施用有机肥对中国农田土壤微生物量影响的整合分析

任凤玲; 张旭博; 孙楠; 徐明岗; 柳开楼; 《中国农业科学 》 2018 北大核心 CSCD

摘要：【目的】施用有机肥能促进农田土壤微生物的生长和繁殖,进而提高土壤肥力。然而,在全国尺度上量化施用有机肥对农田土壤微生物生物量碳(SMBC)和氮(SMBN)含量的影响研究极其缺乏。因此,探明不同气候和土壤条件下有机肥施用后农田SMBC和SMBN的变化规律,可为不同地区合理施用有机肥、提高土壤肥力和微生物活性提供理论依据。【方法】本研究搜集1990年至2017年已发表的文献共70篇(336和222个相对独立的数据分别涉及SMBC和SMBN),结合整合分析(Meta分析)从不同气候类型、土地利用类型和土壤p H水平3个方面定量阐述了有机肥施用相比不施肥或化肥对中国农田SMBC和SMBN含量的影响程度。【结果】与不施肥比较,施用有机肥后土壤SMBC和SMBN的含量分别提高128.1%和70.2%;与施用化肥比较,施用有机肥后土壤SMBC和SMBN含量分别提高57.1%和34.2%。与施用化肥比较,在亚热带季风区施用有机肥可以大幅度提高SMBC(66.7%)和SMBN含量(57.5%),且显著高于温带大陆气候区(SMBC:26.0%;SMBN:20.9%),而在温带季风气候区SMBC和SMBN含量则分别提高了37.0%和56.7%。不同土地利用类型下,施用有机肥比施用化肥能显著提高水田SMBC和SMBN的含量(69.1%和67.1%),且提高幅度均高于旱地(34.7%和26.4%)和水旱轮作(50.2%和63.9%)。此外,与施用化肥比较,中性土壤(6

有机肥后SMBC含量提高了64.4%,显著高于p H>8的碱性土壤和p H<6的酸性土壤(29.4%和44.4%);SMBN含量提高了63.7%,亦显著高于碱性和酸性土壤(分别为21.9%和45.5%)。同时,SMBC和SMBN含量分别与来自有机肥的年均碳、氮投入量呈显著正相关。【结论】施用有机肥可显著提高SMBC和SMBN的含量,但不同土地利用类型、气候类型和土壤p H下的提升幅度不同,因此,施用有机肥时应综合考虑不同地区的气候和土壤条件。

关键词： 有机肥 土壤微生物生物量碳 土壤微生物生物量氮 气候类型 土壤利用类型 土壤p H 整合分析

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长期不同施肥红壤磷素特征和流失风险研究

夏文建; 冀建华; 刘佳; 李祖章; 余喜初; 王萍; 李大明; 刘秀梅; 王少先; 李瑶; 《中国生态农业学报 》 2018 北大核心 CSCD

摘要：为探索长期施肥对红壤磷素吸附固持的影响,分析不同施肥土壤磷流失风险及影响因素。在南方丘陵区红壤上开展了持续25年的长期定位试验,处理包括:不施肥(CK)、施氮肥(N)、施磷肥(P)、施钾肥(K)、施氮磷钾肥(NPK1)、施2倍量氮磷钾肥(NPK2)、单施有机肥(OM)和氮磷钾配施有机肥(MNPK)。研究了不同施肥下土壤全磷、Olsen-P、Mehlich1-P、CaCl2-P含量及磷吸持指数(PSI)、磷饱和度(DPS)的变化,探讨不同施肥处理土壤对磷的吸附和解吸特征,并分析了土壤磷指标与土壤有机碳、pH、CEC之间的关系。结果表明:长期施用化学磷肥有利于补充土壤磷素,特别是土壤全磷,并使Olesn-P和Mehlich 1-P有增加趋势,而对CaCl2-P影响不显著;施用化肥对DPS影响不显著,单施磷会降低PSI,低量氮磷钾提高了PSI,高量氮磷钾处理与对照差异不显著;长期施用有机肥(猪粪)土壤全磷增加,而Olsen-P、Mehlich 1-P和CaCl2-P则大幅累积, PSI显著降低, DPS显著增加。长期施用化肥处理土壤对新添加磷的吸附较强,长期施用有机肥降低了土壤对新添加磷的吸附;土壤全磷、Olsen-P、Mehlich1-P、CaCl2-P、PSI、DPS及最大吸附容量(Qm)与土壤pH、CEC、土壤总有机碳(TSOC)、土壤水溶性有机碳[冷水提取水溶性有机碳(CWSOC)和热水提取水溶性有机碳(HWSOC)]间相关性较高;土壤磷指标和土壤有机碳、pH、CEC指标之间存在典型相关关系,第1对和第2对典型变量的典型相关系数分别为0.997和0.951,达显著水平。研究表明,施用有机肥是调节土壤磷的供给和保持的重要措施,土壤水溶性有机碳和pH可能是反映红壤磷素供应和流失的关键指标。

