生物腐植酸对小白菜生长和农田养分流失的影响研究

摘要

随着农业非点源污染问题的日益突出，农田污染防治越来越受重视，而农业的高产使得养分投入日益增加，生物腐植酸的利用就是平衡作物增产与控养分流（淋）失的重要途径之一。本研究针对生物腐植酸在不施肥和施用3种不同肥料时对增产和控养分流（淋）失方面的贡献，通过室内试验和田间试验，以小白菜为研究对象，探讨研究了生物腐植酸在径流与淋溶液中养分流（淋）失、小白菜生长情况和土壤养分变化中的作用。研究的主要结果如下:
　　室内生物腐植酸裸地效果试验中，施入生物腐植酸后，除了不施肥情况下，淋失率有些许增加，其余施肥处理土壤中的氮通过径流和淋溶的流（淋）失基本都得到了控制，均有不同程度下降。而由于生物腐植酸对磷的活化作用以及植物对其吸收而产生增产效果，这里观测了其对磷的活化，对不施肥、复混肥和普通有机肥处理中的磷均有一定活化效果，而对高磷释放的生物有机肥则有抑制作用;在淋失方面除生物有机肥处理的磷淋失有所增加，其余处理均降低。生物腐植酸还对COD（化学需氧量，是水体有机污染的一项重要指标）流（淋）失有一定控制效果，分别使四种处理的COD流失量都降低，而不施肥处理和生物有机肥处理的COD淋失量也有所降低，只有复混肥处理和普通有机肥处理淋溶液中COD含量有所增加。室内试验初步明确了生物腐植酸对养分控流失的贡献及对不同肥料处理的不同效果，对氮和COD控流（淋）失效果明显，对磷的作用则有待进行实地种植试验。
　　大田生物腐植酸菜地效果试验中，生物腐植酸在控制土壤氮、磷、COD通过径流流失上具有十分显著效果。生物腐植酸使不施肥、复混肥、普通有机肥和生物有机肥处理的土壤氮流失率降低了29.28％、54.54％、26.35％和49.09％，土壤磷流失率降低了33.97％、55.44％、32.20％和32.66％，使径流液中COD含量分别降低了48.02％、51.51％、41.65％和35.94％。室模拟试验的结论在这里也得到了验证，转化出的磷都被植物充分吸收，致使全磷流失量不升反降，均比不施用生物腐植酸时有所降低，而植物P累积和肥料P利用率的提升也间接证明的这点。
　　生物腐植酸对控制土壤氮、磷、COD通过淋溶淋失也有显著效果，使不施肥、复混肥和生物有机肥处理的氮淋失量降低了32.34％、31.19％和33.31％，使不施肥、复混肥、普通有机肥和生物有机肥处理的磷淋失分别降低了48.25％、55.72％、20.99％和4.45％，使COD淋失分别降低40.99％、60.87％、53.09％和54.73％。
　　生物腐植酸能显著提高不施肥、复混肥、普通有机肥处理的小白菜产量70.70％、54.74％、30.76％，而生物有机肥的产量不会降低。同时，各处理的小白菜氮、磷含量及可溶性糖含量也不会降低。维生素C方面不施肥处理和复混肥处理差异不显著，普通有机肥处理和生物有机肥处理得到了显著的20.32％和极显著的20.45％提高。
　　生物腐植酸的施肥使生物有机肥处理土壤全氮极显著提高38.36％，但使不施肥处理土壤全氮显著降低28.56％;除了不施肥处理的土壤硝氮含量极显著降低外其余处理都极显著增加，复混肥、普通有机肥和生物有机肥处理分别为45.82％、2674.34％和30.63％;而不施肥处理的土壤氨氮极显著增加13.66％，普通有机肥处理极显著下降21.55％;土壤碱解氮方面，输入生物腐植酸后，不施肥处理和复混肥处理分别显著提升166.67％和80.00％，生物有机肥处理极显著提升162.50％，普通有机肥处理极显著降低63.64％。生物腐植酸还使不施肥处理和生物有机肥处理土壤全磷极显著提高24.84％和20.33％，使普通有机肥处理极显著降低8.92％;而复混肥处理和生物有机肥处理的土壤有效磷含量极显著和显著提高98.28％和25.06％，普通有机肥处理极显著降低51.58％。生物腐植酸使不施肥处理和、复混肥处理和生物有机肥处理的土壤有机质极显著增加8.29％、7.65％和12.57％，而使普通有机肥处理极显著降低31.69％。
　　投入产出比最高的为投入最低的不施肥处理(CK)，达到了1/50.64，其次是单施生物有机肥处理(BF)、生物有机肥配施生物腐植酸处理(BFB)，达到了1/6.27和1/4.97，单施普通有机肥处理(OF)最低，只有1/1.79。
　　考虑到蔬菜品质的种植收益最高的是BF和BFB处理，能达到56617.24元和54531.75，其次依次是普通有机肥配施生物腐植酸处理(OFB)、复混肥配施生物腐植酸处理(CFB)、单施复混肥处理(CF)、OF、CK、不施肥配施生物腐植酸处理(CKB)，最少的只有3407.54元。
　　根据小白菜产量、质量，土壤养分和径流和淋溶液养分含量等16个不同指向性指标，利用主成份分析法，得出综合降序排名为BFB、BF、CFB、OFB、OF、CKB、CF、CK。即增施生物腐植酸的处理的综合效益均优于不施生物腐植酸的同肥料处理;而在不施用生物腐植酸时，生物有机肥效果最佳;在添加生物腐植酸时，生物有机肥增施生物腐植酸效益最高;不施肥处理的综合效益最低。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 农田非点源污染研究现状

