不同物料组合施用对温室番茄根系活力及土壤生物学特性的影响

利用温室内微区试验,研究不同施肥处理鸡粪(M)、鸡粪+K2SO4(MK)、鸡粪+稻草(MR)、鸡粪+稻草+K2SO4(MRK)对番茄产量、根系活力及土壤生物学特性的影响。结果表明:多种物料混合施用的MRK、MR、MK处理的产量、根系活力、生物学特性[微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)、中性磷酸酶、蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶]显著高于施用单一物料M,其中MRK效果最明显,与M处理相比,其产量增加了31.59%,MBC增加了36.04%,MBN增加了31.25%,中性磷酸酶增加了59.46%,蔗糖酶增加了49.76%,脲酶增加了48.81%,过氧化氢酶增加了11.76%;而且根系活力与MBC、MBN、脲酶、蔗糖酶及过氧化氢酶活性呈显著正相关;MBC、MBN、中性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性与产量关系密切(相关系数分别为0.963、0.953、0.836、0.973、0.975、0.925)。因此,对于设施番茄,添加鸡粪、稻草并配施钾肥对保持土壤健康具有重要意义。同时设施番茄土壤微生物量碳氮与土壤酶活性、根系活力及作物产量具有很好的一致性,可以表征土壤肥力状况、植株吸收营养能力与生产力水平。     

施用微生物有机肥对连作条件下西瓜的生物效应及土壤生物性状的影响

为探讨施用微生物有机肥对连作条件下西瓜生长、土壤微生物的影响,在西瓜连作3年的土壤上采用小区试验方法分析施用微生物有机肥对西瓜的生物学效应及对土壤微生物群落结构的影响。试验设置4个处理,依次为健康菜园土育苗(CK)、健康菜园土育苗+定植期增施微生物有机肥(施肥量为每株25 g)、健康菜园土+微生物有机肥育苗(微生物有机肥︰健康菜园土=1︰49)、健康菜园土+微生物有机肥育苗+定植期增施微生物有机肥(施肥量为每株25 g)。结果显示:在育苗及定植期均施用微生物有机肥使西瓜的生物学性状得到显著改善。与对照相比,施用微生物有机肥使西瓜株高、叶片数、叶绿素含量、植株氮、磷、钾吸收总量以及西瓜品质、产量显著增加(P<0.05);同时,微生物有机肥富含优质碳源和微生物,健康菜园土育苗+定植时增施微生物有机肥和健康菜园土+微生物有机肥育苗+定植期增施微生物有机肥处理土壤中细菌总量与对照相比分别增加24.9%~51.0%和35.7%~55.8%,放线菌数量分别增加18%~41%和15%~35%,真菌数量分别增加7.4%~21.9%和4.9%~31.9%;土壤中有益菌数量和放线菌与真菌的比例增加可有效抑制尖孢镰刀菌活性,对枯萎病的防治率高达83%以上。微生物有机肥能激发连作土壤有益微生物活性,显著改善和调节连作西瓜生长,对西瓜的连作障碍有明显缓解作用。     

棉隆熏蒸与微生物有机肥联用对西瓜枯萎病的防控研究

通过田间试验评估了土壤熏蒸和微生物有机肥联用对西瓜枯萎病的防控效果及对西瓜产量与品质的影响。试验设置3个处理:对照(CK)、棉隆熏蒸结合普通有机肥处理(OF)、棉隆熏蒸结合微生物有机肥处理(BOF)。结果发现:与CK相比,BOF处理和OF处理均显著降低西瓜枯萎病发生率,病害防治效果分别为65.8%和54.1%;BOF处理还显著增加连作西瓜产量(增幅达33.4%),提高西瓜中心糖含量(增幅达15.9%)和糖酸比(增幅达13.4%)。棉隆熏蒸处理土壤细菌和真菌数量均显著低于CK,尖孢镰刀菌数量下降3个数量级;土壤脲酶、蔗糖酶、荧光素二乙酸酯酶活性以及土壤微生物碳源利用多样性指数、均一性指数较CK均显著降低。棉隆熏蒸后施用有机肥可使土壤微生物数量、土壤酶活性及微生物碳源利用多样性逐步恢复,其中BOF处理土壤微生物数量和酶活性恢复速度和强度更大、病原菌数量及病原菌与真菌数量比最低、微生物碳源利用多样性指数最高。结果表明,利用棉隆对连作西瓜土壤熏蒸20 d能显著减少病原菌数量,配合施用微生物有机肥,能快速改善土壤微生物区系和恢复土壤酶活性,降低枯萎病的发生,并有效促进西瓜生长,提高西瓜产量及品质。     

