不同有机肥分解转化特性及土壤培肥效果的研究

摘要

新建设施蔬菜基地一般是由肥力较差的粮田调整过来的，土壤结构性差，耕层浅，土壤有机质含量低，土壤养分不均衡等障碍因子比较常见，制约着蔬菜作物的生长。为此本文设计了不施肥(CK)、常规施肥(CM)、施玉米秸秆+鸡粪(SM)、施草炭+鸡粪(PM)、施蘑菇渣(MM)和施高量鸡粪(HM)6个处理的大棚栽培与砂滤管培养试验，研究了4种有机肥在新建大棚土壤内的分解特性以及有机肥的种类和数量对土壤培肥效果和有机甘蓝产量和品质的影响。结果表明：
　　 1、不同有机肥料有机碳的分解速率明显不同，玉米秸秆分解最快，年分解率可达74.53%，草炭分解最慢，年分解率仅为28.31%，4种有机肥的腐殖化系数大小顺序为草炭>蘑菇渣>鸡粪>玉米秸秆。各种有机肥料在埋管180天内分解速率最快，随着时间延长分解量下降，分解速率放慢。有机肥的种类和数量均对土壤碳库的数量和品质影响显著，提高碳素投入量及有机肥间的配施均有助于土壤不同形态活性有机碳含量和腐殖质组分含量的增加，相应地也就提高了土壤碳库管理指数，综合来看MM处理效果最显著。与空白处理相比，MM处理土壤总有机碳、易氧化有机碳、微生物量碳、水溶性有机碳的增幅在36%-182%之间，土壤胡敏酸、胡敏素、胡富比的增幅在1.4-1.9倍之间，也均显著高于常规施肥处理；其碳库管理指数最高，较等碳量的SM、PM、HM处理提高28%以上。土壤活性有机碳、腐殖质组分、碳库管理指数与总有机碳之间呈极显著相关关系，均可较好指示土壤有机碳变化。其中水溶性有机碳与有机碳库其他组分间相关性最好，对施肥的响应更灵敏；而胡富比与腐殖质各组分间相关性最好，可反映土壤腐殖质的品质。
　　 2、有机肥的养分效应受有机肥种类和数量的制约，鸡粪提高土壤氮磷钾养分效果最好，HM处理土壤氮磷钾养分含量显著高于其他处理，其中土壤全氮提高10.92%以上，碱解氮提高30.28%以上，水溶性总氮提高55.68%以上，无机氮提高65.18%以上，速效磷提高28.44%以上，速效钾提高20.50%以上。然而从有机肥料的养分表观利用率来看，以MM处理养分利用率最高，较其他处理提高养分利用率达41%以上。
　　 3、施用有机肥改善了土壤的物理性状，各施肥处理均降低了土壤容重，增加了土壤孔隙度，提高了土壤水稳性团聚体的含量。MM处理土壤容重最低，较空白处理降低了0.24g/m3；大于0.25mm土壤水稳性团聚体所占的比例最大，较空白处理提高了39个百分点。
　　 4、有机肥的种类和数量对土壤生物学特征影响显著。施用有机肥可以显著提高土壤生物数量，其中MM处理土壤蚯蚓数量最多，达78条/m2，是空白处理的5倍；微生物中细菌、真菌数量以HM处理最多，分别较其他处理增加53.17%和18.38%以上，放线菌数量以MM处理最多，较其他处理增加52.65%以上。
　　 5、施用有机肥能促进作物生长，提高作物产量，改善作物品质，MM处理增产效果最好，两茬较空白处理分别增产22.71%和35.38%。HM处理甘蓝VC含量和粗蛋白含量最高，但其硝酸盐含量达2453.20mg/kg，存在硝酸盐含量超标的风险，而通过蘑菇渣、草炭、玉米秸秆与鸡粪配施可在提高甘蓝VC、可溶性糖、粗蛋白含量的同时，有效降低甘蓝中的硝酸盐积累，其中以MM处理硝酸盐含量最低，为1354.80mg/kg，较HM处理降低44.77%。
　　 有机肥的配施不但能保持和提高土壤养分含量，还可以改善土壤碳库的数量和质量，改善土壤物理性状和生物学性状，提高肥料的养分利用率，从而达到更好的培肥效果，为作物生产的持续进行和品质的提高提供物质基础。

目录

文摘

英文文摘

1 前言

1.1 概述

1.2 国内外有机农业的发展现状

1.3 有机废弃物的资源化利用

1.4 有机培肥的主要研究进展

1.4.1 有机肥施用与土壤碳库数量和质量的关系

1.4.2 有机肥的养分效应

1.4.3 有机肥对土壤生物学特性的影响

1.4.4 有机肥对土壤物理性状的影响

1.4.5 有机肥对作物产量和品质的影响

1.5 研究有机肥培肥效应的重要性

1.6 本研究的目标和内容

2 材料与方法

2.1 试验材料

2.1.1 试验地概况

2.1.2 供试肥料与蔬菜

2.2 试验设计

2.2.1 小区试验

2.2.2 砂滤管田间培养试验

2.3 样品采集及测定项目与方法

2.4 数据计算与统计分析

3 结果与分析

3.1 有机肥碳素分解特性及对土壤有机碳库的影响

3.1.1 不同有机肥分解速率及腐殖化系数

3.1.2 不同施肥处理土壤总有机碳的变化特征

3.1.3 不同施肥处理土壤活性有机碳组分的变化特征

3.1.4 不同施肥处理土壤碳库管理指数的变化特征

3.1.5 不同施肥处理土壤腐殖质组分的变化特征

3.1.6 土壤有机碳库各组分之间的相关性分析

3.2 有机肥施用后的养分效应

3.2.1 不同施肥处理土壤氮素的变化特征

3.2.2 不同施肥处理土壤速效磷的变化特征

3.2.3 不同施肥处理土壤速效钾的变化特征

3.2.4 不同施肥处理甘蓝养分吸收特点及养分平衡指数

3.2.5 不同施肥处理的肥料养分利用率

3.3 不同施肥处理土壤物理性状

3.3.1 不同施肥处理对土壤水稳性团聚体的影响

3.3.2 不同施肥处理对土壤容重和总孔隙度的影响

3.4 不同施肥处理土壤生物学性状

3.4.1 不同施肥处理土壤微生物数量

3.4.2 不同施肥处理土壤蚯蚓数量

3.4.3 土壤有机碳与土壤微生物数量之间的相关关系

3.5 不同有机肥对甘蓝产量和品质的影响

3.5.1 不同施肥处理甘蓝的产量

3.5.2 不同施肥处理甘蓝的品质

4 结论与讨论

4.1 结论

4.2 讨论

4.2.1 不同有机肥分解规律的分析

4.2.2 不同有机肥对土壤活性有机碳和碳库管理指数影响的分析

4.2.3 不同有机肥对土壤腐殖质组成影响的分析

4.2.4 不同有机肥养分效应分析

4.2.5 有机肥对有机蔬菜产量和品质影响的分析

4.3 问题与展望

致谢

参考文献

附录：