无害化污泥堆肥施用量对沙质潮土土壤活性有机碳组分的影响

无害化污泥堆肥是指城市生活污水处理过程中产生并经无害化处理最终符合《城镇污水处理厂污泥处理土地改良用泥质》(GB/T 24600—2009)土地利用标准的堆肥产品(以下简称为污泥堆肥)。以河南省小麦-玉米轮作区沙质潮土为研究对象,通过2013—2016年田间连续定位试验,研究了污泥堆肥不同施用梯度对土壤活性有机碳组分含量和活性有机碳组分在土壤有机碳(SOC)中分配比例的影响,试验处理设置为不施污泥堆肥(CK)、15 t·hm^(-2)污泥堆肥(SW1)、30 t·hm^(-2)污泥堆肥(SW2)和45 t·hm^(-2)污泥堆肥(SW3)。结果表明,较CK处理,施用污泥堆肥处理土壤SOC、全氮(TN)含量和土壤综合肥力指数(IFI)均显著升高,尤其是施用量为45 t·hm^(-2)时效果最显著(P<0.05),分别增加了265.83%、284.31%和55.51%。施用污泥堆肥处理各活性碳组分含量均显著提高,且与其施用量呈正比,施用污泥堆肥处理中活性碳库各组分含量呈现:颗粒态有机碳(POC)>轻组有机碳(LFOC)>溶解性有机碳(DOC)>微生物量碳(SMBC)。施用污泥堆肥处理促进微生物量碳分配比例(SMBC/SOC),其中SW3处理促进效果最为显著,较CK增加了256.84%(P<0.05)。主成分分析结果与以上结果基本一致,表明污泥堆肥主要是通过施入量的不同影响土壤中活性碳组分及其分配比例。冗余分析结果进一步发现,土壤肥力水平、速效养分、pH和土壤水分对土壤活性碳组分含量及其分配产生影响,其中土壤综合肥力IFI指数显著影响土壤活性有机碳组分含量及其分配率(P<0.05),解释率达64.3%。综上可知,连续施用4年污泥堆肥能提高沙质潮土土壤肥力,改善土壤质量,施入量为45 t·hm^(-2)时效果最为显著。

连续施用不同量污泥堆肥对土壤氮组分及δ^(15)N的影响

为探明连续施用无害化污泥堆肥(以下简称堆肥)对土壤全氮(TN)、不同活性氮组分含量及土壤δ^(15)N的影响,为堆肥改良和培肥沙质潮土提供理论依据。本研究以河南省小麦-玉米轮作区沙质潮土为研究对象,通过2013-2016年田间连续定位试验,基于不同土壤活性氮组分分组技术和氮稳定性同位素技术,分析土壤活性氮组分和土壤δ^(15)N对堆肥施入量的响应特征。结果表明,1)连续施用堆肥显著增加了土壤碳氮含量,随施入量增加而显著增加,其中施堆肥量达45t·hm-2时效果最为显著,较单施化肥(CK)处理分别增加了265.83%和284.31%(P<0.05)。施用堆肥可以提高活性有机氮组分含量,其中颗粒态有机氮(PON)增加了104.57%~280.91%;处理间各活性氮组分含量呈现:颗粒态有机氮(PON)>轻组有机氮(LFON)>水溶性有机氮(DON)>微生物量氮(SMBN)。增加堆肥施入量提高了PON/TN和SMBN/TN分配比例,显著降低了LFON/TN和DON/TN分配比例(P<0.05),从而降低土壤活性氮组分在全氮中的分配比例,说明高堆肥施用量促进土壤氮素以稳定态有机氮形式储存,有利于土壤氮素的累积。2)施用堆肥显著降低了土壤δ^(15)N,通径分析和主成分分析表明,土壤δ^(15)N与土壤氮含量受堆肥施入量影响显著;相关性分析表明,δ^(15)N与土壤TN、PON和LFON含量呈显著相关性,表明土壤δ^(15)N变化特征可指示土壤氮组分受堆肥处理作用的响应。3)冗余分析表明,土壤pH、土壤水分及土壤肥力水平(IFI)均会对土壤氮组分含量、活性氮组分分配比例及δ^(15)N产生影响,其中对土壤IFI和土壤pH作用显著(P<0.05),解释率分别达48.2%和17.5%。综上可知,施用堆肥提高了土壤有机物含量,施用量达45t·hm-2时,显著提高了土壤氮储量和活性氮组分含量,对沙质潮土的培肥效果明显,同时,土壤稳定性同位素δ^(15)N变化特征可作为堆肥对沙质土壤质量提升效果的指示指标。

