养分管理和土壤调理对滨海盐渍土壤的增碳和质量提升效应

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针对当前苏北和黄河三角洲滨海滩涂土壤盐渍障碍突出,土壤质量差而导致生产力低下的问题,在综合分析滨海盐渍土壤的障碍特征与土壤质量特点基础上,本文分别采用温室盆栽试验和田间微区试验,重点研究了不同土壤养分管理和土壤调理措施对苏北和黄河三角洲滨海盐碱农田土壤盐碱障碍消减、土壤有机碳等养分提升及作物生长促进效应与机制,以期探明滨海盐渍土壤有机碳增加与土壤质量提升的影响要素和作用机制,建立滨海质量提升评价指标体系,为滨海围垦农田质量的快速提升、滨海盐渍土壤的固碳减排增汇以及滨海盐渍障碍土壤的农业高效利用提供理论及实践支撑。本文主要研究内容和结果如下:  1、养分管理与土壤调理对滨海盐渍土壤特性和作物生长的作用研究  盆栽试验结果表明,与对照CK相比,施用尿素和二铵显著增加了土壤中的全氮和有效磷含量,提高作物生物量与产量;在等氮量条件下,有机无机配合施用的增产效果优于纯化肥施用。施用石膏和有效微生物菌群(EM)处理的土壤盐分含量均有所降低,表明调理剂施用在一定程度上抑制了土壤盐分升高,减轻了土壤盐分的表聚作用,与作物种植前相比,作物收获时土壤含盐量有所降低,施用高量EM处理的表层土壤含盐量平均降低24.5%,高量石膏处理降低了23.8%。石膏调理剂施用显著增加速效磷含量,而对速效钾影响较小。高量EM和高量氮肥的配合处理对提高土壤养分含量的效果最好,其全氮、有效磷分别较CK提高15.9%、12.7%;而高量石膏和高量氮肥配合处理对促进作物生长和生物量形成的效果最好。养分管理对黄河三角洲微区试验土壤特性和作物生长的作用与苏北滨海盐渍土壤盆栽试验相似,而田间微区试验中EM调理效果比石膏调理效果更为显著。  2、养分管理与土壤调理对滨海盐渍土壤增碳的作用研究  在温室盆栽大麦种植条件下,随着施氮量的增加,盐渍土壤有机碳(SOC)含量显著提高,表层增加量最大,其次为中层,底层SOC含量变化不大,且无机有机肥配合施用处理的增碳效果更为显著,施用中量有机无机氮肥和高量有机无机氮肥处理的表层SOC含量分别增加26.8%和21.9%。施用土壤调理剂处理的SOC含量显著增加,同种调理剂施用条件下,高量处理增加SOC的效果优于中量处理。苏北滩涂盐渍土壤温室盆栽试验结果表明,土壤调理剂施用提高SOC含量的次序为G2> E2>E1>G1>CK,高量石膏和高量EM两者没有显著差异,高量石膏和高量有机无机氮肥的配合处理的SOC含量增加最为显著。养分管理对黄河三角洲滨海盐渍土壤增碳作用的效果与苏北滨海盐渍土壤相似。从不同调理处理SOC含量增加率的比较情况看,EM的增碳效果优于石膏,且高量EM优于中量EM,高量石膏处理增碳13%左右,高量EM处理增碳20%左右,且中量石膏优于高量石膏,高量EM和高量氮肥的配合处理的SOC含量增加最为显著。  3、养分管理和土壤调理对滨海盐渍土壤质量提升的综合效应研究  本文选取了土壤有机碳、全氮、有效磷、速效钾和盐分含量等指标作为土壤质量评价指标,利用模糊数学的方法计算其综合得分以表示各调控措施下的土壤质量,建立了滨海质量提升评价指标体系。结果表明,土壤养分管理和土壤调理均有效提升了滨海盐渍农田质量,与对照相比,各处理的土壤质量指数显著提高,养分管理措施提升质量的次序为高量氮肥有机无机配合施用(NO)2>大量无机氮肥纯化肥施用N2>中量氮肥有机无机配合施用(NO)1>大量无机氮肥纯化肥施用N1,土壤调理措施提升质量的次序为E2> G2> E1> G1。研究表明,配合施用有机肥和EM的土壤有机碳含量最高,其中最佳应用模式为(NO)2+ E2,即配合施用有机肥和高量EM,其次为(NO)2+ E1,即配合施用有机肥和中量EM,第三为(NO)1+E2,即配合施用有机肥和高量EM。对于黄河三角洲盐渍土壤,养分管理对土壤质量呈N2>(NO)2>N1的提升次序,土壤调理剂呈E2>E1>G1>G2>CK的提升次序,其中最佳应用模式为N2+ E2,其次为N2+E1。
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