【摘 要】
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中国作为一个农业大国,每年产出大量的农业废弃物资源,然而综合利用率低,导致了有机资源浪费,环境也受到污染。施用有机物料具有改善农田土壤结构、提升土壤肥力等重要作用。本研究设置连续三年在农田中施用沼液的田间试验,在研究田间条件下灌施沼液对土壤团聚体和土壤肥力影响的基础上,通过培养试验,研究沼液与几种有机物料在不同配合施用以及不同培养时间(30、60、120和300d)条件下对土壤团聚体稳定性(粒径>
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中国作为一个农业大国,每年产出大量的农业废弃物资源,然而综合利用率低,导致了有机资源浪费,环境也受到污染。施用有机物料具有改善农田土壤结构、提升土壤肥力等重要作用。本研究设置连续三年在农田中施用沼液的田间试验,在研究田间条件下灌施沼液对土壤团聚体和土壤肥力影响的基础上,通过培养试验,研究沼液与几种有机物料在不同配合施用以及不同培养时间(30、60、120和300d)条件下对土壤团聚体稳定性(粒径>0.25mm的力稳性团聚体、粒径>0.25mm的水稳性团聚体、干筛平均重量直径、湿筛平均重量直径和土壤团聚体破坏率等指标)和有机碳含量(土壤有机碳、颗粒有机碳和易氧化有机碳等指标)的影响,以寻求对土壤团聚体形成以及土壤固碳最有利的施肥配比。培养试验共设置6种处理(1)不施肥处理(CK);(2)单施沼液(Z1~Z6,沼液用量与添加水之比为1:5、1:4、1:3、1:2、1:1、沼液原液);(3)单施有机肥(O1~O3,施用量占土壤比例为1%、2%、4%);(4)单施生物炭(B,施用量占土壤比例为1%);(5)生物炭与沼液配施(BZ,施用量占土壤比例为1%,生物炭与沼液比例为1:1);(6)生物炭与有机肥配施(BO1~BO3,施用量占土壤比例为1%、2%、4%,生物炭与有机肥比例为1:1)。取得主要结果如下:(1)连续三年在农田中施用沼液后,与对照农田土壤相比粒径>0.25mm的力稳性团聚体和粒径>0.25mm的水稳性团聚体含量分别增加了2.92%和98.23%,干筛平均重量直径和湿筛平均重量直径升高了4.76%和42.11%,土壤团聚体破坏率降低了19.04%。农田土壤土壤有机碳、易氧化有机碳和颗粒有机碳与对照相比分别增加了32.80%、19.45%和26.24%。(2)培养试验表明,土壤中添加不同有机物料培养至300d时,单施沼液、单施有机肥、单施生物炭、生物炭与沼液配施以及生物炭与有机肥配施处理中粒径>0.25mm的水稳性团聚体含量相比于对照分别增加70.94%~136.49%、47.92%~135.18%、31.36%、47.56%和32.63%~114.57%,土壤团聚体破坏率分别降低14.86%~25.09%、10.23%~28.30%、7.61%、12.96%和5.11%~23.07%。故单施有机肥能最有效地降低土壤团聚体破坏率,提高土壤团聚体稳定性。(3)施用各类有机物料使土壤各粒级团聚体中土壤有机碳含量均呈增加趋势,且随着土壤团聚体粒级增大,土壤有机碳含量均呈增加趋势。与对照相比,培养至300d时土壤>2mm团聚体中有机碳含量在Z1~Z6、O1~O3、B、BZ以及B01~B03处理中分别增加6.56%~120.39%、45.97%~122.82%、59.80%、55.02%、72.85%~142.03%。而土壤微团聚体中的有机碳则较稳定,培养过程中其含量变化幅度较小。同等用量时,所有处理中在提高土壤大团聚体(>0.25mm)的固碳能力方面:单施沼液>单施有机肥>生物炭配施有机肥>生物炭配施沼液>单施生物炭。(4)各有机物料处理均能使土壤有机碳、颗粒有机碳和易氧化有机碳含量提高,且其提升效果随其施用量的增加而提高。培养至300d时,与对照相比Z1~Z6、O1~O3、B、BZ以及B01~B03处理中土壤有机碳含量分别增加11.14%~69.54%、24.64%~55.15%、119.43%、169.68%、121.49%~263.79%,颗粒有机碳含量分别增加1.64%~24.59%、34.43%~61.48%、28.69%、75.41%、40.16%~95.08%,易氧化有机碳含量分别增加0.74%~17.65%、4.41%~75.74%、5.15%、45.59%和10.29%~82.35%。同等用量情况下其中生物炭配施有机肥处理对增加土壤有机碳、颗粒有机碳含量效果最为显著,而单施有机肥可使土壤有机碳、颗粒有机碳和易氧化有机碳含量在培养前期(60~120d)有较大提升,而后期则呈下降趋势。总体看来,施用沼液、有机肥、生物炭及其配合施用均能提高土壤团聚体稳定性,增加土壤有机碳,且用量越高,提升效果越显著,在土壤团聚体稳定性方面的作用:单施有机肥>单施沼液>生物炭配施有机肥>生物炭配施沼液>单施生物炭;提高土壤大团聚体(>0.25mm)的固碳能力方面:单施沼液>单施有机肥>生物炭配施有机肥>生物炭配施沼液>单施生物炭;增加土壤有机碳的能力:生物炭配施有机肥>生物炭配施沼液>单施生物炭>单施沼液>单施有机肥,有机肥在培养前期对土壤有机碳的提升效果最为显著,后期则较弱。
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