SMBC含量分别是CK 的2.35、 1.84、 1.86倍,SMBN含量分别比 CK 高135.44%、 99.16%、 90.82%,SMBP含量分别是CK 的 2.76、 2.19、 2.04倍。啤酒污泥堆肥含有活性小颗粒对土壤性状和微生物生物量的影响最为明显,其次是牛粪堆肥,菇渣堆肥表现最差。     

单施和配施有机物料对沙化土壤微生物群落功能多样性的短期影响

为探讨施用有机物料对宁夏沙化土壤的改良效果,以当地易得的杨树枝条、玉米秸秆、牛粪为原料在2015年4~10月期间进行桶栽试验,采用Biolog技术研究了有机物料单施和配施对宁夏沙化土壤微生物群落功能多样性的短期影响。结果显示:(1)施用有机物料使土壤微生物利用碳源总量增加,微生物代谢活性增强。其利用比例较高的碳源类型为氨基酸类、胺类和碳水化合物类。(2)单施有机物料比配施有机物料对微生物代谢的促进作用强;单施杨树枝条粉碎物的土壤微生物平均颜色变化率在所有处理中最大,而且微生物各种多样性指数也有明显提高。(3)对各类碳源的利用强度与土壤易氧化有机碳、全氮含量和碳氮比之间表现出了密切的关系,微生物多样性指数则与土壤易氧化有机碳和无机氮存在紧密联系。本研究表明,土壤施入杨树枝条粉碎物后微生物代谢活性增强、土壤质量提高,对土壤改良有积极作用。     

多种有机物料混施对苹果幼苗生长、氮素利用及土壤特性的影响

以"M9T337"苹果幼苗为试材,利用~(15)N同位素示踪技术,研究了等氮量投入下,不同有机物料单施及混施对苹果幼苗生长、~(15)N吸收利用及土壤特性的影响。试验设置CK(只施用化学肥料,不施有机物料)、S(秸秆)、B(生物炭)、F(牛粪)、SB(1/2秸秆+1/2生物炭)、SF(1/2秸秆+1/2牛粪)、FB(1/2牛粪+1/2生物炭)、SFB(1/3秸秆+1/3牛粪+1/3生物炭)8个处理。结果表明:施用有机物料可以促进苹果幼苗的生长,其中SFB处理植株鲜重、株高、茎粗、叶面积、根系活力达到最优,显著高于CK和单施有机物料的处理。添加有机物料能降低土壤容重、增加孔隙度、提高土壤含水量,其中施用生物炭的处理土壤容重降幅较大、孔隙度较高。处理期间,有机物料混合施用的处理土壤矿化氮含量、土壤酶活性及微生物数量均优于有机物料单独施用的处理。与CK和单施有机物料的处理相比,有机物料混合施用显著提高了苹果幼苗~(15)N利用率和土壤~(15)N残留率,降低了~(15)N损失率,其中3种有机物料混施效果最好。综合分析可知,有机物料能促进苹果幼苗生长,改良土壤性质,促进植株对~(15)N的吸收利用,其中牛粪、秸秆和生物炭混合施用的处理(SFB处理)效果最佳。研究结果以期为有机物料在苹果园土壤质量提升和化肥减施增效中的应用提供依据。     

长期施肥对农田土壤真菌的影响

不合理施肥所引发的土壤环境问题逐渐成为制约我国农业可持续发展的重要因素之一,而土壤真菌作为一类重要的土壤微生物,研究施肥措施对真菌群落的影响对促进农业生产具有重要意义。本研究以有20年历史的长期定位试验田为研究对象,利用末端限制性片段长度多态性分析技术,对长期定位施肥农田生态系统中不同施肥方式对土壤真菌群落的影响以及时间变化规律进行了系统研究。长期施肥定位试验包括EM堆肥(EM)、传统堆肥(OF)、化肥(CF)和不施肥(CK)处理。主要研究结果如下:在0~20 cm土层,施肥处理对土壤真菌多样性有显著影响,Shannon-Weiner多样性指数为2.64~3.53,Simpson集中性指数为0.03~0.08;EM和OF处理的Shannon-Weiner多样性指数均显著高于CF和CK;在3月、6月和10月,EM和OF处理与CF和CK处理相比,有较高的真菌多样性;Simpson集中性指数最高的是3月的CK处理,最低的是10月的EM和OF处理。冗余分析结果表明,土壤pH、有机质、总氮、有效磷和有效钾等对真菌影响显著。因此,长期施用有机肥与化肥相比可以提高土壤真菌多样性,改变其群落结构;与化肥处理相比,施用EM堆肥,不仅可以保持土壤可持续利用性,同时改善0~20 cm土层土壤真菌的生存环境;3种施肥处理对土壤真菌群落结构影响程度由强到弱:EMOFCF。     

