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土壤有机物对土壤肥力的作用范文1
关键词：黄河风情线；柳树穴；全盐；pH；有机质
土壤有机质是土壤中各种动植物残体、 微生物体及其分解和合成的各种有机化合物[ 1]，是陆地生物圈的重要碳库[2]，提供了作物生长所需的95%以上的氮、硫以及20%～70%的磷。其中， 慢性组分的分解是矿化氮和其他养分的重要来源，并为土壤微生物提供充足的养料[ 3]，其含量是评价土壤肥力的重要标志。土壤有机质的分解、 合成过程可影响土壤营养元素的有效性[4] ，对土壤形成、土壤肥力、 环境保护及农林业可持续发展等具有重要的影响。土壤全盐含量也是评价土地生产性能的重要指标之一，对土壤的盐渍化等有重要的影响，研究土壤的全盐对土壤的保护和改良有重要的意义。土壤pH对植物的生长至关重要。不同植物对土壤pH的最适范围不同，pH过高或过低都不利于植物的生长，且土壤pH对土壤元素转换、微生物区系、营养元素的有效性以及水土保持等方面均产生重要影响，并因此对植物生长产生一定作用[ 5] 。土壤pH决定着土壤矿质元素的溶解度和分解速度，pH 6～7的微酸状态下，养分的有效性最高，对植物的生长最适合[6]。
兰州市坚持建设节约型城市，促进城市可持续发展为宗旨，以“增加城市绿量，营造精品园林，建设优美环境，创建园林城市”为目标，科学规划，强化管理，依法治绿，取得了明显的成效。百里黄河风情线风景优美，被誉为兰州市的“外滩”，但黄河沿岸行道树柳树长势差，寿命不长，使城市绿化高投入低产出，且影响了城市绿化美化的景观效果。研究对黄河风情线沿岸行道树柳树穴的土壤有机质、全盐含量、pH进行了测定和分析，以期为黄河风情线绿化植物类型的合理配置，平衡施肥，提高肥料利用率提供一定理论依据。
1材料和方法
1.1样品采集
2012年10月分别对北滨河路中山桥―龙源、北滨河路安宁桥―省委党校、北滨河路省委党校―银滩桥和南滨河路秀川―兰炼火炬等地的分车带、柳树穴土壤的0～20、20～40、40～60、60～80 cm 4个层次用土钻采样，共25个样点。其中，龙源段3个，省委党校段11个，银滩桥段5个，兰炼火炬段6个，共采取土样100个。
1.2测定方法
对所采集的土壤样品进行风干，分别过0.5 mm和0.25 mm筛[7]，按5∶1的水土比进行振荡，过滤后备用，测定有机质、全盐含量、pH。土壤有机质的测定采用油浴加热重铬酸钾氧化―容量法；土壤全盐含量采用雷磁DDS307电导率仪测定；土壤pH采用HANNA211酸度计测定[8]。
1.3数据的处理
试验获得数据经Excel、SPSS等软件进行数据处理与分析。
2结果与分析
2.1黄河风情线行道树柳树穴土壤有机质含量
土壤有机质是影响植物根系生长发育和养分吸收的重要因子，土壤有机质分解产生的腐殖质酸可促进植物根系生长及其对养分的吸收，有机质中的有机物对植物生长有促进作用[9]。结果表明，黄河风情线沿岸柳树穴土壤有机质含量在不同土层差别较大，分别对0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm土层进行测量，不同土层最大值分别为67.98、28.87、28.82、23.67 gkg，最小值分别为5.83、0.82、1.42、3.19 gkg，平均值分别为24.20、14.07、11.81、4.58 gkg。根据全国第二次土壤普查土壤肥力状况分级标准[10]进行统计，0～20 cm土层高肥力土样占76.0%，中肥力土样占4.0%，低肥力土样占12.0%；20～40 cm的土层高肥力土壤占48%，中肥力土样占20.0%，低和极低肥力土样占32.0%；40～60 cm的土层高肥力土样占32.0%，中肥力土样占24.0%，低和极低肥力土样占44.0%；60～80 cm的土层高肥力土样占35.3%，中肥力土样占23.5%，低和极低肥力土样占35.2%。表明表层土壤肥力较高，深层土壤肥力较低。不同的采样地段绿地土壤有机质含量差异也比较明显，北滨河路中山桥―龙源段有机质平均含量最高，银滩桥―南滨河路秀川桥段有机质平均含量最低（图1），这与土壤的利用方式和土壤类型均有密切的关系[11]。
2.2黄河风情线行道树柳树穴土壤全盐含量分析
土壤中盐类主要为碳酸氢盐和硫酸化物[12]，不同土层深度的全盐含量不尽相同，0～20、20～40、40～60、60～80 cm土层全盐含量最大值分别为2.11、2.62、3.46和3.50 gkg，最小值分别为0.16、0.19、0.22和0.16 gkg，平均值分别为0.65、0.60、0.75和0.92 gkg；根据土壤盐渍化程度[13]测定结果统计，全盐含量小于1.0 gkg即土壤为非盐渍化土壤，
在0～20 cm土样占84.0%，在20～40 cm土样占84.0%，在40～60 cm土样占84.0%。在60～80 cm土样占86.5%；全盐含量在1～3 gkg即土壤是盐渍化土壤，在0～20 cm占土样16.0%，在20～40 cm土样占16.0%，在40～60 cm占土样12.0%，在60～80 cm占土样23.5%；土壤表层有极少部分土壤处于盐渍化，深层土壤盐渍化较严重，说明该地盐分离子的运动趋势以聚积为主，淋洗脱盐很少。不同采样地的盐分含量高低也是有差别的，南滨河路秀川―兰炼火炬的盐分平均含量高于北滨河路中山桥龙源段（图1），这与该地特殊的气候，如降水稀少，蒸发强烈等条件因子有密切的关系[14]。土壤大多数仍属于非盐渍化土壤，部分全盐含量高的土壤可选择种植耐盐植物。
2.3黄河风情线行道树柳树穴土壤pH含量
土壤pH是反映土壤酸碱性的指标，能影响营养元素的可利用性，对土壤肥力性质有较大的影响[15]。随土壤深度的增加，全盐量与pH的正相关性呈增大的趋势[16]。我国土壤的酸碱度分为5级，pH
3讨论与结论
（1）测定结果表明，黄河风情线沿岸行道树柳树穴表层土壤有机质含量较高，土壤肥力高，下层土壤有机质含量较低，北滨河路中山桥―龙源段有机质平均含量远远高于南滨河路秀川段。总体分析，处于中高肥力的土壤占多数，低和极低土壤肥力的土壤较少。由于城市园林植物的枯枝落叶、修剪的枝、叶和草都被运走，土壤中有机质的含量不断减少，因此，必须重视绿地土壤中有机质的补充，可以将城市园林废弃物集中堆沤腐熟后作为有机肥料使用，同时也可使用重金属含量低、经过无害化处理的城市污泥以及其他有机物，这样既可以将城市废弃物资源化利用，也可改良城市绿地土壤理化性质[18]，虽然黄河风情线沿岸土壤的肥力较适合植物生长，但要栽培根系较发达的乔木植物，深层土壤还有待于进一步改良与优化。
（2）黄河风情线沿岸柳树穴土壤的全盐含量较低，北滨河路―龙源段全盐平均值含量最低，土壤绝大多数处于非盐渍化，对植物生长不产生盐害作用，60～80 cm土层土壤全盐含量部分较高，可选择种植耐盐作物，或对部分盐渍化土壤进行改良，常用的改良方法有土壤改良培肥，水利改良（水利工程，洗、压盐法等），化学改良（常用的化学改良剂有含钙物质，例如石膏、风化煤、粉煤灰、炉渣）等[19]。
