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土壤有機物對土壤肥力的作用范文1
關鍵詞：黃河風情線；柳樹穴；全鹽；pH；有機質
土壤有機質是土壤中各種動植物殘體、 微生物體及其分解和合成的各種有機化合物[ 1]，是陸地生物圈的重要碳庫[2]，提供了作物生長所需的95%以上的氮、硫以及20%～70%的磷。其中， 慢性組分的分解是礦化氮和其他養分的重要來源，并為土壤微生物提供充足的養料[ 3]，其含量是評價土壤肥力的重要標志。土壤有機質的分解、 合成過程可影響土壤營養元素的有效性[4] ，對土壤形成、土壤肥力、 環境保護及農林業可持續發展等具有重要的影響。土壤全鹽含量也是評價土地生產性能的重要指標之一，對土壤的鹽漬化等有重要的影響，研究土壤的全鹽對土壤的保護和改良有重要的意義。土壤pH對植物的生長至關重要。不同植物對土壤pH的最適范圍不同，pH過高或過低都不利于植物的生長，且土壤pH對土壤元素轉換、微生物區系、營養元素的有效性以及水土保持等方面均產生重要影響，并因此對植物生長產生一定作用[ 5] 。土壤pH決定著土壤礦質元素的溶解度和分解速度，pH 6～7的微酸狀態下，養分的有效性最高，對植物的生長最適合[6]。
蘭州市堅持建設節約型城市，促進城市可持續發展為宗旨，以“增加城市綠量，營造精品園林，建設優美環境，創建園林城市”為目標，科學規劃，強化管理，依法治綠，取得了明顯的成效。百里黃河風情線風景優美，被譽為蘭州市的“外灘”，但黃河沿岸行道樹柳樹長勢差，壽命不長，使城市綠化高投入低產出，且影響了城市綠化美化的景觀效果。研究對黃河風情線沿岸行道樹柳樹穴的土壤有機質、全鹽含量、pH進行了測定和分析，以期為黃河風情線綠化植物類型的合理配置，平衡施肥，提高肥料利用率提供一定理論依據。
1材料和方法
1.1樣品采集
2012年10月分別對北濱河路中山橋―龍源、北濱河路安寧橋―省委黨校、北濱河路省委黨校―銀灘橋和南濱河路秀川―蘭煉火炬等地的分車帶、柳樹穴土壤的0～20、20～40、40～60、60～80 cm 4個層次用土鉆采樣，共25個樣點。其中，龍源段3個，省委黨校段11個，銀灘橋段5個，蘭煉火炬段6個，共采取土樣100個。
1.2測定方法
對所采集的土壤樣品進行風干，分別過0.5 mm和0.25 mm篩[7]，按5∶1的水土比進行振蕩，過濾后備用，測定有機質、全鹽含量、pH。土壤有機質的測定采用油浴加熱重鉻酸鉀氧化―容量法；土壤全鹽含量采用雷磁DDS307電導率儀測定；土壤pH采用HANNA211酸度計測定[8]。
1.3數據的處理
試驗獲得數據經Excel、SPSS等軟件進行數據處理與分析。
2結果與分析
2.1黃河風情線行道樹柳樹穴土壤有機質含量
土壤有機質是影響植物根系生長發育和養分吸收的重要因子，土壤有機質分解產生的腐殖質酸可促進植物根系生長及其對養分的吸收，有機質中的有機物對植物生長有促進作用[9]。結果表明，黃河風情線沿岸柳樹穴土壤有機質含量在不同土層差別較大，分別對0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm土層進行測量，不同土層最大值分別為67.98、28.87、28.82、23.67 gkg，最小值分別為5.83、0.82、1.42、3.19 gkg，平均值分別為24.20、14.07、11.81、4.58 gkg。