豫南砂姜黑土空间酸化态势及耕作培肥改良技术研究

来源 :河南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:h120568
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
pH是土壤重要的化学指标,影响土壤氮磷等养分的转化供应,也是驱动土壤微生物的群落结构组成和动态变化的主要因子,对维护土壤健康有重要的意义。为探究豫南砂姜黑土的空间酸化态势及改良措施,本研究首先在西平县域范围内63个采样点,分3个土层深度(0-10 cm、10-20 cm和20-30 cm)进行采样,探究县域范围的酸化程度、沿土壤剖面p H值变化,及速效养分含量的变化;在砂姜黑土表层严重酸化,沿剖面p H显著增加的认识基础上,通过大田试验研究深耕配施生物炭对砂姜黑土酸化的改良效果,设置旋耕(0-20 cm)和深耕(0-30 cm)两种耕作模式,不施肥(CK)、农民习惯施肥(NPK)和NPK配施生物炭7.5t·ha-1(NPKB)三种培肥方式,研究耕作和培肥对砂姜黑土酸化改善、养分供应增加和微生物群落变化的效果;为进一步模拟更深土层混合对酸化砂姜黑土的改良,通过室内土培试验探究耕深至50 cm和添加石灰对酸化砂姜黑土的改良优化,为酸化砂姜黑土的改良提供有效的改良技术和理论依据。本研究结果表明:(1)县域范围内的多样点调查采样研究表明,典型砂姜黑共29个采样点,3个土层的p H均值分别为5.23、5.43和6.03,经差异显著性检验得知,20-30 cm土层p H值比0-10、10-20 cm土层显著增加,其中比0-10 cm土层增加0.8-1个p H单位;石灰性砂姜黑土共4个采样点,20-30 cm土层p H值也显著高于0-10、10-20 cm土层。0-20 cm土层典型砂姜黑土和石灰性砂姜黑土的速效磷(AP)含量范围分别为4.27-37.49和13.22-22.85 mg·kg-1,AP含量低值区呈块状分布在研究区域中部,高值区呈点、片状分布在研究区域四周。在0-20 cm耕层中土壤的p H值与AP含量均呈正相关关系。综上,豫南黏板土壤表现出明显的分层酸化现象,随土壤深度的增加酸化减缓,而耕层AP含量分布不均匀,受土壤类型和p H值变化的影响。(2)大田条件下不同耕作和培肥对酸化砂姜黑土的改良研究:旋耕土壤p H值沿剖面分层现象明显,深耕通过上下土层的混匀作用增加表层土壤p H。在小麦成熟期20-30 cm土层,相较于旋耕的NPK处理,深耕添加生物炭可以提高土壤p H,增加0.33个p H单位。深耕和施用施生物炭可以显著提高10-30 cm土壤的速效养分含量,尤其是在20-30 cm土层,相较于两种耕作方式下的NPK处理,小麦成熟期旋耕和深耕的NPKB处理的AP含量分别提高54.74%和126.31%。玉米成熟期旋耕和深耕条件下的NPKB处理的速效钾含量分别提高22.74%和1.17%;相较于玉米成熟期旋耕下的NPK和NPKB处理,深耕下对应处理的硝态氮含量分别提高56.63%和27.16%。相较于旋耕,深耕下对应处理的有机碳和土壤全氮含量也有不同程度提高。此外,深耕还可以降低10-20cm和20-30 cm土层的土壤容重。深耕条件下NPKB处理的小麦产量比旋耕提高12.08%。玉米产量表明,各处理下产量最高的是深耕下的NPKB处理,产量为8965 kg·ha-1。相较于旋耕条件下的NPKB处理,深耕条件下NPKB处理的产量显著提高4.55%。