不同有机物料组合对土壤养分和生化性状的影响

【Objective】 The objective of this study is to explore the effects of single type of organic matter and their combinations with various proportions of different organic materials on soil properties. The results would also provide a scientific basis and practical guidance to optimal utilization of agricultural organic wastes and achieve the aim of optimal configuration and agricultural sustainability regarding to soil quality. 【Method】 In this study, three organic materials were used, including rice straw, peanut straw and pig manure. Based on the mass ratio, the single type of organic matter only, the combination of both (rice straw and peanut straw mixing at the ratio of 7﹕3 and 3﹕7, respectively) and three ones (1﹕1). All single and mixture treatments were amended with 1% organic matters of the soil mass and cultivated for 90 days. Thereafter, soil nutrient and biochemical properties were measured. 【Result】 The results showed that different organic materials had a significant impact on soil nutrients and biochemical characteristics. Overall, mixtures of different organic materials were more effective than only single one for improving soil properties measured. The mixture treatments on soil nutrient availability showed additional effects, i.e. the nutrient release derived from mixtures were more than weighted average values of two and three materials. The additional effects of the mixtures on the activities of urease and invertase were not significant, for example, the increased effects of SZ, SHZ and 3S7H mixtures on invertase were 1.46%, 0.18% and 5.97%, respectively. Carbon mineralization rate of the mixture treatments had significant negative additional effects with the treatments of SH, SZ and 3S7H showed 9.91%, 23.54% and 22.95% lower than the weighted average values, respectively. And the corresponding decreased effects for the CO2-C production rate were 24.56%, 16.47% and 18.18%, respectively. BIOLOG analysis showed that AWCD value and carbon utilization potential of the treatments S and 7S3H were the highest among all treatments. The metabolic quotients (qCO2) in the S and 7S3H treatments were higher than those of other treatments. The materials combination of nutrient release and microbial biomass carbon and nitrogen had stronger positive addition. The materials combination of mineralization of organic carbon and qCO2 had stronger negative addition. 【Conclusion】 Results showed that mixing organic materials could improve soil nutrient contents enhance as well as soil biochemical activity. Compared to only one type of organic matter, materials mixture could provide more resources and favorable habitat for soil biological development, leading to acceleration of decomposition and nutrient release and finally improvement of soil fertility.     

土壤团聚结构上水溶性有机物的性质及其对有机肥的响应

【目的】研究有机肥和无机肥施用后水溶性有机物（DOM）的性质及与团聚体保护的关系,揭示有机碳稳定性机制。【方法】以不同有机肥施用制度（有机肥种类、数量和施用时间）的稻田长期定位试验土壤为研究对象,通过湿筛分组获得不同团聚结构位置的水溶性有机物,测定DOM中的碳水化合物（CHC）和酚类物质（PEC）浓度。【结果】与游离组分及原土微团聚体相比,大团聚体包裹的微团聚体之间的CHC和PEC浓度更高,平均值分别为163.8和38.6 mg C•kg-1,并具有高CHC/PEC比（4.27）。与单纯施用化肥相比,施用有机肥显著提高了CHC和PEC在各团聚结构位置上的浓度,增幅分别达10.3%和6.3%,且大团聚体内微团聚体之间的位置对有机肥的响应更灵敏。基于团聚体对有机碳的保护程度,有机肥作用下大团聚体保护的CHC和PEC含量和比例均最高,而降低了原土微团聚体保护的CHC和PEC的含量和比例。【结论】不同团聚结构位置上DOM空间分布差异明显,既说明大团聚体是土壤活性有机碳增加和物理保护的最重要结构,又暗示DOM可能对大团聚体及其内部微团聚体的形成具有重要影响。CHC和PEC的浓度及二者比例均在有机肥作用下显著提高。结合团聚体分组进行DOM的评价有助于了解有机碳稳定机制及农业措施对土壤有机碳稳定性的影响。     

有机物料接种蚯蚓对设施菠菜产量及品质的影响

为解决农村有机固体废弃物产能过剩及设施菜地生产力下降的问题,本研究拟建立"有机物料还田+蚯蚓"的生态农业生产方式,实现有机物料资源化利用,并提高蔬菜产量和品质。通过2个田间试验,研究不同种蚯蚓(赤子爱胜蚓和威廉腔环毛蚓)和有机物料种类及施用方式对菠菜产量与品质的影响。结果表明:腐熟牛粪的施用方式对菠菜产量和品质无显著影响,在施用腐熟牛粪条件下,接种赤子爱胜蚓和威廉腔环毛蚓分别提高菠菜产量32.78%~37.23%和18.70%~44.26%。而且,接种赤子爱胜蚓显著提高菠菜的可溶性糖和维生素C含量,同时降低了菠菜中Cu、Pb和Zn含量。另外,本研究还发现赤子爱胜蚓对菠菜产量和品质的影响与有机物料种类有关,综合效果最佳的处理是施用腐熟牛粪+食用菌渣+赤子爱胜蚓。     

