农林废物对畜粪堆肥有机质转化和酶活性的影响

通过好氧堆肥技术利用农林废物对畜禽粪便进行堆肥,是实现农林废物资源化利用且减轻其对环境污染的有效途径。采用新鲜牛粪辅以农林废物进行堆肥中试试验,通过表征堆肥过程中堆体理化性质差异、有机质与腐殖质的物质结构演化和酶活性的变化,探究不同农林废物对牛粪堆肥过程的影响。结果显示:在堆肥初期,堆体中易降解的有机质被微生物降解,导致堆体温度上升,且铵态氮、腐殖酸和富里酸含量逐渐下降;随着高温期的持续,微生物开始加速降解堆体中较难降解的大分子有机物,导致纤维素、半纤维素含量减少,木质素含量迅速上升;当温度下降后,硝化细菌活性逐渐增大,大量铵态氮转化成硝态氮,且堆体中有机物含量的减少,降低了脲酶活性;在堆肥后期,难降解的木质素占比较高,有机质利用变慢,多酚氧化酶和过氧化氢酶活性下降。研究结果可为优化堆肥过程、提高堆肥质量提供科学依据。

活性有机质有关指标及其与土壤养分关系研究进展

目前活性有机质缺乏统一的定义,研究角度和方法也有所不同,产生了许多的称谓。如易氧化有机质(LOM);生物量有机质(MBOM);轻组有机质(LFOM);溶解有机质(DOM);颗粒有机质(POM)等,使研究者产生了理解上的困难。从这些称谓的来源、定义及其与土壤养分的关系上进行系统的阐述,为澄清有关概念,揭示有关指标间的相互关系,更好的理解活性有机质相关知识有一定的指导作用。

土壤活性有机质及其与土壤质量的关系

活性有机质是土壤的重要组成部分 ,主要包括溶解性有机碳、微生物生物量、轻组有机质。它在土壤中具有重要作用 :(1)可以表征土壤物质循环特征、评价土壤质量 ,可以作为土壤潜在生产力以及由土壤管理措施引起土壤有机质变化的早期指标 ;(2 )在养分周转中起重要作用 ,是植物的养分库 ,可以提供植物所需要的养分如氮、磷、硫等 ;(3)能稳定土壤结构 ,对维持团粒结构稳定性有重要作用。从土壤养分、土壤物理、化学性质方面讨论了活性有机质与土壤质量的关系。土壤中的溶解性有机碳、微生物生物量碳氮含量与土壤有机碳、全氮和碱解氮等物质的含量呈正相关。活性有机质受土壤质地、含水量、温度等因素影响 ,与土壤酸碱度、阳离子交换量等也有关。土壤微生物生物量碳和微生物量 C/有机碳比与土壤粘粒、粉粒含量呈正相关。

平菇栽培废料等有机肥对土壤活性有机质和土壤酶活性的影响

通过大田试验研究了不施有机肥（CK）、施用平菇栽培废料（T1）、施用干腐熟牛粪（T2）和烘干鸡粪（T3）在种植黄瓜01-50 d内土壤中活性有机质和4种土壤酶活性的变化。结果表明：施入不同有机肥对土壤总有机质含量的影响为烘干鸡粪〉平菇栽培废料〉干腐熟牛粪〉对照;对活性有机质含量的影响为平菇栽培废料〉烘干鸡粪〉干腐熟牛粪〉对照;施用平菇栽培废料的土壤中脲酶、转化酶和脱氢酶活性最高,施用干腐熟牛粪的土壤中过氧化氢酶活性最高。相关性分析显示,脲酶、转化酶和脱氢酶活性与土壤活性有机质显著相关。用平菇栽培废料做有机肥能有效提高土壤活性有机质含量和土壤酶活性。

