有机肥对土壤特性及农产品产量和品质影响研究进展

施用有机肥是农业生产的重要措施,对绿色农业发展起到积极作用,而且越来越广泛施用。本文介绍了目前有机肥基本概况,重点综述了有机肥对提高土壤肥力、提高作物产量和品质、促进养分利用以及对病虫害发生影响等方面研究的最新进展,分析了当前有机肥施用对耕地质量和农产品安全风险、施肥效率低、以及有机肥品种研发不足、相关质量标准滞后等问题,并对当前有机肥推广应用的形势和发展前景进行了分析和展望。     

免耕和稻草还田对稻田土壤肥力和水稻产量的影响

为了明确稻草还田和免耕等保护性耕作措施对土壤肥力和水稻产量的影响,自2008年于广西大学农学院科研基地进行长期定位试验,设置免耕（NT）、免耕+稻草覆盖还田（NT-SMR）、常规耕作+稻草覆盖还田（CT-SMR）、常规耕作（CT）和常规耕作+稻草翻压还田（CT-SR）5个处理,于2018年水稻成熟期测定产量,水稻收获后分层（0~5、5~10和10~20cm）测定土壤肥力。结果表明,稻田不同土层肥力指标均存在显著性差异,总体上表现为0~5、5~10和10~20cm土层的有机碳、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量依次下降。NT-SMR处理显著提高了0~5cm土层的有机碳、全氮、碱解氮和有效磷含量,但降低了土壤速效钾含量。在5~10和10~20cm土层,稻草还田处理的有机碳、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量均优于无稻草还田处理。水稻产量与土壤肥力呈显著正相关。2016年CT-SR处理水稻产量在早季分别比NT和CT处理显著提高了8.52%和7.99%,在晚季分别显著提高了12.12%和7.55%;2018年NT-SMR处理的水稻产量在早季分别比NT和CT处理显著提高了17.78%和10.30%,在晚季分别显著提高了13.88%和19.39%。因此,免耕和稻草还田能明显提高稻田耕作层土壤肥力,增加稻谷产量。     

土壤有机碳作用及转化机制研究进展

对土壤有机碳作用的综述研究显示：直至20世纪末,对于土壤有机碳的研究主要集中于阐明具不同化学结构有机物质在土壤中的功能,如胡敏酸、富里酸、黄腐酸的化学结构特征及在土壤肥力中的作用。中欧近年的研究则更关注按照有机碳在土壤中的转化特征进行分组,尝试建立这一分组与土壤有机碳功能的关联。按照转化特征,土壤有机碳可分为稳定性有机碳和营养性有机碳两大类型。前者主要指封存于土壤黏粒中的有机碳,很难被土壤微生物分解和矿化。后者主要指通过作物收获后地表及根系残留物、还田秸秆、有机肥施肥进入土壤的有机碳,是土壤有机碳中易于转化的、活跃的组分,也是形成土壤腐殖质和团聚体的主要前体物质。对土壤肥力具有重要意义。多点长期定位试验研究结果显示：土壤有机碳含量实际上表达了土壤中有机碳输入与分解两个过程的动态平衡。当输入量小于矿化量,将导致土壤有机碳含量和土壤肥力下降。当每年输入的有机碳量大于矿化量,土壤有机碳含量会持续上升;直至每年输入量与矿化量相等,土壤有机碳含量不再增加,此时,土壤有机碳含量达到平衡点。在一般农业生产条件下,达到平衡点的时间周期为20—30年。在营养性有机碳投入量过高情况下,这一动态平衡系统也会导致入多出多,达到新的平衡点后,每年会有高量土壤有机物质的矿化,从而引起农田土壤中矿质养分,特别是矿质氮的流失,进入水体及大气环境中。为实现土壤培肥和环境保护双重目标,农田土壤营养性有机碳的投入量应以有机碳的矿化流失不致产生环境风险为宜。新的研究还证实：营养性有机碳进入农田后,在土壤生物作用下分解为一系列短链化合物,再通过生物构建作用与土壤矿物颗粒形成土壤团聚体,并以此对多项土壤肥力性状发挥积极作用。受土壤中腐殖化、有机碳分解等不同过程影响,土壤团聚体持续发生着聚合和崩解,只有持续而丰富的营养性有机碳输入,才能维持土壤中总有机-无机团聚体的稳定度。多点长期定位试验结果揭示：土壤有机碳含量主要取决于气候条件、土壤质地与土地利用类型。在人为因素中,土地利用方式的变化对土壤有机碳含量的影响最大,而施肥、秸秆还田、耕作等农作措施对土壤有机碳含量的影响比较小。耕地土壤上,作物类型不同,其典型的耕作和收获方式不同,收获后存留地表和土壤中的根系残留物数量和质量不同,有机质生成能力不同。在种植有机质消耗性作物时,需要注意在轮作制度中引入有机质增加型作物或施用有机肥料,以保持土壤肥力。     