（3）黄河风情线沿岸柳树穴土壤大多数为碱性，只有少数是强碱性土壤，且土壤的pH随着土壤的深度增加有所增大，但都在碱性植物可以生长的范围之内。城市园林土壤为中性偏碱，这与园林工程建设时大量利用客土有关，同时由于融化道路积雪的氯化钙、氯化钠和其他盐类随地表径流积累在土壤中；建筑废弃物中水泥、砖块和其他碱性混合物中的钙释放；大量含碳酸钙和碳酸镁的灰尘的沉降，使土壤成碱性。植物长期生长在碱性土壤环境中，易导致生理性缺铁[20]。因此，在进行园林植物种植时，必须注意适地适树、适地适花（草），或者通过施用土壤改良剂改良土壤的酸碱性，达到满足园林植物生长的要求。
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土壤有机物对土壤肥力的作用范文2
关键词：秸秆还田；方式；影响
中图分类号：S141.4 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2012）-06-0096-1
1 秸秆还田的方式
秸秆还田的方式不外乎下面两种方式：
1.1 直接还田
直接把秸秆还田是比较普遍的方式，在很多方面有其优点，比如：可以减少工作人员的工时，方便而且还田数量大，在一定程度上增加了农作物的产量，从而增加了农民的收入。在我国农村对于秸秆直接还田的方法无外乎以下几种：第一，高茬还田。高茬还田就是把作物的秸秆留下较长的一部分，大约是秸秆高度的一半左右，之后用旋耕机翻入土中；第二，粉碎翻压还田。在作物收割后，把秸秆粉碎均匀后撒在地里，厚度大约为6—8厘米，根据地方的条件来决定是否用秸秆还田机和旋耕机把秸秆翻于土中。也可以选择用犁耕，把粉碎的秸秆撒入到犁沟当中再进行翻耕，这种办法效果更佳，但是需要较长的时间，比较适合农闲时来进行，或者耕地较少的地区。第三，覆盖还田方法。这种方法主要适合于麦地还田。在麦子收割后，使用耕犁进行翻转，这样可以使麦秆埋于土里，还可以起到抗旱保墒的作用。我国是亚热带季风性气候，夏季潮湿多雨，有利于加快秸秆的腐蚀速度，有利于防涝和杂草滋生，这样可以保护土壤肥力，有利于作物生产。这种方法虽然需要更多的时间，但是可以减少开支，比较适合灌溉条件差的地区。
1.2 间接还田
间接还田的方法有以下几种：
1.2.1 沤制还田 沤制还田顾名思义就是把农作物的秸秆放入发酵池内，加入大量的粪便进行自然沤制，沤制一定的时间后取出，这样可以使用。
1.2.2 过腹还田 过腹还田就是把秸秆用于大牲畜的饲料，经过它们消化系统的消化，载将它们的排泄物中加入秸秆进行发酵，这样发酵后即可正常使用。
1.2.3 过圈还田 过圈还田是我国农村普遍使用的一种方式，就是将秸秆铺到大牲畜圈内，要均匀铺开，厚度适当，每隔8-10天要进行换铺一次，把取出的秸秆和粪便放进池内进行发酵，之后可进行使用。
1.2.4 高温造肥还田 高温造肥还田就是把秸秆浇水浸泡，之后加入禽畜粪便或者人的粪便，要按照一定的比例进行调配，一般情况是按照7:2.5:1的比例调配。调配的过程中要不断搅拌，使其均匀。在夏季高温的情况下可让其自行发酵，如果是冬季需要其他热源的辅助发酵。当池内的温度达到50℃—60℃时，要将发酵物进行翻倒，一般翻倒次数为3—5次，之后可进行使用。
2 秸秆还田的影响
2.1 影响土壤物理性状
秸秆还田已被分析证明对土壤养分和物理性状有很大的影响。秸秆还田后能够增加土壤的透气性，降低其粘重度，有利于水土保持。同时，由于土壤中增加了秸秆，也使得土粒破裂性降低，土壤微结构系数增加，对土壤的改良起到很大的作用。有关专家对有机物对土壤有机结合形态的影响做了研究，研究表明，在相同条件下，在土壤中连续施入有机物后，土壤的总碳量和有机碳量较其他地块土壤增加了34.88%—37.21%和30%，有机无机复合量较对照增加27.5%。这说明有机物对保护和增加土壤中的有机质具有重要的作用。土壤肥力不仅仅取决于有机质含量，更重要的是有机质的质量。
2.2 影响土壤养分状况
秸秆还田可以有效加速土壤物质的生物循环，促进土壤有益微生物的生长，增加土壤中的全磷和无机磷的含量。秸秆本身就含有氮、磷、钾等元素，在分解过程中产生有机酸等产物可以增加土壤中的某些养分的有效性。在水田中秸秆还田会引起土壤的养分还原、pH值、养分转化等发生变化。
2.3 影响土壤中的微生物
研究结果显示，秸秆还田能促进土壤中真菌和细菌的大量繁殖，提高土壤中微生物数量。而微生物能够分解土壤有机质，成为作物吸收的无机盐，这样使作物不能吸收的矿物质转化为可吸收的养分。
参考文献
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土壤有机物对土壤肥力的作用范文3
至今仍然保留下来时间在50年以上的“经典试验”包括美国伊利诺斯州立大学的Morrow轮作-肥料试验（1875年）、Morrow磷矿石粉肥料试验（1900年）；德国哥廷根农业研究所的E-Field轮作下的肥料试验（1873年）和多年生黑麦草肥料试验（1873年），林布尔格罗夫农业研究站的化肥对作物产量及产品质量影响试验（1938年）；法国贵格纳国立农业研究所的Deherain小麦、甜菜肥料试验（1876年），小麦连作肥料试验（1876年）以及芬兰、荷兰、丹麦、加拿大和澳大利亚等国家的相似试验等。而亚洲最早开展且持续至今的土壤肥料长期定位试验是日本鸿巢县中央农业试验站的水稻连作肥料试验（1926年）。但我们同时还要看到，目前绝大多数的土壤肥力长期定位点多集中在发达国家，而在热带地区以及发展中国家的定位研究还比较少。以我国来说，现存的长期定位试验主要建立于20世纪70年代后期，而始建于1987年的“国家土壤肥力与肥料效益监测站网”当属目前国内最为完整、覆盖面最大、具有网络试验特征的大型长期土壤肥料试验群。我国长期土壤肥力监测研究目前面临的最大问题是经费不足和队伍不稳定，不少试验正在被迫关闭或处于失管状态。国家应对保护完整的、有代表性的大型长期定位监测研究平台给予重点支持和保护，使之像英国洛桑试验站和美国的Morrow长期试验基地一样，受到国家的高度重视，成为国家科技创新体系重要的基础条件平台。就方法论而言，土壤肥料长期定位试验是一种采用既“长期”又“定位”的方法的试验。农业生态系统中很多过程进展缓慢，外部环境条件也在不断发生改变，短期试验往往不能揭示这种长期的变化趋势。长期定位试验具有时间的长期性和气候的重复性（即能克服气候的年际变化对肥效的影响）等特点，信息量丰富，准确可靠，能系统地揭示土壤肥力的演变过程。不同气候条件和土壤类型下的土壤肥力长期定位试验得到了一些共性的结论：
（1）有机和无机肥料的配合施用能够最大程度地达到高产的目的，但单施化肥或有机肥一样具有持续增产的效果，连续合理施用化肥并不影响作物产量；
（2）尽管在相同施肥条件下，作物轮作较连作可获得较高产量，但这些经典试验告诉我们在合理施肥的情况下，单一种植也一样能够维持一定的高产；