1．2 主要污染元素——氮、磷

1．2．1 氮素及其流失研究进展

1．2．2 磷素及其流失研究进展

1．3 氮磷进入水体的主要途径——淋溶、径流

1．3．1 淋溶研究进展

1．3．2 径流研究进展

1．4 生物腐植酸

1．4．1 生物腐植酸的概念及特征

1．4．2 生物腐植酸的应用

2 研究内容与研究方法

2．1 研究目的与意义

2．2 研究内容

2．2．1 生物腐植酸对农田养分流失与淋失的室内模拟试验

2．2．2 生物腐植酸对小白菜生长的影响试验

2．2．3 生物腐植酸对种植小白菜后土壤养分变化的影响试验

2．2．4 生物腐植酸对种植小白菜农田养分流失与淋失的影响试验

2．3 研究技术路线

3 生物腐植酸对农田养分流失的室内模拟试验

3．1 供试材料

3．1．1 供试肥料

3．1．2 供试土壤

3．1．3 试验地点

3．2 试验方案

3．3 测定方法

3．4 结果的统计与分析

3．5 不同施肥条件下生物腐植酸对模拟农田氮流失的影响

3．5．1 不施肥土样中生物腐植酸对模拟农田氮流失的影响

3．5．2 施用复混肥土壤中生物腐植酸对模拟农田氮流失的影响

3．5．3 施用普通有机肥土壤中生物腐植酸对模拟农田氮流失的影响

3．5．4 施用生物有机肥土壤中生物腐植酸对模拟农田氮流失的影响

3．6 不同施肥条件下生物腐植酸对模拟农田径流磷的影响

3．6．1 不施肥土样中生物腐植酸对模拟农田径流磷的影响

3．6．2 施用复混肥土壤中生物腐植酸对模拟农田径流磷的影响

3．6．3 施用普通有机肥土壤中生物腐植酸对模拟农田径流磷的影响

3．6．4 施用生物有机肥土壤中生物腐植酸对模拟农田径流磷的影响

3．7 不同施肥条件下生物腐植酸对模拟农田径流COD的影响

3．7．1 不施肥土样中生物腐植酸对模拟农田径流COD的影响

3．7．2 施用复混肥土壤中生物腐植酸对模拟农田径流COD的影响

3．7．3 施用普通有机肥土壤中生物腐植酸对模拟农田径流COD的影响

3．7．4 施用生物有机肥土壤中生物腐植酸对模拟农田径流COD的影响

3．8 小结

4 生物腐植酸对农田养分淋失的室内模拟试验

4．1 供试材料

4．1．1 供试肥料

4．1．2 供试土壤

4．1．3 试验地点

4．2 试验方案

4．3 测定方法

4．4 结果的统计与分析

4．5 不同施肥条件下生物腐植酸对模拟农田氮淋失的影响

4．5．1 不施肥土样中生物腐植酸对模拟农田氮淋失的影响

4．5．2 施用复混肥土壤中生物腐植酸对模拟农田氮淋失的影响

4．5．3 施用普通有机肥土壤中生物腐植酸对模拟农田氮淋失的影响

4．5．4 施用生物有机肥土壤中生物腐植酸对模拟农田氮淋失的影响

4．6 不同施肥条件下生物腐植酸对模拟农田磷淋失的影响

4．6．1 不施肥土样中生物腐植酸对模拟农田磷淋失的影响

4．6．2 施用复混肥土壤中生物腐植酸对模拟农田磷淋失的影响

4．6．3 施用普通有机肥土壤中生物腐植酸对模拟农田磷淋失的影响

4．6．4 施用生物有机肥土壤中生物腐植酸对模拟农田磷淋失的影响

4．7 不同施肥条件下生物腐植酸对模拟农田淋溶液COD的影响