根據全國第二次土壤普查土壤肥力狀況分級標準[10]進行統計，0～20 cm土層高肥力土樣占76.0%，中肥力土樣占4.0%，低肥力土樣占12.0%；20～40 cm的土層高肥力土壤占48%，中肥力土樣占20.0%，低和極低肥力土樣占32.0%；40～60 cm的土層高肥力土樣占32.0%，中肥力土樣占24.0%，低和極低肥力土樣占44.0%；60～80 cm的土層高肥力土樣占35.3%，中肥力土樣占23.5%，低和極低肥力土樣占35.2%。表明表層土壤肥力較高，深層土壤肥力較低。不同的采樣地段綠地土壤有機質含量差異也比較明顯，北濱河路中山橋―龍源段有機質平均含量最高，銀灘橋―南濱河路秀川橋段有機質平均含量最低（圖1），這與土壤的利用方式和土壤類型均有密切的關系[11]。
2.2黃河風情線行道樹柳樹穴土壤全鹽含量分析
土壤中鹽類主要為碳酸氫鹽和硫酸化物[12]，不同土層深度的全鹽含量不盡相同，0～20、20～40、40～60、60～80 cm土層全鹽含量最大值分別為2.11、2.62、3.46和3.50 gkg，最小值分別為0.16、0.19、0.22和0.16 gkg，平均值分別為0.65、0.60、0.75和0.92 gkg；根據土壤鹽漬化程度[13]測定結果統計，全鹽含量小于1.0 gkg即土壤為非鹽漬化土壤，
在0～20 cm土樣占84.0%，在20～40 cm土樣占84.0%，在40～60 cm土樣占84.0%。在60～80 cm土樣占86.5%；全鹽含量在1～3 gkg即土壤是鹽漬化土壤，在0～20 cm占土樣16.0%，在20～40 cm土樣占16.0%，在40～60 cm占土樣12.0%，在60～80 cm占土樣23.5%；土壤表層有極少部分土壤處于鹽漬化，深層土壤鹽漬化較嚴重，說明該地鹽分離子的運動趨勢以聚積為主，淋洗脫鹽很少。不同采樣地的鹽分含量高低也是有差別的，南濱河路秀川―蘭煉火炬的鹽分平均含量高于北濱河路中山橋龍源段（圖1），這與該地特殊的氣候，如降水稀少，蒸發強烈等條件因子有密切的關系[14]。土壤大多數仍屬于非鹽漬化土壤，部分全鹽含量高的土壤可選擇種植耐鹽植物。
2.3黃河風情線行道樹柳樹穴土壤pH含量
土壤pH是反映土壤酸堿性的指標，能影響營養元素的可利用性，對土壤肥力性質有較大的影響[15]。隨土壤深度的增加，全鹽量與pH的正相關性呈增大的趨勢[16]。我國土壤的酸堿度分為5級，pH
3討論與結論
（1）測定結果表明，黃河風情線沿岸行道樹柳樹穴表層土壤有機質含量較高，土壤肥力高，下層土壤有機質含量較低，北濱河路中山橋―龍源段有機質平均含量遠遠高于南濱河路秀川段。總體分析，處于中高肥力的土壤占多數，低和極低土壤肥力的土壤較少。由于城市園林植物的枯枝落葉、修剪的枝、葉和草都被運走，土壤中有機質的含量不斷減少，因此，必須重視綠地土壤中有機質的補充，可以將城市園林廢棄物集中堆漚腐熟后作為有機肥料使用，同時也可使用重金屬含量低、經過無害化處理的城市污泥以及其他有機物，這樣既可以將城市廢棄物資源化利用，也可改良城市綠地土壤理化性質[18]，雖然黃河風情線沿岸土壤的肥力較適合植物生長，但要栽培根系較發達的喬木植物，深層土壤還有待于進一步改良與優化。
（2）黃河風情線沿岸柳樹穴土壤的全鹽含量較低，北濱河路―龍源段全鹽平均值含量最低，土壤絕大多數處于非鹽漬化，對植物生長不產生鹽害作用，60～80 cm土層土壤全鹽含量部分較高，可選擇種植耐鹽作物，或對部分鹽漬化土壤進行改良，常用的改良方法有土壤改良培肥，水利改良（水利工程，洗、壓鹽法等），化學改良（常用的化學改良劑有含鈣物質，例如石膏、風化煤、粉煤灰、爐渣）等[19]。
