有机无机肥配施对玉米土壤碳氮转化的影响.pdf

有机无机肥配施对玉米土壤碳氮转化的影响姜丹丹(黑龙江北大荒农业股份有限公司 七星分公司,黑龙江 富锦 )摘要:本文采用大田试验与室内土壤培养相结合的方法,研究了有机无机肥配施对玉米作物根区土壤碳、氮矿化作用等影响.研究结果表明,有机无机肥配施对土壤微生物生物量碳(MB C)、土壤微生物生物量氮(MB N)、无机氮呈现出不同的变化趋势,不同有机肥与无机肥配施对玉米不同生育时期的根区土壤MB C含量呈现不同程度的影响,土壤MB C的整体变化呈现出先升高后降低的趋势,且在作物整个生长期内,猪厩肥无机肥、牛厩肥无机肥的处理土壤MB C含量高于单施无机肥的处理.从玉米整个生育期来看,土壤MB N的整体变化呈现出升高的趋势.苗期时有机无机肥配施处理的土壤MB N与单施无机肥处理的土壤MB N含量差异不显著,成熟期时有机无机肥配施处理的土壤MB N与单施无机肥处理的土壤MB N差异显著,且鸡厩肥无机肥、猪厩肥无机肥的处理对土壤MB N有积极的影响且土壤MB N的含量高于单施无机肥的处理.而且不同有机肥的施入对土壤无机氮含量的变化也有显著的影响.各个处理土壤无机氮含量均呈现出逐渐降低的趋势.而猪厩肥无机肥、牛厩肥无机肥处理的土壤无机氮含量比单施无机肥处理的土壤无机氮含量有所升高,但各个处理的土壤硝态氮含量变化不明显.关键词:有机无机肥;玉米;碳氮转化试验材料与方法 试验地基本情况试验在黑龙江省哈尔滨市光明村进行,试验地所在区域属大陆性季风气侯,冬季寒冷干燥,夏季多偏南风,湿热多雨,气候湿润,年均降雨量 mm左右,降雨集中在月,年平均气温,最高气温 ,最低温度 ,年日照 h,积温 ,无霜期为 d左右.供试土壤为黑土,基础肥力如下,有机质 m g/k g、全氮 m g/k g、碱解氮 m g/k g、全磷 m g/k g、速效磷 m g/k g、缓效钾 m g/k g、速效钾 m g/k g,p H值.试验材料供试玉米品种:龙单.供试肥料:无机肥(化肥)为尿素(含N )、重过磷酸钙(含PO)、硫酸钾(含KO );有机肥为鸡厩肥(含N )、猪厩肥(含N )、牛厩肥(含N ).试验设计试验采用有机肥与无机肥 配施的方式,共设个处理,处理:C K,当地农民习惯无机肥施用方式;处理:无机氮肥(猪厩肥)当地测土配方推荐施肥量;处理:无机氮肥(鸡厩肥)当地测土配方推荐施肥量;处理:无机氮肥(牛厩肥)当地测土配方推荐施肥量.每个处理氮、磷、钾施入量均为N k g/h m、PO k g/h m、KO k g/h m.有机肥量(以碱解氮量计算)为推荐氮素施用量的,采用秋后整地,旋耕机耕层混匀,P、K无机肥采用当地测土配方施肥推荐量基肥施入,无机氮肥用量为推荐量的,采用基肥、追肥 方式施入.试验测定方法 土壤基础肥力测定方法土壤有机质采用重铬酸钾容量法外加热法测定;土壤全氮采用凯氏蒸馏法测定;土壤碱解氮采用碱解扩散法测定;土壤全磷采用HC l O HS O消煮钼锑抗比色法测定;土壤速效磷采用 M N a HC O(p H值)浸提钼锑抗比色法测定;土壤速效钾采用 m o l/L醋酸铵浸提火焰光度计法测定;土壤缓效钾采用 m o l/L热硝酸浸提火焰光度计法测定;土壤酸碱度采用水土比 的酸度计法测定.具体方法参考 土壤农化分析.土壤碳、氮矿化作用的测定方法收稿日期:现代化农业 年第期(总第 期)二氧化碳的测定:采用碱吸用反滴定法,将广口瓶内吸收C O的N a OH小瓶用摄子取出,蒸馏水多次冲洗到 m L的三角瓶中,酚酞滴,加入饱和的B a C l溶液沉淀C O后,用 m o l/L的HC l滴定,记录HC l体积.分别在第、d时,测定C O的释放量.土壤微生物生物量碳(MB C)和土壤微生物生物量氮(MB N)的测定:采用氯仿熏蒸硫酸钾浸提法测定.