三种有机肥在土壤中的转化及对有机蔬菜生长效应的影响

论文摘要

在有机农业生产中,施用有机肥以培肥地力和满足作物对养分的需求。有机园区内的畜禽粪便、沼渣沼液及大量秸秆等废弃物是有机农业常用的肥源。我国目前有机蔬菜生产中,施肥制度及技术还不够成熟和完善。对以上废弃物不合理的利用时有发生,不仅直接影响了作物生长和农产品的品质,甚至造成土壤面源污染。本文通过小区栽培与砂滤管培养试验,在北京市郊区有机生态园大棚内,研究了3种有机肥的腐殖化与矿化规律,及不同有机肥料、不同施用量连续施用对有机番茄与芹菜生长、品质及土壤的影响。主要研究结果如下:1.砂滤管培养试验表明,与对照相比三种有机肥料均能显著增加土壤有机碳含量,精制有机肥处理的有机碳含量最高,显著高于沼渣与普通有机肥处理,沼渣与普通有机肥处理之间差异不显著。秸杆类堆肥较粪肥类易分解,3种有机肥料年分解率排序为:普通堆肥>沼渣>精制有机肥。精肥的腐殖化系数大于沼渣大于普肥。各种有机肥料在埋管180天内分解速率最快,随着时间延长分解量下降,分解速率放慢。施用有机肥可以提高土壤胡敏酸富啡酸的总量。有利于土壤腐殖酸中胡敏酸部分的形成和腐殖酸年轻化,提高土壤胡富比,促进活性较高的腐殖质在土壤中的积累。小区试验得到相同的规律。与对照相比各施肥处理都能显著地增加土壤有机质含量与胡富总量。精制有机肥三个施肥水平相比,土壤有机质含量随着施用量的增加而提高。2 .施用有机肥料对番茄与芹菜生长有明显的影响,能促进番茄株高、茎粗的发育,增加盛花期的开花数与地上部生物量。对定植后期的芹菜与番茄有促进叶片叶绿素生成的作用。施用有机肥料的番茄与芹菜产量显著高于对照,三茬蔬菜都以精制有机肥施用量为45t/hm2的处理的产量为最高。各种有机肥料显著提高番茄果实中可溶性固形物与还原型Vc含量。精制有机肥不同施肥水平处理以中量处理为最好。等N量的三个处理相比较也是以精制有机肥中量处理为最好。不同有机肥料对番茄酸度和可溶性总糖含量的影响无明显规律。但适量有机肥可以增加番茄果实的糖酸比。3.用GC-MS（气相色谱-质谱联用）法分析测定番茄果实风味成分,检出各处理风味物质中相对含量大于1%的芳香类物质共有30种。其中各处理出现频率较集中的物质共9种,相对含量及总量因不同的施肥处理表现出差异,随施肥量增加而提高,空白处理中没有检测出这类芳香成分。5种决定番茄气味特征的效应化合物在不同处理中检测出的数量排序为:高量精制有机肥、对照（ 1种）<低量精制有机肥量（ 2种）<中量精制有机肥（3种）<普通有机肥、沼渣（4种）,可以看出精制有机肥中量处理为最好,但不及等N量投入沼渣与普通有机肥。决定甜味浓度的反-2-己烯醛的含量顺序为:沼渣>低量精制有机肥>中量精制有机肥>普通有机肥>高量精制有机肥>对照。反-2-己烯醛含量与精制有机肥三个的施入量成负相关。4.连续施有机肥不会造成硝酸盐在蔬菜与土壤中大量累积。连续2年施肥的情况下番茄硝酸盐含量与空白相比增加不显著。所有处理的番茄与芹菜中硝酸盐含量均低于我国蔬菜硝酸盐标准允许量,但是随着有机肥施肥量的增加而增加。各施肥处理的土壤剖面硝态氮含量均显著高于对照,随着有机肥的连续投入,土壤剖面硝态氮含量呈持续下降趋势。其差异在土壤耕层比较明显,后随着深度的延伸差异缩小。各处理间的差异规律性不明显。土壤剖面中硝态氮分布受所种植的作物影响。芹菜对表层30cm内土壤硝态氮大量吸收,番茄对30cm-60cm土壤中的硝态氮吸收较多。5.连续施用有机肥使番茄、芹菜与土壤中重金属含量增加,但是所有施肥处理的番茄与芹菜食用部分及土壤重金属含量都低于国家标准规定的重金属限量标准,只有芹菜根部部分重金属含量超过标准。芹菜各部位的Cu、Cd、Pb和Cr含量顺序为:根>叶>茎;Zn的分布为叶>根>茎。随着施肥量的增加,根中重金属富集量均呈直线增加态势。在芹菜根部所有处理Cu、Zn的含量均未超过国家规定限量标准,高量精制有机肥与普通有机肥处理的Cd含量及所有处理的Cr含量都超过限量,Pb含量则只有低量精制有机肥处理不超标。

论文目录

• 符号或缩略词说明
• 中文摘要
• Abstract
• 1. 引言
• 1.1 有机农业和有机食品产业的发展
• 1.2 有机废弃物的资源化利用
• 1.3 有机肥对土壤环境的影响
• 1.4 有机肥与土壤培肥
• 1.5 有机肥对土壤腐殖质的影响
• 1.6 有机肥对蔬菜生长发育的影响
• 1.7 有机肥对蔬菜品质风味指标的影响
• 1.7.1 对可溶性糖含量的影响
• 1.7.2 对硝酸盐含量的影响
• 1.7.3 对维生素C 含量的影响
• 1.7.4 对番茄风味物质成分的影响
• 1.8 研究目的和意义
• 2. 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 供试土壤
• 2.1.2 供试肥料与蔬菜
• 2.2 试验设计
• 2.2.1 小区试验
• 2.2.2 砂滤管田间培养试验
• 2.3 分析测定项目与方法
• 2.3.1 测定项目
• 2.3.2 测定方法
• 2.4 数据统计分析
• 3. 结果与分析
• 3.1 三种有机肥在土壤中的转化
• 3.1.1 三种有机肥对土壤有机碳含量的影响
• 3.1.2 有机肥在土壤中的分解与残留研究
• 3.1.3 肥料种类对土壤腐殖质组成的影响
• 3.1.4 有机肥施用对土壤硝酸盐含量的影响
• 3.1.5 有机肥施用对土壤重金属含量的影响
• 3.1.6 不同有机肥连续施用对土壤有机质及腐殖质组成的影响
• 3.2 三种有机肥对番茄与芹菜生长效应的影响
• 3.2.1 三种有机肥对番茄芹菜生长发育的影响
• 3.2.2 三种有机肥对番茄和芹菜产量的影响
• 3.2.3 三种有机肥对番茄果实品质风味的影响
• 3.2.4 肥料种类与施用量对芹菜与番茄安全指标的影响
• 3.3 不同有机肥的养分平衡指数与肥料利用率
• 3.3.1 番茄NPK 养分吸收分配特点及养分平衡指数
• 3.3.2 不同处理对肥料利用率的影响
• 4. 讨论
• 4.1 有机肥在土壤中的转化利用
• 4.2 有机肥对有机蔬菜生长与品质风味的影响
• 4.3 有机肥对蔬菜安全的影响
• 4.4 有机肥对蔬菜养分吸收及利用率的影响
• 5. 结论
• 参考文献:
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况