长期施用有机肥对稻田土壤健康状况的影响

来源 :长江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zeer
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
化肥减量配施有机肥是改善土壤结构、提高土壤肥力、增强土壤可持续性的科学有效施肥措施,对提高农作物产质量、维持土壤可持续发展具有重要意义。近年来,土壤健康已成为土壤学术界研究热点,在农业生产中,评价土壤健康状况,可作为调整和改善农田管理方式的依据。本研究以南方稻田青紫泥土壤和稻米为研究对象,依托开展7年的有机肥施用田间定位试验,研究施用有机肥对土壤物理性状、化学性状、生物性状、稻米产量品质以及重金属累积的影响。分析各指标间相关性,筛选合适评价指标,采用主成分分析法对土壤健康状况进行评价,进而阐述土壤健康对有机无机肥配施的响应。定位试验设置5个处理,分别是不施肥(CK)、单施化肥(CF)以及三个化肥减量配施2250 kg/hm~2(M1)、4500 kg/hm~2(M2)和9000 kg/hm~2(M3)有机肥处理。主要研究结果如下:(1)有机无机肥配施显著降低土壤容重,提高土壤总孔隙度,增加田间持水量。与CF相比,M1、M2和M3处理土壤容重分别下降10.14%、7.14%和4.85%,土壤总孔隙度分别增加3.10%、5.40%和6.20%。施用有机肥显著增加了土壤>0.25mm粒径团聚体的比例,降低了0.053mm~0.25mm粒径团聚体的比例。M1、M2和M3处理土壤>2mm粒径团聚体比重比CF分别提高4.82%、13.64%和24.86%,土壤0.25mm~2mm粒径团聚体比重分别提高9.50%、10.30%和15.79%,土壤0.053mm~0.25mm粒径微团聚体比重分别降低0.22%、30.60%和49.96%。施用有机肥提高土壤大团聚体比例,增强了大团聚体水稳定性。M3处理土壤大团聚体分布以及水稳定性团聚体比例最大,分别为90.59%和67.12%。(2)有机无机肥配施显著提高土壤p H,增加有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、速效钾、高活性有机质(HLOM)、中活性有机质(MLOM)、活性有机质(LOM)、易氧化有机碳(EOC)、可溶性有机碳(DOC)和微生物生物量碳(MBC)含量。有机无机肥配施提高土壤碳库指数与碳库活度,CF、M1、M2、M3土壤活性有机质碳库管理指数分别为115、118、133、150。土壤氮矿化作用在培养第一周达到高峰期,培养六周结束后CK、CF、M1、M2和M3处理累积氮矿化量分别为11.76mg·kg-1、13.46 mg·kg-1、14.86 mg·kg-1、15.03 mg·kg-1和17.80 mg·kg-1,有机无机肥配施促进土壤氮矿化作用。(3)有机无机肥配施显著增强土壤微生物、脲酶、过氧化氢酶、过氧化物酶及多酚氧化物酶活性,增加土壤食细菌线虫、杂食/捕食性线虫和植食性线虫数量,提高了土壤线虫香农多样性指数和瓦斯乐斯卡指数。M1、M2和M3处理有益线虫/有害线虫比值比CF分别提高9.80%、24.02%和16.18%。M2处理土壤微生物二氧化碳产生率最高,脲酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性最强,土壤食细菌性线虫、杂食/捕食性线虫和植食性线虫数量最大。(4)有机无机肥配施提高稻米产量品质,M2处理稻米产量最高,品质最佳。(5)有机无机肥配施显著提高重金属Cu、Zn和Cd在土壤中的累积,增加土壤Cu、Zn、Pb、Cd和As有效态含量,促进稻米对重金属Cd、As、Cu和Zn的吸收。采用单因子指数法和内梅罗评估土壤重金属累积风险,CK、CF、M1、M2土壤均为清洁土壤,未受到重金属污染,M3土壤Cu单一重金属污染指数为1.121,已受到土壤重金属Cu污染。稻米重金属含量均在食品污染限量内,未受到重金属污染。(6)采用主成分分析法分别对土壤物理性状、化学性状、生物性状及土壤健康综合状况进行评价,M3处理土壤物理和化学性状综合得分最高,M2处理土壤生物性状综合得分最高,M3处理土壤健康综合评价得分最高,M2次之,M3和M2处理的土壤健康综合评价得分远高于M1、CF、CK。综上,有机无机肥配施改善土壤结构,增加土壤肥力,增强土壤生物活性,提高稻米产量品质,提升土壤健康状态。有机无机肥配施促进土壤和稻米内部分重金属累积,但适量的有机肥施用量下土壤和稻米均未清洁状态。综合考虑土壤健康评价得分、土壤生物活性、稻米产量品质以及重金属累积,化肥减量配施4500 kg/hm~2有机肥是当地稻田最佳有机肥配合施用量。
其他文献