蚓粪对温室番茄植株叶片光合特性与产量的调节

为了明确蚓粪施入对不同连作年限土壤栽培的番茄植株光合作用与产量的调节作用,试验以番茄为供试作物,采用温室内盆栽试验,研究番茄连作0、5和20年土壤中,蚓粪(VM)、鸡粪(CM)、稻草(FS)和化肥(CF),不施肥对照(CK)对番茄植株生长发育、生理特性以及产量的影响。结果表明,在番茄连作0年和5年的土壤中蚓粪处理番茄植株叶片光和参数略低于鸡粪处理,但高于其他处理。在连作20年的土壤中,蚓粪的输入使番茄植株叶片蒸腾速率、气孔导度、净光合速率和胞间CO_2浓度较鸡粪处理分别提高了13.70%、12.38%、6.51%和5.85%;较稻草处理分别提高了56.11%、33.21%、19.80%和16.50%;较化肥处理分别提高了84.05%、51.68%、20.89%和42.74%。除蚓粪和鸡粪处理外,其他处理在连作5年和连作20年的土壤中栽培的番茄的生物量、根系活力、产量均低于连作0年的对应处理。蚓粪处理的连作0年和5年的土壤中栽培的番茄产量分别为1 641和1 654 g·株~(-1),高于连作20年的番茄产量(1 593 g·株~(-1)),其生物量和根系活力也高于连作20年的土壤。生产上,可以通过适量输入蚓粪来调节植株的光合作用,提高生物量以及根系活力,从而提高番茄产量。     

稻草等有机物料腐解过程中酚酸类化合物的动态变化

采用湿润好气培养法 ,研究稻草等有机物料腐解过程中酚酸类化合物的动态变化。结果表明 ,稻草、锯木屑、猪粪均含有对羟基苯甲酸、香豆酸、阿魏酸等酚酸化合物。稻草、猪粪中香豆酸含量最高 ,阿魏酸次之 ;木屑中对羟基苯甲酸含量最高 ,香豆酸次之。稻草、猪粪在腐解过程中生成酚酸化合物主要是香豆酸和阿魏酸 ,木屑主要是对羟基苯甲酸和香豆酸 ;三种有机物料中酚酸化合物总量表现为稻草 >猪粪 >木屑 ,在腐解 2 0～ 30天时酚酸量为最高 ,40～ 5 0天时基本稳定 ,酚酸量为最少     

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。     

稻草与生石灰添加介导的温室内土壤团聚体稳定性及碳分布特性

土壤中稳定的团聚体为碳的固定提供良好的物理保护,同时土壤中的碳又会促进团粒结构的形成,二者相辅相成,但在长期稻草和生石灰添加介导的设施内土壤中二者如何变化,却少见报导。以长期施肥定位试验为依托,采用湿筛法研究了施用鸡粪(M)的基础上,配施稻草(R)和生石灰(Ca)对设施土壤团聚体组成、稳定性及碳分布的影响,以不施肥(CK)为对照。结果表明:(1)在鸡粪基础上加入稻草(MR)或生石灰(MCa),与单施鸡粪(M)相比,0.25mm团聚体含量分别增加了123%和37%;稻草和生石灰同时添加可显著增加5~2mm大团聚体含量,较MR、MCa、M分别提高12%,59%,141%。(2)在鸡粪基础上施入稻草或生石灰均可增加MWD、GMD、R_(0.25),提高团聚体的稳定性,其中MR处理最高,MRCa处理次之,二者均显著高于MCa、M、CK处理。(3)在鸡粪基础上加入稻草或生石灰,均可提高土壤全碳含量,其中MRCa处理最高,较MR、MCa、M分别增加20%,40%,55%;稻草和生石灰同时施入可显著增加5~2mm大团聚体中碳含量;加入生石灰可增加0.5~0.25mm团聚体中碳含量;施入稻草或生石灰均可显著增加0.25mm团聚体中的碳对土壤全碳的贡献。(4)土壤全碳含量与5~2,2~1,1~0.5mm团聚体含量呈显著正相关,与0.25mm微团聚体含量呈显著负相关;MWD、GMD、R_(0.25)均与0.25mm团聚体含量呈显著正相关,与0.25mm微团聚体含量呈显著负相关。设施土壤在施入鸡粪的基础上同时加入稻草和生石灰,可改善土壤结构,提高土壤碳水平,有利于缓解设施生产中因长期连作所导致的土壤结构劣变问题。     

