长期有机肥和无机肥处理对农田土壤微生物生物量的影响
土壤微生物生物量碳、氮能反映土壤肥力的变化和土壤的退化程度。本实验依托湖南省祁阳长期定位试验站，采集长期施肥25年的红壤样品，分析土壤微生物生物量碳、氮，土壤呼吸以及土壤氮素矿化速率在长期不同施肥处理下的不同，以期阐述不同的长期施肥措施对红壤理化性质、生物学特性和土壤肥力的影响。结果显示25年长期有机肥处理对红壤微生物生物量碳氮含量、微生物呼吸的影响都较无机肥处理显著，其中长期有机肥处理的红壤微生物生物量碳含量是无机肥处理的1.60-4.54倍，微生物生物量氮是无机肥处理的1.43-10.93倍；呼吸强度最高提高84.39%；长期有机肥处理下的红壤矿化作用在一定时间内比长期无机肥处理强，硝化作用是长期无机肥处理的1.57-2.69倍。该研究结果表明，选择有机肥对土壤地力培育尤为重要。
目录
1 绪论 2
1.1 研究意义 2
1.2 国内外研究概况 3
1.3 研究地概况 4
1.4 实验设计与处理 4
1.5 研究问题 5
2 材料与方法 5
2.1 土壤样品的采集 5
2.2 样品分析 5
2.2.1 土壤基本理化性质的测定 5
2.2.2 土壤微生物生物量的测定 6
2.2.3 土壤呼吸值的测定 6
2.2.4 土壤矿化硝化作用的测定 7
2.3 统计分析 7
3 结果与分析 7
3.1 土壤基本理化性质测定 7
3.2 不同施肥制度下土壤微生物生物量碳、氮含量 8
3.3 不同施肥制度下土壤呼吸变化 9
3.4 不同施肥制度下矿化硝化作用变化 10
4 结论与讨论 12
4.1 讨论 12
4.2 结论 13
5 研究展望 13
5.1 创新与特色 13
5.2 研究展望 13
致谢： 14
参考文献Reference 15
长期有机肥和无机肥处理对农田土壤
微生物生物量的影响
引言
绪论
研究意义
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
/> 土壤是作物生长的基础，是全球生态系统物质和能量的转化库。 土壤肥力是土壤供应和协调植物对水分、营养、热量和空气的能力，是判断农业是否可持续发展的关键。基于这种能力，土壤具有自动调节温、气、水、肥四大植物生长必须因素功能和代谢功能[1]。供应植物所需水分、养分的稳、均、足、适程度是这种能力的衡量标准。要保证作物高产，施肥是关键。无机肥施量过少，作物应有的预期增产效果达不到；施量过多，不但造成浪费，还使土壤过度酸化，土壤退化，导致作物减产。目前，我国化肥施用量巨大，且远高于农作物的增产量，化肥施用效率低，造成大量土壤污染现状。已有相关研究表明，有机肥代替部分无机肥可改善土壤理化性质，稳定土壤生态系统，改善土壤污染现状，从而使农作物增产[2]。我国无机肥的施用，虽历经由单一元素到多元素配施的过程，但劳作实践证明，科学的无机肥施用，要做到配比合理。合理配比施肥不仅要科学掌握测土配方中氮磷钾及各种微量元素的配施比例，合理搭配有机肥和无机肥更是关键。