（3）黃河風情線沿岸柳樹穴土壤大多數為堿性，只有少數是強堿性土壤，且土壤的pH隨著土壤的深度增加有所增大，但都在堿性植物可以生長的范圍之內。城市園林土壤為中性偏堿，這與園林工程建設時大量利用客土有關，同時由于融化道路積雪的氯化鈣、氯化鈉和其他鹽類隨地表徑流積累在土壤中；建筑廢棄物中水泥、磚塊和其他堿性混合物中的鈣釋放；大量含碳酸鈣和碳酸鎂的灰塵的沉降，使土壤成堿性。植物長期生長在堿性土壤環境中，易導致生理性缺鐵[20]。因此，在進行園林植物種植時，必須注意適地適樹、適地適花（草），或者通過施用土壤改良劑改良土壤的酸堿性，達到滿足園林植物生長的要求。
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土壤有機物對土壤肥力的作用范文2
關鍵詞：秸稈還田；方式；影響
中圖分類號：S141.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-0432（2012）-06-0096-1
1 秸稈還田的方式
秸稈還田的方式不外乎下面兩種方式：
1.1 直接還田
直接把秸稈還田是比較普遍的方式，在很多方面有其優點，比如：可以減少工作人員的工時，方便而且還田數量大，在一定程度上增加了農作物的產量，從而增加了農民的收入。在我國農村對于秸稈直接還田的方法無外乎以下幾種：第一，高茬還田。高茬還田就是把作物的秸稈留下較長的一部分，大約是秸稈高度的一半左右，之后用旋耕機翻入土中；第二，粉碎翻壓還田。在作物收割后，把秸稈粉碎均勻后撒在地里，厚度大約為6—8厘米，根據地方的條件來決定是否用秸稈還田機和旋耕機把秸稈翻于土中。也可以選擇用犁耕，把粉碎的秸稈撒入到犁溝當中再進行翻耕，這種辦法效果更佳，但是需要較長的時間，比較適合農閑時來進行，或者耕地較少的地區。第三，覆蓋還田方法。這種方法主要適合于麥地還田。在麥子收割后，使用耕犁進行翻轉，這樣可以使麥稈埋于土里，還可以起到抗旱保墑的作用。我國是亞熱帶季風性氣候，夏季潮濕多雨，有利于加快秸稈的腐蝕速度，有利于防澇和雜草滋生，這樣可以保護土壤肥力，有利于作物生產。這種方法雖然需要更多的時間，但是可以減少開支，比較適合灌溉條件差的地區。
1.2 間接還田
間接還田的方法有以下幾種：
1.2.1 漚制還田 漚制還田顧名思義就是把農作物的秸稈放入發酵池內，加入大量的糞便進行自然漚制，漚制一定的時間后取出，這樣可以使用。
1.2.2 過腹還田 過腹還田就是把秸稈用于大牲畜的飼料，經過它們消化系統的消化，載將它們的排泄物中加入秸稈進行發酵，這樣發酵后即可正常使用。
1.2.3 過圈還田 過圈還田是我國農村普遍使用的一種方式，就是將秸稈鋪到大牲畜圈內，要均勻鋪開，厚度適當，每隔8-10天要進行換鋪一次，把取出的秸稈和糞便放進池內進行發酵，之后可進行使用。
1.2.4 高溫造肥還田 高溫造肥還田就是把秸稈澆水浸泡，之后加入禽畜糞便或者人的糞便，要按照一定的比例進行調配，一般情況是按照7:2.5:1的比例調配。調配的過程中要不斷攪拌，使其均勻。在夏季高溫的情況下可讓其自行發酵，如果是冬季需要其他熱源的輔助發酵。當池內的溫度達到50℃—60℃時，要將發酵物進行翻倒，一般翻倒次數為3—5次，之后可進行使用。
2 秸稈還田的影響
2.1 影響土壤物理性狀
秸稈還田已被分析證明對土壤養分和物理性狀有很大的影響。秸稈還田后能夠增加土壤的透氣性，降低其粘重度，有利于水土保持。同時，由于土壤中增加了秸稈，也使得土粒破裂性降低，土壤微結構系數增加，對土壤的改良起到很大的作用。有關專家對有機物對土壤有機結合形態的影響做了研究，研究表明，在相同條件下，在土壤中連續施入有機物后，土壤的總碳量和有機碳量較其他地塊土壤增加了34.88%—37.21%和30%，有機無機復合量較對照增加27.5%。這說明有機物對保護和增加土壤中的有機質具有重要的作用。土壤肥力不僅僅取決于有機質含量，更重要的是有機質的質量。