长期施肥对我国典型土壤活性有机质及碳库管理指数的影响

对我国重点农区的6种典型土壤—红壤、灰漠土、垆土、潮土、褐土、黑土长期耕作施肥后的活性有机质及碳库管理指数（CMI）进行了研究，探讨施肥对不同土壤活性有机质和CMI的影响。土壤活性有机质用KMnO4氧化法测定，采用3种浓度KMnO4（33、167、333mmol／L）将土壤活性有机质分为高活性有机质、中活性有机质和活性有机质3部分。结果表明，只耕作不施肥（CK）10年后土壤活性有机质含量降低，CMI下降11．1～63．6，其中垆土、褐土下降幅度最大、黑土最小。施用化肥也使土壤活性有机质下降，其中单施氮（N）的潮土活性有机质下降最大，达31．3％；化肥配合施用（NPK）的红壤活性有机质下降最大，其余土壤相对较小。施肥使土壤活性有机质和总有机质含量增加，高于初始土壤和CK。施用有机肥或有机肥配施化肥，土壤活性有机质含量和CMI均显著增加，CMI以红壤上升最大，达91．4，潮土最小，仅为4．6。土壤活性有机质的数量及CMI变幅大于土壤总有机质的变化幅度，以CMI变化为大，说明CMI是评价施肥耕作对土壤质量影响的最好指标。土壤活性有机质分组结果表明，红壤活性有机质组成以高活性有机质为主；垆土、灰漠土活性有机质以高活性和中活性两部分为主；潮土以中活性有机质为主。施肥对红壤、灰漠土活性有机质组分影响明显，对垆土、潮土影响相对较小。

玉米秸秆腐解对石灰性褐土酶活性和有机质质量分数动态变化的影响

通过室内培养,研究玉米秸秆腐解量与腐解时间的关系,以及不同秸秆添加量对石灰性褐土酶活性和有机质质量分数动态变化的影响。结果表明,玉米秸秆的腐解量随培养时间延长而增加,在培养的第45天,腐解量可达45%左右,而45天后腐解速度明显下降。在腐解的前60d,常规秸秆添加处理的腐解速率小于加倍量秸秆添加量处理,而在培养后期处理间腐解速率无差异,且腐解速率均随腐解时间延长而减小。土壤过氧化氢酶活性随培养时间的延长呈先增加后降低再增加的趋势,但不同秸秆量处理土壤过氧化氢酶活性差异不显著;碱性磷酸酶活性随秸秆添加量增加而增大,且均随培养时间延长而提高。土壤有机质和活性有机质质量分数均随培养时间延长而增加,且随秸秆添加量的增加而显著增加。

不同耕作制度对紫色水稻土活性有机质及碳库管理指数的影响

以长期定位试验点的紫色水稻土为研究对象，研究了耕作制度对紫色水稻土活性有机质和碳库管理指数的影响。结果表明：稻田长期垄作免耕0～10cm土层有机质含量比常规平作高，10～60cm土层有机质含量则比常规平作低；表明稻田长期垄作免耕土壤有机质具有表层富集现象；水旱轮作各土层有机质含量均比常规平作低。垄作免耕各土层活性有机质含量普遍增加，水旱轮作表层（0～10cm）活性有机质含量减少，其余土层变化不大。对活性有机质组分含量的研究表明：与常规平作相比，垄作免耕增加了土壤表层活性有机质各个组分的含量，在其余土层增加了低活性有机质含量，而减少了高活性有机质含量；水旱轮作增加了各土层低活性有机质含量而减少了中活性和高活性有机质含量。垄作免耕所有土层的碳库管理指数都在100以上，水旱轮作除表层（0～10cm）小于100以外，其余土层都在100以上。由此可见，农业管理措施对土壤有机质、活性有机质及碳库管理指数有较大影响。

不同有机肥料对土壤生物活性有机质组分的动态影响

研究了红砂土中加入稻草秸秆和猪粪后土壤中微生物生物量碳、水溶性有机碳、溶解性酚等活性有机质组分的动态变化。有机肥处理一周后 ,微生物生物量碳、水溶性有机碳、溶解性酚等都达到最高值。随着培养时间的推移 ,不同处理的土壤中微生物生物量碳和水溶性有机碳含量都逐渐下降 ,而溶解性酚含量在整个培养过程中基本保持不变。相关分析表明 ,土壤中微生物生物量碳与水溶性有机碳和溶解性酚的含量都呈极显著正相关 ,而水溶性有机碳和溶解性酚的含量不相关。