优化氮肥用量和基追比例提高红壤性水稻土肥力和双季稻氮素的农学效应

【目的】优化氮肥用量和基追比例是实现氮肥减施和提高肥料利用率的重要途径。本研究在南方典型双季稻种植区进行定位试验,通过对土壤肥力与氮素农学效益进行综合评价,以期提出适合当地土壤和水稻种植条件的氮肥减施模式。【方法】以南方典型红壤区双季稻种植体系为研究对象,于2014~2015连续进行了4季大田定位试验,设处理:1)不施氮肥(T1);2)当地农民习惯施氮(T2),早稻、晚稻各施N 165和195 kg/hm^2,基肥∶蘖肥∶穗肥比分别为60∶40∶0、40∶30∶30;3)在T2处理基础上减施氮肥20%(T3),即早稻施N 135 kg/hm^2,晚稻施N 165 kg/hm^2,基肥∶蘖肥∶穗肥比均为40∶30∶30,并以20%有机氮代替普通化肥氮。分析了成熟期水稻产量和植物样氮素含量,测定了0—20 cm土壤微生物量碳、氮含量,土壤p H、有机质、全氮、速效钾和有效磷等理化指标,计算了累计氮肥利用率和氮肥农学效率,分别利用内梅罗指数法和灰色关联度法综合评价了土壤肥力效应以及各施肥模式的综合效益。【结果】1)各处理土壤综合肥力指数(IFI)值由高到低为T3>T2>T1;与T2处理相比,优化氮肥用量和基追比例的T3处理IFI值提高2.34%,土壤微生物量碳含量提高了4.37%~25.39%,土壤微生物量氮含量提高了17.85%~29.24%(P<0.05)。2)与T2处理相比,2014–2015年T3处理累计氮肥农学效率显著提高了29.66%(P<0.05),累计氮肥表观利用率显著提高了28.82%(P<0.05);2014年各处理水稻总产量无显著差异,2015年水稻总产量T3处理比T2处理提高了5.26%,两年水稻总产量,T3处理提高了2.38%。3)对土壤养分指标、土壤微生物指标和氮素农学效率指标进行关联度分析,2014~2015年T3处理关联度最大,分别为0.9999和1.0000,在土壤肥力和氮肥农学效应综合评价中最优,表明优化氮肥用量和基追比例能够实现氮肥减施以及肥料利用率的提高。【结论】在当地农民习惯施氮的基础上减施20%化肥氮,以有机氮替代,并适当提高化肥氮在抽穗期的比例,能够保证土壤综合肥力的可持续性、氮素养分持续高效利用和水稻持续稳产。

不同来源氮素配合施用提高东北春玉米氮素利用与改善土壤肥力的可持续性研究

【目的】研究不同氮素形态对东北春玉米氮素利用和土壤肥效的影响,为氮素养分持续高效利用和培肥土壤提供理论依据。【方法】2013~2015年连续三年在东北典型春玉米种植区开展田间定位试验,在相同磷钾肥施用前提下,试验设4个处理:1)50%玉米秸秆氮(N0);2)100%速效氮165 kg/hm^2(N1);3)60%速效氮+20%有机肥氮+20%缓释氮,施氮量165 kg/hm^2(N2);4)N2+生物炭,生物炭量相当于50%玉米秸秆(N3)。收获期测定耕层土壤基本理化指标、作物产量及氮素利用率、基肥和追肥后土壤N_2O排放量。【结果】1)三年玉米平均产量N1、N2和N3处理分别比N0处理显著增加了62.7%、67.7%和80.1%(P<0.05);N2和N3处理分别比N1处理增产3.0%和10.7%;N3处理玉米产量可持续性指数(SYI)最高,产量可持续性最好。2)与N1处理相比,2013年和2014年累计化肥氮利用率N2和N3处理分别增加了8.4%和12.7%、10.2%和15.5%,2015年分别显著增加了8.4%和12.7%(P<0.05)。N2和N3处理累计化肥氮利用率呈现逐年增加的趋势,且N3处理增加幅度大于N2处理,说明N3处理氮肥的后效更加明显。3)施氮处理显著提高了土壤N_2O累积排放量(P<0.05),N3处理较N1处理显著降低了53.2%;4)N3处理的综合土壤肥力指数(IFI)最高,N3处理在农学、土壤肥力和环境效应评价中最优。【结论】在总氮施用量不变的前提下,以添加适宜比例生物炭、有机肥和缓释氮肥替代部分速效化肥氮,可协同实现东北春玉米持续稳产、氮素养分持续高效利用和土壤肥力的可持续改善。

