施肥模式對(duì)稻麥產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收及土壤生物學(xué)性狀的影響研究.pdf

1、由于化肥使用過(guò)量而造成的土壤肥力下降、農(nóng)田土壤污染及水體污染的現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮。化肥施用導(dǎo)致的環(huán)境問(wèn)題在國(guó)內(nèi)外普遍存在，嚴(yán)重制約了農(nóng)業(yè)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。本研究通過(guò)大田試驗(yàn)，研究了稻麥輪作條件下氮肥、緩釋氮肥和磷肥等三種施肥模式對(duì)稻麥產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收及土壤的酶活性、微生物種群和微生物多樣性等的影響；通過(guò)土壤盆栽試驗(yàn)，研究了磷肥模式對(duì)水稻土壤磷的形態(tài)及植酸酶活性的影響；同時(shí)，通過(guò)野外調(diào)查，測(cè)定了以梁子湖、月湖及周邊為代表的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)土壤和沉積

2、物的植酸酶活性和分布。研究的目的一方面是明確當(dāng)前氮磷化肥的產(chǎn)量效益、肥料利用效率及土壤生物學(xué)效應(yīng)，建立稻麥輪作體系傳統(tǒng)施肥模式的數(shù)據(jù)庫(kù)，另一方面為提出合理減量施肥模式提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　　 (1)在大田小麥.水稻輪作條件下，研究了不同氮肥施用模式(農(nóng)民傳統(tǒng)施肥模式，20%氮肥減施模式，20%氮肥減施加有機(jī)氮肥替代模式)下作物產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收、土壤酶活性和微生物數(shù)量以及微生物多樣性的變化。研究結(jié)果表明，與傳統(tǒng)施肥量相

3、比，減施20%氮肥后，作物產(chǎn)量與氮素養(yǎng)分吸收量及土壤酶活性和土壤中微生物(細(xì)菌，放線菌，真菌)數(shù)量并沒(méi)有出現(xiàn)明顯變化。減少N肥20%條件下，采用50%有機(jī)肥替代施用不影響作物產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收，但分別提高土壤蔗糖酶46%-62%，蛋白酶27%-89%，脲酶33%-46%，和中性磷酸酶活性35%-74%；提高土壤細(xì)菌數(shù)量36%-150%，放線菌數(shù)量11%-153%，真菌數(shù)量43%-56%。另外，有機(jī)肥替代處理微生物的多樣性指數(shù)(Shannon

4、's diversity index(H》為2.18，顯著高于其他各施肥模式。試驗(yàn)結(jié)果表明，該地區(qū)減施20%氮肥、同時(shí)實(shí)行有機(jī)氮肥替代可有效降低生產(chǎn)成本，并改善土壤肥力和生物學(xué)性質(zhì)。
　　 (2)在稻麥輪作大田條件下，研究了不同緩釋氮肥模式(普通尿素模式，Urea；緩釋氮肥模式，SR-Urea；緩釋氮肥與尿素配合模式，SR-Urea/Urea；緩釋氮肥、尿素、有機(jī)氮肥配合模式，SR-Urea/Urea/Org.N)對(duì)稻麥產(chǎn)量、養(yǎng)

5、分吸收及土壤酶活性和土壤微生物等土壤生物學(xué)性質(zhì)的影響。結(jié)果表明，與不施肥的對(duì)照相比，Urea、SR-Urea、SR-Urea/Urea和SR-Urea/Urea/Org.N等四種施肥模式可以提高土壤酶活性和微生物數(shù)量，其中以蔗糖酶(11%-73%，14%-85%，10%-98%，10%-136%)和細(xì)菌(28%-36%，29%-38%，31%-40%，60%-68%)表現(xiàn)最為明顯。與施純氮肥的Urea模式相比，三種緩釋肥模式(SR-Ur

6、ea，SR-Urea/Urea，SR-Urea/Urea/Org.N)均提高土壤酶活性和微生物數(shù)量，其中SR-Urea/Urea/Org.N配合模式的提高幅度最大。在該施肥模式下相比施純氮肥的Urea模式，四種土壤酶活性有了不同程度的提高(5%-38%，4%-15%，2%-5%，8%-76%)，同時(shí)也提高了三種土壤微生物的數(shù)量(9%-27%，3%-14%，13%-28%)。而在本試驗(yàn)中，SR-Urea/Urea/Org.N配合模式的小麥