不同生物有机肥用量对土壤活性有机质和酶活性的影响

通过盆栽试验研究了不同有机质含量的土壤中,不同用量生物有机肥对棉花苗期土壤活性有机质和5种酶活性的影响。结果表明,不同土壤随着生物有机肥施用量的增加,其活性有机质及碳库管理指数(CMI)均显著增加。其中高有机质含量土壤施用生物有机肥20 g/kg效果显著,中等有机质含量土壤和低有机质含量土壤施用生物有机肥30、40 g/kg效果显著。5种土壤酶活性施肥处理均高于对照(CK),并且土壤酶活性与施用量成正比。脲酶、蔗糖酶、多酚氧化酶在施用生物有机肥10、20 g/kg与其它处理相比变化显著,过氧化氢酶、蛋白酶变化不显著。相关分析表明,有机质与活性有机质和CMI在棉花出苗0 d相关系数分别为0.831**、0.542*;在出苗后60 d相关系数分别为0.928**、0.635**,其中有机质与活性有机质相关性最高。而CMI与有机质和活性有机质在棉花出苗0 d相关系数分别为0.542*、0.896**,在出苗后60 d分别为0.635**、0.842**,说明活性有机质相对于有机质与CMI关系更为密切。蔗糖酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶与土壤有机质和活性有机质在棉花出苗0 d和出苗后60 d存在显著相关,表明活性有机质与土壤酶活性能够较好的反映肥力水平。

不同灌溉方式对有机肥碳矿化及土壤活性有机质含量影响

用测定有机碳矿化速率及土壤活性有机质含量变化的方法,探讨有机质含量与活性有机质含量的相关性,研究不同灌溉方法对保护地土壤有机质积累-矿化的影响。结果表明:在有机肥施入保护地土壤的90d内,有机碳矿化率沟灌为42.94%～47.19%,滴灌为48.51%～53.54%,渗灌为42.04%～45.77%,其大小顺序为滴灌>沟灌>渗灌;而同一灌溉处理有机肥有机碳矿化率为:2g·kg-1土>4g·kg-1土>6g·kg-1土>8g·kg-1土。活性有机质含量变化也因灌溉方式及有机肥用量而异,滴灌与渗灌处理的活性有机质含量变化趋势相似,沟灌则与滴灌、渗灌有较大差异;就有机肥用量而言,某一时间的活性有机质含量为:8g·kg-1土>6g·kg-1土>4g·kg-1土>2g·kg-1土。灌溉方式与有机肥用量对活性有机质含量的影响差异极显著,且灌溉方法与有机肥用量之间存在交互作用。

长期不同施肥下红壤活性有机质与碳库管理指数变化

对长期不同施肥5 a和10 a后红壤活性有机质进行了测定,结果表明,耕作10 a不施肥或仅施化肥(CK、N、NP、NK、PK、NPK)的土壤活性有机质(LOM)及碳库管理指数(CMI)都明显下降,最大下降(CK)分别为40.5%和48.1;而有机肥或有机肥化肥配合施用(M、MNPK、1.5MNPK),LOM和CMI则显著升高,最大升高(1.5MNPK)分别为183%和195;秸秆还田(SNPK)处理LOM和CMI先下降后增加,5 a分别下降25.2%和31,10 a又分别上升17.9%和13。说明化肥主要提高非活性有机质,有机肥则显著改善土壤有机质质量,秸秆还田对提高红壤有机质质量比有机肥慢。用33 mmol L-1、167 mmol L-13、33 mmol L-1KMnO4测定的三种活性有机质(本文分别称其为高活性有机质HLOM、中活性有机质MLOM和活性有机质LOM)的含量依次增加,分别占总有机质的5.6%、9.6%和14.5%。三种活性有机质之间呈显著或极显著相关,HLOM与MLOM相关系数为0.478*,HLOM与LOM为0.592**,MLOM与LOM为0.716**。作物产量只与MLOM和LOM极显著相关,相关系数分别为0.821**和0.602**,而和总有机质没有显著的相关性。同时,LOM及CMI与土壤阳离子交换量、交换性钾、交换性钙、盐基总量、微量元素等呈显著或极显著正相关,但总有机质与上述土壤化学指标相关性差。这些结果暗示LOM和CMI比总有机质更能客观反映土壤肥力和土壤质量的变化情况,应该成为描述土壤质量和评价土壤管理的良好指标。