有机肥施用模式对蔬菜产量、土壤化学性质及微生物的影响

在广州市蔬菜集约化种植区连续进行了6茬菜心试验,探讨有机肥施用模式[施无机肥(CK)、无机肥配施国产生物有机肥(BM)、无机肥配施腐殖酸(HA)、无机肥配合淋施复合芽孢杆菌剂(BSP)、无机肥配施腐殖酸并淋施复合芽孢杆菌剂(HA+BSP)、无机肥配施水沤腐熟鸡粪并淋施复合芽孢杆菌剂(CM+BSP)、无机肥配施复合芽孢杆菌剂堆沤腐熟鸡粪(BSPCM)]对蔬菜产量、土壤化学性质及微生物的影响。结果表明,不同茬别菜心产量差别较大。连续6茬试验中,CM+BSP处理菜心产量均为最高且显著高于CK处理,BSPCM处理菜心产量仅次于CM+BSP处理。BM、CM+BSP、BSPCM处理能提高土壤pH,降低连作土壤的酸化风险。随着种植茬数的增加,CM+BSP处理土壤细菌、真菌和微生物总数持续增加,显著高于原始土壤和其他施肥处理,BSPCM处理次之。CK处理土壤中细菌、真菌及微生物总量均比原始土壤下降。在连作菜地蔬菜生产中,在施用无机肥基础上配施适量水沤腐熟鸡粪,并在蔬菜生长过程中淋施复合芽孢杆菌剂,不但可提高蔬菜产量,而且具有培肥、活化和改良土壤生物质量的作用,有利于减轻蔬菜连作障碍,实现集约化蔬菜种植的可持续发展。     

外源酚酸在杨树人工林土壤中的吸附与滞留动态研究

采集不同连作代数杨树人工林土壤样品,采用外源添加酚酸的方法结合HPLC定量测定,研究了对羟基苯甲酸和苯甲酸在杨树人工林土壤中的吸附动态和滞留规律,探讨了两种酚酸在杨树人工林土壤中的累积机制。结果表明:(1)两种酚酸在杨树人工林土壤中的吸附可大致分为两个过程,即快速吸附阶段和慢吸附阶段,对羟基苯甲酸的快速吸附阶段大约在16h内完成,而苯甲酸约需24h。达到吸附平衡时,对羟基苯甲酸在土壤中的平均吸附率为58.78%,苯甲酸的平均吸附率为37.07%。(2)杨树人工林土壤对两种酚酸均具有较强的吸附能力,达到吸附平衡时,对羟基苯甲酸在土壤中的平均吸附量为2483.19μg/g,苯甲酸为1377.51μg/g,对羟基苯甲酸的吸附能力强于苯甲酸。(3)Langmuir动力学方程和一级动力学方程是描述两种酚酸在土壤中吸附过程的最优模型。(4)酚酸滞留量检测结果表明,酚酸添加15d后,对羟基苯甲酸在土壤中的残留率为4.3%～5.2%,而苯甲酸的残留率仅为1.3%～1.7%。两种酚酸在土壤中的滞留动态可以用准二级动力学方程进行描述,对羟基苯甲酸的消除半衰期平均为4.24d,苯甲酸消除半衰期平均为2.61d,对羟基苯甲酸在土壤中的滞留期长于苯甲酸。(5)两种酚酸的吸附与滞留行为与土壤有机质、金属离子、土壤质地等性质关系密切,微生物数量也是决定酚酸在土壤中滞留能力的重要因素。     