7、、水稻的吸氮量以及土壤微生物多樣性指標(biāo)以及也分別高于其他模式(13%-26%，10%-16%，15%-103%)。結(jié)果說(shuō)明，施用緩釋肥并配合普通尿素和有機(jī)肥更有利于改善土壤生物學(xué)性質(zhì)，提高土壤肥力。
　　 (3)在大田小麥.水稻輪作條件下，以當(dāng)?shù)剞r(nóng)民傳統(tǒng)施肥量為對(duì)照，設(shè)計(jì)了幾種磷肥減施模式(20%磷肥減量模式，20%磷肥減量并有機(jī)磷肥替代模式)下作物產(chǎn)量、養(yǎng)分吸收、土壤酶活性和微生物數(shù)量以及微生物多樣性的變化。研究結(jié)果表明，與傳

8、統(tǒng)施肥量相比，減施20%磷肥后，作物產(chǎn)量與養(yǎng)分吸收量沒(méi)有下降，土壤酶活性沒(méi)有降低，而土壤中微生物(細(xì)菌，放線菌，真菌)數(shù)量也沒(méi)有明顯減少。在減少20%磷肥施用量的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步采用20%有機(jī)磷肥替代施用沒(méi)有造成作物減產(chǎn)和養(yǎng)分吸收的減少，但能有效地提高土壤中性磷酸酶、蔗糖酶、蛋白酶和脲酶活性(3%-41%，5%-24%，1%-20%，5%-6%)，同時(shí)對(duì)土壤中微生物數(shù)量的增加也有一定程度的促進(jìn)作用。另外，20%有機(jī)磷肥替代處理微生物的多樣

9、性指數(shù)為2.58，顯著高于其他各施肥模式。結(jié)果表明，在磷肥施用過(guò)量的稻麥輪作地區(qū)，減施20%化學(xué)磷肥，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)磷肥替代可有效的降低生產(chǎn)成本，改善土壤肥力和生物學(xué)性質(zhì)。
　　 (4)通過(guò)土壤盆栽試驗(yàn)，研究了不同磷肥模式對(duì)水稻土壤磷形態(tài)及土壤植酸酶活性的影響。結(jié)果表明，相比施用過(guò)磷酸鈣，施用有機(jī)磷與植酸鈣均能提高水稻產(chǎn)量(9%-18%，15%-32%)，同時(shí)，植酸鈣的添加增加水稻土壤植酸酶活性(16%-20%)。在植酸鈣處理

10、的水稻土壤中，磷的存在形態(tài)改變很大，相比于過(guò)磷酸鈣處理，其土壤活性有機(jī)磷含量顯著增加(73%-117%)，穩(wěn)定態(tài)的緩效無(wú)機(jī)磷含量也有所增加(15%-46%)。結(jié)果表明，有機(jī)磷和植酸鈣能提高土壤植酸酶活性，有利于植物對(duì)土壤磷素的吸收利用。
　　 (5)在湖北梁子湖、月湖以及周邊代表性農(nóng)田土壤進(jìn)行分層采樣，研究了土壤植酸酶活性及分布。結(jié)果表明，湖底沉積物的植酸酶活性隨取樣深度的加深而降低，在湖底2m深處的土壤植酸酶活性與湖底表面沉積

11、淤泥相比，分別減少了74%(梁子湖)與66%(月湖)。在梁子湖入水口，較深層的沉積物植酸酶活性比淺層的植酸酶活性增加了73%-108%，反映了入水口水流流速對(duì)植酸酶活性的影響。湖北省農(nóng)科院附近農(nóng)田土壤植酸酶在0.5m處最高271.4 U/g，然后隨取樣深度的加深逐步下降，在2.Om深處達(dá)到最低127.6 U/g。賀勝橋附近農(nóng)田土壤植酸酶活性在0.2m處，土壤植酸酶活性最高，為373.6 U/g，同時(shí)也隨取樣深度的加深而降低，趨勢(shì)明顯。武