2.2 影響土壤養分狀況
秸稈還田可以有效加速土壤物質的生物循環，促進土壤有益微生物的生長，增加土壤中的全磷和無機磷的含量。秸稈本身就含有氮、磷、鉀等元素，在分解過程中產生有機酸等產物可以增加土壤中的某些養分的有效性。在水田中秸稈還田會引起土壤的養分還原、pH值、養分轉化等發生變化。
2.3 影響土壤中的微生物
研究結果顯示，秸稈還田能促進土壤中真菌和細菌的大量繁殖，提高土壤中微生物數量。而微生物能夠分解土壤有機質，成為作物吸收的無機鹽，這樣使作物不能吸收的礦物質轉化為可吸收的養分。
參考文獻
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土壤有機物對土壤肥力的作用范文3
至今仍然保留下來時間在50年以上的“經典試驗”包括美國伊利諾斯州立大學的Morrow輪作-肥料試驗（1875年）、Morrow磷礦石粉肥料試驗（1900年）；德國哥廷根農業研究所的E-Field輪作下的肥料試驗（1873年）和多年生黑麥草肥料試驗（1873年），林布爾格羅夫農業研究站的化肥對作物產量及產品質量影響試驗（1938年）；法國貴格納國立農業研究所的Deherain小麥、甜菜肥料試驗（1876年），小麥連作肥料試驗（1876年）以及芬蘭、荷蘭、丹麥、加拿大和澳大利亞等國家的相似試驗等。而亞洲最早開展且持續至今的土壤肥料長期定位試驗是日本鴻巢縣中央農業試驗站的水稻連作肥料試驗（1926年）。但我們同時還要看到，目前絕大多數的土壤肥力長期定位點多集中在發達國家，而在熱帶地區以及發展中國家的定位研究還比較少。以我國來說，現存的長期定位試驗主要建立于20世紀70年代后期，而始建于1987年的“國家土壤肥力與肥料效益監測站網”當屬目前國內最為完整、覆蓋面最大、具有網絡試驗特征的大型長期土壤肥料試驗群。我國長期土壤肥力監測研究目前面臨的最大問題是經費不足和隊伍不穩定，不少試驗正在被迫關閉或處于失管狀態。國家應對保護完整的、有代表性的大型長期定位監測研究平臺給予重點支持和保護，使之像英國洛桑試驗站和美國的Morrow長期試驗基地一樣，受到國家的高度重視，成為國家科技創新體系重要的基礎條件平臺。就方法論而言，土壤肥料長期定位試驗是一種采用既“長期”又“定位”的方法的試驗。農業生態系統中很多過程進展緩慢，外部環境條件也在不斷發生改變，短期試驗往往不能揭示這種長期的變化趨勢。長期定位試驗具有時間的長期性和氣候的重復性（即能克服氣候的年際變化對肥效的影響）等特點，信息量豐富，準確可靠，能系統地揭示土壤肥力的演變過程。不同氣候條件和土壤類型下的土壤肥力長期定位試驗得到了一些共性的結論：
（1）有機和無機肥料的配合施用能夠最大程度地達到高產的目的，但單施化肥或有機肥一樣具有持續增產的效果，連續合理施用化肥并不影響作物產量；
（2）盡管在相同施肥條件下，作物輪作較連作可獲得較高產量，但這些經典試驗告訴我們在合理施肥的情況下，單一種植也一樣能夠維持一定的高產；
（3）從提高土壤有機質含量和提高地力的角度而言，有機肥明顯優于化肥，但合理施用化肥對提高土壤有機碳、有機氮庫仍有微弱作用。依靠從這些土壤肥料長期定位試驗中獲得的共性結論，歐洲、美國以及其他發達國家在近數十年內迅速形成了依靠單一種植、合理施肥、機械耕作和科學用藥為四大支柱的現代農業方式，其中前2項的實用性和可靠性便來自長期肥料試驗的研究結果。同時，土壤肥力長期定位試驗以長久固定的土壤管理模式使土壤性質按不同的方向不斷地改變，從而形成具有不同肥力性狀和生物活性的各種土壤類型。這些永久保存下來的不同時期的土壤樣品，為后來者研究不同農業耕作模式下土壤的發展變化過程以及了解人類活動對這些演變過程的影響提供了珍貴的研究對象。此外，土壤肥力試驗長期以來不間斷的試驗結果存檔也為驗證土壤肥力變化模型的可靠性提供了寶貴的數據，將有助于研究和預測現代農業耕作措施對未來土壤質量乃至農業生產的影響。
