收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

土壤生态系统对典型有机肥的响应及机制研究

潘丹丹  
【摘要】:随着大量化肥支持的农田土壤出现的土壤退化、贫瘠化新动向,有机肥施用成为国内外维持土壤健康和肥力水平的新宠,然而,人们把更多焦点放在有机肥的肥力效果上,而不同有机肥的施用可能对农田土壤系统的碳库、氮库、微生物及温室气体排放等过程产生不同的影响,进而对土壤生态系统的稳定和健康产生不同的影响,而对这些方面的关注还远不够系统。因此,本文以猪粪堆肥(PMC)、污泥堆肥(SMC)和饼肥(CM)为典型有机肥,以无机肥(IF)和不施肥对照(CK)为参照,通过温室大棚的盆栽试验,考察了不同有机肥对植物生长和土壤pH值和电导率的影响动态、探讨了土壤碳库、氮库对有机肥施用的响应情况、比较了有机肥对土壤微生物活性、功能多样性以及土壤细菌群落结构多样性的影响,并分析了土壤-植物系统CO2和CH4排放通量对有机肥的响应。获得的主要研究结果包括: 1、通过小青菜(Brassica Chinensis)和黑麦草(Lolium perenne L.)种子的发芽试验和有机肥对植物生物量的影响研究发现,经过堆制的猪粪堆肥和污泥堆肥对两种供试植物无明显的植物毒性,且能促进小青菜的生长,使生物量增加;而未经腐熟的饼肥有机肥对小青菜和黑麦草都表现出明显的毒性效应,其发芽指数(GI)和小青菜的生物量均显著低于CK对照。 2、施肥对土壤pH和EC值的影响研究结果表明,CM处理和无机肥IF处理都会导致土壤pH值在短期内的明显下降,25天后趋于稳定,试验结束时的第35天,两种处理对应的pH值分别下降了1.18和1.42个单位;SMC处理土壤的pH值基本在7.0左右稳定波动,表明其对土壤pH值没有影响;而PMC处理也会导致土壤pH值的短期下降,但在第25天后出现缓慢回升,到第35天时只比第1天时下降0.58个单位。表明CM和IF施用会导致土壤的酸化,而污泥堆肥不会,猪粪堆肥短期会使土壤酸化,但随时间会部分恢复。各施肥处理均可明显提高土壤电导率值,不同处理电导率平均值从大到小依次为IFPMCSMCCM。 3、施肥对土壤碳库的影响研究表明,各施肥处理土壤中总碳(TC)和有机碳(SOC)含量均明显高于CK对照,各处理的TC和SOC含量从高到低依次都是PMC≈SMCCMIFCK,它们随时间变化都在相对稳定的水平内小幅波动。而各施肥处理土壤可溶性有机碳(DOC)含量在试验初期呈快速上升趋势,经过大约14天的稳定期后开始下降,在试验结束的第35天时,CM、SMC和PMC处理分别是初始值的7.06倍、5.19和5.08倍,CM处理下降到第27天后进入下一个相对稳定期。外源有机肥和无机肥的施用都会增加土壤的碳库水平,其原因,一方面肥料本身碳的输入,另一方面肥料促进植物生长和根分泌物的增加以及土壤微生物生物量的增长等促使土壤有机碳含量增加。 4、各施肥处理的土壤总氮(TN)和总可溶性氮(TDN)的平均水平从大到小依次都是CMIFPMCSMCCK,各处理TN随时间也均呈波形变化趋势。而各施肥处理TDN的变化趋势不同,CK对照和SMC处理呈缓慢下降趋势,PMC处理在前20天内较稳定,之后缓慢下降;CM处理和IF处理则分别经过13天和11天的稳定期后迅速上升到一个较高水平,直到30天后才开始下降。各施肥处理土壤铵态氮(NH4+-N)随时间变化都呈持续下降趋势,并在30天左右时降到CK的水平;而各施肥处理土壤的硝态氮(NO3--N)含量呈波形变化,IF处理和CM处理在第25天出现增长并开始明显高于PMC处理和SMC处理。各施肥处理土壤中可溶性有机氮(DON)与TDN含量变化趋势相似。