在2020年的两季作物中,相较于旋耕条件下的小麦和玉米产量,深耕下小麦和玉米的产量分别提高9.51%和3.38%,达到显著水平。在玉米季,深耕和配施生物炭均能显著提高作物产量。深耕能显著提高土壤细菌多度。不同处理和土层中细菌群落以Gaiellalea、Sphingomonadaceae和Nocardioidaceae为主,总相对比例为41.8%-56%。与旋耕相比,深耕条件下0-10 cm和10-20 cm土层的Micrococcaceae多度分别高25.8%和17.7%。在20-30 cm土层相较于旋耕,深耕条件下Bacillaceae的多度提高9.4%,其中D-NPKB处理的多度最高。与其他施肥和施用生物炭处理相比,R-CK处理的Vicinamibacterale多度较高。深耕条件下细菌的ACE指数显著高于旋耕,在20-30 cm,深耕下的Simpson指数显著高于旋耕。(3)不同耕作深度配合石灰改良效应研究:耕深10 cm、耕深30 cm和耕深50 cm及添加石灰的培养试验研究表明,耕深50 cm处理的土壤p H值提升效果最佳,显著高于其余各处理,其次是耕深50 cm处理。不添加石灰条件下,第28d时,耕深50 cm处理的p H值由初始的6.24为增加为6.39,速效磷含量为21.91 mg·kg-1,较耕深10 cm处理分别显著提高7.40%和7.21%。相较于耕深50 cm处理,耕深50 cm+石灰处理的p H值为7.17,提高了12.21%。在第35 d时,相较于耕深10 cm、耕深30 cm和耕深50 cm处理,对应的添加石灰处理的硝态氮总含量分别提高9.49%、13.34%和17.08%。由双因素方差分析可知,增加耕作深度和施用石灰能显著提高土壤p H值及速效养分含量。综上,通过认识县域范围内酸化砂姜黑土随剖面深度变化的特征,研究不同耕作深度配合生物炭和石灰对酸化和养分供应的改良效果,发现大田条件下30 cm深耕配施生物炭可以缓解表层土壤酸化,并改善20-30 cm土层土壤理化及微生物指标,显著提高作物产量;增加耕作深度的模拟试验表明,耕深50 cm配合石灰耕深的改良效果更好,显著提高土壤0.82-1.20个p H值单位和速效养分供应。该研究结果为豫南酸化砂姜黑土的深耕改良提供理论认识和有效的技术参考。
其他文献
在温室陆地栽培全程有机种植和滴灌设施配套条件下,研究追施液体有机肥用量对番茄生长及土壤性质的影响,为有机农业生产上施用液肥有机肥用量提供理论参考。以“光辉101”番茄品种为供试作物,实验选择蚯蚓液肥(记为F)及自制鸡粪液肥(记为G)为供试肥料,分别设置0(F1、G1)、50(F2、G2)、100(F3、G3)、150(F4、G4)、200(F5、G5)和250(F6、G6)kg·hm-2等6个有机
学位
随着人民生活水平不断提高,消费者对乳化肉糜制品会有更多个性化定制需求。在未来,人们可根据自身饮食习惯来定制不同咀嚼感及吞咽感的乳化肉糜制品,并且利用3D打印技术生产外观新颖的乳化肉糜类制品。肉糜的流变性本不适于3D打印,限制了3D打印肉糜制品发展,目前已有研究发现亲水胶体可作为品质改良剂来改善猪肉糜、禽肉糜和鱼肉糜的流变特性和凝胶特性,但其在乳化牛肉糜方面研究较少。为了便于肉制品生产企业加工、研发
学位
近年来,生物质炭在耕地土壤重金属修复方面表现出极大的潜力。多数研究表明,生物质炭对重金属在土壤中的迁移有明显的限制作用,可降低其生物有效性,从而减缓重金属通过食物链进入生物体内,减弱其毒害作用。目前对生物质炭的研究大多针对其对土壤理化性质或对重金属有效性的影响,而对其连续施用后是否仍然能产生显著固化效果以及其对土壤微生物作用的研究较少。在生物质炭修复土壤重金属过程中,土壤微生物多样性及群落结构等指