二、農田土壤肥力培育研究及其進展
張福鎖等研究指出，土壤肥力是土壤質量的重要特征，是作物高產穩產的保證，土壤的基礎地力越高，作物的產量也就越高。而就我國現有耕地而言,中低產田面積比例高達71.3%，因此如何提升土壤地力已經成為我國農業科技工作者關注的焦點。全球諸多不同氣候條件以及土壤類型上的長期土壤肥料定位實驗總結并闡明了在不同耕作措施下的土壤肥力的長期演變規律，為土壤地力提升提供了有效的理論依據及其技術支撐，為農業的可持續發展提供決策依據。
1、優化化肥施用
化肥持續大量施用造成近年來土壤肥力下降很快、生態環境惡化。究其原因除了忽視有機肥的投入以外，化肥投入比例不當亦是重要的一個方面。據有關資料統計，目前我國施用化肥比例N∶P2O5∶K2O為1∶0.34∶0.25，磷鉀不足，嚴重失調。平衡施肥是目前普遍提倡的科學施肥方法，傳統的平衡施肥主要目的是提高作物產量，為我國的糧食增產、農民增收作出了重大貢獻。推廣平衡施肥，除了作物產量與品質之外，還要關注施肥對土壤生態系統其他因素產生影響。陳建國等在南方缺磷水稻田上的試驗表明，平衡施肥能夠提高土壤肥力，與不施磷肥和過量施磷處理相比明顯增加土壤有機質含量，顯著提高土壤微生物生物量。而王伯仁等和林新堅等的研究也都指出，平衡施肥在提高作物產量及其施肥效益的同時，還有利于保持和提高紅壤旱地的土壤肥力。因此，在增施有機肥的基礎上，科學施用化學肥料，可以改善耕地養分失調，同時有利于優化土壤理化性狀。
2、合理增施有機肥
全球不同區域的土壤肥料長期定位試驗的結果均指出，長期施用有機肥能夠明顯增加土壤中有機質的含量，而土壤有機質含量正是反映土壤肥力的重要指標之一，對于土壤中養分的積蓄、良好結構的形成以及土壤中有害物質毒性的消除等均具有重大的意義。其次，孫福來、勞秀榮等的研究表明有機肥培肥措施還能夠有效明顯增加土壤中有效氮、磷、鉀養分的含量，而且是對于表層土壤（0~20cm）有效養分的增加尤為顯著。再次，有機肥的施用還能增強土壤的保水性和固氮能力，有利于水肥的耦合；增加土壤有機C、非水穩性團聚體、水穩性團聚體的含量，有效地提高土壤團聚體的穩定性；還有研究認為，施用有機肥后土壤容重降低，致使有效水分、導熱率和氣體比例得到改善，促進作物生長發育。最后，有機肥的施用還有效地提高了土壤酶活性以及微生物碳、氮的含量。但隨著近年來以農戶家庭為單元的家畜養殖存欄量的逐漸減少，導致農民的有機肥積造量急劇下降。如何充分挖掘和利用農業生態系統中的有機肥源，合理循環使用有機物質已成為了實現有機-無機肥配合施用的物質基礎和前提。其中農作物秸稈還田和綠肥種植重新引起了人們的關注。農作物的秸稈含有相當數量的碳、氮、磷、鉀等營養元素，秸稈還田必然增加土壤中相應養分的儲量。作物秸稈還田還提高了土壤耕層有機質含量，Gra－ham等認為，隨著作物秸稈還田量的增加，0~10cm土層中有機質含量也隨之增加。關連珠等的研究進一步指出，在配施化肥的基礎上,施用有機肥可提高有機質含量7%~15%，其中尤以施用未腐熟秸稈處理效果最好，可提高有機質含量9%~15%。此外，秸稈還田還能夠提升土壤有機質的品質，孫星等的研究結果表明，秸稈與化肥配施能夠改變土壤腐植酸的組分，其中胡敏酸與富里酸的比例比單施化肥土壤明顯提高。我國南方農作區冬閑田面積大、空閑時間長。