设施菜地土壤耕层增厚及土壤培肥机制研究

论文摘要

设施蔬菜连年种植很容易发生土壤耕层变薄、养分分布不均、微生物区系失衡、病虫害多发等连作障碍问题。为克服土壤耕层变薄,理化性状恶化的现象,以花椰菜和鲜食玉米作为供试作物,采用大田试验与室内分析相结合的方法,研究了京郊保护地条件下两种耕作方式（浅翻、深翻）与三种施肥模式（不施肥、施有机肥、施有机肥+秸秆）对土壤主要理化性状、生物学性状及作物生长的影响。主要结果如下：1耕作和施肥改善了土壤的物理性状。无论是深翻还是施有机肥和秸秆均能有效降低土壤容重,增加土壤含水量,其中深翻+施有机肥+秸秆处理达到了显著水平,使15～30cm土层容重降低了0.141g/cm3。施有机肥及秸秆还田均能够有效减少土壤耕层温差,3月29日的12：00时使土壤温度降低了2.0-4.0℃,3月28日的18：00时升高了3.0～4.0℃。不同施肥方式对土壤机械组成的影响呈现出不同的变化趋势,两种耕作方式下施有机肥+秸秆处理使0.05mm-0.25mm微团粒结构所占比例分别达到到44.32%和42.93%,单施有机肥处理次之,不施肥处理最低,分别为38.88%和38.82%。2施肥提高了土壤的养分含量。不同施肥处理后上表层（0-15cm）土壤养分含量均高于下表层（15～30cm）,且上下表层的变化趋势一致。施有机肥及秸秆还田均有利于增加土壤中有机质和全氮含量,两种耕作方式下,施有机肥+秸秆处理使上表层土壤的有机质含量分别显著增加7.15g/kg和5.93g/kg,使下表层土壤的全氮含量分别增加0.57g/kg和0.70g/kg。施肥起到增加土壤无机氮、速效磷和速效钾的效果,其中0-15cm土层无机氮、速效磷和速效钾的增加量分别为28.55～39.21mg/kg、9.66～29.19mg/kg和38.33～143.59mg/kg。3施肥改善了土壤的生物学性状。施有机肥及施有机肥+秸秆秸秆还田增加了土壤蚯蚓数量、微生物数量及土壤微生物生物量碳含量。施有机肥+秸秆处理的土壤中蚯蚓数达到了30条/m2以上,几乎是空白处理的3倍,细菌、放线菌和真菌增加值最大,分别增加了1.75×107个/g、3.93×106个/g和2.47×104个/g,土壤上下两表层的微生物量碳含量分别显著增加了44.82mg/kg和31.82mg/kg。4施有机肥及施有机肥+秸秆还田均能促进作物生长,提高作物产量。同空白对照相比,施肥增加了上下两土层内的根系分布,使三茬作物的生物产量有了明显提高,其中罗马花椰菜季生物产量的增长率为13.61%-37.69%,花椰菜季的增长率为20.89%-70.1%,鲜食玉米季的增长率为3.84%-12.98%。同时,浅翻方式下,施有机肥+秸秆处理使罗马花椰菜和花椰菜的VC分别提高了53.19mg/kg和74.30mg/kg。土壤经深翻后,花椰菜中硝酸盐含量有所降低,降幅为49.42～50.40mg/kg。5在施有机肥基础上进行秸秆还田能够增加肥料中氮、磷、钾的当季利用率,其中氮素利用率增加0.11～10.00个百分点、磷利用率增加1.40～8.96个百分点,钾素利用率增加14.20～35.19个百分点。土壤一作物体系养分表观平衡结果表明,秸秆还田可以减少浅翻耕作方式下体系中氮、磷的表观损失量,其中氮的表观损失量减少了89.03kg/ha,磷的表观损失量减少了105.93kg/ha。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1 研究背景
• 2 研究目的和意义
• 3 设施土壤障碍的研究进展
• 4 有机肥料在土壤改良中的应用
• 4.1 有机物质对土壤理化性质的影响
• 4.2 有机肥的施入对土壤生物的影响
• 5 秸秆在土壤改良中的应用
• 5.1 对土壤物理性质的影响
• 5.2 对土壤化学性质的影响
• 5.3 对土壤微生物的影响
• 6 土壤耕作方法及其对土壤理化性质的影响
• 7 技术路线图及研究内容
• 7.1 技术路线图
• 7.2 研究内容
• 第二章 研究材料与方法
• 1 试验区概况
• 2 供试材料与试验设计
• 2.1 供试材料
• 2.2 试验设计
• 3 测定项目与方法
• 4 统计分析方法
• 第三章 结论与讨论
• 1 不同耕作、施肥方式对土壤物理性状的影响
• 1.1 对土壤容重的影响
• 1.2 对土壤含水量的影响
• 1.3 对土壤温度的影响
• 1.4 对土壤团粒结构的影响
• 1.5 小结与讨论
• 2 不同耕作、施肥方式对土壤化学性状的影响
• 2.1 对土壤有机质的影响
• 2.2 对土壤全氮的影响
• 2.3 对土壤无机氮的影响
• 2.4 对土壤速效磷的影响
• 2.5 对土壤速效钾的影响
• 2.6 小结与讨论
• 3 不同耕作、施肥方式对土壤生物学性状的影响
• 3.1 对土壤微生物碳的影响
• 3.2 对土壤微生物数量的影响
• 3.3 土壤中蚯蚓数的变化情况
• 3.4 土壤微生物碳与有机碳之间的相关关系
• 3.5 小结与讨论
• 4 不同耕作、施肥方式对作物生长及品质的影响
• 4.1 对作物株高和叶绿素含量的影响
• 4.2 对作物根系的影响
• 4.3 对作物品质的影响
• 4.4 对作物产量的影响
• 4.5 小结与讨论
• 5 不同耕作、施肥方式下的养分利用率及土壤-作物体系中养分平衡
• 5.1 对肥料利用率的影响
• 5.2 对土壤-作物体系中养分平衡的影响
• 5.3 小结与讨论
• 第四章 全文主要结论与展望
• 1 主要结论
• 2 创新点
• 3 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