关键词： 红壤 长期施肥 有机肥 土壤磷 吸附解吸特征 典型相关

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长期化肥和有机肥施用对双季稻根茬生物量及养分积累特征的影响

柳开楼; 张会民; 韩天富; 周利军; 李大明; 胡志华; 黄庆海; 叶会财; 徐小林; 胡惠文; 《中国农业科学 》 2017 北大核心 CSCD

摘要：【目的】作物根茬还田不仅促进作物吸收的养分归还农田系统,而且可以培肥土壤。然而,在双季稻区,有关不同施肥措施下根茬生物量的变化及养分积累特征则仍不明确。【方法】基于1981年开始的进贤双季稻长期定位试验,于2012年分别采集早晚稻成熟期不施肥(CK)、氮磷钾肥(NPK)、2倍的氮磷钾肥(2NPK)和氮磷钾肥与有机肥配施(NPKOM)处理的水稻秸秆、籽粒、根茬和土壤样品,分析不同施肥处理下根茬生物量及氮磷钾养分积累量的变化趋势,探讨影响根茬生物量及养分积累量的关键肥力因子。【结果】根茬生物量和养分积累量及占总植株的比例均呈现出早稻季明显高于晚稻季,且有机无机肥配施处理可以显著提升水稻的根茬生物量及氮磷钾养分积累量。与NPK处理相比,NPKOM处理的早稻根茬生物量及氮磷钾积累量分别增加了20.58%、17.34%、270.66%和37.89%,晚稻季根茬生物量及氮磷钾积累量的增幅为23.85%、17.88%、262.55%和37.96%。但是,在早稻季,NPKOM处理的根茬生物量及氮钾养分积累量占总植株的比例则分别比NPK处理降低了22.18%、33.90%和26.70%,晚稻季NPKOM处理的降幅分别为4.91%、39.41%和27.06%,而根茬磷素的比例则呈增加趋势。进一步通过多元回归分析发现,在所有肥力指标中,土壤全磷和有效磷是影响水稻根茬生物量及氮磷钾养分积累量的关键肥力因子(P<0.05)。【结论】长期有机无机肥配施可以显著增加根茬生物量及氮磷钾养分积累量,但却显著降低了根茬氮钾养分占总植株的比例。且当其他条件相同的情况下,施肥措施主要通过土壤磷含量调控早晚稻的根茬生物量及养分积累量。

关键词： 根茬生物量 养分积累 土壤肥力 双季稻 长期试验 化肥 有机肥

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秋季施有机肥对红翅槭幼苗生长的影响

陶秀花; 黄焱辉; 胡美蓉; 李宝光; 宋小民; 赵萍; 《北方园艺 》 2017 北大核心

摘要：以一年生、当年生红翅槭为试材,通过对红翅槭幼苗生长及生理指标进行测量,研究了秋季施用不同用量菌渣有机肥对红翅槭幼苗生长的影响,以期筛选出相对合理的有机肥用量。结果表明:不同用量的有机肥均对红翅槭幼苗生长有促进作用,3个施肥处理中,促进红翅槭幼苗生长的最优用量是单株红翅槭幼苗菌渣有机肥施用量500g,显著提高了红翅槭幼苗生长,对当年生与一年生红翅槭苗地径、苗高、叶面积、叶绿素含量的影响均达显著水平。

