矿粉有机肥对土壤性质和空心菜、马齿苋生长与品质的影响

摘要

随着人口不断增加和农业的持续发展，伴随着化肥使用量日趋加大等造成的各种污染，导致土壤品质减退、农作物产量和品质下降;同时，伴随着工农业的发展和人口剧增，大气CO2浓度持续攀升，温室效应带来的生态灾难不断显现。因此如何改良土壤、提高土壤碳汇积累是亟待解决的问题。鉴于有机质、微生物在土壤修复中的巨大作用;化肥使用会酸化土壤;微生物和酸化环境会促进矿物风化;进一步伴随着矿物风化，土壤可溶性矿质元素和C素增加等。本论文从生态系统健康与农业可持续发展角度出发，从土壤入手，首先通过有机物、解钾微生物和钾长石矿粉等的堆肥发酵制得矿粉有机肥。然后将该肥料施加于贫瘠和肥害土壤，分析矿粉有机肥在促进土壤改良和修复、促进土壤碳汇累积、促进植物生长和提高植物品质中的作用。主要结果如下:
　　施加矿粉有机肥于贫瘠土壤，同时以有机肥、复合肥、矿粉作对照，发现:对于弱碱性土壤，施加矿粉有机肥、有机肥能够略微降低土壤pH值;施加复合肥则可显著降低土壤pH值;从电导率值来看，60 d后矿粉有机肥组电导率值最大、复合肥组最低。矿粉有机肥、有机肥、矿粉都能提高土壤脲酶、碱性磷酸酶活性，而复合肥却抑制脲酶、碱性磷酸酶活性。矿粉有机肥处理对脲酶、碱性磷酸酶活性、钾素、活性有机碳、HCO3-含量以及碳酸酐酶活性提高作用最为显著。
　　同时，对栽种于其中的空心菜而言，短时间的肥料处理，复合肥的促生效果最为明显;随着时间的延长，有机肥的促生作用逐渐超过复合肥组。虽然矿粉有机肥促进空心菜生长的作用弱于有机肥和复合肥，但其促进土壤改良和促进空心菜黄酮类等有益营养物质含量积累上最为显著，体内的硝态氮和草酸积累也相对较低，并能促进空心菜碳酸酐酶活性的提高。并且，随着处理时间的延长，该促进作用也更为显著。
　　排除植物和淋溶的干扰，在不栽种植物，基质也不经雨水冲刷产生淋溶的情况下，施加矿粉有机肥于贫瘠土壤，发现:施加矿粉有机肥和矿粉可以微弱提高土壤pH值、施加有机肥和复合肥则能酸化土壤，且复合肥的酸化土壤能力最强。未经植物吸收和淋溶的各种肥料处理均能大幅度地提高土壤电导率值。植物吸收和淋溶可以大幅度降低土壤电导率值，其中尤以复合肥组降低幅度最大。矿粉有机肥、有机肥处理可以通过提高各土壤酶活性来促进土壤矿质元素循环和活性有机碳与HCO3-的积累;而复合肥处理虽然可迅速被动增加各可利用态矿质营养，但降低土壤酶活性抑制土壤元素循环，减少土壤碳素累积;长时间或者适量的矿粉处理亦能促进元素循环和碳素累积。空心菜种植和淋溶对元素循环、土壤酶活性提高和土壤碳积累不利。
　　在施加过量复合肥的同时复施矿粉有机肥，探究矿粉有机肥在肥害土壤改良和恢复马齿苋生长提高马齿苋品质中的作用。结果表明，单施过量复合肥导致土壤酸化、氮素流失、酶活性及HCO3-含量降低。矿粉有机肥可以稳定土壤pH，促进土壤钾素的积累和可溶性钾含量的升高，促进土壤酶活性提高，从而促进土壤供氮、供磷能力，并通过HCO3-促进增汇和马齿苋生长;过量复合肥和矿粉有机肥的复施，可以缓解过量复合肥对土壤pH的酸化和土壤酶活性的抑制，土壤供氮、供钾能力的提高较矿粉有机肥组更显著。在C/N比＜10时，二者复施促进土壤碳素释放，而在C/N比＞10时，则促进土壤碳汇累积。过量复合肥导致马齿苋无法生长，单施矿粉有机肥促进马齿苋生长，而过量复合肥复施一定量的矿粉有机肥，马齿苋生长逐渐得到恢复，且可以促进马齿苋各营养物质含量显著高于对照组和单施矿粉有机肥组，促进马齿苋综合品质的提高。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1 化肥使用状况与危害

2 碳汇亟待增加的严峻形势

3 土壤可利用性钾素状况与钾紊利用

4 矿物的生物风化及利用

5 本论文研究的技术路线、创新点及生产实践意义

第2章 矿粉有机肥处理对土壤性质与空心菜生长与品质的影响

第一节 矿粉有机肥处理对土壤性质的影响

1 材料与方法

2 结果与分析

3 结论

第二节 矿粉有机肥处理对空心菜生长与品质的影响

1 材料与方法

2 结果与分析

3 结论

第3章 不栽种空心菜情况下，矿粉有机肥处理对土壤性质的影响

1 材料与方法

1．1 材料

1．2 实验设计

1．3 检测方法

1．4 数据统计分析

2 结果与分析

2．1 不同肥料处理对土壤pH和电导率的影响

2．2 不同肥料处理对土壤营养供应的影响

2．3 不同肥料处理对土壤C素及相关代谢的影响

3 结论

第4章 矿粉有机肥处理对肥害土壤的修复和对马齿苋生长与品质的影响

1 材料与方法

1．1 材料

1．2 育苗与处理

1．3 检测方法

1．4 数据分析方法

2 结果与分析

2．1 不同肥料处理对土壤pH和电导率的影响

2．2 不同肥料处理对土壤营养供应的影响

2．3 不同肥料处理对土壤C素及相关代谢的影响

2．4 不同肥料处理对马齿苋生长的影响

2．5 不同肥料处理对马齿苋品质的影响

3 讨论

3．1 肥料施用对土壤pH和电导率的影响

3．2 肥料施用对土壤K素营养供应的影响

3．3 肥料施用对土壤N、P营养供应的影响

3．4 肥料施用对土壤C素和碳汇的影响

4 结论

第5章 全文小结

参考文献

在读期间发表的学术论文及研究成果

致谢