连作植烟土壤酚酸类物质积累特征及其相互作用关系分析

为探明连作植烟土壤酚酸类物质积累特征及其相互作用关系,利用高效液相色谱外标法检测了同一植烟区域不同种植年限土壤(4、6、8、14和16年)浸提液中酚酸类物质的种类和含量,并基于曲线估计方法和逐步回归模型,探讨了酚酸类物质在连作条件下的积累特征及其相互作用关系。结果表明,8种酚酸在不同连作植烟土壤中被检出,且其中6种具有明显的积累趋势;曲线估计分析表明不同酚酸积累特征存在差异,其中间苯三酚、阔马酸、对羟基苯甲酸、香草酸和香兰素以增长曲线趋势积累,阿魏酸含量以幂函数趋势积累。相关性分析和逐步回归分析表明,间苯三酚和阿魏酸含量之间存在互相促进关系,阿魏酸对阔马酸含量具有促进作用,香草酸对对羟基苯甲酸含量具有促进作用,香兰素和苯甲酸分别对香草酸含量存在促进和抑制作用;香草酸和苯甲酸对香兰素含量有促进作用。综上所述,连作导致植烟土壤酚酸类物质积累,且积累特征存在差异;酚酸类物质间存在不同程度促进或抑制作用,其作用方式取决于酚酸种类。     

稻草与生石灰对设施土壤微量元素含量和番茄产量的影响

为了探究设施内添加稻草与生石灰对土壤微量元素含量和番茄产量的影响,以长期施肥定位试验为依托,比较了施用鸡粪(M)的基础上,添加稻草(MR)、生石灰(MCa)、稻草与生石灰同时添加(MRCa)各处理全土及各粒级团聚体中有效态Fe、Mn、Cu、Zn含量和番茄产量的变化。结果表明:(1)添加稻草可增加土壤中有效态Fe、Mn、Zn含量,MR处理较M处理分别增加3.2%,80.9%,15.1%,对有效态Cu含量无显著影响;添加生石灰也可增加土壤中微量元素含量,其中Mn含量增加显著。土壤中有效态Fe、Mn、Cn、Zn含量与pH呈极显著负相关(P<0.01),与有机质含量呈极显著正相关(P<0.01)。(2)随着土壤团聚体粒级的减小,有效态微量元素含量呈下降趋势。添加稻草和生石灰可增加1~0.25mm粒级中有效态Mn含量,MRCa处理较其他处理增加6.6%~46.6%;添加稻草可增加<0.25mm粒级中有效态Zn含量。土壤中有效态Fe含量与<1mm粒级中含量呈显著正相关(P<0.01);土壤中有效态Mn、Zn含量分别与各粒级中含量呈显著正相关(P<0.01);土壤中有效态Cu含量与1~0.25mm粒级中含量呈显著正相关(P<0.01)。(3)施入稻草或生石灰可增加番茄产量,且稻草和生石灰同时施入产量最高,MRCa处理较MCa、MR处理分别增加12.6%,33.8%。土壤有效态Fe、Cu含量与产量正相关,其中有效态Fe含量对产量具有直接作用,决策系数最高,土壤有效态Cu含量对产量具有间接作用。因此,可以通过长期添加稻草和适量生石灰缓解设施土壤微量元素短缺的现状,且可获得最高作物产量,为设施内土壤可持续利用和设施农业可持续发展提供保障。     

秸秆生物反应堆与菌肥对温室番茄土壤微环境的影响

为研究秸秆生物反应堆、微生物菌肥及两者配套措施对土壤理化性质和微生物功能多样性,以及作物生长的长期影响,试验以传统种植方式为对照(CK,常规栽培),研究了菌肥(T1,微生物菌肥4 kg/667 m2)、内置式秸秆生物反应堆(T2,秸秆(4 t/667 m2)+发酵沟菌剂(8 kg/667 m2)+腐熟猪粪(600 kg/667 m2))及2种措施配套处理(T3,秸秆(4 t/667 m2)+发酵沟菌剂(8 kg/667 m2)+微生物菌肥(4 kg/667 m2)+腐熟猪粪(600 kg/667 m2))对土壤理化性质和微生物功能多样性的影响。结果表明:1)与CK相比,秸秆生物反应堆能够在一定时期内提高土壤含水率;而菌肥能够在一定时期内降低土壤含水率,秸秆生物反应堆能够显著降低土壤酸性和电导率(EC,electrical conductivity)值,缓冲土壤酸化和次生盐渍化;而单施菌肥对土壤酸碱性和EC值没有显著影响。2)秸秆生物反应堆(T2)增加了土壤中有机质的含量和土壤微生物量,降低土壤中速效磷、钾的含量;微生物菌肥(T1)降低了土壤中有机质含量和微生物量,而显著提升了土壤的速效磷、速效钾含量,两种措施配套处理效果则更明显。3)菌肥能够改善土壤微生物对多聚物、碳水化合物和氨基酸的利用效率,而秸秆生物反应堆能够促进土壤微生物对于一部分氨基酸、羧酸类、酚酸类和胺类物质的利用。而2种措施同时使用时,其促进和改善微生物碳代谢能力的作用则更加显著。4)各处理均能够在一定程度上增加各年度番茄产量。综合考虑,认为内置式秸秆生物反应堆和菌肥配套处理(T3)能够更好的改善和修复日光温室连作土壤,增加作物产量,是一种较为有效的农艺措施。     