土壤微生物固定或分解得到植物生长所需营养物质，降解土壤污染物，是土壤物质转化的驱动者[3]。土壤微生物作为土壤肥力质量评估的生物学特性指标，能够反映土壤养分活性的变化。土壤呼吸主要受微生物数量大小和生命活性高低的影响，因此能够反映土壤环境质量变化状况。 矿化硝化速率可反映土壤氮素循环情况。Parkin和Doran[4] 研究认为，基本的土壤质量应该包括健康的微生物活性指标，比如微生物生物量碳、氮，土壤呼吸，氮的潜在矿化量，功能性土壤酶等[5]。许多学者认为，相对其他土壤性质，土壤微生物量、土壤呼吸及相关衍生指数能够更迅速地对施肥措施和土地利用方式的改变产生响应[2,68]。与长期定位施肥有关的相关研究表明，长期施用有机肥可提高土壤微生物生物量碳、氮及土壤基础呼吸强度，且在一定范围内，有机肥施用量与土壤微生物生物碳、氮量成正比［9］。长期施用无机肥虽对土壤呼吸影响不明显，但因土壤类型、各地气候的不同以及施肥的复杂性，其对土壤微生物生物量的影响不完全相同[10]。土壤微生物生物量、土壤呼吸以及氮素的矿化硝化直观地反映土壤肥力质量状况，有助于我们了解土壤肥力的形成和演变过程，为土壤养分诊断及培养地力提供理论依据和技术指导。
我国大面积的酸性红壤区主要存在于东南部亚热带与中亚热带区域，总面积为113万km2，约占全国总面积的十分之一，供养全国五分之一的人口[11]。红壤作物生长所需养料主要来源于肥料和红壤有机质的矿化，由于红壤固有有机质矿化释放养料有限[12]，基于此，微生物量对红壤中碳氮磷硫等元素的有效性循环具有重要意义。以往红壤研究中，侧重将红壤理化性质作为长期定位施肥研究的土壤肥力指标[13]，红壤生物学特性相关研究较少。当前人类对微生物学的认识逐渐深入，在土壤肥力中土壤微生物的重要功能也得到相应的深入研究，土壤微生物相关参数作为评价土壤质量[14]的指标得到广泛认可。土壤微生物生物量碳、氮和土壤呼吸等[15]是这些参数的主要组成。
本次实验红壤样品采集地湖南目前处于化肥高强度施用中，环境安全隐患风险等级高。基于上述叙述，研究红壤长期定位不同施肥制度的微生物生物量碳、氮，土壤呼吸和土壤氮素的矿化硝化，对如何提高土壤质量、建立持续生产的施肥模式、评价土壤肥力等方面均具有深刻意义。
国内外研究概况
长期定位施肥试验站广泛分布于世界各地，如最早建立的英国Rothamsted[16]，之后各国试验站相继建立。丹麦的Aksov[17]试验站、美国的Moorrw[18]试验站和我国湖南祁阳红壤试验站[19]等。各国基于这些试验站，纷纷开展了许多的相关研究。国外许多学者研究表明，长期定位施肥一定程度改变当地土壤的理化性质。法国，长期有机肥处理能提高石灰性土壤中水溶性有机碳的含量[20]；意大利，长期有机肥处理能够增加软质土壤中腐植酸态碳和有机碳的含量[21]；南美洲，长期配施氮肥和磷肥能够使易氧化有机碳在土壤中的含量大幅提高[22]；印度，长期配施氮肥、磷肥、钾肥和有机肥能使淋溶土壤微生物生物量碳、氮和酸性水溶性糖的淋溶量增加[23]；韩国，长期有机肥处理可提高无机磷在水稻土中的含量[24]；德国，长期无机氮肥处理对甲烷氧化产生较大影响[25]，甲烷氧化速率明显下降。
与国外相比，我国虽起步晚，但长期定位施肥研究范围相对广泛。研究成果主要集中于施肥制度对土壤的理化性质、养分循环和土壤微生物学特性等方面[26]产生的影响差异。我国国土幅员辽阔，虽然气候条件、生态系统、土壤类型以及耕作模式不尽相同，但测土配方配施无机肥以及有机肥、无机肥配施等施肥制度均能改善土壤理化性质，提高土壤生产力[27]。从地力培育的角度去研究相对较少。土壤质量综合土壤肥力和土地生产力，人类对土壤研究越来越重视，但真正建立一个比较统一的标准来定量化的评价土壤质量，还存在很多难题。目前为止，研究者认为，土壤质量不仅依赖于土壤的母质来源、主要类型、生态功能和地域分布，也取决于于外界的人为因素和环境因素，比如土地利用方式、田间管理措施、生物多样性等[28]。土壤肥力质量是土壤对植物不断提供养分的能力，综合表现土壤供应植物养分过程中的环境变化。土壤肥力质量除受土壤固有养分持有量、植物根部吸收能力以及养分投入等各因素的单独作用，更受各因素间的协调运作程度[29]的影响。基于此，本次实验将土壤微生物生物量碳、土壤微生物生物量氮、土壤呼吸、氮素矿化硝化作为土壤评价土壤微生物量的指标，综合的反应不同长期定位施肥措制度对土壤肥力质量的影响。