（3）从提高土壤有机质含量和提高地力的角度而言，有机肥明显优于化肥，但合理施用化肥对提高土壤有机碳、有机氮库仍有微弱作用。依靠从这些土壤肥料长期定位试验中获得的共性结论，欧洲、美国以及其他发达国家在近数十年内迅速形成了依靠单一种植、合理施肥、机械耕作和科学用药为四大支柱的现代农业方式，其中前2项的实用性和可靠性便来自长期肥料试验的研究结果。同时，土壤肥力长期定位试验以长久固定的土壤管理模式使土壤性质按不同的方向不断地改变，从而形成具有不同肥力性状和生物活性的各种土壤类型。这些永久保存下来的不同时期的土壤样品，为后来者研究不同农业耕作模式下土壤的发展变化过程以及了解人类活动对这些演变过程的影响提供了珍贵的研究对象。此外，土壤肥力试验长期以来不间断的试验结果存档也为验证土壤肥力变化模型的可靠性提供了宝贵的数据，将有助于研究和预测现代农业耕作措施对未来土壤质量乃至农业生产的影响。
二、农田土壤肥力培育研究及其进展
张福锁等研究指出，土壤肥力是土壤质量的重要特征，是作物高产稳产的保证，土壤的基础地力越高，作物的产量也就越高。而就我国现有耕地而言,中低产田面积比例高达71.3%，因此如何提升土壤地力已经成为我国农业科技工作者关注的焦点。全球诸多不同气候条件以及土壤类型上的长期土壤肥料定位实验总结并阐明了在不同耕作措施下的土壤肥力的长期演变规律，为土壤地力提升提供了有效的理论依据及其技术支撑，为农业的可持续发展提供决策依据。
1、优化化肥施用
化肥持续大量施用造成近年来土壤肥力下降很快、生态环境恶化。究其原因除了忽视有机肥的投入以外，化肥投入比例不当亦是重要的一个方面。据有关资料统计，目前我国施用化肥比例N∶P2O5∶K2O为1∶0.34∶0.25，磷钾不足，严重失调。平衡施肥是目前普遍提倡的科学施肥方法，传统的平衡施肥主要目的是提高作物产量，为我国的粮食增产、农民增收作出了重大贡献。推广平衡施肥，除了作物产量与品质之外，还要关注施肥对土壤生态系统其他因素产生影响。陈建国等在南方缺磷水稻田上的试验表明，平衡施肥能够提高土壤肥力，与不施磷肥和过量施磷处理相比明显增加土壤有机质含量，显著提高土壤微生物生物量。而王伯仁等和林新坚等的研究也都指出，平衡施肥在提高作物产量及其施肥效益的同时，还有利于保持和提高红壤旱地的土壤肥力。因此，在增施有机肥的基础上，科学施用化学肥料，可以改善耕地养分失调，同时有利于优化土壤理化性状。
2、合理增施有机肥
全球不同区域的土壤肥料长期定位试验的结果均指出，长期施用有机肥能够明显增加土壤中有机质的含量，而土壤有机质含量正是反映土壤肥力的重要指标之一，对于土壤中养分的积蓄、良好结构的形成以及土壤中有害物质毒性的消除等均具有重大的意义。其次，孙福来、劳秀荣等的研究表明有机肥培肥措施还能够有效明显增加土壤中有效氮、磷、钾养分的含量，而且是对于表层土壤（0~20cm）有效养分的增加尤为显著。再次，有机肥的施用还能增强土壤的保水性和固氮能力，有利于水肥的耦合；增加土壤有机C、非水稳性团聚体、水稳性团聚体的含量，有效地提高土壤团聚体的稳定性；还有研究认为，施用有机肥后土壤容重降低，致使有效水分、导热率和气体比例得到改善，促进作物生长发育。最后，有机肥的施用还有效地提高了土壤酶活性以及微生物碳、氮的含量。但随着近年来以农户家庭为单元的家畜养殖存栏量的逐渐减少，导致农民的有机肥积造量急剧下降。如何充分挖掘和利用农业生态系统中的有机肥源，合理循环使用有机物质已成为了实现有机-无机肥配合施用的物质基础和前提。其中农作物秸秆还田和绿肥种植重新引起了人们的关注。农作物的秸秆含有相当数量的碳、氮、磷、钾等营养元素，秸秆还田必然增加土壤中相应养分的储量。作物秸秆还田还提高了土壤耕层有机质含量，Gra－ham等认为，随着作物秸秆还田量的增加，0~10cm土层中有机质含量也随之增加。关连珠等的研究进一步指出，在配施化肥的基础上,施用有机肥可提高有机质含量7%~15%，其中尤以施用未腐熟秸秆处理效果最好，可提高有机质含量9%~15%。此外，秸秆还田还能够提升土壤有机质的品质，孙星等的研究结果表明，秸秆与化肥配施能够改变土壤腐植酸的组分，其中胡敏酸与富里酸的比例比单施化肥土壤明显提高。我国南方农作区冬闲田面积大、空闲时间长。因此利用冬季空闲茬口种植一季绿肥作物，既能增加当季地面覆盖，保持水土，又能增加生物固氮量，活化富集土壤磷、钾等养分，翻压还田后能提高土壤有机质含量，为后季作物提供速效养分。李继明等通过26年的长期定位试验发现，红壤稻田区绿肥与化肥长期配合施用不仅有利于水稻稳产增产，减少了化学肥料的使用量，而且土壤中有机质、全N和全P均明显高于单施化肥处理。王劲松等的研究还发现，绿肥种植不仅增加了土壤中速效养分和有机质含量，还能够改良土壤结构，降低土壤容重。因此，绿肥与化肥长期配合施用可以减少化肥的使用量，提高化肥氮、磷、钾养分的农学效率，增加土壤有机质，改善土壤物理结构，提高土壤肥力，是作物增产和培肥地力的有效途径。
3、优化耕作制度
近十几年在生产实践中总结出的保护性耕作法是一个成功范例。大量的研究表明，保护性耕作减少了土壤的翻动，加上秸秆覆盖作用，可以有效地控制土壤侵蚀，减少水土流失。该技术的应用还对土壤理化性质改善，进而提升土壤肥力起到积极的作用。朱文珊等的研究表明，免耕土壤的孔隙分布较合理，有利于土壤上下层的水流运动和气体交换。免耕还可以显著改善土壤化学性状，土壤有机碳显著提高，同时可提高土壤表层的N、P和K含量。此外，免耕还可增加土壤生物和微生物数量和活性。由此可见，实施保护性耕作措施改良了土壤物理结构，提高了土壤养分水平，使得土壤团粒稳定，增加了水分入渗量，从而减少了径流和土壤流失，有效提高了土壤肥力。
三、提升土壤肥力与发展现代农业思考
所谓现代农业，相对于传统农业而言，是广泛应用现代科学技术、现代工业提供的生产资料和科学管理方法进行的社会化农业，是以农业生产过程中生产技术手段应用的水平、程度和范围来确定的。凡是大量应用现代先进的科学技术，使劳动生产率大幅度提高，并有较发达的社会经济环境和其他高技术配套产业的密切配合，这就是现代农业。目前我国正处于传统农业向现代农业的过渡阶段。农业发展主要依赖提高土地产出率为重点的劳动实用型的生物化学技术创新。所通行的仍然是以农户为单位的小规模生产，也没有跳出传统农业方式的范畴。由此可见，中国农业出现的增长，从总体上来看，主要还是传统农业方式下的增长行为。那么，伴随农业的推行，在传统农业向现代农业转变的过程中，土壤肥力究竟发生了什么样的变化？不少学者认为，由于农业生产水平与复种指数的提高，耕地质量出现了令人担忧的征兆，综合表现为土壤基础肥力下降、土壤物理性状变差（如耕层变浅、容重增加）、土壤缓冲能力下降、各种污染加剧等，已明显地制约着农业可持续发展。特别是1980年以后高产品种、高产栽培技术的应用以及化学物质（化肥、农药）投入量激增，作物产量水平也随之迅速提高；但由于小规模生产的限制，农家肥投入不断降低，绿肥种植几乎绝迹，农民对土壤养分的投入远远低于土壤的产出，导致了土壤肥力退化严重。以张炳宁等在扬州的研究为例，20世纪八九十年代，随着作物产量的激增，该地农田土壤大都出现了耕作层变浅、土壤物理结构变差、耕层养分含量下降等一系列土壤肥力退化症状。这一现象在当时的中国极具代表性。土壤不仅是人类生存的基本资源，也是农业可持续发展的重要基础。现代农业的发展是以持续农业为战略体系。发展持续农业的目的，是获得高产优质的农业产量，保持清洁的环境和生物多样性，其内涵主要是在保持和提高代传土地质量，增强抗风险的缓冲能力，使土地在保护环境的基础上永续利用，并不断提高其农业生产力和经济价值。因此，人们通过了解土壤肥力的演化规律，采用不同的耕作措施调节土壤肥力的发育过程，使其朝着高产、优质、高效、安全和生态方向发展，已经成为了现代持续农业的根本措施。在此意义上，根据现代持续农业发展的需求，我国土壤学中长期发展优先研究内容可集中以土壤质量提升与调控为核心，具体有以下5个方面：