鸡粪配施尿素对扁豆根际微环境特征及产量、品质的影响

[目的]探讨鸡粪配施尿素对扁豆根际微环境特征及产量、品质的作用效果,为提高农田土壤质量管理以及扁豆种植的优化施肥提供理论依据。[方法]通过连续4a的大田试验,研究了CK(对照,不施肥)、CF(纯施尿素)、CM(纯施鸡粪)和CM+CF(鸡粪和尿素各提供50%的氮)处理对扁豆根际中根系分泌物含量、微生物数量、微生物多样性及产量、品质的影响。[结果]同纯施尿素处理相比,鸡粪和尿素各半处理根系分泌物中氨基酸总量、有机酸总量和总糖含量分别提高61.91%,43.03%和31.18%;细菌数、放线菌数和微生物量碳、氮含量明显增加。同时,CM+CF处理的微生物多样性指数最高,并与微生物总量的变化趋势一致,而CF与CK处理的微生物多样性指数与微生物总量的变化趋势不一致。此外,CM+CF处理扁豆产量分别较CK,CF和CM处理提高65.20%,28.15%和8.24%,并使扁豆荚果的Vc、可溶性糖和游离氨基酸含量分别较CF处理提高45.55%,36.35%和43.23%。与CM+CF处理相比,纯施鸡粪处理对根际和扁豆产量、品质的影响效果较小。[结论]鸡粪与尿素配施措施能促使扁豆根系分泌物的增多以及根际微生物数量和微生物多样性指数的提高,有助于增强土壤的供肥性能,并促进扁豆生长的高产优质。     

生物质炭与有机物料配施的土壤培肥效果及对玉米生长的影响

生物质炭作为一种多功能的土壤培肥材料被广泛应用,但其与传统有机物料的对比及配施研究还比较少。通过盆栽试验,研究了生物质炭与秸秆、发酵鸡粪单施及配施对壤质潮土和砂土养分含量、酶活性及玉米生长的影响,并采用主成分分析方法对3种有机物料的培肥效果进行综合评价。试验设6个处理,分别为不添加有机物料(CK)、添加生物质炭(BC)、小麦秸秆(WS)、发酵鸡粪(CM)、秸秆和生物质炭(WS+BC)、鸡粪和生物质炭(CM+BC)。研究结果表明,各处理均增加了砂土玉米生物量和株高,3种有机物料的提升幅度排序为:鸡粪生物质炭秸秆,鸡粪还可增加壤质潮土玉米生物量和株高。添加生物质炭和有机物料还可提高土壤有机质含量,其中生物质炭的提升幅度最大。此外,3种有机物料对土壤养分和酶活性的影响各异,单施鸡粪分别增加壤质潮土和砂土的碱解氮22.08%和26.67%,速效磷91.92%和53.65%,脲酶活性40.54%和36.94%;单施生物质炭分别增加壤质潮土和砂土速效磷83.52%和89.91%,速效钾79.38%和127.02%,过氧化氢酶活性3.41%和11.22%,却降低了土壤碱解氮含量,且与鸡粪配施后会抑制鸡粪中氮的有效性;单施秸秆分别增加壤质潮土和砂土速效钾49.48%和63.02%,β-葡糖苷酶活性51.86%和59.09%;生物质炭与鸡粪或秸秆配施可以更均衡地提升土壤肥力。通过主成分分析和相关分析发现,玉米生物量和株高与土壤氮、磷供应正变化的第2主成分(PC2)得分呈极显著正相关关系。因此,3种有机物料中,鸡粪对土壤氮、磷含量及相关酶活性影响最大;秸秆对土壤钾以及纤维素分解相关酶影响较大,而生物质炭对土壤肥力的提升作用更均衡,且土壤肥力综合得分最高。秸秆或鸡粪配施生物质炭可以更全面地提高土壤肥力。     