无害化污泥与钼尾矿配施对沙化潮土土壤质量的影响

以小麦-玉米轮作体系下的沙化潮土为研究对象,通过2012—2015年3年5季田间定位试验,选用经过无害化处理且符合国家相关标准的商业化污泥和钼尾矿产品,研究无害化污泥与钼尾矿施用对我国典型沙化潮土土壤质量指标的影响,为无害化污泥与钼尾矿资源化利用提供理论和技术依据。结果表明:45 t·hm^(-2)污泥(W3)与钼尾矿配施对沙化潮土有机质(SOM)的提升效果最明显,SOM在玉米季W3+75 t·hm^(-2)(M1)处理显著增加了165.10%,在小麦季W3+M2处理显著增加了106.10%(P<0.05);相比单施同一水平污泥,污泥与75 t·hm^(-2)钼尾矿配施下土壤>0.25 mm水稳性团聚体(WR0.25)含量,平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)分别显著升高了38.04%~60.24%,28.45%~45.27%和41.34%~67.77%(P<0.05),对促进土壤形成水稳性团聚体以及提高水稳性团聚体稳定性的作用更为突出;45 t·hm^(-2)污泥与75 t·hm^(-2)钼尾矿配施对沙化潮土微生物量碳(SMBC)和微生物量氮(SMBN)提升效果最明显,在玉米季分别显著提高了235.52%和156.79%(P<0.05),在小麦季分别显著提高了249.24%和128.32%(P<0.05);单施污泥和污泥配施75 t·hm^(-2)钼尾矿处理土壤微生物量熵(q MB)在玉米季和小麦季分别显著提高了21.95%~46.25%和36.38%~71.17%(P<0.05)。但污泥与高量钼尾矿配施,SMBC、SMBN和q MB较单施同一水平污泥和与75 t·hm^(-2)钼尾矿配施的处理在玉米季分别下降了3.89%~19.85%、4.31%~17.86%和6.95%~33.47%,在小麦季分别下降了5.34%~23.24%、4.33%~28.08%和3.09%~32.33%,表明钼尾矿高量施用时会降低微生物活性。由灰色关联度分析方法得出,45 t·hm^(-2)无害化污泥与75 t·hm^(-2)钼尾矿配施(W3+M1)能显著提高沙化潮土SOM、SMBC、SMBN和q MB,并提高土壤平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD),有效改善沙化潮土质量,在3年5季试验期间也未发现土壤和作物籽粒受到重金属污染。同时,W3+M1处理显著提升了土壤肥力等级至Ⅰ级,在此基础上,可以酌情不再施用污泥和钼尾矿。

了解词义特点是掌握古汉语常用词的有效方法

古汉语学习字词是重点,王力《古代汉语》共列1 086个常用词。词汇在发展过程中所出现的旧词的消亡、新词的产生、词义的各种变化等情况都为掌握1 086个常用词设置了障碍。因此要想掌握古汉语常用词,就需要明确词及词义的时代差异,了解各类词义的特点。为此通过对1 086个常用词进行古今对比,分类归纳出常用词的类型,分析各种类型词及词义变化的原因,总结其特点,针对词义的特点提出相应的学习和掌握方法。

