基于修复与生产协同的滩涂圈围新生地土壤生态改良示范研究

来源 :华东师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:littles721
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滩涂和促淤圈围土地资源开发利用是破解城市用地困境的重要手段。本文针对崇明横沙东滩促淤圈围新生地土壤存在的结构差、肥力低、易返盐等现存问题,提出“有机肥改良结构+微生物菌剂孕育活性+种植水稻排盐”这一改良兼顾生产的技术集成方案,并开展田间试验,研究改良措施对土壤理化性质、土壤微生物以及作物生产的影响,分析其对新生地土壤生态修复与地力提升的效应,为滩涂圈围新生地土壤质量提升及土地资源高效农用提供解决方案。论文的主要研究结果如下:(1)改良措施促进了土壤理化性质的改善。改良田土壤p H降低了0.03~0.27,电导率下降了15.4~47.5%。土壤有机质含量呈现先上升后下降的趋势,峰值时期改良田有机质含量与初期相比最高增长66.7%。改良田土壤中的碱解氮、有效磷、速效钾含量与对照田相比分别提升了10.2~32.5%、26.1~71.9%、18.1~32.1%。对照田和有机肥改良田土壤团聚体均以小粒径团聚体为主,在<0.25 mm粒级占比最高,分别占总量的44.4%和33.7%。有机肥+微生物菌剂改良则促进了土壤团聚体从小粒径向大粒径转化,减小了5 mm粒级占比。(2)改良措施促进了土壤微生物的恢复和酶活性的提升。改良田土壤的脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶活性分别是对照田的1.39~2.14、0.89~2.48、1.79~2.28倍,微生物量碳比对照田增加了5.0~54.2%。改良措施提高了土壤变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteria)的相对丰度,同时使化能异养(Chemoheterotrophy)、好氧化能异养(Aerobic chemoheterotrophy)、发酵(Fermentation)、固氮(Nitrogen fixation)和尿素分解(Ureolysis)功能团的相对丰度上升。其中化能异养和好氧化能异养功能团相对丰度与土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶活性以及有效磷、碱解氮含量呈显著正相关(p<0.05),提升了土壤的养分转化和物质循环能力。(3)土壤改良的同时促进了水稻生长,提高了稻米产量。改良田水稻的根长、株高、叶片SPAD值和干物质量显著高于对照田,尤其促进了株高和叶、穗干物质量的积累,与对照田相比平均增加了17.02±10.43 cm/株、9.18±4.83 g/株、20.66±9.24 g/株。改良田比对照田增产16.3~129.1%,同时提升了氮、磷、钾肥的偏生产力。拟杆菌门、放线菌门、厚壁菌门(Firmicutes)以及化能异养、好氧化能异养功能团可能对水稻生长和养分积累具有促进作用(p<0.05)。各田块脱壳大米的重金属含量均低于食品安全国家标准限值(GB2762-2017),无重金属污染风险。感官评价结果表明,改良田所产大米蒸煮后外观结构、适口性、滋味等指标均优于对照田。
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