有机物料对不同作物根系土壤腐殖质组成和结构的影响

为探讨施用有机物料后不同作物根系土壤腐殖质各组分含量和胡敏酸元素组成的变化情况,以吉林农业大学试验田培肥2a的黑土为研究对象,试验选取3种作物(玉米、大豆、白菜),每种作物设4种施肥处理,包括化肥(CK)、玉米秸秆配施化肥、树叶配施化肥和鸡粪配施化肥。采用腐殖质修改法提取水溶性物质(WSS)、胡敏酸(HA)、富里酸(FA)、胡敏素(HM),利用重铬酸钾外加热法测定腐殖质各组分有机碳含量,采用分光光度计法测定HA和FA的光学性质,通过光密度E_4/E_6值和元素组成分析HA的结构变化。结果表明:土壤总有机碳(TOC)和腐殖质各组分有机碳含量均表现为白菜玉米大豆。相比CK,配施有机物料后作物根系土壤TOC、WSS、HA含量分别显著增加5%~8%,34%~55%,8%~20%,FA含量变化不明显。相比树叶和鸡粪,秸秆可显著提高TOC含量;WSS在各物料之间差异不明显;HM含量表现为秸秆树叶鸡粪CK。有机物料对PQ值的影响因作物而异,秸秆和鸡粪对玉米、大豆根系土壤PQ值(HA占腐殖酸的比率)的影响相似,而鸡粪对白菜根系土壤PQ值的影响显著高于玉米秸秆。施用有机物料后HA的E_4/E_6未发生明显改变,FA的E_4/E_6显著提高。有机物料使根系土壤HA缩合度升高,分子结构更加复杂,且有利于HA含氮基团的形成,以秸秆处理作用最好。由此可见,有机物料具有良好的培肥效果,其中鸡粪对白菜根系土壤培肥效果最显著,秸秆与鸡粪对玉米、大豆根系土壤培肥效果相似,均显著高于化肥。     

冬种绿肥和稻草全量还田对单季稻田土壤理化性质的影响

采用田间定位试验,研究了冬闲期种植绿肥和稻草全量还田对江汉平原单季稻田土壤理化性质和水稻产量的影响。试验设置稻草不还田水稻不施肥(CK)、稻草不还田单施化肥(NPK)、稻草原位焚烧还田+化肥(RSB+NPK)、稻草全量还田+化肥(RSM+NPK)、稻草不还田单独种植绿肥+化肥(GM+NPK)以及稻草全量还田+种植绿肥+化肥(RSM+GM+NPK),共6个处理。结果表明,与不还田的CK及NPK处理相比,RSM+NPK、GM+NPK和RSM+GM+NPK处理模式均有利于改善土壤物理性状和提高耕层土壤养分及有机质含量,其中多以RSM+GM+NPK处理增幅最大。RSB+NPK处理较CK处理显著提高土壤pH值、土壤有效磷和速效钾含量,但对土壤有机质、全氮和碱解氮含量影响不大。GM+NPK处理与RSM+GM+NPK处理稻谷产量近似,分别较NPK处理显著增加6.9%~11.7%和6.0%~13.4%,3年平均增加9.1%和8.7%,而RSM+NPK和RSB+NPK处理的稻谷产量3年里与NPK处理无显著差异。综合考虑,在江汉平原单季稻作条件下,以冬闲期稻草条带覆盖还田与种植绿肥配合还田为宜,可以改善土壤理化性质,显著提高水稻产量。     