关键词： 有机肥 红翅槭 生长指标 生理指标

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长期施猪粪土壤As补给与水稻As吸收的量化关系

柳开楼; 胡秋萍; 胡惠文; 吕丰娟; 叶会财; 黄庆海; 李大明; 余喜初; 《广东农业科学 》 2017

摘要：为明确猪粪施用后土壤砷(As)的形态变化及其在土壤-植物体系中的迁移机制,基于1981年开始的红壤稻田有机肥长期定位试验,分析了不施肥(CK)、化肥配施(NPK)、化肥配合早稻猪粪施用(NPKM1)和化肥配合晚稻猪粪施用(NPKM2)等处理土壤As的形态分异规律以及水稻籽粒和秸秆中As的累积变化特征。结果表明:NPKM1和NPKM2处理土壤总As含量分别比CK提高148.71%和282.11%,土壤As储量分别增加120.35%和205.02%;与NPK处理相比,NPKM1和NPKM2处理土壤As含量分别增加90.48%和192.64%,土壤As储量分别增加83.28%和153.71%。且不同形态As含量也均呈现出猪粪还田处理显著增加,但NPKM2处理显著高于NPKM1处理。土壤As形态中主要以Fe-As比例最高,其次为Al-As和Res-As,而Ca-As和Ex-As含量最少。与NPKM1处理相比,NPKM2处理的Ex-As、Al-As、FeAs、Ca-As和Res-As含量和储量均显著较高。同时,NPKM1和NPKM2处理秸秆和籽粒中As含量和吸收量也显著提高。通过拟合方程表明,土壤Ex-As对水稻As吸收的贡献率最高。

关键词： 猪粪 土壤As含量 水稻As吸收量 水稻土

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配施有机肥对潜育化水稻土的培肥效果

周利军; 叶会财; 李大明; 余喜初; 柳开楼; 徐小林; 胡惠文; 王赛莲; 《中国土壤与肥料 》 2016 北大核心 CSCD

摘要：为探索潜育化水稻土的培肥措施,通过田间试验研究了有机无机肥配施对潜育化低产水稻土产量和土壤养分有效性的影响。结果显示:连续2季施用有机肥后,潜育化水稻土产量显著提高,以早稻配施紫云英-晚稻配施猪粪处理的产量最高。添加有机肥降低了潜育化水稻土耕层土壤p H值。早稻配施紫云英,晚稻配施猪粪处理的有机质提高明显,比NPK处理提高了15.22%;早稻配施紫云英,晚稻配施猪粪处理的潜育化水稻土全氮含量比单施化肥处理提高4.19%;早稻配施紫云英,晚稻单施化肥处理的潜育化水稻土有效磷含量提高最多,比NPK处理提高了4.92%;相比于NPK处理,早稻配施紫云英,晚稻单施化肥处理的土壤速效钾含量比两季均单施化肥处理提高了13.2%。因此,潜育化水稻土适当配施有机肥可以提高土壤养分有效性,增加水稻产量,可以作为培肥改良潜育化水稻土的参考方法。

关键词： 潜育化稻田 有机肥 产量 土壤养分 培肥

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高温好氧堆肥对猪粪除臭技术研究

谭文津; 刘秀梅; 汪怀健; 《猪业科学 》 2016

摘要：采用物理化学、物理生物、生物化学、物理生物化学处理,通过室外堆肥及室内模拟堆肥进行除臭保氮试验,测定室外堆肥第22天氨气挥发量、总氮含量,室内试验30d氨气累计挥发量。