可见,无机肥和饼肥可在较短的时间内释放可溶性氮,而两种堆肥的释放速度相对较缓慢。 5、各施肥处理土壤中微生物量碳(MBC)和微生物量氮(MBN)均高于CK对照,MBC先持续增长到第29天后逐渐趋于平稳;而MBN始终呈波形变化规律。在试验后期,CM处理的MBC含量明显高于PMC处理和SMC处理,而PMC和SMC之间无明显差异;IF处理呈不规则起伏变化规律并无明显增幅。各处理之间的土壤呼吸速率无明显差异,总体都呈现先增加后降低趋势,从初始阶段缓慢增加到第21天后急剧上升,27天出现峰值后急剧下降,33天后趋于稳定,但在培养结束时均仍高于初始值。各处理土壤的微生物代谢商(q(C02))分别在第1天到第7天、第27天到第31天出现两次阶梯式下降规律,各处理之间没有表现出明显差异。可见,有机肥处理不仅可促进土壤中微生物量的增长,而且可激励微生物的活性。 6、通过BIOLOG ECO微平板分析了不同肥料对土壤微生物碳源利用功能的影响,研究表明,各有机肥处理都可以增强土壤微生物碳源利用功能,而无机肥则使土壤微生物碳源利用功能明显减弱,但各处理微生物碳源利用功能之间的差异随时间变化逐渐缩小,有明显的回归趋势。利用Shannon指数、McIntosh指数和Simpson旨数对土壤微生物群落碳源利用功能多样性的研究表明,在试验第35天时各处理土壤微生物群落的Shannon指数的大小排序为SMCPMCCMCKIF,而到第75天时变为CMPMCSMCCKIF.从第35天到第75天,SMC处理的Simpson指数从显著高于变为显著低于PMC处理和CM处理。在第35天和第75天时,PMC和CM的McIntosh指数都显著低于SMC。表明,不同有机肥施用对微生物群落优势度和均匀性的影响存在差异。IF处理不仅降低了微生物群落碳源利用功能,其功能多样性也显著降低。各施肥处理AWCD值的主成分分析表明,随时间变化,土壤pH值都为酸性的PMC和CM处理的碳源利用功能多样性表现出相似性;IF处理与有机肥处理之间差异逐渐明显,而与CK对照之间的差异逐渐缩小 7、采用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)分析技术对有机肥施用的土壤细菌群落结构多样性进行了研究。结果表明,不同有机肥处理的土壤细菌群落结构多样性均高于CK对照处理,在试验初期,以CM处理的Shannon指数和种群丰富度最高,而两种堆肥处理的种群丰富度随时间而增大,到试验结束时,SMC处理的多样性指数最高。说明,有机肥有利于细菌群落多样性增长。主成分分析表明,两种堆肥处理土壤中细菌群落结构的相似性随时间而降低,PMC与CM处理的相似性增加,而IF和CK之间的差异逐渐缩小。土壤pH值可能是影响微生物群落结构变化的重要因素。 8、采用静态箱法考察了不同施肥处理对土壤-植物系统CO2和CH4排放通量的影响。结果发现,各施肥处理土壤-植物系统都表现为CO2的吸收汇,Pearson相关性分析表明,相比较于微生物量、无机态氮等影响因素,各施肥处理系统CO2净通量的变化主要受控于温度变化。各施肥处理系统CH4呈现源与汇的不规则波动,且主要表现为CH4吸收汇。有机肥对CH4的排放和吸收同时具有激励作用。各施肥处理系统CO2和CH4的排放通量的变化都呈相似的变化规律,彼此之间无明显差异。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 蔡湘文;罗亚平;黄志琼;韦家善;;有机肥施用增产效益研究[J];广西农业科学;2006年06期
2 庞全成;;蔬菜施肥过量引起的生理病害[J];青海农技推广;2009年03期
3 解培惠;;金楝有机肥施用新法[J];农家之友;2010年12期