生物炭–过氧化钙复合颗粒对酚酸胁迫下番茄生长和根际微生态的调控效应

  【目的】  酚酸胁迫是造成番茄连作障碍的主要因素之一。本研究探讨了生物炭–过氧化钙复合颗粒(简称复合颗粒)作为土壤改良剂缓解番茄酚酸胁迫的效果和机理。  【方法】  供试番茄品种为千禧圣女果,供试土壤为赤红壤。盆栽试验共设5个处理:常规栽培(CK),酚酸胁迫处理(T1),添加外源酚酸的同时分别添加生物炭–过氧化钙复合颗粒(T2)、生物炭颗粒(T3)、过氧化钙颗粒(T4),其中土壤酚酸胁迫浓度为140 μg/g。在番茄移栽后30和120天,测定了番茄生长和生理指标。在收获期,调查果实产量与品质,分析根际土壤理化性状,并使用高通量测序技术解析番茄根际土壤中细菌和真菌的群落结构特征。  【结果】  施用复合颗粒(T2处理)能够增强番茄根系活力,促进植株生长发育;单株番茄果实产量、单果重和糖酸比分别比T1处理增加了13.8%、20.1%和52.6%。与T1处理相比,T2处理番茄收获期根际土壤中残余总酚酸含量下降了44.6%,电导体 (EC)值下降17.7%,pH提高0.77个单位,有机质含量增加77.4%。复合颗粒处理能够改善酚酸胁迫下番茄根际土壤微生物群落结构,使细菌多样性提高,真菌多样性降低,并有效恢复微生物群落的均衡性。Spearman相关性热图分析和冗余分析结果显示,番茄产量和体现品质的糖酸比与土壤残余总酚酸含量和EC值呈负相关,与pH值和有机质含量正相关。生物炭–过氧化钙复合颗粒可通过去除土壤酚酸,降低EC值,提高土壤pH和有机质含量,并介导增加与番茄果实产量和糖酸比具有正相关关系的拟杆菌门和壶菌门的相对丰度,而对与番茄产量和糖酸比呈负相关的酸杆菌门和子囊菌门起抑制作用。  【结论】  土壤残留总酚酸、pH、有机质含量、EC值是驱动番茄根际土壤微生物群落变异,及影响番茄果实产量与品质的主要环境因子。生物炭–过氧化钙复合颗粒可通过对土壤理化性状、细菌和真菌群落的双重调控作用,改善番茄根际土壤微生态环境,从而有效缓解酚酸类物质对番茄生长的化感胁迫效应,实现番茄果实产量和品质的协同提升。     

秸秆不同还田方式对紫色土微生物量碳、氮、磷及可溶性有机质的影响

以广泛分布于西南丘陵区的紫色土为研究对象,通过田间微区试验,研究了油菜/玉米轮作下秸秆不同还田方式对紫色土微生物量碳、氮、磷和可溶性有机质的影响,以期为秸秆在农业生产上的综合利用提供理论依据。结果表明:秸秆直接还田(CS)、生物质炭还田(BC)、秸秆+促腐剂还田(CSD)和秸秆1∶1配施生物质炭还田(CSB)均有效提高土壤微生物量碳(SMBC)、氮(SMBN)、磷(SMBP)含量,其中以CSD处理的微生物量碳、磷最高,分别比CK(单施化肥)增加了46.32%,94.09%;CSB处理的微生物量氮最高,其次为CSD处理,分别达到了104.47,104.14mg/kg。对土壤可溶性有机质而言,除BC处理外,其他秸秆还田处理下土壤可溶性有机碳(DOC)提高了63.26%~189.46%,其中CSD处理最高,达72.74mg/kg;与CK处理相比,秸秆不同还田方式显著降低了土壤可溶性有机氮(DON)含量,但4种处理的土壤可溶性有机磷(DOP)均有提高,特别是CSD处理对土壤可溶性有机磷的提高效果最佳。与CK处理相比,秸秆不同还田方式降低了土壤DON/TN,但有效提高了SMBC/SOC(除BC处理),其中CS和CSD处理的提高效果显著,同时CSD处理的DOC/SOC和SMBN/TN值最高,分别达到了0.49%和7.66%。秸秆不同还田方式能有效提高作物产量,与CK处理相比,各处理的油菜和玉米产量分别提高了3.37%~7.01%和1.49%~3.92%,其中以CSD处理的增产效果最佳。因此,油菜/玉米轮作下西南丘陵山区紫色土最优的秸秆还田方式为秸秆+促腐剂还田,该还田方式下活性有机质含量最高,有利于提高土壤生产力。     

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。