关键词： 堆肥 猪粪 除臭 保氮

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施肥模式对晚稻田杂草群落的影响

潘俊峰; 万开元; 李祖章; 陶勇; 刘益仁; 刘毅; 李志国; 张过师; 陈防; 《植物营养与肥料学报 》 2015 北大核心 CSCD

摘要：【目的】长期不合理施化肥对生态环境的影响已经引起学者和公众的关注,有机肥的施用越来越受到重视。揭示有机肥对农田杂草群落影响的机制、预测有机农业环境下杂草群落的演替趋势十分困难。本文对比研究不同施肥模式下农田杂草的群落特征,探索晚稻田杂草群落结构演变趋势,以期为现代农业中有机肥的合理施用和农田生物多样性保护提供科学依据。【方法】通过田间长期定位施肥试验,运用群落生态学方法研究了晚稻种植季五种施肥处理区杂草群落的结构特征及其生物多样性。在每个小区随机设置5个面积为0.25 m2的样方,记录各样方内杂草物种种类、每个种类杂草的数量,调查杂草的盖度与频度;测定稻谷理论产量;使用照度计测量地表与水稻冠层顶部的光照强度,计算光照透过率;测定耕作层土壤的有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量。计算杂草的重要值,采用物种丰富度(S)和Shannon-Wiener指数(H)测定杂草群落的生物多样性;以15个处理小区中的11种常见杂草的重要值构成原始数据矩阵,应用SPSS16.0软件进行主成分分析和典范对应分析。【结果】晚稻田不同施肥处理土壤养分以及光照透过率差异显著,施有机肥的处理晚稻稻谷产量高于CK与NPK纯化肥处理。CK处理区优势种为野荸荠-节节菜-异型莎草-鸭舌草,NPK处理区优势种为双穗雀稗,NPK5/5和NPK3/7处理区优势种为双穗雀稗-鸭舌草,NPK7/3处理区优势种为双穗雀稗-鸭舌草-稗。主成分分析结果表明15个施肥处理小区的杂草群落可以分为三大类:第一类是CK处理;第二类是NPK3/7处理;第三类是NPK、NPK5/5、NPK7/3三个处理。主成分Factor 1与有机质、碱解氮以及有效磷呈极显著负相关(P<0.01),与光照透过率呈极显著正相关(P<0.01)。典范对应分析结果显示,节节菜、野荸荠与牛毛毡比较适宜生长在CK处理区,双穗雀稗适宜在NPK7/3处理区生长,鸭舌草、陌上菜以及四叶萍适宜生长在NPK3/7处理区。有机肥处理区的物种丰富度与物种多样性指数处于NPK与CK之间,且随着有机肥比例的增加物种数增加。物种丰富度以及物种多样性指数与有机质、碱解氮以及有效磷呈极显著正的"U型"相关(P<0.01),与速效钾呈显著负相关(P<0.05),与群落光照条件呈极显著正相关(P<0.01)。【结论】晚稻田杂草群落特征与土壤有机质、碱解氮、有效磷含量以及地表光照透过率关系密切。均衡施用有机和无机肥可以显著降低杂草群落的优势种数量,将杂草群落的优势种数量以及生物多样性维持在不施肥与纯施化肥处理区之间。因此,可以通过调整有机肥的施用量来调控农田杂草生长及群落特性,实现农田杂草的科学综合管理。综合考虑晚稻稻谷产量和杂草群落生物多样性状况,NPK3/7(化肥30%+有机肥70%)施肥模式既可以保证作物的优质高产,也可以较好地维持杂草群落的生物多样性。