渍害是由于农作物长期遭受滞水或地下水浸渍,土壤长时间处于水、热、气和养分失调的水分过饱和状态,影响作物生长或危及作物生长而引起的一种农业气象灾害。本研究为探索基于高光谱和数字图像技术的受渍冬小麦的最优监测方法,基于排灌可控的微区试验,通过分析常用的高光谱和数字图像特征指数与受渍冬小麦叶绿素相对含量(SPAD)和分层SPAD值之间的相关关系,构建了基于最优监测特征指数的多元线性回归模型、支持向量机模
学位
甘薯(Ipomoea batatas(L.)Lam.)是旋花科(Convolvulaceae)、甘薯组(Section Batatas)、甘薯属(Ipomoea)的同源六倍体植物,是全球重要的粮食、饲料、工业原料和生物能源作物。随着甘薯产业、粮食结构和人类需求的变化,甘薯的品质和用途逐渐趋于多元化和专用型发展。菜用甘薯作为一种新型甘薯类型,其外观、营养价值和品质安全等方面越来越被人们所重视。现如今
学位
申嗪霉素是一种微生物源杀菌剂,对多种植物病原菌有很好的抑菌活性,低毒且与环境相容性好。但是不能通过喷雾使用防治土传病害,因为申嗪霉素在韧皮部没有传导性,不能通过喷施到达植物根部。本课题组为了改善申嗪霉素的韧皮部传导性,将氨基酸与其耦合,得到一系列申嗪霉素-氨基酸耦合物。其中,申嗪霉素-L-缬氨酸的蓖麻韧皮部传导性最好,其他大多数申嗪霉素-氨基酸耦合物均有韧皮部传导性。但这些申嗪霉素-氨基酸耦合物进
学位
斑点叉尾鮰(Ictalurus punctatus)是我国及东南亚、北美地区重要的水产经济鱼类,然而由于饲料原料价格的上涨导致其养殖业的健康发展受到阻碍。因此,寻找价格低廉、品质优良的大豆原料对斑点叉尾鮰养殖业的发展具有重要意义。作为世界种植面积占比最广的农作物及优质植物蛋白,转基因大豆已在多个国家和地区被允许用于商业用途加工利用,其安全性也因而受到广泛的关注,因此展开转基因大豆对水产动物安全评估
学位
山药(Dioscorea spp.)是百合目(Liliales)薯蓣科(Dioscoreaceace)薯蓣属(Dioscorea)一年生或多年生缠绕性藤本植物,可药食两用。现有栽培山药遗传背景狭窄,亲缘关系近,急需拓宽山药遗传多样性。本研究研究材料为64份山药品种,利用叶绿体基因组和叶绿体SSR标记分析其遗传多样性,并构建山药的指纹图谱。1.采用4个山药品种日本青森、冀城2号、佛手山药、铁棍山药基
学位
土壤酸化是我国南方红壤区土壤质量退化的主要形式之一,严重制约了该区农业的可持续发展。土壤酸化导致铝等植物毒害元素活性增加,钙、镁、磷等有益元素含量或活性降低,从而限制作物生长。施肥是影响农田土壤酸化的主要因素之一,探明不同施肥措施下土壤酸度及酸缓冲性能的变化及主要影响因素,对防治农田红壤酸化具有重要意义。前人有关土壤酸化的研究多集中在施用有机肥或石灰对酸度的改良效应,而关于长期不同施肥后红壤抗酸化
学位
嫁接是指将一个带有芽或枝的接穗植株与另一个带有根系的砧木植株通过机械固定让切割产生的嫁接接口紧贴,使砧、穗在嫁接结合部相互愈合,从而获得嫁接体植株的技术。嫁接技术在园艺、农业和植物系统信号研究等方面应用广泛,所以成功构建嫁接体就显得尤为重要。维管连接是嫁接成功的关键,而维管束的基本成分--导管分子(TEs)在接穗和砧木维管连接过程中的行为研究较少。因此,嫁接引起的导管分子变化值得深入研究。本研究选
学位
芝麻(Sesamum indicum L)是全球范围内最古老的油料作物之一,世界各地均有分布,在我国种植历史悠久。芝麻不仅是重要油料作物,也是传统优质食材,在医药化工等方面也有重要的应用价值。江西省是我国芝麻四大主产区之一,全省各县市均有种植;江西民间蕴含着丰富的地方种质资源,为开展芝麻遗传育种研究提供了重要基础材料。然而,由于种植结构的变化和育成品种的不断推广利用,江西芝麻地方种质资源面临急剧丢
学位
小麦作为世界第二大粮食作物,在我国粮食生产及粮食安全等议题中具有重要地位。湖北省位于长江中下游平原是典型的稻麦两熟轮作区,降雨较多,地下水位高,光热资源丰富,是中国小麦增产潜力最大的区域之一;在鄂中丘陵和鄂北岗地麦区及江汉平原麦区,气候温暖潮湿,小麦生育后期多雨寡日照,适宜种植弱筋和中筋小麦。在时下小麦生产过程中存在品种质量参差不齐、肥料施用不合理、自然灾害频发等问题,致使该区小麦单产低,籽粒品质
学位
玉米是我国的主要粮食作物,其高产、稳产关系到国计民生。生产上,玉米病害是玉米减产的重要原因,最为常见的玉米叶部病害,如玉米小斑病、玉米大斑病、玉米锈病等。为探索玉米病害的绿色防控技术,论文通过ds RNA提取和高通量测序等方法检测了玉米小斑病菌(Bipolaris maydis)中的真菌病毒多样性,验证了玉米小斑病菌真菌病毒种群中弱毒真菌病毒BmPV1(Bipolaris maydis parti
学位