因此利用冬季空閑茬口種植一季綠肥作物，既能增加當季地面覆蓋，保持水土，又能增加生物固氮量，活化富集土壤磷、鉀等養分，翻壓還田后能提高土壤有機質含量，為后季作物提供速效養分。李繼明等通過26年的長期定位試驗發現，紅壤稻田區綠肥與化肥長期配合施用不僅有利于水稻穩產增產，減少了化學肥料的使用量，而且土壤中有機質、全N和全P均明顯高于單施化肥處理。王勁松等的研究還發現，綠肥種植不僅增加了土壤中速效養分和有機質含量，還能夠改良土壤結構，降低土壤容重。因此，綠肥與化肥長期配合施用可以減少化肥的使用量，提高化肥氮、磷、鉀養分的農學效率，增加土壤有機質，改善土壤物理結構，提高土壤肥力，是作物增產和培肥地力的有效途徑。
3、優化耕作制度
近十幾年在生產實踐中總結出的保護性耕作法是一個成功范例。大量的研究表明，保護性耕作減少了土壤的翻動，加上秸稈覆蓋作用，可以有效地控制土壤侵蝕，減少水土流失。該技術的應用還對土壤理化性質改善，進而提升土壤肥力起到積極的作用。朱文珊等的研究表明，免耕土壤的孔隙分布較合理，有利于土壤上下層的水流運動和氣體交換。免耕還可以顯著改善土壤化學性狀，土壤有機碳顯著提高，同時可提高土壤表層的N、P和K含量。此外，免耕還可增加土壤生物和微生物數量和活性。由此可見，實施保護性耕作措施改良了土壤物理結構，提高了土壤養分水平，使得土壤團粒穩定，增加了水分入滲量，從而減少了徑流和土壤流失，有效提高了土壤肥力。
三、提升土壤肥力與發展現代農業思考
所謂現代農業，相對于傳統農業而言，是廣泛應用現代科學技術、現代工業提供的生產資料和科學管理方法進行的社會化農業，是以農業生產過程中生產技術手段應用的水平、程度和范圍來確定的。凡是大量應用現代先進的科學技術，使勞動生產率大幅度提高，并有較發達的社會經濟環境和其他高技術配套產業的密切配合，這就是現代農業。目前我國正處于傳統農業向現代農業的過渡階段。農業發展主要依賴提高土地產出率為重點的勞動實用型的生物化學技術創新。所通行的仍然是以農戶為單位的小規模生產，也沒有跳出傳統農業方式的范疇。由此可見，中國農業出現的增長，從總體上來看，主要還是傳統農業方式下的增長行為。那么，伴隨農業的推行，在傳統農業向現代農業轉變的過程中，土壤肥力究竟發生了什么樣的變化？不少學者認為，由于農業生產水平與復種指數的提高，耕地質量出現了令人擔憂的征兆，綜合表現為土壤基礎肥力下降、土壤物理性狀變差（如耕層變淺、容重增加）、土壤緩沖能力下降、各種污染加劇等，已明顯地制約著農業可持續發展。特別是1980年以后高產品種、高產栽培技術的應用以及化學物質（化肥、農藥）投入量激增，作物產量水平也隨之迅速提高；但由于小規模生產的限制，農家肥投入不斷降低，綠肥種植幾乎絕跡，農民對土壤養分的投入遠遠低于土壤的產出，導致了土壤肥力退化嚴重。以張炳寧等在揚州的研究為例，20世紀八九十年代，隨著作物產量的激增，該地農田土壤大都出現了耕作層變淺、土壤物理結構變差、耕層養分含量下降等一系列土壤肥力退化癥狀。這一現象在當時的中國極具代表性。土壤不僅是人類生存的基本資源，也是農業可持續發展的重要基礎?，F代農業的發展是以持續農業為戰略體系。發展持續農業的目的，是獲得高產優質的農業產量，保持清潔的環境和生物多樣性，其內涵主要是在保持和提高代傳土地質量，增強抗風險的緩沖能力，使土地在保護環境的基礎上永續利用，并不斷提高其農業生產力和經濟價值。因此，人們通過了解土壤肥力的演化規律，采用不同的耕作措施調節土壤肥力的發育過程，使其朝著高產、優質、高效、安全和生態方向發展，已經成為了現代持續農業的根本措施。在此意義上，根據現代持續農業發展的需求，我國土壤學中長期發展優先研究內容可集中以土壤質量提升與調控為核心，具體有以下5個方面：