（1）交互作用。从研究土壤本身转向研究土壤与人口、资源、生态、环境、社会经济发展相协调，从单一学科走向与其他相关学科相互综合、相互渗透和相互交叉，不断丰富和发展土壤肥料领域的研究内容。包括不同生态区域土壤肥力的演变规律与主要驱动因子及机制，土壤肥力演变与生态环境之间相互关系的研究等。
（2）土壤管理。研究土壤肥力及其影响因素，土壤养分含量与肥力的相互关系，土壤肥力与土壤生产力、作物产量与品质等的相互关系，施肥与耕作等措施对土壤肥力的影响，探讨提高土壤肥力的方法与对策，建立土壤肥力评价指标体系，从而为现代化农业大生产中的土壤管理提供理论支持。
（3）过程变化。土壤研究从静态走向动态的监测、预控和长期定位观测。土壤作为一个独立的历史自然体无论在时间上还是空间上都处于变化之中。同时土壤本身的发生发展过程是缓慢的，有其自身的发生发展规律。因此，要研究土壤的形成演变规律、养分变化动态等一系列问题，必需从静态的研究走向动态的监测、预控和长期定位观测。
（4）时空尺度。土壤学的全球变化研究已从全球、区域、流域到土链、田块、颗粒，从结构、表面、内层到分子、原子、电子，从静态到动态，从短时到长久。人类活动在地球各圈层中发挥着重要影响，从根本上改变了各环节或各圈层的物源、能源和信息流，从而影响生态环境与生物健康。
土壤有机物对土壤肥力的作用范文4
关键词：土壤酶；植物；土壤肥力
中图分类号：X172文献标识码:A
前言
土壤是在各种自然因素和人类生产活动的直接影响下形成和发展的。它不仅是一个特殊的历史自然体，一个复杂的多相体，同时是"类生物体"或称为"特殊的有机体"。【1】尤其垦植多年的农业土壤，在其自身的物理、化学和生物等多种因素综合作用下，发生极其复杂的变化。每一个小土块是绝对不同于任何无生命的自然体，其中既存在动物、微生物，也存在其他活性。土壤中不间断地进行着具有活组织特征的催化反应。一种微土壤成分--酶参与这种催化反应，使土壤有同生物体相似的活组织的代谢能力【1】。
1.土壤酶的定义
土壤酶是一类比较稳定的蛋白质。与一般蛋白质不同，酶具有特殊的催化能力，属于一种生物催化剂。酶的催化能力比无机催化剂要大十几倍、几十倍乃至数百倍。酶参与土壤中的生物化学反应，并其有与环境的统一性【2】。酶活性能被某些物质激活，也能被某些物质抑制。与土壤成分牢固结合在一起的酶，可长期地积累在土壤之中，表现出一定的稳定性。微生物繁殖中产生的酶和未与土壤成分结合而处于游离状态的酶，易在环境条件改变时钝化。
2.土壤酶的来源
土壤酶是土壤的组分之一。关于土壤酶的来源问题，许多人做了大量研究工作。在早期的土壤酶学研究中，人们认为土壤酶来自土壤微生物【2】。土壤酶是土壤微生物释放分泌的结果。随着酶学测试技术的改进提高，其研究内容不断向广度深度发展。业已证明：土壤酶活性包括已积累于土壤中的酶活性，也包括正在增殖的微生物向土壤释放的酶活性。酶活性既来源于微生物，也来源于其他有机组织〔即来自植物活体及其残体，动物活体及其遗骸〕。高等植物根系的活动能促进土壤酶的积累。按土壤层次观察，土壤酶与土壤生物量、植物根系分布状况有关【12】。
3.土壤酶与植物的关系
土壤酶系统是土壤中生理活性最强的部分，生长植物的土壤具有较强的酶活性。由于植物种类有异，根系、微生物种群及数量不同，分泌的酶类有很大变化，现已没有任何怀疑。植物的生活是以叶的光合作用和根的养分吸收为基础的，而土壤养分变化与酶促作用有关，所以，土壤酶与植物生长之间必然存在内在联系。主要表现在土壤有效养分的释放与植物于物质积累的关系；酶活性对植物根系的依赖性；不问温、湿度条件下，土壤生化过程强度与植物生育的协调性；土壤酶动态变化与土壤肥料的关系等方面。
作物的种类对土壤酶产生影响。曹成有,滕晓慧,陈家模,崔振波对在科尔沁地区采集小叶锦鸡儿、樟子松、山竹岩黄芪和差巴嘎蒿这4种22年生固沙群落的土壤样品中的酶活性进行分析，发现小叶锦鸡儿对土壤生物活性的影响最大,其群落土壤中脲酶、磷酸单酯酶、蛋白酶、脱氢酶的活性均明显高于其他几种植物群落,表现出强大的改善沙土环境的能力,可作为优良的固沙植物材料在当地大面积推广应用【4】。徐秋芳、刘力、洪月明对高低产毛竹林地土壤酶活性比较分析，发现高产竹林地土壤过氧化氢酶、脉酶、蛋白酶和蔗糖酶的活性都高于低产竹林地磷酸酶活性两种类间无明显不同【5】。
作物生育时会对土壤酶产生影响。中国农业科学院土壤肥料研究所(1953)的研究工作表明，种植冬小麦的褐土酶活性变化趋势如下:小麦苗期到成熟期，蛋白酶活性、肌酶活性变化趋势基本一致。越冬期与收获后期酶活性最低，幼苗期活性稍高，返青期起气温升高，植株生较快。蛋白酶活性、脲酶活性迅速增强，最高都在三月内，从拔节到开花期均逐渐下降。蔗糖酶活性自幼苗期迅速上升后，从越冬到开花均处在较高的活性水平，小麦成熟期下降，以后稍有回升。表明冬小麦整个生育时期与土壤酶活性有密切的关系【6】。
土壤酶活性与作物生育的协调关系，是在一定的气候条件下形成的。协调性通过土壤生化过程中的养分转化表现出来。在作物生育盛期，如小麦拔节、开花期，大豆营养生长与生殖生长盛期，作物需要吸收较多的营养物质。此间，土壤酶活性显著增强，相应的有效养分便随之释放出来，并出现一定的积累，而后又迅速降低。表明土壤酶促作用释放的有效养分，不断为作物吸收的 结果。关松荫等对冬小麦不同生育时期潮土碱性磷酸酶活性与土壤磷素、脲酶活性与土壤氮素之间进行动态分析发现在作物生长旺盛时期需要更多养分，土壤生化过程活跃，可溶性养分及时释放【7】。土壤中可溶性养分的积累，能保证作物干物质积累所需的物质和能量，这就是土壤酶活性与作物生育的协调性。
作物的生物学特性也会对土壤酶产生影响。同种作物对土壤酶活性影响差异较小，栽培不同种类作物，土壤酶活性存在明显差异。一般认为，不问种类作物根分泌物，包括分泌酶的种类和数量有多有少。不仅作物的某些种，而且同种作物不同品种，对酶活性的影响也不相同。有人对种植放德萨-10玉米和种植莫斯科夫斯卡娅玉米的土壤脲酶活性进行比较，表明不同品种玉米对酶活性的影响，主要与根系重量有关。植物根系状况能引起土壤微生物区系和酶活性发生重大变化，进而影响土壤物质转化。因此可以看出，土壤酶活性与植物生物学特性之间存在一种依赖关系。
不同土壤利用状况对土壤酶活性也产生影响。有植被覆盖的土壤酶活性，明显高于无植被覆盖的休闲地酶活性。种植马铃薯和糖用甜菜、燕麦、草萄、马豆和冬黑麦，生草灰化土淀粉酶活性比休闲地相应的酶活性高得多。同种土壤种植马铃薯的根际土壤淀粉酶比糖用甜菜的酶活性高。棕灰化土种植谷类作物、马铃薯或糖用甜，连续单作23年，蛋白酶、淀粉酶和碱性磷酸酶活性均比邻近休闲地相应的酶活性为高(Beck，1975）。草地永久牧场比邻近耕地淀粉酶活性高两倍(Hofmann、Hoffmann，1955)。