翻压绿肥对植烟土壤活性有机质和土壤酶的影响

在化肥减量情况下研究了绿肥翻压量对土壤活性有机质和土壤酶活性的影响。结果表明,当化肥用量降到当地常规施肥量的85%时,翻压绿肥可以明显提高土壤活性有机质含量,但土壤活性有机质的提高量和绿肥翻压量之间没有明显的线性关系。当化肥用量降到常规用量的70%时,翻压绿肥对土壤活性有机质基本没有影响。化肥用量为常规用量85%时,翻压绿肥可以较大幅度提高烟叶旺长期土壤脲酶活性;适当的化肥用量(85%～100%化肥之间)和绿肥翻压量低于22 500kg/hm2时,翻压绿肥可以提高土壤磷酸酶活性。

长期施肥下黑土活性有机质和碳库管理指数研究

基于东北黑土长期定位试验,研究不同施肥措施对黑土活性有机质及其碳库管理指数的影响。结果表明：在不同施肥措施的影响下土壤有机质得到了不同程度的提高。撂荒处理（CK0）土壤有机质较初始值提高了35.62%;单施化肥处理有机质提高最小,为10%~15%;其次为秸秆还田处理提高了20%;有机肥和化肥配施处理土壤有机质提高效果最显著,为66.38%~92.13%。黑土活性有机质分布规律为高活性有机质、中活性有机质、低活性有机质分别占有机质含量的3.80%~10.28%、1.59%~12.32%、8.71%~27.45%。以撂荒处理为参考土壤,有机肥和化肥配施处理高活性有机质、中活性有机质碳库管理指数高于参考土壤;氮磷钾肥配施处理（NPK）高活性有机质及其高活性有机质碳库管理指数与参考土壤较为接近;单施氮肥处理（N）、施用氮肥和磷肥处理（NP）、施用氮肥和钾肥处理（NK）、施用磷肥和钾肥处理（PK）高活性有机质、中活性有机质及总活性有机质碳库管理指数均低于参考土壤。采用有机肥无机肥配施对提高黑土活性有机质含量,提高土壤碳库管理指数具有比较好的效果。

长期不同施肥制度对红壤性水稻土活性有机质及碳库管理指数的影响

【研究目的】以长期定位试验点的红壤性水稻土为研究对象,探讨长期不同施肥制度对红壤性水稻土活性有机质和碳库管理指数的影响。【方法】采用3种浓度的KMnO4(33、167、333mmol/L)氧化法测定土壤高活性有机质、中活性有机质和活性有机质3部分含量。【结果】研究表明:红壤性水稻土中的活性有机质以中活性有机质为主。连续种植25a水稻后,CK处理的土壤活性有机质含量降低,CMI(碳库管理指数)下降。各施肥处理的土壤有机质、活性有机质组分含量和碳库管理指数均有所增加,CMI以NPK+RS处理上升最大,NK处理最小。土壤活性有机质含量和CMI的增幅大于土壤总有机质的增幅,水稻产量与CMI的相关性达到极显著水平。【结论】长期化肥与有机肥、稻草配合施用能明显增加红壤水稻土活性有机质组分和水稻产量。CMI可以作为评价土壤质量的指标。