（1）交互作用。從研究土壤本身轉向研究土壤與人口、資源、生態、環境、社會經濟發展相協調，從單一學科走向與其他相關學科相互綜合、相互滲透和相互交叉，不斷豐富和發展土壤肥料領域的研究內容。包括不同生態區域土壤肥力的演變規律與主要驅動因子及機制，土壤肥力演變與生態環境之間相互關系的研究等。
（2）土壤管理。研究土壤肥力及其影響因素，土壤養分含量與肥力的相互關系，土壤肥力與土壤生產力、作物產量與品質等的相互關系，施肥與耕作等措施對土壤肥力的影響，探討提高土壤肥力的方法與對策，建立土壤肥力評價指標體系，從而為現代化農業大生產中的土壤管理提供理論支持。
（3）過程變化。土壤研究從靜態走向動態的監測、預控和長期定位觀測。土壤作為一個獨立的歷史自然體無論在時間上還是空間上都處于變化之中。同時土壤本身的發生發展過程是緩慢的，有其自身的發生發展規律。因此，要研究土壤的形成演變規律、養分變化動態等一系列問題，必需從靜態的研究走向動態的監測、預控和長期定位觀測。
（4）時空尺度。土壤學的全球變化研究已從全球、區域、流域到土鏈、田塊、顆粒，從結構、表面、內層到分子、原子、電子，從靜態到動態，從短時到長久。人類活動在地球各圈層中發揮著重要影響，從根本上改變了各環節或各圈層的物源、能源和信息流，從而影響生態環境與生物健康。
土壤有機物對土壤肥力的作用范文4
關鍵詞：土壤酶；植物；土壤肥力
中圖分類號：X172文獻標識碼:A
前言
土壤是在各種自然因素和人類生產活動的直接影響下形成和發展的。它不僅是一個特殊的歷史自然體，一個復雜的多相體，同時是"類生物體"或稱為"特殊的有機體"?！?】尤其墾植多年的農業土壤，在其自身的物理、化學和生物等多種因素綜合作用下，發生極其復雜的變化。每一個小土塊是絕對不同于任何無生命的自然體，其中既存在動物、微生物，也存在其他活性。土壤中不間斷地進行著具有活組織特征的催化反應。一種微土壤成分--酶參與這種催化反應，使土壤有同生物體相似的活組織的代謝能力【1】。
1.土壤酶的定義
土壤酶是一類比較穩定的蛋白質。與一般蛋白質不同，酶具有特殊的催化能力，屬于一種生物催化劑。酶的催化能力比無機催化劑要大十幾倍、幾十倍乃至數百倍。酶參與土壤中的生物化學反應，并其有與環境的統一性【2】。酶活性能被某些物質激活，也能被某些物質抑制。與土壤成分牢固結合在一起的酶，可長期地積累在土壤之中，表現出一定的穩定性。微生物繁殖中產生的酶和未與土壤成分結合而處于游離狀態的酶，易在環境條件改變時鈍化。
2.土壤酶的來源
土壤酶是土壤的組分之一。關于土壤酶的來源問題，許多人做了大量研究工作。在早期的土壤酶學研究中，人們認為土壤酶來自土壤微生物【2】。土壤酶是土壤微生物釋放分泌的結果。隨著酶學測試技術的改進提高，其研究內容不斷向廣度深度發展。業已證明：土壤酶活性包括已積累于土壤中的酶活性，也包括正在增殖的微生物向土壤釋放的酶活性。酶活性既來源于微生物，也來源于其他有機組織〔即來自植物活體及其殘體，動物活體及其遺骸〕。高等植物根系的活動能促進土壤酶的積累。按土壤層次觀察，土壤酶與土壤生物量、植物根系分布狀況有關【12】。
3.土壤酶與植物的關系
土壤酶系統是土壤中生理活性最強的部分，生長植物的土壤具有較強的酶活性。由于植物種類有異，根系、微生物種群及數量不同，分泌的酶類有很大變化，現已沒有任何懷疑。植物的生活是以葉的光合作用和根的養分吸收為基礎的，而土壤養分變化與酶促作用有關，所以，土壤酶與植物生長之間必然存在內在聯系。主要表現在土壤有效養分的釋放與植物于物質積累的關系；酶活性對植物根系的依賴性；不問溫、濕度條件下，土壤生化過程強度與植物生育的協調性；土壤酶動態變化與土壤肥料的關系等方面。