关键词： 有机肥 杂草群落 土壤养分 生物多样性

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长期不同施肥模式红壤性水稻土磷素变化

叶会财; 李大明; 黄庆海; 柳开楼; 余喜初; 徐小林; 周利军; 胡惠文; 王赛莲; 《植物营养与肥料学报 》 2015 北大核心 CSCD

摘要：【目的】研究红壤性水稻土长期不同施肥模式下耕层土壤有效磷含量与全磷含量的变化特征,以及有效磷含量与累积磷盈亏的关系,分析不同形态磷肥对土壤磷素有效性影响的差异,找出最有效的红壤性水稻土磷素培肥施肥方式。【方法】供试土壤取自1981~2012年在江西进行的红壤双季稻稻田长期定位试验。试验自始至终保持水分、农药等日常田间管理与当地习惯相同,统一水稻品种并定期更换。试验设5个处理:施氮钾肥(NK);氮磷钾化肥(NPK);两倍氮磷钾化肥(NPK2);早稻氮磷钾化肥配施紫云英,晚稻氮磷钾化肥配施猪粪(NPKM);长期不施肥(CK)。分析了耕层土壤有效磷含量和全磷含量计算了有效磷增量与累积磷盈亏的相互关系。【结果】试验32年后对照土壤磷年均亏缺22.7 kg/hm2,有效磷含量在低水平下维持平衡;NK处理磷素年均亏缺27.9kg/hm2,显著高于不施肥处理,全磷含量缓慢降低32年累计降低了8.6%,有效磷含量呈持平趋势。NPK、NPK2、NPKM处理土壤磷素均有盈余,年均盈余量分别为33.3、39.0、41.0 kg/hm~2,全磷含量分别增加了32.1%、89.4%、165.1%,有效磷含量分别增加了2.2、6.9、15.3倍,年上升速率分别为0.30、1.18、1.79 mg/kg,有效磷增量与累积磷盈余呈显著正相关。NPK化肥配施有机肥处理不仅提高土壤有效磷及全磷的含量,还显著提高磷素有效性。水稻产量增加量随累积磷投入量和有效磷的增加而增加,前期增加较快后期增加较慢,有效磷含量具有明显的拐点,其值超过20 mg/kg后产量就增加缓慢。【结论】红壤性水稻土在双季稻种植模式下,长期不施磷肥处理土壤全磷含量缓慢降低,有效磷含量可维持低水平下的平衡。施磷处理土壤全磷含量,有效磷含量以及磷素有效性均呈上升趋势且无机磷肥与有机磷肥配施处理上升最快。无机磷肥与有机磷肥配合施用在提高土壤全磷含量的同时也提高磷素的有效性。土壤有效磷超过20 mg/kg后相对产量提高缓慢。氮磷钾化肥与有机肥配合施用是提高耕层土壤磷素库容和提高磷素活化能力的有效措施。

关键词： 红壤性水稻土 磷盈亏 有效磷 有机肥

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长期施用猪粪红壤稻田土壤Cu、Zn累积规律

李大明; 柳开楼; 黄庆海; 余喜初; 叶会财; 胡惠文; 徐小林; 《生态学报 》 2015 北大核心 CSCD

摘要：为揭示长期施用猪粪红壤稻田土壤Cu、Zn累积规律,以设立于1981年的红壤稻田有机肥定位试验为载体,选取PM1(早稻施猪粪和紫云英)、PM2(早稻施紫云英+晚稻施猪粪)、GMS(早稻施紫云英+晚稻秸秆还田)和NPK(早稻施化肥)等处理为对象,分析了不同试验年限土壤全量和有效态Cu、Zn含量。结果表明:长期施用猪粪显著提高了土壤Cu、Zn含量;连续施用猪粪30 a后,土壤全量Cu、Zn含量分别增加了7.69—9.52 mg/kg和22.42—35.46 mg/kg;生物有效性显著增加,有效态Cu、Zn含量占全量Cu、Zn的比例分别由15%和5%增加到51%和27%。猪粪年度内的施用时间对土壤Cu的累积没有显著影响,早稻施用猪粪加剧了土壤Zn的累积。土壤铜、锌累积分为两个差异显著的阶段,1981—2002年为缓慢增长期,2002—2010年为快速增长期,这可能与2002年后施用的猪粪中Cu、Zn含量增高有关。以研究的结果推算,红壤稻田鲜猪粪施用量在9.5 t hm-2a-1以下,50 a内不会造成土壤Cu、Zn含量超标。

关键词： Cu Zn 累积规律 猪粪 长期定位试验 红壤稻田

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