不同有机物料对微域内土壤原生动物和线虫的影响

施用有机物料能够显著影响土壤肥力和生物群落结构,然而有机物料在土壤中分布不均会加剧土壤空间异质性,进而对土壤生物群落的结构和功能产生进一步的影响。选用水稻秸秆和白三叶草两类有机物料,按比例混合后装于网袋,置于预先装好土的培养容器中恒温培养,在培养的第14、35和70天分别对其中的不同微域(0~1 cm和1~5 cm)土样进行采集,分析其中的土壤原生动物和线虫群落结构的变化。结果表明,有机物料种类及培养时间对原生动物和线虫数量的影响更大,采样微域对二者的影响相对较小。水稻秸秆添加下的土壤植食性线虫、食真菌线虫和捕杂食线虫数量显著高于白三叶草添加;而白三叶草添加下的土壤变形虫、鞭毛虫和线虫总数、食细菌线虫数量显著高于水稻秸秆添加。从整个培养周期来看,鞭毛虫数量随培养时间的延长逐渐减少,而变形虫和线虫总数则随培养时间的延长逐渐增多。在同一有机物料下不同微域间土壤原生动物和线虫在培养初期会出现一定的数量差异,但这种差异随培养时间的延长逐渐消失。     

耕地地力对化肥养分利用的影响机制及其调控研究进展

耕地地力影响了化肥养分的利用效率,是调控养分利用率的基础途径。本文概述了耕地土壤障碍对养分利用的制约机制、耕地地力培育对养分利用的促进机制、提高养分资源利用效率的耕地培肥模式3个方面的研究进展。针对我国主要的耕地土壤–作物系统,提高化肥养分利用率需要解决4个地力调控方面的关键问题:地力与养分利用率关系及其时空变化规律、土壤障碍制约养分高效蓄积转化机制与消减原理、地力培肥促进根系–土壤–微生物互作提高养分耦合利用机制及调控途径、肥沃耕层构建与生物功能提升对养分蓄纳供应的协同驱动增效机制与调控理论。本文提出基于多时空尺度综合研究,建立稳定提升土壤功能–加速养分循环利用的"双核驱动"地力综合管理理论,在不同区域构建并应用化肥减施增效的耕地地力综合管理模式,实现耕地大面积均衡减施化肥的目标。     

江苏水稻种植方式碳足迹和经济效益综合评价

【目的】目前在省级尺度上关于不同水稻种植方式碳足迹和经济效益综合评价的研究尚未见报道,系统分析水稻不同种植方式碳足迹及经济效益对水稻生产碳减排和发展低碳农业具有重要意义。【方法】基于江苏水稻农情调查数据,利用生命周期评价方法定量分析江苏水稻不同种植方式碳足迹及经济效益。【结果】结果表明,2016—2020年不同水稻种植方式单位面积碳足迹为11.28~14.39 t·hm-2,单位产量碳足迹为1.30~1.52 kg·kg-1,单位产值碳排放为0.49~0.58 kg·yuan-1,单位面积碳足迹、单位产量碳足迹和单位产值碳足迹从大到小依次为抛秧水稻或手插水稻、机插水稻、直播水稻。机插水稻和手插水稻生产单位面积碳足迹随年份的增加呈下降趋势。机插水稻、手插水稻和直播水稻单位产量碳足迹随年份的变化呈下降趋势。不同水稻生产种植方式碳足迹中占比最大的是稻田甲烷排放,其次是氮肥施用导致的碳足迹、稻田氧化亚氮排放和灌溉用电导致的碳足迹。氮肥和灌溉用电是影响不同水稻种植方式碳足迹差异的主要驱动因素。不同水稻种植方式总收益为2.51?103~2.75?103 yuan·hm-2,资源投入成本为1.88?103~1.99?103 yuan·hm-2,碳排放成本为0.20?103~0.25?103 yuan·hm-2,考虑碳排放的净收益（NI-CO2）为0.39?103~0.64?103 yuan·hm-2。机插水稻NI-CO2低于其他三种水稻种植方式,这与机插水稻较高的总收益和较低的资源投入成本和较低的碳排放成本有关。【结论】综上所述,仅考虑碳排放,直播水稻是最为低碳的水稻种植方式,综合碳排放和经济效益,机插水稻优于手插、直播和抛秧水稻。     