目录
1 绪论 2
1.1 研究意义 2
1.2 国内外研究概况 3
1.3 研究地概况 4
1.4 实验设计与处理 4
1.5 研究问题 5
2 材料与方法 5
2.1 土壤样品的采集 5
2.2 样品分析 5
2.2.1 土壤基本理化性质的测定 5
2.2.2 土壤微生物生物量的测定 6
2.2.3 土壤呼吸值的测定 6
2.2.4 土壤矿化硝化作用的测定 7
2.3 统计分析 7
3 结果与分析 7
3.1 土壤基本理化性质测定 7
3.2 不同施肥制度下土壤微生物生物量碳、氮含量 8
3.3 不同施肥制度下土壤呼吸变化 9
3.4 不同施肥制度下矿化硝化作用变化 10
4 结论与讨论 12
4.1 讨论 12
4.2 结论 13
5 研究展望 13
5.1 创新与特色 13
5.2 研究展望 13
致谢： 14
参考文献Reference 15
长期有机肥和无机肥处理对农田土壤
微生物生物量的影响
引言
绪论
研究意义
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
/> 土壤是作物生长的基础，是全球生态系统物质和能量的转化库。 土壤肥力是土壤供应和协调植物对水分、营养、热量和空气的能力，是判断农业是否可持续发展的关键。基于这种能力，土壤具有自动调节温、气、水、肥四大植物生长必须因素功能和代谢功能[1]。供应植物所需水分、养分的稳、均、足、适程度是这种能力的衡量标准。要保证作物高产，施肥是关键。无机肥施量过少，作物应有的预期增产效果达不到；施量过多，不但造成浪费，还使土壤过度酸化，土壤退化，导致作物减产。目前，我国化肥施用量巨大，且远高于农作物的增产量，化肥施用效率低，造成大量土壤污染现状。已有相关研究表明，有机肥代替部分无机肥可改善土壤理化性质，稳定土壤生态系统，改善土壤污染现状，从而使农作物增产[2]。我国无机肥的施用，虽历经由单一元素到多元素配施的过程，但劳作实践证明，科学的无机肥施用，要做到配比合理。合理配比施肥不仅要科学掌握测土配方中氮磷钾及各种微量元素的配施比例，合理搭配有机肥和无机肥更是关键。
土壤微生物固定或分解得到植物生长所需营养物质，降解土壤污染物，是土壤物质转化的驱动者[3]。土壤微生物作为土壤肥力质量评估的生物学特性指标，能够反映土壤养分活性的变化。土壤呼吸主要受微生物数量大小和生命活性高低的影响，因此能够反映土壤环境质量变化状况。 矿化硝化速率可反映土壤氮素循环情况。Parkin和Doran[4] 研究认为，基本的土壤质量应该包括健康的微生物活性指标，比如微生物生物量碳、氮，土壤呼吸，氮的潜在矿化量，功能性土壤酶等[5]。许多学者认为，相对其他土壤性质，土壤微生物量、土壤呼吸及相关衍生指数能够更迅速地对施肥措施和土地利用方式的改变产生响应[2,68]。与长期定位施肥有关的相关研究表明，长期施用有机肥可提高土壤微生物生物量碳、氮及土壤基础呼吸强度，且在一定范围内，有机肥施用量与土壤微生物生物碳、氮量成正比［9］。长期施用无机肥虽对土壤呼吸影响不明显，但因土壤类型、各地气候的不同以及施肥的复杂性，其对土壤微生物生物量的影响不完全相同[10]。土壤微生物生物量、土壤呼吸以及氮素的矿化硝化直观地反映土壤肥力质量状况，有助于我们了解土壤肥力的形成和演变过程，为土壤养分诊断及培养地力提供理论依据和技术指导。