生物有机无机复合肥对土壤性质的影响

进行了化肥、传统有机肥、生物有机肥、有机无机复合肥和生物有机无机复合肥的田间比较试验。试验结果表明:⑴生物有机无机复合肥可以提高冬小麦产量,比其它处理高11.73%~105.80%,差异极显著。⑵生物有机无机复合肥可降低土壤pH值和土壤容重,提高土壤总孔隙度。⑶生物有机无机复合肥可显著提高土壤微生物活性。与不施肥处理比较,土壤细菌增加了165.38%,真菌增加了189.47%,放线菌增加了48.72%,总量增加了104.07%,其增加量高于其它处理。土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性也都有明显提高,促进了土壤有机质的分解转化和速效养分的释放。⑷生物有机无机复合肥可不同程度地提高土壤全量养分和速效养分,提高土壤肥力。     

长期定位施肥对砂姜黑土肥力及生产力的影响研究

长期定位试验研究化肥与有机肥配施对砂姜黑土土壤肥力和作物产量的影响结果表明 ,长期施肥可提高土壤碱解氮、速效磷及有机质含量 ,不同肥料组合间差异较大 ,以有机肥与化肥配施处理效果最佳 (但同时必须重视K素的投入 ) ,土壤速效钾仅全部施用有机肥处理有所增加 ,单施N、P化肥处理下降最多 ,至 15年后下降2 5 .8%。长期未施肥处理 (对照 )碱解氮变化最大 ,较试验前下降 2 6 .5 % ,其他养分指标变化较小。有机肥与化肥配施处理产量前期不及单施化肥处理 ,中后期则反之。砂姜黑土基本生产力随种植时间延长而渐降 ,土壤对秋粮大豆或玉米的供肥能力高于小麦。     

化肥减施配施微生物菌剂对鲜食玉米生长和土壤肥力的影响

本试验研究了化肥减施配施EM微生物菌剂对鲜食玉米产量、品质和土壤肥力的影响。共设置不施加任何肥料和菌剂（CK）、全量化肥（依据当地化肥施用量,CF）、减施40%化肥（RCF）、减施40%化肥和灌施加喷施EM菌剂（RCF+EM）、减施40%化肥和灌施加喷施清水（RCF+W）5个处理。结果表明,RCF+EM处理的玉米产量高于CF处理,但未达到显著水平;玉米可溶性糖、可溶性蛋白和维生素C含量都高于CF处理,其中可溶性蛋白含量达到显著水平,增幅为11.79%;RCF+EM处理下的土壤pH、有机质、速效养分和微生物碳氮均高于CF处理,其中pH、速效钾和微生物氮达到显著水平,增幅依次是20.08%、15.81%、59.96%;RCF+EM处理的土壤真菌数量显著低于CF处理,而细菌、放线菌数量则显著高于CF处理,增幅分别达到153.42%和124.17%。综上,减施化肥配施EM菌剂对使鲜食玉米产量无显著影响,但可显著提高果实品质,改善土壤肥力、提高土壤微生物菌群数量。     

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。     

Effects of long-term treatments of different organic fertilizers complemented with chemical N fertilizer on the chemical and biological properties of soils

Continuous cultivation has been known to decrease soil organic matter content. Application of organic matter to cultivated soil is an important practice from the point of view of maintaining an adequate amount of soil organic matter. Soil organic matter content significantly affects soil microbial activity, which is an important index of soil quality. In this study, a field experiment was conducted to examine the long-term effects of different kinds of organic matter in combination with inorganic nitrogen (N) fertilizer on chemical and biological properties of soils. There were seven treatments, namely (1) CK (without fertilization), (2) Chem-N (applying chemical N fertilizer only), (3) Comp (applying compost with the same rate of N as the Chem-N treatment), (4) Comp + l/3 N (applying compost complemented with 33% of the chemical N fertilizer of the Chem-N treatment), (5) Comp + 2/3 N (applying compost complemented with 66% of the chemical N fertilizer of the Chem-N treatment), (6) GM + 1/3 N (applying green manure complemented with 33% of the chemical N fertilizer of the Chem-N treatment) and (7) Peat + 1/3 N (applying peat complemented with 33% of the chemical N fertilizer of the Chem-N treatment). After continuous treatment for 12 years and with cultivation of 24 crops on the same area, soils were sampled for analyses of chemical and biological properties, enzymatic activities and phospholipid fatty acid (PLFA) profiles. The results showed that compared with CK and Chem-N treatments, applications of compost and peat increased soil organic carbon (SOC) content and altered microbial activities and microbial community structure. However, application of green manure for 12 years had no effect on SOC content. Both microbial activities and PLFA profiles were clearly dependent on the characteristics of the applied organic amendments. In summary, a peat application led to the highest increase in SOC content compared to compost and green manure; however, compost-treated soil had a higher microbial population and higher microbial and enzyme activities, while the effects of both green manure and chemical N fertilizer on soil properties were similar.     