不同种植方式对土壤酶活性的影响。(1)当季作物的作用：豆科作物与其他作物混播，常常引起土壤酶活性增强。三叶草与大麦、甜菜混播，比它们各自单独种植时，土壤淀粉酶活性增加30％(Hoffmann，1959)。灰化土种玉米时，淀粉酶活性比单种马豆时的酶活性要高〔Hpoxnu等，1972)，一些作物单播，灰化土纤维素酶活性强弱顺序是：玉米>小麦>马铃薯>三叶草。木聚糖酶活性强弱顺序是：甜菜>小麦>马铃薯>亚麻。表明不同作物对酶类的贡献是有差异的。(2)前季作物的作用：不仅当季作物影响土壤酶活也前季作物对土壤酶活性也有影响。前季为冬小麦和前季为黍的黑麦根际脲酶活性明显不同，前者每克土为0.35mg NH3-N，后者为0.18mg NH3-N。黄棕壤不同前茬小麦各生育期，土壤脲酶活性基本服从下列顺序：玉米+大豆＞大豆＞亚麻＞谷子＞玉米。表明豆科作物和禾本科作物混播，可为后茬作物提供良好的环境条件。在培肥土壤方面，豆科作物较禾本科作物有更大的贡献。绿肥作物也可为后作创造较好的土壤生化条件【8】。
4.研究植物生长对土壤酶影响的意义
既然土壤酶活性与作物生育有较好的协调性，那么酶活性和土壤肥力之间是怎样的关系呢？许多研究结果都回答了这个问题。Holmann提出将土壤酶活性作为衡量土壤的生物学活性和生产力的指标。周礼恺认为,将土壤酶活性的总体用于评价土壤的肥力水平时进行数量化分类是完全可能和可行的【1】。土壤酶活性与土壤肥力有很大的关系【9】。脲酶能分解有机物,促其水解成氨和二氧化碳【6】。蔗糖酶活性能反映土壤呼吸强度，酶促作用产物--葡萄糖是植物、微生物的营养源；蛋白酶能够反映土壤有机氮转化状况，酶促作用产物--氨是植物氮素营养源之一；磷酸酶活性能够表示土壤有机磷转化状况，酶促作用产物--有效磷是植物磷素营养源之一；过氧化氢酶和脱氢酶活性与土壤有机质的转化速度有密切的关系；多酚氧化酶能够反映土壤腐殖化状况，酶促氧化产物--醌与土壤中的氨基酸缩合成胡敏酸分子【7】。纤维素分解酶可作为表征土壤碳素循环速度的重要指标。关松荫等(1978)研究表明磷酸酶活性较强的土壤，是生产性能较好的土壤。黑垆土脲酶活性与玉米产量有密切关系，这一趋势在无肥区表现尤为明显(黄世纬，1981)。也有人观察到水稻土蛋白酶活性与水稻产量之间有一定的平行关系(马国瑞，1978)。多数研究者指出，土壤酶活性的变化，必然反映到土壤肥力上来，而且证明它们之间存在较好的相关性。酶活性状况较好的土壤，土壤生化过程较活跃，生产性能也较好【1】。土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、磷酸酶、诚碌酶、蛋白酶和多酚氧化酶活性之间关系及总体活性对评价土壤肥力水平有重要意义【10,11】。一般情况下,土壤湿度较大时,酶活性较高,但土壤过湿时,酶活性减弱,土壤含水量减少,酶活性也减弱。土壤空气直接影响土壤酶活性,氧与脲酶活性有关。土壤有机质在各种酶的作用下,释放出特定的植物养分,因此,酶活性不仅与土壤肥力状况有关,而且与植物养分的有效性有关。如在真菌作用下,一些糖酶参与凋落物的分解,致使土壤中有效磷和有效氮增加。酸性磷酸酶活性与各种形态的土壤磷,酸性、碱性磷酸酶活性与小麦、三叶草根际中的有机磷均呈正相关。早在1926年,Waksman与Dubos就提出用土壤过氧化氢酶的活性作为土壤肥力指标。本世纪许多学者对酶活性与土壤肥力之间的关系作了大量研究,发现许多酶都表现出专属性,因此应该用与土壤主要肥力因素有关的、分布最广的酶活性的总体,而不是用个别的土壤酶活性表征土壤肥力水平【3】用土壤酶活性评价土壤肥力,是因为酶活性反映了土壤的综合性状,一种酶活性与多种土壤性状相联系,其中脲酶、磷酸酶、转化酶更是如此,它们从本质上反映了土壤中氮、碳、磷、钾的转化强度,以及pH和通透性等多种状态。同时酶活性是一种生物指标,它反映了生物的要求及其环境的适应能力。土壤酶活性不仅反映了土壤状态,而且反映了土壤的动态变化。因此,土壤酶活性具有综合性、生物性和动态性三个优点,作为土壤肥力指标是很有意义的。
参考文献
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土壤有机物对土壤肥力的作用范文5
（1浙江省杭州市植保土肥总站，杭州310020；2浙江省临安市农业局，浙江临安311300；3浙江省种植业管理局，杭州310020）
摘要：为探究临安雷竹林土壤理化性状的变化，以临安雷竹林种植区进行施肥调查和土壤样品采集，对临安雷竹林土壤进行研究。研究结果表明，雷竹林表层土壤(0~20 cm)酸化严重，最低的pH 3.2，酸化且有明显深层化趋势；表土有机质和速效磷积聚，含量分别高达57.6 g/kg 和765.0 mg/kg。据分析，雷竹林过量施用化肥，特别是氮肥和磷肥造成土壤养分失衡，导致雷竹林土壤pH下降。表土(0~20 cm)酸化严重，pH最低值达3.2，远低于雷竹适宜生长的pH 5.5~7.0，同时，土壤有效磷和速效钾含量大幅上升，最高分别达693.0、507.0 mg/kg。结合当地生产实践分析，雷竹种植过程中过量施用化肥、覆盖大量有机物分解产生的酸性物质以及雷竹林自身分泌有机酸共同作用导致竹园土壤有明显的酸化趋势。
关键词 ：雷竹；化肥施用；现状；问题
中图分类号：S644.2，S158.2 文献标志码：A 论文编号：2014-0819
基金项目：浙江省科技厅项目“高值特色农业土壤酸化障碍阻控与消减技术”(2014C32037)。
第一作者简介：徐祖祥，男，1956 年出生，浙江绍兴人，研究员，从事土壤肥料研究与推广工作。通信地址：310020 浙江杭州市杭海路434-1 杭州市植保土肥总站，Tel：0571-86781317，E-mail：xzx6781317@163.com。
收稿日期：2014-08-18，修回日期：2014-09-24。
The Status and Problem Analysis of Fertilization in the Bamboo Forest in Lin’an