黑土区施加生物炭对土壤综合肥力与大豆生长的影响

为探明黑土区施加生物炭对土壤持水性能、土壤养分以及大豆生长的影响,以东北黑土区3°坡耕地田间径流小区为研究对象,进行为期4年的观测。按照生物炭施加量,2015年共设置C0(0 t/hm~2)、C25(25 t/hm~2)、C50(50 t/hm~2)、C75(75 t/hm~2)、C100(100 t/hm~2) 5个处理,2016—2018年分别连续施加等量的生物炭。结果表明:连续4年,0～60 cm土层土壤储水量随施炭量的增加呈先增大、后减小的趋势,而对60～100 cm土层土壤储水量影响不显著;连续4年,饱和含水率随施炭量的增加呈逐渐增大的趋势; 2015年田间持水率、凋萎系数随施炭量的增加呈逐渐增大趋势,2016—2018年呈先增加、后减小趋势;连续4年,施加生物炭提高了大豆各生育阶段的株高和叶面积,同期相对较优处理分别为C75、C50、C50、C25;连续4年,大豆冠层覆盖度与施炭量呈抛物线变化(R~2均在0. 89以上,P 0. 01),连续施加2年的C50处理各生育期提高量最大,与C0相比提高了81. 4%、36. 7%、31. 5%和39. 6%;连续4年,土壤pH值和有机质、速效钾含量随施炭量的增加呈逐渐升高趋势,碱解氮、有效磷含量呈先升高、后降低趋势,相对较优处理为C50、C50、C25、C25。采用改进的内梅罗指数模型计算的土壤综合肥力指数与产量呈正相关(R~2=0. 861 5,P=0. 001 2,RMSE为0. 75),土壤综合肥力水平最高的生物炭施用模式为连续2年施加50 t/hm~2的生物炭。     

黄土高原人工混交林土壤肥力及混交效应研究

测定了沙棘+侧柏,刺槐+侧柏及其对应侧柏纯林土壤80 cm土层32个土样的8项肥力指标和人工林生长量,对2个混交林的土壤肥力特征及混交对侧柏的促生效应进行了初步探讨.结果表明:(1)供试混交林80 cm土层土壤有机质、全氮、速效氮含量及其剖面变异和氮素贮量表现为沙棘＞侧柏及刺槐＞侧柏,沙棘、刺槐人工林对土壤的培肥效应大于侧柏;(2)沙棘+侧柏混交林不同树种根区土壤pH、碳酸钙、全磷及速效钾含量差异很小.     