秸秆和秸秆炭对黑土肥力及氮素矿化过程的影响

为实现我国典型黑土区玉米秸秆有效还田与协同提高肥料氮素养分利用提供理论依据,以东北黑土区春玉米种植体系为研究对象,在4年田间连续定位试验基础上,利用15N示踪技术结合淹水培养试验,研究秸秆和秸秆炭对土壤肥力与氮素矿化的影响。试验共设5个处理:对照、单施化肥(N1)、N1+50%玉米秸秆(N2)、N1+100%玉米秸秆(N3)、N1+相当于50%玉米秸秆还田的玉米秸秆炭(N4)、N1+相当于100%玉米秸秆还田的玉米秸秆炭(N5)。结果表明:与N1处理相比较,N2、N3、N4、N5处理均增加了土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾、碱解氮含量、微生物量碳和氮含量,且等量秸秆还田处理高于相当于等量秸秆还田的秸秆炭处理,其中100%秸秆还田分别显著提高微生物量碳和氮含量15.1%和23.1%(P<0.05);不同处理方式综合土壤肥力指数(IFI)由高到低依次为N3>N5>N4=N2>N1,秸秆、秸秆炭还田可显著提高土壤综合肥力(P<0.05);土壤有机氮的矿化量和矿化率随着秸秆和秸秆炭还田量的增加而增加,其中N2处理分别显著提高了23.4%和22.9%,N3处理分别显著提高了53.0%和35.8%(P<0.05);N2、N3、N4、N5处理下外源肥料15N的矿化量和矿化率分别显著提高了66.5%和50.0%、213.3%和279.0%、39.4%和36.3%、92.0%和40.0%(P<0.05),且随着秸秆炭还田量的增加而显著增加。土壤氮素矿化指标与土壤有机质、总氮、碱解氮、微生物量碳氮含量都存在着显著正相关关系。研究表明玉米秸秆、秸秆炭还田均可以显著提高土壤综合肥力;可协同提高土壤氮素矿化水平,且提高来自外源化肥氮占土壤矿化总氮的比重,其中以100%秸秆还田处理的影响更为明显。

不同土壤改良剂对盐碱土壤化学性质和有机碳库的影响

为研究施用不同土壤改良剂对盐碱土壤化学性质和有机碳库的影响,2016-2017年在内蒙古河套灌区盐碱土壤进行田间定位试验,设置4个实验处理:习惯处理(CK)、CK+有机土壤改良剂(M)、CK+复合土壤改良剂(G)、CK+有机土壤改良剂+复合土壤改良剂(M+G)。收集2017年收获季耕层0~20 cm土壤,测定各小区土壤中的水溶性离子含量、全盐量(TS)、钠吸附比(SAR)、pH、土壤有机碳(SOC)、活性有机碳(LOC)、微生物量碳(MBC)以及土壤碳库管理指数(CPMI),并分析各指标间的关系。结果表明:与CK相比,施用土壤改良剂各处理土壤Ca^2+含量提高了13.07%~33.33%,土壤Na^+、Cl^-和SO4^2-含量分别降低了29.83%~46.19%、12.06%~33.19%和19.90%~34.59%,土壤全盐量、钠吸附比和pH分别降低了12.67%~26.91%、33.02%~47.06%和2.21%~4.56%。其中M+G处理改良效果最好,土壤全盐量、钠吸附比和pH分别显著降低了26.91%、47.06%和4.56%(P<0.05);施用土壤改良剂各处理SOC、LOC和MBC含量分别较CK提高了18.90%~43.87%、54.55%~82.33%和64.04%~86.85%。其中M+G处理提升效果最明显,且均达到显著水平(P<0.05)。同时,施用改良剂各处理CPMI提升了95.44%~135.83%,其中M+G处理提升效果最明显,且达到显著水平(P<0.05);相关性分析表明,试验土壤LOC、MBC和CPMI均与TS和SAR呈极显著负相关关系(P<0.01),说明土壤LOC、MBC以及CPMI对盐碱土壤化学性质的变化较敏感。研究表明,施用有机土壤改良剂和复合土壤改良剂均降低了土壤含盐量、钠吸附比和pH,提升了土壤有机碳及其组分含量和土壤碳库管理指数,其中有机土壤改良剂和复合土壤改良剂配施对盐碱土壤质量的提升效果最明显。