Xu Zuxiang1, Zhu Xiaoxiang2, Xu Jin3, Zhou Hang1, Yang Wenye1(1The General Station of Plant Protection, Soils and Fertilizers, Hangzhou 310020, Zhejiang, China;2 Lin’an Agricultural Bureau in Zhejiang Province, Lin’an 311300, Zhejiang, China;3Zhejiang Provincial Administrative Bureau of Plant Industry, Hangzhou 310020, Zhejiang, China)Abstract: To ascertain the change of soil physical and chemical properties in the bamboo forest in Lin’an, aninvestigation was made on the status of fertilization and soil samples were gathered in the main bambooplantingarea in Lin’an. The results showed the grave acidification of the topsoil (0-20 cm), with the lowest pHvalue of 3.2 and a trend of declining in pH value with the depth of the soil, and the accumulation of organicmatter and available phosphorus in the topsoil, with the contents of 57.6 g/kg and 765.0 mg/kg respectively. Byanalysis, the long-term over-application of chemical fertilizers, especially nitrogen and phosphorus fertilizers,has caused the imbalance of soil nutrients in the bamboo forest, leading to a fall in soil pH and the graveacidification of the topsoil (0-20 cm), with the lowest value of soil pH of 3.2, well below the suitable soil pHvalue of 5.5-7.0 for the growth of the bamboo, along with a significant increase in available phosphorus andpotassium, with the highest contents of 693.0 and 507.0 mg/kg respectively. In the conventional practice ofbamboo planting, a combination of over-application of chemical fertilizers, acid matter released by a largeamount of organic materials covering the topsoil and organic acid excreted by the bamboo plant contributed tothe significant acidification of the bamboo forest.
Key words: Bamboo; Chemical Fertilizers Application; Status; Problem
0 引言
雷竹(Phyllostachys praecox C.D.hu et C.S.hao)因早期打雷即出笋而得名，为禾本科竹亚科刚竹属植物，当地人称早竹、早园竹。雷笋口味鲜美、产量高、效益大。临安是中国集中种植雷竹的地域，主要分布于平原和低丘缓坡地带。据统计，临安市有雷竹林2.16万hm2，主要分布在境内中东部地区的太湖源、锦城、高虹、於潜、藻溪等镇。2013 年雷笋全市产量达27.17 万t，雷笋主要销往杭州、宁波、温州、福建、上海、南京等地。近年来，随着雷笋经济价值的提高，在春节前投放市场雷笋，通常价格在20~30 元/kg，有的年份甚至高达40 元/kg。为了获得更高的产量与经济效益，竹农通过覆盖稻草、砻糠和施用大量高强度化学肥料等手段，提高雷笋产量，但也带来了许多生产中的实际问题[1]。关于临安雷竹林土壤理化性状变化的研究，浙江农林大学姜培坤研究较早[2]，其他雷竹林种植区虽有报道，但总体不多。笔者通过近几年详细研究了雷竹林过多施用化肥引起土壤酸化，导致土壤障碍作了深入的研究，对揭示临安雷竹林良性施肥具有重要的意义。1 材料与方法
1.1 研究区域情况
研究区域为浙江省集中种植雷竹基地的临安市，该区属中亚热带季风气候，温暖湿润，四季分明，具有春季多雨、夏季湿热、秋季气爽、冬季干冷气候特征。年平均气温16.4℃，无霜期235~260 天，年平均雨量1628.6 mm，平均湿度75%。所采土壤样品地点为临安市锦城街道龙马村，土壤类型为红泥砂土[3]。肥料施用量调查数据基于临安市雷竹种植区28个乡镇127 户农户获得。采取每个乡镇抽查4~5 户竹农进行雷竹种植的面积、施肥品种、施肥量及施肥时间进行实际调查，将这些原始数据进行分析。
1.2 土壤样品采集
2013 年6 月在临安锦城街道龙马村选择不同种植年限雷竹林基地采集土壤样品，选择1、5、10和15年以上4个不同的竹园。采样深度分别为0~10、10~20、20~30、30~40 cm，采样前剔除土壤表层枯枝落叶和覆盖物。
1.3 土壤样品测定方法
采集不同层次土壤混合样品放置于室内晾干，将土壤粉碎后共分2 份，先取1 份通过60 目筛后，直接测定土壤速效氮、有效磷、速效钾、pH；另取1 份研磨，使其通过100 目筛后，测定土壤有机质、全氮。pH 用1.0 mol/L KCl 浸提(1:2.5，w/v)，pH 计(HANNAPH211A)测定；有机质用重铬酸钾氧化，外加热法测定；全氮用半微量凯氏法测定，有效磷用钼锑抗比色法测定，速效钾用乙酸铵提取法测定[4]。
2 结果与分析
2.1 临安雷竹林施肥现状
对临安市部分雷竹林基地施肥量、施肥种类的调查和综合评价分析结果表明，施肥总量很大，氮、磷、钾养分比例不协调[5-6]。据28 个乡镇对127 户农户调查，每年雷竹施3 次肥料，时间为5 月中旬、9 月中旬和11月下旬至12 月上旬覆盖有机物前，年施肥量一般为45%无机复合肥(N:P2O5:K2O=15:15:15)2.25 t/hm2；同时，为了提高雷笋产量及提早出笋时间，有机物覆盖是雷竹笋集约经营的最大特点，每年11 月下旬至12 月上旬地表覆盖有机物以增温避冷保温，通常是在雷竹林地表先覆盖10~15 cm 稻草，再在上面覆盖10~15 cm的砻糠，稻草用量40 t/hm2。调查表明，在不计算有机肥的情况下，施用纯N 337.5 kg/hm2、P2O5 337.5 kg/hm2、K2O 337.5 kg/hm2。由这些数据可以看出，农户对雷竹林施肥完全凭经验，盲目施肥。这不仅造成了肥料的浪费、成本的提高，还会引起土壤酸化，使临安市种植10 年以上雷竹林土壤占20%的面积土壤pH 低于4.0，最低值达3.0，并且酸化有深层化的趋势[7-9]。
2.2 雷竹林土壤理化性状变化规律