熏蒸:称取 g干土份,分别放入约 m L的三角瓶中,一同放进干燥器中,干燥器底部放置一张用水湿润的滤纸,同时分别放入一个装有 m o l/L N a OH溶液 m L和一个装有无乙醇氯仿约 m L的小烧杯(加少量沸石等防暴物质,如沸石、玻璃珠或碎玻璃),用少量凡士林密封干燥器,用真空泵开启至氯仿沸腾并保持至少 m i n,反复抽气次,将所有干燥器内空气排出后,关闭干燥器的阀门,并查看是否密封,然后放入 的黑暗培养箱内放置 h.打开阀门,如果没有空气流动的声音,表示干燥器漏气,氯仿倒回瓶中可重复使用.擦净干燥器底部,拿去滤纸,用真空泵反复抽气,直到土壤闻不到氯仿味为止.在熏蒸处理的同时设未熏蒸对照土样份.浸提:将熏蒸与未熏蒸的土壤全部转移到 m L的三角瓶中,加入 m o l/L KS O溶液 m L,水土比 ,在振荡机上振荡浸提 m i n(,r/m i n)后过滤.将每一滤液样品吸取 m L,采用重铬酸钾常规法测定土壤微生物生物量碳含量.另吸取 m l浸提液采用凯氏定氮仪测定土壤微生物生物量氮含量.其方法参考 土壤微生物生物量测定方法及其应用.土壤硝态氮、铵态氮的测定方法采用水土比 的 m o l/L K C l溶液浸提,浸提液用B r a nL u e b b eAA 型连续流动分析仪测定.具体方法参考 土壤农化分析.试验结果与分析 有机无机肥配施对土壤MB C和MB N的影响 有机无机肥配施对土壤MB C的影响土壤微生物生物量碳是土壤有机质中的活性部分,它是土壤中比较容易被利用的养分库,也是有机物分解和N转化的驱动力,与土壤中各种养分循环有着密切的联系,土壤微生物生物量碳不仅可以反映出土壤肥力高低的变化以及土壤的自净程度,还可以反映土壤有效养分状况和生物活性.因此研究微生物量碳可以作为土壤总有机质变化的反映指标.在作物整个生育期内,土壤微生物生物量碳的整体变化呈现出先升高后降低的趋势.从取样时间的不同来看,C K、猪厩肥、牛厩肥个处理在月份(玉米大喇叭口期)土壤微生物生物量碳达到整个生育期的最高值,而鸡厩肥处理的土壤微生物生物量碳最高值出现在月份(玉米灌浆期);在月份(玉米苗期)时,猪厩肥处理的土壤微生物生物量碳与C K、鸡厩肥处理的土壤微生物生物量碳差异显著;月份(玉米大喇叭口期)时,猪厩肥的处理与其他个处理差异显著,在月份(玉米大喇叭口期)时,猪厩肥处理的土壤微生物生物量碳含量的值最大,而鸡厩肥处理的土壤微生物生物量碳含量的值最小;在月份(玉米灌浆期)时,猪厩肥与鸡厩肥、牛厩肥这两个处理无显著性差异,但与C K处理差异显著;而在月份(玉米成熟期)时,个处理之间差异不显著.有机无机肥配施对土壤MB N的影响土壤微生物生物量氮是土壤中重要的活性氮库和源,它可以直接调节土壤氮素的供给.其含量的高低决定于该土壤氮素的肥力.在土壤中微生物量氮很快发生矿化作用而把有效态氮释放出来,它是土壤有效态氮重要的源,土壤中矿化氮主要来自于土壤微生物体对氮的释放.不同生育时期土壤微生物生物量氮的变化,从玉米整个生育期来看,土壤微生物生物量氮的整体变化呈现出升高的趋势.在月份(玉米苗期)时,猪厩肥和牛厩肥这两个处理差异显著;在月份(玉米大喇叭口期)时,猪厩肥与其他个处理达到显著性的差异,且猪厩肥处理的土壤微生物生物量氮含量的值最大,而牛厩肥处理的土壤微生物生物量氮含量值最小;在月份(玉米灌浆期)时,猪厩肥与C K处理达到显著性差异,并且猪厩肥与牛厩肥处理的土壤微生物生物量氮含量在此时期达到整个生育期的最大值;在月份(玉米成熟期)时,猪厩肥与C K、牛厩肥两个处理差异显著,而与鸡厩肥差异不显著.有机无机肥配施对土壤铵态氮和硝态氮的影响 有机无机肥配施对土壤铵态氮的影响现代化农业 年第期(总第 期)被作物吸收和利用的氮形态就是铵态氮和硝态氮.不同生育时期土壤铵态氮的变化,从玉米整个生育期来看,土壤铵态氮的整体变化呈现出逐渐降低的趋势,后期又有提高的趋势.