4 赵圣国;高文胜;;果树肥害及预防[J];农业知识;2010年22期
5 郜亮亮;黄季焜;;不同类型流转农地与农户投资的关系分析[J];中国农村经济;2011年04期
6 姜丽娜;敬岩;符建荣;马军伟;叶静;王强;汪建妹;成丽萍;;有机肥提升高产稻田生产力及土壤生物活性作用研究[J];土壤通报;2010年04期
7 陈国华;章增强;吴红艳;张欢;陶安安;;有机肥在大白菜上的使用效果[J];宁波农业科技;2007年01期
8 谭晓琴;代跃华;;香蕉施用有机肥肥效分析[J];云南农业;2009年08期
9 康文靖;;有机肥基础上的钾肥效益长期定位研究[J];中国农学通报;2010年04期
10 杨丽萍;李春丽;;有机肥施用对植胶土壤影响的研究[J];热带农业科学;2010年07期
11 朱大威;黄耀;卢燕宇;;有机肥氮素释放动态模型的初步研究[J];南京农业大学学报;2006年03期
12 王艳萍;高吉喜;刘尚华;杜相革;;有机肥对桃园土壤硝态氮分布的影响[J];应用生态学报;2008年07期
13 潘梅香;;有机肥种类特性及其在蔬菜生产中的科学施用技术[J];现代农业科技;2009年13期
14 陈敏;周开芳;;有机肥培肥措施对旱地土壤肥力和高粱产量的影响[J];贵州农业科学;2008年04期
15 徐明岗;李冬初;李菊梅;秦道珠;八木一行;宝川靖和;;化肥有机肥配施对水稻养分吸收和产量的影响[J];中国农业科学;2008年10期
16 景谷兴永桥油茶种植有限责任公司技术顾问组;;云南橡胶园肥力变化特点与有机肥施用[J];热带农业科技;2010年02期
17 吴家梅;纪雄辉;彭华;霍莲杰;刘勇;朱坚;;不同种类有机肥施用对一季稻田CH_4排放的影响[J];农业环境科学学报;2011年08期
18 宋永林;启动有机肥源的自积自用机制[J];中国农资;2005年09期
19 任志强;两种常用有机肥施用方法[J];新农业;1996年07期
20 ;增施有机肥难在哪里[J];中国农资;2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 董元华;王辉;;我国有机肥标准化管理问题的思考[A];第四次全国土壤生物和生物化学学术研讨会论文集[C];2007年
2 黄红英;常志州;朱万宝;马艳;叶小梅;张建英;沙国栋;;有机肥与无公害农产品生产(Ⅱ)——有机肥使用可能产生的负面影响[A];江苏土壤肥料科学与农业环境[C];2004年
3 李兴盛;;有机肥的农业利用效果[A];四川省循环经济发展模式(Ⅰ)——污泥再生利用[C];2005年
4 杨思存;霍琳;王建成;芦满济;;有机肥中养分潜量及其再用的意义研究——以白银市兴电灌区北滩乡为例[A];循环农业与新农村建设——2006年中国农学会学术年会论文集[C];2006年
5 刘红耀;朱端卫;黄俊斌;耿明建;;氮、磷、钾、有机肥施用对大蒜生长发育、品质和养分吸收的影响[A];第七届全国绿色环保肥料(农药)新技术、新产品交流会论文集[C];2008年
6 孙长载;;天津市有机肥料的资源状况与展望[A];第六届全国绿色环保肥料新技术、新产品交流会论文集[C];2006年
7 刘松忠;魏钦平;张强;王小伟;;苹果2/4根域有机肥改良对生长和生理特性的影响[A];中国园艺学会2011年学术年会论文摘要集[C];2011年
8 钟晨霞;;大葱干尖的种类及防治方法[A];河南省植物保护研究进展Ⅱ(下)[C];2007年
9 李强;周冀衡;;有机肥对烤烟生长及烟叶品质影响的研究动态[A];依靠科技进步和创新加快发展现代农业学术研讨会优秀论文集[C];2009年