"绿色南京"林业建设的生态服务经济价值评价

以"绿色南京"林业建设工程新增林为研究对象,监测了新增林的部分生态服务指标.结果表明:林地在净化空气(吸收NO<,2>、SO<,2>和总悬浮颗粒物)、改善小气候(降温增湿、降低风速)、保护生物多样性(植物和土壤生物多样性)等方面均有明显的促进作用.进一步对生态服务经济价值进行了统计分析,计算出"绿色南京"林业建设工程开展6年来(截至2008年),新增林产生的生态服务总价值为173.91亿元,平均29亿元/年.其中,净化空气微生物价值最大,为48.69亿元,其次为生物多样性保护价值.为45.05亿元.     

基于最小数据集的南方地区冷浸田土壤质量评价

调查分析了我国南方地区7个省份冷浸田土壤理化性状和生物学性状,筛选冷浸田土壤质量评价指标,建立土壤质量评价最小数据集。结果表明:冷浸田土壤有机质、全氮、C/N、有效磷与非冷浸田差异显著,分别较非冷浸田高出26.1%、11.2%、12.3%,低84.6%。冷浸田土壤含水量、有效铁、有效锰、有效锌、Fe~(2+)、Mn~(2+)、还原性物质总量含量分别较非冷浸田显著高出37.6%、91.5%、108.1%、17.0%、349.5%、143.1%、217.9%;冷浸田土壤微生物生物量碳、酸性磷酸酶活性均显著低于非冷浸田,而过氧化氢酶活性显著高于非冷浸田,蔗糖酶活性与非冷浸田相比无显著差异。冷浸田土壤线虫数量为301.9条100 g干土~(-1),显著低于非冷浸田;采用配对样本t检验和主成分分析方法,结果表明冷浸田土壤质量评价的最小数据集为pH、全氮、有效锰、Fe~(2+)、C/N、线虫数量6个指标,冷浸田土壤质量指数显著低于非冷浸田。研究结果对冷浸田土壤质量评价、土壤改良具有重要意义。     

不同还田量及还田方式下稻秸淋洗对小麦苗期生长发育的影响

连年稻秸还田易对小麦产生化感作用,为探索能减缓化感负效应并适宜小麦生长的秸秆还田方式和秸秆还田量,试验以宁麦13为材料,研究不同秸秆还田量(4. 5、9、18 t/hm~2)、不同还田方式(混施和表施处理)及覆盖稻秸后模拟降水(秸秆淋洗)对小麦苗期生长发育的影响。结果表明:与对照相比,秸秆还田降低了小麦出苗率,但差异不显著(P> 0. 05)。表施秸秆淋洗处理,小麦分蘖受到显著抑制(P <0. 05);随着秸秆施用量的增加,小麦生长明显受到抑制,且混施处理比表施处理对小麦的生长抑制作用更强;较表施处理,中高量混施处理显著提高了小麦植株POD活性(P <0. 05);淋洗显著降低了小麦脯氨酸含量(P <0. 05)。综上,表施适宜的秸秆量对小麦生长的影响较小。     

等氮条件下不同施肥措施对花椰菜产量及品质的影响

化肥过量施用是导致蔬菜品质下降及生态环境问题的重要原因。在等量氮肥的前提下（纯氮600 kg/hm2）,以全部施用无机肥为对照,在崇明现代农业园区研究了不同施肥处理（化肥配施商品有机肥、化肥配施猪粪堆肥和化肥配施芦笋秸秆堆肥）对花椰菜产量和品质的影响。结果表明,与只施用无机化肥相比,化肥结合施用商品有机肥、猪粪堆肥和芦笋秸秆堆肥均能提高花菜的产量和品质,产量分别提高了7.60%、22.83%和30.48%;Vc含量分别提高10.70%、12.66%和10.34%;可溶性糖含量分别提高18.18%、26.70%和39.58%,蛋白质含量分别提高26.39%、27.58%和17.06%,而硝酸盐(NO3-N)含量分别降低53.21%、51.01%和17.84%。总之,在等氮量施肥条件下,有机无机配施可以有效提高花椰菜的产量和品质。