在月份(玉米苗期)时,个处理的土壤铵态氮含量差异不显著;在月份(玉米大喇叭口期)时,C K、鸡厩肥、猪厩肥个处理达到显著性的差异,且C K处理土壤铵态氮含量最低,鸡厩肥处理土壤铵态氮含量最高;在月份(玉米灌浆期)时,猪厩肥与牛厩肥处理差异显著,并且猪厩肥处理土壤铵态氮含量最高,牛厩肥处理土壤铵态氮含量最低;在月份(玉米成熟期)时,猪厩肥与C K、鸡厩肥、牛厩肥处理均达到显著性的差异.有机无机肥配施对土壤硝态氮的影响从不同生育期土壤硝态氮含量的变化结果可知,各处理土壤硝态氮含量的变化趋势基本相同,即随着生育期的进程,土壤硝态氮在作物生长前期和中期先降低,到后期又有所升高.在月份(玉米苗期)时,个处理均未达到显著性差异;在月份(玉米大喇叭口期)时,C K与鸡厩肥、猪厩肥牛厩肥个处理达到显著性的差异,且猪厩肥处理土壤硝态氮含量最高,C K处理土壤硝态氮含量最低;在月份(玉米灌浆期)时,猪厩肥与鸡厩肥处理差异显著,并且猪厩肥处理土壤硝态氮含量最高,鸡厩肥处理土壤硝态氮含量最低;在月份(玉米成熟期)时,猪厩肥处理与其他个处理均达到显著性的差异.结论与讨论本试验研究表明,土壤微生物生物量碳、氮受作物生长发育不同时期以及施肥处理二者的显著影响.该试验测得土壤微生物生物量碳、氮含量的变化范围与贾伟等测到的结果相近,但是却远小于沈宏等所研究的盆栽试验的结果.原因可能是盆栽试验用的土壤体积一定,土壤受作物根际的影响更加明显.在玉米生育的不同时期,土壤微生物生物量碳、氮的动态变化趋势与沈宏等的研究结果一致,即在玉米生长期的前期和中期,土壤微生物生物量碳、氮含量先升高并达到最大值,后期开始降低,最后趋于平稳.各个施肥处理均不同程度的提高了土壤微生物生物量碳、氮的含量,且有机肥的处理明显高于无机肥处理,这与GOYA L和S I ME K等的试验结果一致,原因可能是施肥直接增加作物根系的生物量以及根系的分泌物,为微生物生长提供动力,同时有机肥的施用不仅增加了土壤中的养分,而且也给微生物提供了充足的碳源,使土壤微生物碳、氮量明显高于单施无化肥的处理.本试验中土壤无机氮的含量受土壤微生物活性的影响,可能是因为有机肥的施入,为土壤中的微生物提供了充足的碳源,微生物活性增强.土壤中的微生物对无机氮的作用主要是固持,微生物活性强从而使土壤中的无机氮的含量减少,这与孟琳等的研究结果一致.本试验研究中有机肥的施用增加了土壤硝态氮含量,使土壤硝态氮积累明显增加,有机肥施用的作用超过无机肥的施用.大量研究表明,平衡施肥在减少土壤硝态氮累积方面具有积极的影响.有机肥与N、P、K肥配施,促进了作物生长和对氮素的利用能力,能有效提高N肥利用率,减少硝态氮的淋失,降低土壤中硝态氮的累积.但在本试验中,即使是在有机肥与无机肥配合施用的情况下,土壤硝态氮的含量和积累量仍然很高,这说明有机肥和无机肥配合施用在减少土壤硝态氮方面的交互作用在本试验条件下并不明显,这可能与本研究年限较短有关,并非长期定位试验.而对于长期定位施肥的试验研究,有机肥的适量施用是值得注意的问题,袁新民等的研究指出,有机肥的过量施用会引起土壤 m以下硝酸盐的积累,对地下水的污染不容忽视.综合以上几个测定指标来看,猪厩肥、鸡厩肥的处理相对于其他处理来说,对土壤碳、氮矿化的影响更为积极,尤其是猪厩肥.参考文献鲍士旦土壤农化分析(第三版)M北京:中国农业出版社,:吴金水,林启美,黄巧云,等土壤微生物生物量测定方法及其应用M北京:气象出版社,:贾伟,周怀平,解文艳,等长期有机无机肥配施对褐土微生物生物量碳、氮及酶活性的影响J植物营养与肥料学报,():孟琳,王强,黄启为,等猪粪堆肥与化肥配施对水稻产量和氮素效率的影响J生态农村环境学报,():,姜丹丹有机无机肥配施对土壤无机氮、土壤D OM及土壤酶活性的影响D哈尔滨:东北农业大学,沈宏,曹志洪,徐本生玉米生长期间土壤微生物量与土壤酶变化及其相关性研究J应用生态学报,():()现代化农业 年第期(总第 期)