不同種類有機(jī)物料培肥土壤的效果分析及評價指標(biāo)

李春陽　王海江

摘 要：合理選擇有機(jī)物料種類可以更加有效地進(jìn)行土壤培肥，改善土壤結(jié)構(gòu)，減緩地力衰竭，提高土壤養(yǎng)分含量，并增加耕層土壤有益微生物數(shù)量，進(jìn)而提升相關(guān)酶活性。對培肥后評價指標(biāo)的確定也有利于培肥效果的系統(tǒng)評價。本文重點(diǎn)分析不同種類有機(jī)物料培肥土壤的效果以及相應(yīng)的評價指標(biāo)，為培肥策略的制定與評價工作提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：有機(jī)物料;培肥;土壤;評價指標(biāo)

中圖分類號：S151.9

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 不同種類有機(jī)物料培肥土壤的效果分析

有機(jī)物料培肥土壤可顯著提高其養(yǎng)分含量和酶活性，但不同種類有機(jī)物料表現(xiàn)為不同的培肥效果。生物質(zhì)炭可以提高土壤有效磷和速效鉀含量以及過氧化氫酶活性，但卻能夠抑制土壤氮的有效性;雞糞對土壤堿解氮、有效磷及脲酶活性有顯著提升效果;秸稈能夠提高土壤速效鉀含量和β-葡糖苷酶活性[1]。王維等[2]研究表明，玉米秸稈、樹葉和雞糞配施化肥均有利于根際土壤胡敏酸（HA）分子縮合度的提升，在此過程中，HA分子結(jié)構(gòu)也變得復(fù)雜且更有利于含氮基團(tuán)的形成，其中玉米秸稈的培肥效果最佳。Barzegar等3]研究指出，不同用量農(nóng)家肥、腐熟蔗渣和麥秸的施入會使土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性、滲透率和水分保持率提高、土壤容重下降。Hu等[4]基于覆膜滴灌條件，采用尼龍網(wǎng)袋掩埋法研究了雞糞、羊糞、蘑菇渣、玉米秸稈、飼料草和樹葉等有機(jī)物料對黑鈣土活性有機(jī)碳和穩(wěn)定性有機(jī)碳組分的影響，結(jié)果指出，玉米秸稈更有利于土壤碳的固存，樹葉改良后的黑鈣土HA組分的積累和穩(wěn)定性最佳。Dai等[5]基于同一施氮水平將豬糞、沼渣、生物炭和作物秸稈4種有機(jī)物料分別添加到同一種土壤中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有機(jī)物料通過改變土壤pH值和有機(jī)碳（SOC）含量，間接改變了土壤的細(xì)菌群落。汪月等[6]指出，除牛糞沼渣外，其余4種有機(jī)物料均可顯著提高2種紫色土下玉米幼苗的生物量及氮吸收量，提升幅度有如下規(guī)律：污泥堆肥>豬糞沼渣>農(nóng)村生活垃圾與污泥的堆肥產(chǎn)物>農(nóng)村生活垃圾堆肥，但對氮素吸收的促進(jìn)效果均不及化肥。朱青藤等[7]研究了秸稈還田、施用有機(jī)肥對白土腐殖質(zhì)（HS）組成及HA結(jié)構(gòu)特征的影響，指出有機(jī)物料施入土壤后可轉(zhuǎn)化為新的HS，脂族性增強(qiáng)、羧基量減少、芳香度降低，土壤腐殖化程度降低。

不同有機(jī)物料腐解殘留率會受物料本身性質(zhì)、不同區(qū)域氣候條件以及兩者交互作用的影響。李雙喜等[8]將玉米、山芋、芋艿和大豆4種植株莖稈分別施入蔬菜田，在90d內(nèi)發(fā)現(xiàn)山芋和芋艿的腐解率可達(dá)95%以上，顯著高于玉米和大豆秸桿。代文才等[9]研究了小麥秸稈、水稻秸稈、玉米秸稈、油菜青稈和蠶豆青稈在旱地和水田中的腐解率及養(yǎng)分周轉(zhuǎn)特性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，秸稈在旱地的腐解效果要明顯好于水田，旱地條件下油菜青稈的腐解率最佳，而水田條件下則是水稻秸稈的腐解率最佳。宋蒙亞等[10]指出，在土壤中添加不同配比水稻秸稈、花生秸稈和豬糞3種有機(jī)物料均會對土壤養(yǎng)分和生物化學(xué)性狀有顯著影響，多種物料混合的效果要比單一物料效果更佳。李騰等[11]研究了不同種類有機(jī)物料（豆稈、玉米稈、雞糞和豬糞）還田對土壤微團(tuán)粒結(jié)構(gòu)分形及不同粒級有效養(yǎng)分含量的影響，結(jié)果表明，施用有機(jī)物料的砂質(zhì)潮土無論是不同粒級的養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)還是土壤的速效養(yǎng)分含量均可顯著提高。王夢雅等[12]指出，等碳量添加不同有機(jī)物料會對SOC和呼吸速率產(chǎn)生差異影響，其中單施秸稈可改善土壤有機(jī)碳庫質(zhì)量，對土壤營養(yǎng)補(bǔ)充效果明顯，單施生物炭對土壤養(yǎng)分補(bǔ)充作用較小，但SOC含量增加，有明顯的固碳減排效果，而兩者配施能夠較好地規(guī)避單施秸稈和生物炭的弊端，對土壤有著更好的培肥效果。Gigliotti等[13]采用FTIR技術(shù)對市政污泥培肥7a土壤的HA進(jìn)行分析，結(jié)果指出，HA組分中脂肪族及含氮基團(tuán)數(shù)量較高，但多糖含量卻較低。