卵穗山羊草和柱穗山羊草与普通小麦属间杂种的产生及其育性比较

分别以卵穗山羊草和柱穗山羊草为母本,以普通小麦为父本杂交,将获得的杂种再进行回交和自交,对其育性进行比较研究.结果表明,不同的种或品种做母本其可交配性表现不同,卵穗山羊草的结实率(14.10%和11.96%),比柱穗山羊草高(2.13%和8.47%).杂种胚产生愈伤组织率和幼胚直接成苗率不同.柱穗山羊草/小麦杂种胚愈伤组织诱导率高于杂种胚.卵穗山羊草/小麦的直接成苗率高于柱穗山羊草/小麦.卵穗山羊草/小麦用小麦回交的结实率为3.71%;柱穗山羊草/小麦用小麦回交未结实.卵穗山羊草/小麦自交也能结实,自交的结实率为0.044%,柱穗山羊草/小麦杂种自交没有结实.卵穗山羊草/小麦杂种的育性较柱穗山羊草/小麦杂种强,卵穗山羊草基因通过杂交向小麦转移比柱穗山羊草更容易.     

旱地玉米秸秆还田对土壤肥力的影响

 研究探讨了玉米秸秆还田方式 (直接或过腹还田 )与化肥配施对土壤养分变化的影响。研究表明 ,秸秆过腹还田对提高耕层土壤速效 N贡献较大 ;耕层土壤速效 P含量主要与化肥施用量有关 ;耕层土壤速效 K含量与秸秆直接还田有关。该试验条件下 ,秸秆直接还田和秸秆过腹还田的土壤有机质含量基本保持平衡。产量统计分析表明 ,化肥对提高玉米产量及水分利用效率有明显影响 ,其次为秸秆直接翻压还田。适宜的秸秆直接还田量、秸秆过腹还田量与化肥 N配比 (试验中每公顷用量分别为 60 0 0、1 50 0和 1 0 5kg) ,其产量、水分利用效率和肥料 N的利用效率较高。研究为该区玉米秸秆作为饲源和有机肥源的合理再分配利用 ,秸秆、牛粪与化肥平衡配施 ,以及秸秆还田对土壤肥力的贡献和对作物产量的影响提供了依据。     

作物残体培肥土壤的研究进展

作物残体还田是土壤有机培肥的重要措施之一,文中从作物残体的还田方式、培肥效果、对作物产量、品质和抗性以及对土壤的养分平衡、理经性质等方面的影响进行了综述。     

不同肥力棕壤及其微团聚体中酶活性比较

对辽宁省主要地区不同肥力典型棕壤及其微团聚体中4种主要酶活性进行测定与统计分析,试验结果表明,高肥力棕壤脲酶、中性磷酸酶、蔗糖酶和多酚氧化酶活性分别为1073±404NH3-Nμg·g-1±、2232.7±633.1酚μg·g-1±·24h、13.09±5.83葡萄糖mg·g-1±.24h和625.2酚μg·g-1±0.5h,显著高于低肥力棕壤相应的酶活性。在各粒级微团聚体中,<10μm徼团聚体的4种酶活性最高,50～250μm微团聚体中的酶活性最低,并且<10μm微团聚体中酶活性在高低不同肥力土壤之间差异最为显著。     

长期施肥对土壤有机质氧化稳定性动态变化及其与肥力关系的影响

通过连续８年定位试验,研究了不同施肥方式下土壤有机质氧化稳定性的动态变化及其作物产量和肥力水平的关系。结果表明,长期不施肥七施用常量Ｎ、Ｐ、Ｋ化肥,使土壤易氧化有机质含量明显下降,进而引起土壤有机质总量减少,氧化稳定系数（Ｋｏｓ）升高,土壤供肥能力降低;连续施用增量Ｎ、Ｐ、Ｋ化肥,可使土壤有机质及Ｋｏｓ值保持稳定,但投入成本较高;长期施用有机肥（物）料配施常量Ｎ、Ｐ、Ｋ化肥,可明显提高土壤易氧化有机质含量和有机质总量,降低其Ｋｏｓ值,土壤对养分的供、贮能力增强,肥力提高,同时其作物产量显著高于增量Ｎ、Ｐ、Ｋ化肥处理,不同施肥方式主要影响土壤易氧化有机质含量,对难氧化有机质的影响较小。