2.2.1 雷竹林土壤酸度变化特征图1 是不同种植年限雷竹林土壤0~40 cm 剖面层pH 变化状况。不同层次分析结果表明，雷竹表层土壤0~20 cm 有明显的酸化现象，除刚种植1 年雷竹林土壤pH 5.7~5.8 以外，其他种植年份（5、10 和15 年）0~20 cm土层pH 3.2~4.6，20~40 cm 土层随着种植年份增加，土壤pH 也随着下降，土壤pH 3.7~4.2，明显低于雷竹林适宜生长pH 5.5~7.0。由图1 显示，随着种植年限增加，雷竹林土壤pH有下降的趋势。交换性酸是土壤酸度的容量指标，图2 是不同种植年份土壤交换性酸的剖面变化情况，在20~30 cm 层中表现最高，而0~20 cm 剖面层中交换性酸含量呈现上升的趋势，这与施用大量化学肥料及每年覆盖稻草、砻糠腐烂分解有关，使土壤交换性酸含量上升[10-12]。
2.2.2 雷竹林土壤速效氮含量的变化雷竹林种植在旱地土壤，土壤养分具有分布不均一性，使土壤氮素养分的高低直接关系作物的吸收与生长。从图3 可知，雷竹林土壤速效氮含量存在着一定的差异，4 种不同种植年份雷竹林土壤速效氮含量分析结果表明，除种植1 年0~10 cm 土层72.0 mg/kg 外，其他3 种不同种植年限雷竹林0~10 cm土层速效氮含量在168.0~303.0 mg/kg；随着种植年份增加，0~10 cm 土层速效氮含量不断升高。但10~20 cm 土层速效氮含量比0~10 cm 土层略微低点，其含量为149.0~296.0 mg/kg，而20~40 cm 土层速效氮含量仍维持在120 mg/kg 以上，而比0~10 cm和10~20 cm土层速效氮含量显得低，这与雷竹林耕层土壤长期大量高强度施用化肥有关[13-14]。
2.2.3 雷竹林土壤有机质含量的变化趋势图4 是雷竹林土壤有机质含量的剖面变化情况。结果表明，雷竹林土壤有机质含量普遍较高，种植10 年以上0~10 cm土层的有机质含量范围在54.4~58.2 g/kg，10~20 cm土层的有机质含量范围在55.7~64.5 g/kg；而种植1~5 年雷竹林土壤0~10 cm土层的有机质含量32.6~39.7 g/kg，10~20 cm 土层的有机质含量范围在32.1~41.3 g/kg。从4 种不同种植年份雷竹林土壤分析结果得出，10~30 cm 土层的有机质含量均高于0~10 和30~40 cm 的土层，这个层面正好是覆盖稻草剖面层段，可能与覆盖稻草、砻糠分解后使有机质含量提高有密切的关系。2.2.4 雷竹林土壤有效磷和速效钾含量的变化特征由图5~6 显示，土壤有效磷和速效钾含量变化趋势与有机质变化趋势相类似。除种植1 年期外，另外3 种不同年份种植的雷竹林0~10 cm 土层，有效磷和速钾含量呈明显的积聚的现象，尤其是种植10和15年的雷竹林土壤有效磷和速效钾含量更高，有效磷含量在491.0~693.0 mg/kg，速效钾含量在325.0~507.0 mg/kg；而10~20 cm 土层有效磷和速效钾含量分别在194.0~657.0 mg/kg 和339.0~514.0 mg/kg。从图5~6 可以看出，雷竹林土壤有效磷和速效钾含量的表聚现象比有机质更为明显，这可能与磷、钾素迁移速度较慢有直接关系；同时更与雷竹林大量施用磷、钾含量比例不合理的复合肥有关，进而使雷竹林土壤有效磷、速效钾含量明显增加。
3 结论与讨论
（1）临安集约经营下雷竹林土壤的酸度和养分特征发生了显著变化，表层土壤呈现明显的酸化现象，最低的土壤pH 达到3.2，远低于雷竹最适宜生长土壤pH，土壤酸化引起土壤交换性酸增强，成为导致雷竹林土壤退化的重要原因，使土壤障碍因子增多[15-16]。（2）临安雷竹林土壤养分含量的表聚现象可能与高强度施肥和每年为保持地温而覆盖稻草、砻糠有关，这些有机物腐烂后转化为腐殖质酸等营养成分在0~10 cm和10~20 cm剖面层段积累；同时，这些有机质和有效磷、速效钾含量会随雨水下渗，使30~40 cm 剖面层段的有机质和有效磷、速效钾含量随剖面加深而下降。
（3）在高强度集约经营下雷竹林土壤有机质、有效磷、速效钾也呈现明显的表聚，特别是在0~10 cm层段富集。因此每年6 月通过翻耕土壤，使土壤上下层养分交换，促进雷竹根系伸展。雷竹林经营管理中大量施用化肥和覆盖有机物是导致雷竹林土壤酸化和表土养分富集的主要原因，土壤致酸物质增加，从而引起土壤障碍。
（4）施肥使得临安雷笋产量提高很大，但临安市雷竹林施肥存在较大的问题，特别是氮肥、磷肥投入量过大，使得养分比例失调，造成了土壤严重酸化，引起土壤养分不平衡，导致病虫增加。
（5）雷竹林化肥施用，要具备氮、磷、钾比例配比合理施用，充分发挥肥料交互作用，减少土壤障碍和雷竹生理病害，土壤酸化会导致Al 的活化和释放，pH 降低，使土壤中Al 溢出，会对雷竹的生长造成影响。特别是对氮肥、磷肥施用量的减少，合理施用钾肥，增施钙、镁肥和微量元素，使之投入少、收效大，保持土壤养分动态平衡[17]。
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土壤有机物对土壤肥力的作用范文6
1材料与方法
1.1研究区域概况研究区域在中国东北部通辽市科尔沁区(北纬42°15′—45°41′、东经119°15′—123°43′之间)进行，该区春玉米种植面积近70×104hm2，占全内蒙古的近1/3。试验地点的无霜期100~150d，年降雨量350~450mm，主要集中在7—8月。试验区为辽河灌区，土壤主要为灌淤土，土壤理化性状如表1所示。
1.2试验处理在试验地区选肥力中等[产量(10.50±0.75)t•hm-2]春玉米地块，种植密度设为3个处理分别为低密度60000株•hm-2、中密度75000株•hm-2和高密度90000株•hm-2。重复3次，共9个小区，小区排列采用随机取组；小区面积为：10×20=200m2。施肥模式为，肥料N：202kg•hm、P2O5：67.5kg•hm、K2O：67.5kg•hm-2和有机肥：22.5t•hm-2。N肥用尿素[w(氮)=46%]、P肥用磷酸二铵[w(P2O5)=46%，w(氮)=18%]、K肥用硫酸钾[w(K2O)=50%]、有机肥用牛粪[w(有机质)=14.7%、w(氮)=0.42%、w(P2O5)=0.22%]。施用肥料以基肥和追肥2种方式施入土壤（N肥1/4用于基肥，3/4用于追肥，其他肥料均用于基肥）。种植玉米品种为，金山27，田间管理同当地传统种植。
1.3土壤样品采集各处理分别于播种前和收获后采集不同层次（表层0~10、10~20、20~40cm）土壤样品，每个小区随机采集5个点位，现场混匀，放入塑封袋中带回实验室，4℃保存备用。
1.4分析方法土壤中有机碳(TOC)采用重铬酸钾-硫酸外加热法（GB8834—1988）；活性有机碳(ASOC)采用333mmol•L-1高锰酸钾氧化法[12]；轻组有机碳(LFOC)按照JANZEN等[13-14]的方法，采用比重分离法分离轻组有机碳：称取5g过0.149mm筛的风干样品于100mL离心管中，加入20mL密度为1.7kg•L-1的NaI溶液，超声波分离10min，5000r•min-1离心10分钟，上清液过5mm铜网，重复4~5次，收集铜网上物质，采用重铬酸钾-硫酸外加热法(GB8834—1988)测定有机碳质量分数；重组有机碳(HFOC)采用差减法TOC-LFOC[15]。微生物碳、氮采用氯仿熏蒸培养法[16-17]，微生物生物量碳采用TOC分析仪测定，微生物生物量氮采用凯氏定氮分析仪测定。