连续施用无害化污泥堆肥对沙质潮土肥力的影响

【目的】研究连续施用无害化污泥堆肥对土壤肥力和环境质量的影响,为无害化污泥资源化利用提供理论依据和技术支撑。【方法】通过2013—2015年田间定位试验,每年按照当地农民施肥量在小麦和玉米季分别施用N 225 kg/hm^2、P_2O_5 86 kg/hm^2和K_2O 113 kg/hm^2 (CK)基础上,施用无害化污泥堆肥15 t/hm^2 (W1)、30t/hm^2 (W2)和45 t/hm^2 (W3),共四个处理,每个处理3次重复。小麦、玉米收获后,采集0—20 cm土层样品,测定常规土壤理化性质、重金属含量以及微生物量碳氮(SMBC、SMBN)。采用内梅罗指数法计算土壤pH、有机质、全氮、有效磷和速效钾分肥力系数IFIi,以及土壤综合肥力指数(integrated fertility index,IFI)。【结果】1)施用污泥堆肥处理IFI在试验的第三年(2015年)玉米季达到最大值,与CK相比,W1、W2和W3处理IFI分别显著提升了57.3%、95.2%和127.5%(P <0.05),说明连续施用污泥堆肥可以有效提高土壤肥力水平,其中W3处理效果最明显。2) SMBC和SMBN含量随污泥堆肥施用时间增加而增加。相同作物同一污泥堆肥施用量处理,第三年(2015年)的SMBC和SMBN含量均显著高于第一年(2013年)。W1、W2和W3处理SMBC含量在2015年小麦季达到最大值,较CK分别显著提高了109.9%、176.2%和216.8%(P <0.05);W1、W2和W3处理SMBN含量在2015年玉米季达到最大值,较CK分别显著提高了55.6%、100.5%和162.3%(P <0.05)。3)施污泥堆肥处理的土壤和植物籽粒中重金属含量分别低于国家环境质量二级标准(GB15618—1995)和国家农产品质量安全规定的限量值。根据土壤肥力分级参考标准(NY/T 391—2000),2015年玉米季W2和W3处理的土壤肥力已经达到I级,培肥作用显著,但长期大量施用导致的土壤重金属累积风险还需长期监测。【结论】施用重金属含量达到国家标准的无害化污泥堆肥,可以在短期内有效提升沙质潮土的土壤肥力质量,改善土壤微生物学特性。本试验条件下,连续施用45 t/hm^2污泥堆肥效果最显著,沙质潮土的土壤肥力质量在第三年就达到I级,此时土壤和作物籽粒中重金属含量均低于国家相关标准限值。长期大量施用是否会带来重金属累积还需继续监测。

连续施用无害化污泥对沙质潮土土壤肥力和微生物学性质的影响

以小麦-玉米轮作体系下的沙质潮土为研究对象,选用经无害化处理后的城市污泥产物,通过2013~2015年田间定位试验,研究了不同城市污泥施用量对土壤肥力的影响,以期为城市污泥资源化利用提供理论基础和技术依据。设置单施化肥(CK)、CK+污泥15 t·hm^(-2)(CS1)、CK+污泥30 t·hm^(-2)(CS2)和CK+污泥45 t·hm^(-2)(CS3)共4个处理。主要研究结果如下:(1)连续定位试验结果表明,同一施用量污泥处理的土壤p H值随施用时间的增加呈下降趋势;土壤有机质(SOM)和养分含量如全氮(TN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)随施用时间的增长呈上升趋势;(2)与CK比较,在2015年玉米季施用污泥各处理的土壤p H值显著降低了0.34~0.83个单位(P<0.05),且与污泥施用量呈反比,以高施量污泥45 t·hm^(-2)下降最多;土壤SOM、TN、AP和AK分别显著提高了52.1%~166.9%、77.3%~177.8%、215.7%~486.3%和167.2%~379.0%(P<0.05),且与污泥施用量呈正比,以高施量污泥45 t·hm^(-2)效果最显著;(3)试验所用污泥施用量范围内不会造成土壤和植物籽粒重金属污染,能够保持土壤环境健康;(4)与CK比较,施用污泥各处理土壤微生物量碳(MBC)、氮(MBN)含量均显著提高(P<0.05),且与污泥施用量呈正比,并且季节不同也显著影响土壤MBC、MBN含量(P<0.05);施用污泥能够显著提高土壤MBC/MBN(P<0.05),说明施用污泥能够改变土壤微生物群落组成;(5)施用污泥,尤其是高施量污泥45 t·hm^(-2),在保证土壤和植物籽粒质量安全下,其土壤培肥效果最优。