4．7．1 不施肥土样中生物腐植酸对模拟农田淋溶COD的影响

4．7．2 施用复混肥土壤中生物腐植酸对模拟农田淋溶COD的影响

4．7．3 施用普通有机肥土壤中生物腐植酸对模拟农田淋溶COD的影响

4．7．4 施用生物有机肥土壤中生物腐植酸对模拟农田淋溶COD的影响

4．8 小结

5 生物腐植酸对种植小白菜农田养分流失的影响

5．1 供试材料

5．1．1 供试肥料

5．1．2 供试土壤

5．1．3 供试作物

5．1．4 试验地点

5．2 试验方案

5．3 测定方法

5．4 结果的统计与分析

5．5 不同施肥条件下生物腐植酸对小白菜农田氮流失的影响

5．5．1 不施肥条件下生物腐植酸对小白菜农田氮流失的影响

5．5．2 施用复混肥条件下生物腐植酸对小白菜农田氮流失的影响

5．5．3 施用普通有机肥条件下生物腐植酸对小白菜农田氮流失的影响

5．5．4 施用生物有机肥条件下生物腐植酸对小白菜农田氮流失的影响

5．6 不同施肥条件下生物腐植酸对小白菜农田磷流失的影响

5．6．1 不施肥条件下生物腐植酸对小白菜农田磷流失的影响

5．6．2 施用复混肥条件下生物腐植酸对小白菜农田磷流失的影响

5．6．3 施用普通有机肥条件下生物腐植酸对小白菜农田磷流失的影响

5．6．4 施用生物有机肥条件下生物腐植酸对小白菜农田磷流失的影响

5．7 不同施肥条件下生物腐植酸对小白菜农田径流COD的影响

5．7．1 不施肥条件下生物腐植酸对小白菜农田径流COD的影响

5．7．2 施用复混肥条件下生物腐植酸对小白菜农田径流COD的影响

5．7．3 施用普通有机肥条件下生物腐植酸对小白菜农田径流COD的影响

5．7．4 施用生物有机肥条件下生物腐植酸对小白菜农田径流COD的影响

5．8 小结

6 生物腐植酸对种植小白菜农田养分淋失的影响

6．1 供试材料

6．1．1 供试肥料

6．1．2 供试土壤

6．1．3 供试作物

6．1．4 试验地点

6．2 试验方案

6．3 测定方法

6．4 结果的统计与分析

6．5 不同施肥条件下生物腐植酸对小白菜农田氮淋失的影响

6．5．1 不施肥条件下生物腐植酸对小白菜农田氮淋失的影响

6．5．2 施用复混肥条件下生物腐植酸对小白菜农田氮淋失的影响

6．5．3 施用普通有机肥条件下生物腐植酸对小白菜农田氮淋失的影响

6．5．4 施用生物有机肥条件下生物腐植酸对小白菜农田氮淋失的影响

6．6 不同施肥条件下生物腐植酸对小白菜农田磷淋失的影响

6．6．1 不施肥条件下生物腐植酸对小白菜农田磷淋失的影响

6．6．2 施用复混肥条件下生物腐植酸对小白菜农田磷淋失的影响

6．6．3 施用普通有机肥条件下生物腐植酸对小白菜农田磷淋失的影响

6．6．4 施用生物有机肥条件下生物腐植酸对小白菜农田磷淋失的影响

6．7 不同施肥条件下生物腐植酸对小白菜农田淋溶液COD的影响

6．7．1 不施肥条件下生物腐植酸对小白菜农田淋溶液COD的影响

6．7．2 施用复混肥条件下生物腐植酸对小白菜农田淋溶液COD的影响

6．7．3 施用普通有机肥条件下生物腐植酸对小白菜农田淋溶液COD的影响