我国大面积的酸性红壤区主要存在于东南部亚热带与中亚热带区域，总面积为113万km2，约占全国总面积的十分之一，供养全国五分之一的人口[11]。红壤作物生长所需养料主要来源于肥料和红壤有机质的矿化，由于红壤固有有机质矿化释放养料有限[12]，基于此，微生物量对红壤中碳氮磷硫等元素的有效性循环具有重要意义。以往红壤研究中，侧重将红壤理化性质作为长期定位施肥研究的土壤肥力指标[13]，红壤生物学特性相关研究较少。当前人类对微生物学的认识逐渐深入，在土壤肥力中土壤微生物的重要功能也得到相应的深入研究，土壤微生物相关参数作为评价土壤质量[14]的指标得到广泛认可。土壤微生物生物量碳、氮和土壤呼吸等[15]是这些参数的主要组成。
本次实验红壤样品采集地湖南目前处于化肥高强度施用中，环境安全隐患风险等级高。基于上述叙述，研究红壤长期定位不同施肥制度的微生物生物量碳、氮，土壤呼吸和土壤氮素的矿化硝化，对如何提高土壤质量、建立持续生产的施肥模式、评价土壤肥力等方面均具有深刻意义。
国内外研究概况
长期定位施肥试验站广泛分布于世界各地，如最早建立的英国Rothamsted[16]，之后各国试验站相继建立。丹麦的Aksov[17]试验站、美国的Moorrw[18]试验站和我国湖南祁阳红壤试验站[19]等。各国基于这些试验站，纷纷开展了许多的相关研究。国外许多学者研究表明，长期定位施肥一定程度改变当地土壤的理化性质。法国，长期有机肥处理能提高石灰性土壤中水溶性有机碳的含量[20]；意大利，长期有机肥处理能够增加软质土壤中腐植酸态碳和有机碳的含量[21]；南美洲，长期配施氮肥和磷肥能够使易氧化有机碳在土壤中的含量大幅提高[22]；印度，长期配施氮肥、磷肥、钾肥和有机肥能使淋溶土壤微生物生物量碳、氮和酸性水溶性糖的淋溶量增加[23]；韩国，长期有机肥处理可提高无机磷在水稻土中的含量[24]；德国，长期无机氮肥处理对甲烷氧化产生较大影响[25]，甲烷氧化速率明显下降。
与国外相比，我国虽起步晚，但长期定位施肥研究范围相对广泛。研究成果主要集中于施肥制度对土壤的理化性质、养分循环和土壤微生物学特性等方面[26]产生的影响差异。我国国土幅员辽阔，虽然气候条件、生态系统、土壤类型以及耕作模式不尽相同，但测土配方配施无机肥以及有机肥、无机肥配施等施肥制度均能改善土壤理化性质，提高土壤生产力[27]。从地力培育的角度去研究相对较少。土壤质量综合土壤肥力和土地生产力，人类对土壤研究越来越重视，但真正建立一个比较统一的标准来定量化的评价土壤质量，还存在很多难题。目前为止，研究者认为，土壤质量不仅依赖于土壤的母质来源、主要类型、生态功能和地域分布，也取决于于外界的人为因素和环境因素，比如土地利用方式、田间管理措施、生物多样性等[28]。土壤肥力质量是土壤对植物不断提供养分的能力，综合表现土壤供应植物养分过程中的环境变化。土壤肥力质量除受土壤固有养分持有量、植物根部吸收能力以及养分投入等各因素的单独作用，更受各因素间的协调运作程度[29]的影响。基于此，本次实验将土壤微生物生物量碳、土壤微生物生物量氮、土壤呼吸、氮素矿化硝化作为土壤评价土壤微生物量的指标，综合的反应不同长期定位施肥措制度对土壤肥力质量的影响。
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