连续施用无害化污泥堆肥对沙质潮土活性有机氮组分的影响

以河南省沙质潮土为研究对象,通过2012—2016年田间连续定位试验,在小麦-玉米轮作制度下,研究单施化肥(CK)、添加污泥堆肥(CS)15 t·hm^(-2)(CS_1)、30 t·hm^(-2)(CS_2)和45t·hm^(-2)(CS_3)对土壤活性氮各组分及其分配比例的影响.结果表明:连续施用污泥堆肥能够显著提高土壤含水率,降低土壤p H,提高土壤有机碳、全氮和速效养分含量,其中全氮(TN)含量显著增加了93.1%~284.3%;施用污泥堆肥45 t·hm^(-2)显著提高了土壤轻组有机氮(LFON)、颗粒有机氮(PON)和微生物生物量氮(MBN).污泥堆肥促进了颗粒态有机氮(PON/TN)和微生物生物量氮(MBN/TN)分配,在CS_2处理下分别显著提高了12.3%和539.9%,而降低了土壤轻组有机氮(LFON/TN)和溶解性有机氮(DON/TN)分配,分别降低了17.3%~40.1%和38.5%~71.3%.总体上,活性氮组分对TN的贡献为:PON>LFON>DON>MBN.主成分分析表明,CS_2和CS_3处理下活性氮含量及其分配比例载荷值较高;冗余分析表明,土壤理化指标(p H除外)和生物学指标与活性氮含量及其分配比例呈正相关.污泥堆肥可提供大量稳定性有机物质,影响土壤物理、化学和生物学特性,促进土壤氮素向活性氮的形式转化,当污泥堆肥施用量达30、45 t·hm^(-2)时培肥效果显著,可用作沙质潮土的改良材料.

施用无害化污泥影响土壤碳库组分和碳库管理指数的演变

以小麦-玉米轮作体系下的沙质潮土为研究对象,选用经无害化处理后符合国家标准且在推荐量范围内的商业化污泥产品,通过2013~2015年田间定位试验,研究无害化污泥施用对沙质潮土土壤碳库组分和碳库管理指数的影响,为无害化污泥资源化利用提供理论和技术依据.结果表明,与不施无害化污泥处理(CK)相比,土壤总有机碳(TOC)、微生物量碳(SMBC)、易氧化有机碳(LOC)和可溶性有机碳(DOC)施用污泥各处理分别显著增加到了8.40~14.74 g·kg-1、164.45~257.45 mg·kg-1、3.58~4.88 g·kg-1和81.16~101.58 mg·kg-1(P<0.05),其中各活性有机碳组分SMBC、LOC和DOC分别显著提高了84.00%~188.07%,26.26%~58.03%和109.58%~185.39%(P<0.05),其中45 t·hm^(-2)污泥(W3)处理提升效果最明显;施污泥各处理土壤微生物量熵(SMBC/TOC)和易氧化有机碳有效率(LOC/TOC)均有升高趋势,提高范围分别为8.02%~2.77%和13.75%~46.48%,土壤可溶性有机碳有效率(DOC/TOC)施污泥各处理分别显著降低了17.06%~40.94%(P<0.05),并且随污泥施用量的增大,SMBC/TOC、LOC/TOC和DOC/TOC呈下降趋势,说明施用45 t·hm^(-2)污泥增大了土壤中稳定态碳含量,导致其比值降低;施污泥各处理土壤碳库活度(L)和碳库指数(LI)随污泥施用量增大而降低,说明施用45 t·hm^(-2)污泥其土壤稳定态碳含量高,有利于沙质潮土土壤有机碳的积累;施污泥各处理土壤碳库管理指数(CMPI)显著提高了153.45%~195.40%,其中W3处理提升效果最为明显;通过相关性分析及冗余分析得出,用CMPI来表征土壤肥力的变化比用TOC更灵敏、直接,能更好地反映出土壤养分及碳库的动态变化.综上,施用15~45 t·hm^(-2)污泥可以显著提高沙质潮土土壤活性碳库各组分含量和碳库管理指数,尤以施用45 t·hm^(-2)(W3)污泥效果最为显著.