不同有机无机肥配合施用对土壤活性有机质含量及pH值的影响

通过连续3年在大田进行的不同有机无机肥配合施用试验,研究不同有机无机肥配合比例对土壤活性有机质含量及土壤酸化状况的影响,并探讨了土壤活性有机质及总有机质与作物产量及土壤性质之间的相关性。结果表明:①适量无机肥施用增加了土壤活性有机质含量,提高了土壤碳库管理指数;有机无机肥配合施用对提高土壤活性有机碳含量的作用大于单独施用无机肥,在75%有机肥的处理中活性有机质含量和碳库管理指数最大,分别为无机肥处理的1.37和1.39倍,不施肥对照的1.68和1.84倍。②不同施肥处理土壤pH值、阳离子代换量及交换性盐基离子含量随无机肥比例的上升而显著下降,交换性A l3+含量随无机肥比例的上升而增加,交换性H+含量变化趋势则不明显;配合施用有机肥处理的pH均高于不施肥对照,各处理pH值随着无机肥施用比例的提高显著下降,降幅与无机肥比例呈极显著线性相关,R2=0.998(P<0.01)。③水稻产量仅与中活性有机质、活性有机质、碳库管理指数显著相关,相关系数分别为0.902、0.811、0.820,而与水稻土总有机质含量无显著相关;总有机质含量与各盐基离子含量、阳离子代换量、pH值都显著相关,而活性有机质含量和碳库管理指数仅与交换性K+、Na+含量及pH值相关。

打孔对草坪枯草层及坪床土壤微生物活性和有机质含量的影响

为探讨不同打孔密度对草坪枯草层及土壤微生物活性和有机质含量的影响,以匍匐翦股颖(Agrostis stolo-nifera L.)草坪为研究对象,通过不同打孔密度处理,分析测定了土壤及枯草层含水量、有机质含量以及微生物活性。结果表明:在120孔.m-2处理2周时,枯草层中微生物活性增强,与60孔.m-2及对照差异显著(P<0.05),处理4周之后,微生物活性降低,与对照差异不显著;60孔.m-2处理在各时期均与对照差异不显著。说明不同打孔密度对枯草层微生物活动具有一定影响,但影响是短暂性的,并不能持续改变;而打孔对土壤微生物活性的影响并不明显。枯草层和土壤的含水量比有机质含量对微生物活动的影响更大;枯草层含水量与微生物活动关系更为密切(R2=0.9366),土壤含水量与微生物活动较枯草层含水量影响弱(R2=0.299)。因此,在草坪管理过程中,以120孔.m-2定期打孔,可促进土壤微生物活动及土壤有机质积累。

有机物料施用对旱地红壤作物产量和有机质活性组分的影响

为了探讨不同有机物料施用对作物产量和土壤有机质活性组分的影响,以达到农田增产和土壤培肥的目的,本研究依托2015年在江西省红壤研究所布置的田间施肥试验,设置不施肥(CK)、常量化肥(CF)、减量化肥(RF)、减量化肥配施秸秆(RFR)、减量化肥配施生物黑炭(RFB)、减量化肥配施猪粪(RFP)、减量化肥配施蚓粪(RFV)7种不同施肥处理,研究减量化肥40%条件下配施不同有机物料对作物产量及耕层土壤有机质活性组分的影响。结果表明:在红薯-油菜轮作制度下,减肥配施有机物料处理的作物产量较常量化肥处理都有不同程度的增加,其中RFP、RFV处理油菜籽产量显著高于CF处理(P<0.05);减肥配施有机物料处理的土壤微生物生物量有机质(MBOM)、水溶性有机质(DOM)、颗粒性有机质(POM)、易氧化有机质(LOM)含量均高于CF处理,其中油菜季POM含量较红薯季有明显的提升;相关性分析表明,经过两季的施肥处理,SOM和有机质活性组分与作物产量均呈显著正相关关系(P<0.05),MBOM、POM、LOM与SOM呈极显著正相关性(P<0.01)。可见,不同有机物料替代部分化肥,可以一定程度提高作物产量,更重要的是可以促进土壤有机质活性组分的提高,对于土壤培肥至关重要。

