绿肥对土壤生物学特征的影响

论文摘要

随着我国农业生产的快速发展,化肥施用量连年递增,大量化肥进入环境后,造成了诸多环境问题,已引起各级政府和公众的广泛关注,因此尽快寻找化肥替代品,从而降低化肥环境风险是一条重要途径。绿肥作为一种减碳、固氮的环境友好型作物品种,特别是在当今世界提倡节能减排、低碳经济的情况下,加强绿肥培肥效果研究具有重要意义。长期以来,黄土高原地区土壤肥力不足,传统的夏闲期时间长、面积广。本文在渭北旱塬夏闲期设置田间试验,研究3种短期豆科绿肥（大豆、怀豆、绿豆）和不同施氮量复合作用下,对土壤生物学指标的影响,以探究绿肥的培肥增效机制,并且结合尼龙网袋法研究四种不同绿肥在土壤中的腐解状况,以期为黄土高原旱地土壤培肥提供理论依据。1.翻压绿肥第一年和第二年,三种绿肥处理与休闲相比,均提高了土壤蔗糖酶,脲酶,磷酸酶,芳基硫酸酯酶及脱氢酶活性,其中以翻压怀豆、大豆的综合效果最好。此外,随着施氮量的增加土壤酶活性有降低的趋势,这种趋势在第二年的结果中体现的更为明显。绿肥、施氮量和其交互作用均对土壤酶活性产生了显著的影响;相关分析显示土壤蔗糖酶、磷酸酶、芳基硫酸酯酶、脱氢酶以及总体酶活性TEI均可评价绿肥培肥土壤的效果。土壤蔗糖酶、脲酶及芳基硫酸酯酶在绿肥翻压第二年的酶活性相对于第一年有大幅度的增加,而磷酸酶与脱氢酶活性增加的幅度不大。土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、芳基硫酸酯酶及脱氢酶的活性在5-20cm土层显著高于20-40cm土层。2.翻压绿肥可以显著提高微生物三大类群的数量,其中在不施氮肥的水平下,怀豆处理的提高作用最明显,能显著提高土壤中的细菌、真菌、放线菌的数量。在施氮肥的情况下,由于交互作用的影响,不同的施氮水平各种绿肥的提高作用不同,但可以看出,相对于休闲处理,翻压三种绿肥均能提高土壤中的微生物数量。关于土壤微生物总数量,则怀豆处理下的最多,其次为大豆、绿豆。3.翻压绿肥能显著提高土壤微生物量碳、氮的含量,不同绿肥处理下表现出较大差异,三种绿肥之间怀豆与大豆表现出较高的微生物量碳、氮值;微生物量碳氮比分析表明,怀豆对于微生物量碳氮比的影响较其他三种处理的大,其次为大豆,绿豆对于微生物量碳氮比的影响不大。相关分析表明,土壤微生物量碳、氮之间呈极显著相关。三种绿肥处理下的土壤基础呼吸强度与诱导呼吸强度均比休闲处理下的高,翻压绿肥能显著提高土壤呼吸强度,其中以怀豆处理下的效果最好。翻压绿肥后土壤呼吸商均比休闲处理的小,其中以怀豆处理下的最小。3.四种绿肥在埋入土壤后,其干物质腐解率在第一个月能达到50%以上,随即进入缓慢腐解期;四种绿肥碳的累积腐解率在前18天均能达到50%,试验结束时,沙打旺与毛苕子的碳累积腐解率高于草木樨与籽粒苋;四种绿肥的氮素释放均较快,累积释放率在翻埋前四天就分别达到了,草木樨62.8%、籽粒苋59.1%、沙打旺53.2 %和毛苕子60.3%;磷释放特征在试验初期有差异,但最终草木樨与籽粒苋的磷累积腐解率略高于沙打旺与毛苕子;四种绿肥钾的释放规律与碳、氮和磷的释放规律不同,钾的释放比较一致,均为前期释放迅速,随即进入停滞期。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 绿肥的涵义及历史发展
• 1.1.1 绿肥的定义及分类
• 1.1.2 绿肥的历史发展
• 1.2 绿肥的种植方式
• 1.2.1 单种
• 1.2.2 插种
• 1.2.3 间、套种
• 1.2.4 混种绿肥
• 1.3 绿肥在农业生产中的作用
• 1.3.1 绿肥的分解
• 1.3.2 对土壤有机质的影响
• 1.3.3 对土壤理化性质的影响
• 1.3.4 对土壤生物学特性的影响
• 1.3.5 对作物品质和产量的影响
• 1.3.6 保持水土，改善生态环境
• 1.3.7 促进畜牧业发展
• 1.3.8 其他
• 第二章 研究背景与研究方法
• 2.1 研究的目的与意义
• 2.2 研究区概况
• 2.3 研究目标与内容
• 2.3.1 研究目标
• 2.3.2 研究内容
• 2.4 研究方案
• 2.5 技术路线
• 第三章 绿肥对土壤酶活性的影响
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 试验区概况
• 3.2.2 试验方案
• 3.2.3 测定方法
• 3.2.4 数据处理
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 绿肥对土壤酶活性的影响
• 3.3.2 酶活性的时空变异性
• 3.3.3 施氮量对土壤酶活性的影响
• 3.3.4 绿肥与施氮量的交互作用分析
• 3.3.5 土壤酶活性与土壤化学性质相关性分析
• 3.3.6 总体酶活性参数的变化
• 3.3.7 绿肥对土壤20-40cm 层土壤酶活性的影响
• 3.4 结论与讨论
• 第四章 绿肥对土壤微生物区系的影响
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 试验区概况
• 4.2.2 试验方案
• 4.2.3 培养基
• 4.2.4 土壤微生物的分离
• 4.2.5 土壤样品含水量测定
• 4.2.6 数据处理
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 绿肥对土壤微生物数量的影响
• 4.3.2 施氮量对土壤微生物数量的影响
• 4.4 结论与讨论
• 第五章 绿肥对土壤微生物量及土壤呼吸强度的影响
• 5.1 引言
• 5.2 材料与方法
• 5.2.1 供试土样
• 5.2.2 测定项目及方法
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 绿肥对土壤微生物量的影响
• 5.3.2 绿肥对土壤呼吸强度及呼吸商的影响
• 5.4 结论与讨论
• 第六章 几种绿肥腐解速率及营养释放动态研究
• 6.1 引言
• 6.2 材料与方法
• 6.2.1 试验材料
• 6.2.2 试验方案
• 6.2.3 测定方法
• 6.2.4 数据计算
• 6.3 结果与分析
• 6.3.1 绿肥的养分含量
• 6.3.2 绿肥的腐解特征
• 6.3.3 碳释放特征
• 6.3.4 氮释放特征
• 6.3.5 磷释放特征
• 6.3.6 钾释放特征
• 6.4 结论与讨论
• 第七章 全文结论与展望
• 7.1 全文主要结论
• 7.2 本研究特点
• 7.3 问题与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介