6．7．4 施用生物有机肥条件下生物腐植酸对小白菜农田淋溶液COD的影响

6．8 小结

7 生物腐植酸对小白菜生长的影响

7．1 供试材料

7．1．1 供试肥料

7．1．2 供试土壤

7．1．3 供试作物

7．1．4 试验地点

7．2 试验方案

7．3 测定方法

7．4 结果的统计与分析

7．5 生物腐植酸对小白菜生长过程的影响

7．5．1 生物腐植酸对小白菜株高的影响

7．5．2 生物腐植酸对小白菜叶长的影响

7．5．3 生物腐植酸对小白菜叶宽的影响

7．5．4 生物腐植酸对小白菜叶片数的影响

7．6 生物腐植酸对小白菜产量及干物质的影响

7．6．1 生物腐植酸对小白菜产量的影响

7．6．2 生物腐植酸对小白菜干物质的影响

7．7 生物腐植酸对小白菜养分积累及肥料N、P利用率的影响

7．7．1 生物腐植酸对小白菜全氮含量的影响

7．7．2 生物腐植酸对小白菜全磷含量的影响

7．7．3 生物腐檀酸对肥料利用率的影响

7．8 生物腐植酸对小白菜品质的影响

7．8．1 生物腐植酸对小白菜可溶性糖的影响

7．8．2 生物腐植酸对小白菜Vc的影响

7．9 小结

8 生物腐植酸对种植小白菜后土壤养分变化的影响

8．1 供试材料

8．1．1 供试肥料

8．1．2 供试土壤

8．1．3 供试作物

8．1．4 试验地点

8．2 试验方案

8．3 测定方法

8．4 结果的统计与分析

8．5 生物腐植酸对种植小白菜后土壤氮变化的影响

8．5．1 生物腐植酸对种植小白菜后土壤全氮变化的影响

8．5．2 生物腐植酸对种植小白菜后土壤硝氮变化的影响

8．5．3 生物腐植酸对种植小白菜后土壤氨氮变化的影响

8．5．4 生物腐植酸对种植小白菜后土壤碱解氮变化的影响

8．6 生物腐植酸对种植小白菜后土壤磷变化的影响

8．6．1 生物腐植酸对种植小白菜后土壤全磷变化的影响

8．6．2 生物腐植酸对种植小白菜后土壤速效磷变化的影响

8．7 生物腐植酸对种植小白菜后土壤有机质变化的影响

8．8 生物腐植酸对种植小白菜后土壤pH变化的影响

8．9 土壤养分分级

8．10 小结

9 不同肥料配施生物腐植酸综合效益分析

9．1 不同肥料配施生物腐植酸的经济效益评价分析

9．2 不同肥料配施生物腐植酸的综合指标评价分析

9．3 小结

10 全文结论与研究展望

10．1 全文结论

10．1．1 生物腐植酸对农田养分流失与淋失的室内模拟试验

10．1．2 生物腐植酸对种植小白菜农田养分流失和淋失的影响

10．1．3 生物腐植酸对小白菜生长的影响研究

10．1．4 生物腐植酸对种植后土壤养分的影响研究

10．1．5 不同肥料配施生物腐植酸综合效益评价分析

10．2 创新点

10．2．1 首次尝试生物腐植酸与各种不同肥料配施

10．2．2 首次尝试应用生物腐植酸控制土壤养分流(淋)失

10．2．3 通过对径流和淋溶物质的分析，得出直观的流(淋)失量数据

10．2．4 通过对所有植株、土壤、水质数据的综合分析得出最优施用处理

10．3 展望

参考文献

在读期间已发表的论文

作者简介

致谢