渭北果园土壤有机质及酶活性研究

为了探讨渭北果园土壤生物质量演化趋势,分析制约地区苹果可持续发展的土壤因素,在渭北旱塬果区选择了〈10 a、10~20 a、〉20 a园龄段苹果园各3个,选用农田土壤作为对照,研究0~100 cm范围内土壤有机质、过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶活性的变化趋势。结果表明,随着果树种植年限的增加,果园土壤有机质含量仅在表层0~20 cm有不同程度地累积趋势,且在〉20 a果园累积较为明显;20~40 cm土层处有机质呈现在植果初期递减,20 a后逐渐增加的趋势;果园土壤3种酶活性变化差异主要体现在0~40 cm土层范围,过氧化氢酶活性在0~40 cm呈现递减趋势,且在0~100 cm土层显著高于农田土壤;脲酶活性在0~40 cm有不同程度递增过程,碱性磷酸酶活性在0~40 cm也呈现出相对增高的态势。相关性分析表明土壤有机质与3种酶之间存在着极显著相关。由此得出,渭北地区果树对土壤生物质量的影响主要体现在0~40 cm范围,果园土壤过氧化氢酶活性显著递减和表层土壤脲酶活性增加可能会对苹果树生长产生一定影响。

长期施肥和秸秆覆盖土壤活性有机质及碳库管理指数变化

【目的】研究长期施肥和秸秆覆盖对土壤活性有机质和碳库管理指数的影响,为渭北旱塬区秸秆覆盖模式的完善提供理论依据。【方法】长期定位试验于1981年开始,布设于陕西省合阳县,设空白对照(CK)、氮磷肥配施(NP)、氮磷有机肥配施(NPM)、氮磷肥配施+秸秆覆盖(NP+FG)、氮磷有机肥配施+秸秆覆盖(NPM+FG)5个处理,测定28年后土壤有机质、不同活性组分有机质含量及土壤养分含量、酶活性,研究长期施肥和秸秆覆盖对土壤活性有机质、碳库管理指数的影响及其与土壤酶活性、养分含量的相关关系。【结果】1)NP处理较CK处理显著提高了土壤高活性有机质含量48.7%,对其他活性组分影响不显著;NPM处理土壤总有机质含量提高了120.0%,高、中、低活性有机质含量分别提高了137.4%、136.3%和93.4%。2)以CK为参考土壤,NP处理土壤高活性、中活性和活性碳库管理指数分别提高了54.66、17.93和2.65;NPM处理分别提高了139.28、140.92和83.59。NP+FG处理土壤高、中、低活性碳库管理指数较NP处理分别提高75.01、191.43和122.90;NPM+FG处理较NPM处理分别提高了58.93、121.35和93.43。3)高活性有机质、高活性碳库管理指数与转化酶呈极显著相关,中、低活性碳库管理指数与转化酶呈显著相关。【结论】NPM处理显著提高了土壤高、中、活性碳库管理指数;施肥基础上秸秆覆盖进一步提高了土壤的碳库管理指数,在氮磷肥配施基础上进行秸秆覆盖对碳库管理指数的提升作用大于氮磷有机肥配施基础上秸秆覆盖的作用;活性有机质与总有机质相比,更能反映土壤酶活性的变化,有机质的活性越高,对指示酶活性和土壤质量的变化越敏感。在渭北旱塬区,氮磷肥基础上秸秆覆盖表现出显著提高土壤碳库管理指数和培肥的优势。

绿化配置对城市土壤酶活性和有机质质量分数的影响

选取天津市住宅小区中4种典型的绿化配置模式,测定不同绿化配置下表层土(10～20cm)中的淀粉酶活性、蛋白酶活性和有机质含量,以了解不同绿化配置模式对城市土壤质量的影响。结果表明,4种绿化配置模式对土壤淀粉酶活性、蛋白酶活性和有机质含量的影响顺序相同,均为:乔草模式>灌草模式>乔灌草模式>乔灌模式,表明城市绿化对城市土壤质量有一定的影响,影响作用的大小与绿化配置模式有关。