魏宇軒等[14]研究了不同種類有機(jī)肥（堆腐肥、雞糞、牛糞和豬糞）與化肥配施對土壤及不同粒級團(tuán)聚體中有機(jī)碳和HS組成的影響，結(jié)果指出，與不施肥和單施化肥相比，有機(jī)肥配施化肥能夠顯著增加SOC、CHA和CHu含量，其中施用堆腐肥的處理更是顯著增加了各粒級團(tuán)聚體中有機(jī)碳、CHA和CHu含量。董志新等[15]采用室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)研究了牛糞、雞糞、豬糞及污泥等有機(jī)物料對土壤養(yǎng)分和酶活性的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有機(jī)物料能顯著提高土壤脲酶、磷酸酶和蛋白酶活性，但對過氧化氫酶和蔗糖酶活性影響不顯著，其中，牛糞對土壤蔗糖酶活性的提升效果最好，而污泥對土壤磷酸酶活性的改善效果最佳。丁闊等[16]研究指出，施用黑炭和羊糞能有效改變果園土壤顆粒組成，改善土壤物理性質(zhì)，提高土壤有機(jī)質(zhì)（SOM）及速效養(yǎng)分含量。陳曉東等[17]研究了秸稈顆粒、玉米秸稈、羊糞及牧草4種有機(jī)物料對原生鹽堿地土壤腐殖質(zhì)結(jié)合形態(tài)及組成的影響，結(jié)果指出，有機(jī)物料能夠增加原生鹽堿地土壤HS含量，提高各結(jié)合形態(tài)HS含量，秸稈顆粒的培肥效果優(yōu)于其它處理。

2 有機(jī)物料培肥土壤的評價指標(biāo)

施用有機(jī)物料可將大量微生物及酶帶入土壤，還能為土壤微生物活動提供均衡的養(yǎng)分和豐富的酶促基質(zhì)。土壤酶活性與速效養(yǎng)分轉(zhuǎn)化密切相關(guān)，因此，可作為客觀評價土壤生物活性及肥力的預(yù)測性指標(biāo)。有機(jī)物料不僅是作物養(yǎng)分的直接供給源，而且還能活化土壤中的潛在養(yǎng)分。此外，HS是SOM中最穩(wěn)定的部分，在陸地生態(tài)系統(tǒng)的功能生物多樣性中發(fā)揮重要作用，有機(jī)物料施用后HS組成及HA分子結(jié)構(gòu)特征會發(fā)生明顯改變，對于相關(guān)指標(biāo)的評價能夠側(cè)面反映有機(jī)物料培肥后HS的更新及質(zhì)量。盧志紅等[18]研究表明，在等量養(yǎng)分輸入的前提下，有機(jī)無機(jī)配施更有利于土壤中CHA和CFA的增加，CHA/CFA比值隨著時間的延伸而逐漸減小。王維等[19]研究表明，施入有機(jī)物料后，土壤HA分子結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，而富里酸（FA）結(jié)構(gòu)變得簡單。李陽等[20]研究表明，配施有機(jī)物料后土壤HS含量會升高，游離態(tài)HA的類型向較低類型轉(zhuǎn)化，腐殖化程度降低，腐殖質(zhì)質(zhì)量可獲得提高。劉小虎等[21]研究表明，施用有機(jī)肥可提高土壤腐殖酸及其各組分碳含量，CHA/CFA升高，土壤HA的羧基與酚羥基之比升高，E4/E6比值下降，此外，氮磷鉀化肥配施更有利于腐殖酸分解，使之結(jié)構(gòu)向簡單化方向發(fā)展。

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（責(zé)任編輯 賈燦）