10 黄铁平;;湖南农业可持续发展中的土壤问题[A];中国地壤学会第十次全国会员代表大会暨第五届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会文集(面向农业与环境的土壤科学专题篇)[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱晓晖;施用有机肥对土壤磷组分和农田磷流失的影响[D];中国农业科学院;2011年
2 王晓娟;旱地有机培肥对土壤质量的影响及玉米生长的响应[D];西北农林科技大学;2012年
3 潘丹丹;土壤生态系统对典型有机肥的响应及机制研究[D];浙江大学;2012年
4 刘玮;施肥对华北平原典型大田玉米菌根真菌群落特征及影响因子分析[D];中国农业大学;2014年
5 赵林萍;施用有机肥农田氮磷流失模拟研究[D];华中农业大学;2009年
6 张贵云;不同农业措施对丛枝菌根真菌群落结构和侵染效应的影响[D];南京农业大学;2013年
7 廖文华;河北省农田土壤磷素转化、平衡与产量效应[D];河北农业大学;2012年
8 姜桂英;中国农田长期不同施肥的固碳潜力及预测[D];中国农业科学院;2013年
9 张永春;长期不同施肥对土壤酸化作用的影响研究[D];南京农业大学;2012年
10 鲁洪娟;肥料管理对土壤-作物系统养分和重金属平衡的影响[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙志华;有机肥利用现状评价与农业废弃物堆肥化利用研究[D];西北农林科技大学;2011年
2 苏晓红;有机肥对蔬菜产量及土壤理化性质的影响[D];河北农业大学;2010年
3 要晓玮;不同有机肥对辣椒产量品质及土壤呼吸特征的影响[D];西北农林科技大学;2012年
4 楼安;高量有机肥投入条件下土壤养分与重金属累积效应的研究[D];甘肃农业大学;2013年
5 李传章;不同有机肥分解转化特性及土壤培肥效果的研究[D];广西大学;2012年
6 叶荣生;有机肥对柑橘营养及生长的影响[D];西南大学;2013年
7 黄涛;有机肥对旱地作物产量、品质与养分流失的影响研究[D];湖南农业大学;2010年
8 唐海龙;有机肥与化肥配施对土壤环境质量影响的研究[D];山东农业大学;2012年
9 李玲玲;有机肥氮素有效性和替代化肥氮比例研究[D];中国农业科学院;2011年
10 杨蕊;畜禽有机肥氮磷在红壤中的矿化、利用和环境风险研究[D];西安建筑科技大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 中化化肥高级顾问、中国农业大学教授 曹一平;有机肥合理施用才可持续[N];农民日报;2011年
2 中化化肥高级顾问 中国农业大学教授 曹一平;集约农业怎样使用有机肥?[N];农资导报;2010年
3 宁海记者站 周武军 陈勇 方敏;宁海绿色农业爱“吃”有机肥[N];宁波日报;2006年
4 张晔 倪峰;大力扶持推广有机肥[N];江苏农业科技报;2008年
5 都文;果园施肥新技术应大力推广[N];瓜果蔬菜报.农业信息周刊;2008年
6 谷子地;有机肥施用的重要性[N];中华合作时报;2008年
7 农业部测土配方施肥技术专家组;2011年秋冬季主要作物科学施肥指导意见[N];农民日报;2011年
8 刘阳;山楂树的施肥要点[N];中国特产报;2008年
9 侯和菊;推广科学施肥新方法势在必行[N];瓜果蔬菜报.农业信息周刊;2007年
10 省农林厅土肥站 供稿;水稻施肥注重科学、经济、环保[N];江苏农业科技报;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978