学位
酚类化合物作为一种可以对大多数生物产生毒害作用的原生质有机毒物,在水处理领域受到广泛关注。水环境中大多数酚类化合物难以被自然生态系统所降解。酚类化合物的大量使用和不力处置已经带来了一系列的生态环境健康风险。研发高效的酚类污染物处置手段迫在眉睫。迄今为止,基于过一硫酸盐的高级氧化技术(PMS-AOPs)因具有高适用性和有效性,在酚类污染物处理领域得到了空前的发展。诱导PMS活化产生活性氧化物种(RO
学位
众所周知,农田重金属污染问题越来越严重,也是农产品污染的重要来源之一,其中镉(Cadmium,Cd)在土壤中的移动性较强,容易被植物根系吸收,并向地上部可食用部位转移,通过食物链进入人体,对人体造成危害。小麦作为我国重要的粮食作物之一,在粮食安全中占重要地位。植物生长调节剂,对小麦的生长发育及镉吸收、转运和积累上存在差异,探索植物生长调节剂对重金属胁迫下小麦生长发育的影响,对进一步采用有效的农艺措
学位
随着技术生产力的不断发展和城市化水平的不断提高,由工业生产和人类活动导致的碳排放不断增加,气候变暖,灾害频发,影响人类正常的生产和生活。人类在土地利用过程中,会产生大量的碳排放,这是世界上最主要的碳源之一。而且我国目前正处于经济社会发展的瓶颈时期,需要消耗大量的能源,碳减排压力严峻。本研究基于青海、四川、甘肃、陕西、宁夏、内蒙古、山西、河南和山东等九个省区1990-2018年土地利用、人口、能源和
学位
乡村韧性是乡村发展的“质检仪”和可持续发展的“导向标”。在当前快速城镇化的背景下,村庄发展极受制约,缺乏规避和应对风险的能力,致使村庄在抵御外部干扰及应对内部压力时呈现出较大的被动性和脆弱性。其次,乡村作为一个复杂庞大的地域系统,内部要素间如何作用,才能使乡村实现最大化的健康持续发展、乡村系统如何应对外部环境的诸多不确定因素的干扰下,维持自身系统吸收或优化这种干扰并保持持续发展,成为学界关注的重点
学位
传统的单层施肥较难满足玉米全生育期的氮素需求,明确氮肥最佳分层施肥深度组合,同时添加控释尿素,将有利于进一步提高我国玉米氮素利用率和产量。试验于2019~2021年在河南省新乡县王府庄村、2021年在禹州市康城村开展,包括2019年的盆栽试验:5个施肥深度(1、5、10、20、30 cm);2020年大田试验,设计5个单层施肥深度(1、5、10、20、30 cm)及6个分层施肥深度(1+10、1+
学位
黄河三角洲盐渍土属典型滨海盐渍土,是我国陆域和全球土地资源自我更新最迅速的地区,也是我国重要的后备耕地资源,开发利用潜力很大。该区由于不断地发生水盐运动,导致土壤盐渍化,主要表现为土壤结构差、易板结等。盐渍土壤中的磷素常被钙固定,导致其生物化学有效性低,改良难度大。解磷真菌能够增加土壤有效态磷的供给,改善植物根际微生物环境,调节植物生长激素的代谢等。目前关于黄河三角洲滨海盐渍土土壤有效态磷与土壤盐
学位
我国是粮食大国,河南省粮食种植以小麦为主。氮(N)是植物生长必需的大量元素,氮肥的施用直接影响到作物的生长。氮元素也是蛋白质、氨基酸等有机物的重要组成成分。硒(Se)是人体、动物必须的有益元素。硒在抗氧化和抗菌等方面起着重要作用,人体缺硒会引发各种疾病。人体主要从食物中获取对人体有益的有机硒,但是环境中硒不能被人体吸收转化,所以通过作物补硒势在必行。以往的研究大多关注于磷硒、硫硒互作关系的研究,而
学位