Applying Leaf Compost to Reduce Fertilizer Use In Tomato Production

For two consecutive years, one-inch (50 T/A) of leaf compost was applied to plots on a sandy terrace soil (Windsor, Connecticut) and a loamy upland soil (Mt. Carmel, Connecticut). These compost-amended plots were fertilized with 10-10-10 (N-P₂O_5-K₂O) at three rates: 0, 650 (half), 1300 (full) lb/A and cottonseed meal at a rate of 2166 lb/A. Tomato (Lycopersicon esculentum Miller) yield from compost-amended plots were compared to yield from unamended control plots fertilized with 1300 lb 10-10-10/A. In both years, at both sites, plots only amended with compost had yields equivalent to the fertilized control plots. In both years, the greatest yields at Mt. Carmel were from plots amended with compost and the full rate of inorganic fertilizer. In the second year, yields from compost-amended plots fertilized at half the rate were equivalent to compost-amended plots fertilized at full rate. The yields from the organic plots were similar to the control plots the first year and to plots amended with compost and half the rate of fertilizer the second year. At Windsor, the greatest yields for both years were from plots amended with compost and the full rate of fertilizer. The compost-amended plots fertilized with cottonseed meal produced the lowest yields, both years. Cumulative effects of compost on soils were measured by increases in pH and organic matter percentage at both sites. Tomato fruit in plots amended with compost and no fertilizer developed less blossom-end rot than fruit in all other treatments.     

长期施用EM生物有机肥对冬小麦生产的影响

施用不同肥料处理十年后,通过小区对比试验,分析EM生物有机肥、普通堆肥、化肥、不施肥对小麦生产的效果差异。结果表明,EM生物有机肥比普通堆肥增产8.4%~8.9%,比化肥增产17.2%~32.4%。分析产量差异的原因,得到:EM生物有机肥土壤的有效氮、磷、钾含量显著提高,充足的肥料供给使植株的N、P、K含量增加,机体的功能得到改善,小麦功能叶片的叶绿素含量和光合速率提高。光合作用的增强促使植株干物质积累量增加,孕穗期小麦植株干物质积累量比其他处理高1.5%~194.2%。前期良好的干物质积累和灌浆期的光合能力强,为灌浆打下坚实的基础,与其他处理相比小麦籽粒平均灌浆速率提高6.6%~16.4%。此外,在品质方面,小麦籽粒粗蛋白含量提高4.9%~19.9%。综合来看,长期施用EM生物有机肥不但可以提高冬小麦的产量,还能有效地改善品质。     

The effects of compost in a rice–wheat cropping system on aggregate size,carbon and nitrogen content of the size–density fraction and chemical composition of soil organic matter,as shown by 13C CP NMR spectroscopy

We investigated whether the long‐term application of compost from agricultural waste improved soil physical structure, fertility and soil organic matter (SOM) storage. In 2006, we began a long‐term field experiment based on a rice–wheat rotation cropping system, having a control without fertilizer (NF) and three treatments: chemical fertilizers (CF), pig manure compost (PMC) and a prilled mixture of PMC and inorganic fertilizers (OICF). Following the harvest of wheat in 2010, the mean‐weight diameter (MWD) of water‐stable aggregates and the concentration of C and N in bulk soil (0–20 cm; <2 mm fraction) were significantly greater (P < 0.05) in PMC and NF plots than in CF or OICF plots. Pig manure compost significantly increased the proportion of >5‐mm aggregates, whereas CF significantly increased the proportion of 0.45‐ to 1‐mm aggregates. The C and N contents of all density fractions were greater in PMC than in other treatments with levels decreasing in the following order: free particulate organic matter (fPOM) >occluded particulate organic matter (oPOM) > mineral‐combined SOM (mineral–SOM). Solid‐state ¹³C CPMAS NMR spectra showed that alkyl C/O‐alkyl C ratios and aromatic component levels of SOM were smaller in PMC and OICF plots than in CF plots, suggesting that SOM in PMC and OICF plots was less degraded than that in CF plots. Nevertheless, yields of wheat in PMC and NF plots were smaller than those in CF and OICF plots, indicating that conditions for producing large grain yields did not maintain soil fertility.