1.5数据处理试验数据分析采样SPSS和EXCEL软件进行。
2结果与分析
2.1种植密度对土壤总有机碳及其活性的影响土壤有机碳主要来源于植物碎屑、土壤腐殖质、微生物和根系分泌物[1,18]，以及施用有机肥料等。不同种植密度下春玉米农田土壤w(TOC)变化如图（1a）所示。收获后各处理不同层次土壤w(TOC)均高于播种前土壤。表明玉米在生长过程中土壤呼吸消耗的有机碳量少于施肥及玉米残落物等输入碳量。各处理之间相比较，各层次土壤w(TOC)大小顺序均为低密度＞高密度＞中密度。低密度下土壤有机碳质量分数随深度的增加呈下降趋势，中密度土壤各层基本一致，高密度土壤碳质量分数最大值出现在10~20cm土层。不同种植密度下土壤w(TOC)的变化主要受玉米根系的分布对土壤呼吸的影响和玉米残落物的输入量的影响。土壤ASOC可以表征土壤物质循环特征,作为土壤潜在生产力和土壤管理措施变化引起土壤有机碳变化的早期指标[12,19]。不同种植密度下春玉米农田土壤w(ASOC)变化如图1(b)所示。收获后各处理0~40cm土壤ASOC平均含量，高密度下高于播种前，中、低密度下低于播种前。高、低密度下随土层深度的增加ASOC呈下降趋势，中密度下10~20cm土层最低。0~10cm土层w(ASOC)大小顺序为高密度＞播前＞中密度＞低密度；10~20cm土层w(ASOC)大小顺序为播前＞高密度＞低密度＞中密度；20~40cm土层w(ASOC)大小顺序为中密度＞高密度＞低密度＞播前。各土层ASOC占TOC的比例可见，20~40cm层收获后高于播种前，其他两层均低于播种前，可见较高的玉米种植密度有利于促进土壤中w(ASOC)，中等密度下土壤10~20cm土壤w(ASOC)较低，可见，春玉米促进根系主要分布层(10~20cm)土壤有机碳的分解消耗，促进深层土壤有机碳的活化。
2.2种植密度对土壤轻组有机碳的影响LFOC是按照密度法分离出来的，主要包括处于不同分解阶段的植物残体、小的动物和微生物，具有较高的周转速率、相对高的C/N比[20]和相对密度显著低于土壤矿物等特点。不同种植密度下春玉米农田土壤w(LFOC)变化如图2(a)所示。各处理不同层次收获后土壤w(LFOC)均显著高于播种前，各土层w(LFOC)大小顺序均为低密度＞中密度＞高密度，低密度下随着土壤层次的加深w(LFOC)呈下降趋势，中、高密度10~20cm土层w(LFOC)最低。LFOC在TOC的比例变化与质量分数变化趋势相同。土壤w(HFOC)变化如图2(b)所示，各处理不同层次收获后土壤w(HFOC)均显著高于播种前，各土层w(HFOC)大小顺序均为低密度＞高密度＞中密度，低密度下随着土壤层次的加深w(HFOC)呈下降趋势，中密度各土层w(HFOC)基本一致、高密度10~20cm土层w(HFOC)最高。重组有机碳占TOC的比例收获后均低于播种前，各处理间高密度较大，中、低密度基本相同，各层次间差异较小。LFOC对土壤有机碳的周转很重要，是植物养分的短期储存库[21]。其大小和组成具有季节性波动，主要取决于有机物的输入和分解速率。可见玉米生长过程可以促进土壤中有机碳的分解，同时随着玉米群体的增加加快了土壤呼吸消耗对有机碳的利用。
2.3种植密度对土壤微生物碳、氮的影响微生物生物量(MB)是土壤有机库中的活性部分，易受土壤中易降解的有机物数量如微生物生物体和残余物分解、土壤湿度和温度季节变化以及土壤管理措施的影响[22]。不同种植密度下MBC变化如图3(a)所示，各处理不同层次土壤w(MBC)收获后均高于播种前，中密度处理土壤w(MBC)随土壤深度的增加呈下降趋势，高密度和低密度处理最低值出现在10~20cm土层。0~10cm土层和10~20cm土层w(MBC)大小顺序为中密度>高密度>低密度，20~40cm土层w(MBC)大小顺序为高密度>低密度>中密度。土壤微生物熵(MBC/TOC)的变化反映了土壤中输入的有机质向微生物生物量碳的转化效率、土壤中碳的损失和土壤矿物对有机质的固定[23]。不同处理各层土壤MBC/TOC在0.014~0.026之间，0~40cm土壤均值高密度>中密度>低密度，低密度下收获后低于播前，中、高密度下高于播前，各层次间0~10cm最高，10~20cm最低。可见种植玉米促进土壤中w(MBC)，高、低密度下均降低土壤耕层w(MBC)，而高密度促进深层土壤w(MBC)，主要是因为根系群体的活力强度影响土壤TOC的转化。微生物生物量氮(MBN)是土壤活性养分的储存库，MBC/MBN能很好的反映微生物群落结构信息[24]。MBN变化如图3(b)所示。0~10cm土层低密度下收获后高于播前，中、高密度下低于播前；10~40cm土层各处理收获后均高于播前。各处理各层次w(MBN)均呈低密度>中密度>高密度。低密度处理随土层深度的增加w(MBN)呈下降趋势，中、高密度处理10~20cm土层w(MBN)最高，20~40cm土层最低。MBC/MBN在6.52~18.60之间，各处理0~10cm和20~40cm收获后均高于播前，10~20cm收获后均低于播前，不同土层间均为20~40cm最高，10~20cm层最低。
3讨论
种植密度通过调节玉米根系生物量和空间分布影响土壤有机碳组分变化，根系主要通过影响微生物群体结构及其活性影响有机碳组分的变化，如图4所示，w(MBC)/w(N)与ASOC呈显著正相关(r=0.6810，P＜0.05），w(MBC)/w(N)与LFOC呈显著负正相关(r=-0.6572，P＜0.05)，可见随着微生物活性的增加土壤w(ASOC)增加，w(LFOC)降低，主要是微生物对土壤有机碳具有活化作用从而促进TOC向ASOC转化，而微生物直接利用的碳源主要为LFOC，微生物活性增强使w(LFOC)降低。另一方面，根系残落物和根系分泌物也是土壤TOC及ASOC的重要来源[1,18]。低密度下玉米根系群体生物量较小，土壤呼吸强度相对较低对土壤中有机碳耗损较少，因此低密度下土壤w(MBC)较低，w(ASOC)较低，而w(LFOC)较高，TOC也相对较高；高密度下玉米根系群体生物量较大，土壤微生物熵高对土壤中TOC耗损较多，因此土壤中w(MBC)高于低密度处理，而w(LFOC)较低，但是由于密度过大根系出现早衰现象，因此w(MBC)低于中密度，大量根系脱落物使土壤ASOC和w(TOC)增加。中密度下微生物活性最强，w(MBC)最高，使w(TOC)较低。玉米根系主要分布在10~20cm耕层土壤，该层次微生物活性最高有机碳耗损最多，同时根系残落物及肥料输入也多，因此该层次w(TOC)升高，而ASOC和w(LFOC)较低，特别是中密度下w(ASOC)降幅较大；20~40土层根系较少，有机碳输入和耗损均少，但高密度下根系下扎使该层根系生物量增加微生物活性增强w(MBC)增加w(LFOC)减少，但该层主要为根毛区因此对TOC影响较小；0~10cm土层受玉米残落物影响较大，且根系活性较小，有机碳输入大于耗损，因此该层有机碳各组分均有所增加。