作物的種類對土壤酶產生影響。曹成有,滕曉慧,陳家模,崔振波對在科爾沁地區采集小葉錦雞兒、樟子松、山竹巖黃芪和差巴嘎蒿這4種22年生固沙群落的土壤樣品中的酶活性進行分析，發現小葉錦雞兒對土壤生物活性的影響最大,其群落土壤中脲酶、磷酸單酯酶、蛋白酶、脫氫酶的活性均明顯高于其他幾種植物群落,表現出強大的改善沙土環境的能力,可作為優良的固沙植物材料在當地大面積推廣應用【4】。徐秋芳、劉力、洪月明對高低產毛竹林地土壤酶活性比較分析，發現高產竹林地土壤過氧化氫酶、脈酶、蛋白酶和蔗糖酶的活性都高于低產竹林地磷酸酶活性兩種類間無明顯不同【5】。
作物生育時會對土壤酶產生影響。中國農業科學院土壤肥料研究所(1953)的研究工作表明，種植冬小麥的褐土酶活性變化趨勢如下:小麥苗期到成熟期，蛋白酶活性、肌酶活性變化趨勢基本一致。越冬期與收獲后期酶活性最低，幼苗期活性稍高，返青期起氣溫升高，植株生較快。蛋白酶活性、脲酶活性迅速增強，最高都在三月內，從拔節到開花期均逐漸下降。蔗糖酶活性自幼苗期迅速上升后，從越冬到開花均處在較高的活性水平，小麥成熟期下降，以后稍有回升。表明冬小麥整個生育時期與土壤酶活性有密切的關系【6】。
土壤酶活性與作物生育的協調關系，是在一定的氣候條件下形成的。協調性通過土壤生化過程中的養分轉化表現出來。在作物生育盛期，如小麥拔節、開花期，大豆營養生長與生殖生長盛期，作物需要吸收較多的營養物質。此間，土壤酶活性顯著增強，相應的有效養分便隨之釋放出來，并出現一定的積累，而后又迅速降低。表明土壤酶促作用釋放的有效養分，不斷為作物吸收的 結果。關松蔭等對冬小麥不同生育時期潮土堿性磷酸酶活性與土壤磷素、脲酶活性與土壤氮素之間進行動態分析發現在作物生長旺盛時期需要更多養分，土壤生化過程活躍，可溶性養分及時釋放【7】。土壤中可溶性養分的積累，能保證作物干物質積累所需的物質和能量，這就是土壤酶活性與作物生育的協調性。
作物的生物學特性也會對土壤酶產生影響。同種作物對土壤酶活性影響差異較小，栽培不同種類作物，土壤酶活性存在明顯差異。一般認為，不問種類作物根分泌物，包括分泌酶的種類和數量有多有少。不僅作物的某些種，而且同種作物不同品種，對酶活性的影響也不相同。有人對種植放德薩-10玉米和種植莫斯科夫斯卡婭玉米的土壤脲酶活性進行比較，表明不同品種玉米對酶活性的影響，主要與根系重量有關。植物根系狀況能引起土壤微生物區系和酶活性發生重大變化，進而影響土壤物質轉化。因此可以看出，土壤酶活性與植物生物學特性之間存在一種依賴關系。
不同土壤利用狀況對土壤酶活性也產生影響。有植被覆蓋的土壤酶活性，明顯高于無植被覆蓋的休閑地酶活性。種植馬鈴薯和糖用甜菜、燕麥、草萄、馬豆和冬黑麥，生草灰化土淀粉酶活性比休閑地相應的酶活性高得多。同種土壤種植馬鈴薯的根際土壤淀粉酶比糖用甜菜的酶活性高。棕灰化土種植谷類作物、馬鈴薯或糖用甜，連續單作23年，蛋白酶、淀粉酶和堿性磷酸酶活性均比鄰近休閑地相應的酶活性為高(Beck，1975）。草地永久牧場比鄰近耕地淀粉酶活性高兩倍(Hofmann、Hoffmann，1955)。
不同種植方式對土壤酶活性的影響。(1)當季作物的作用：豆科作物與其他作物混播，常常引起土壤酶活性增強。三葉草與大麥、甜菜混播，比它們各自單獨種植時，土壤淀粉酶活性增加30％(Hoffmann，1959)?；一练N玉米時，淀粉酶活性比單種馬豆時的酶活性要高〔Hpoxnu等，1972)，一些作物單播，灰化土纖維素酶活性強弱順序是：玉米>小麥>馬鈴薯>三葉草。木聚糖酶活性強弱順序是：甜菜>小麥>馬鈴薯>亞麻。表明不同作物對酶類的貢獻是有差異的。(2)前季作物的作用：不僅當季作物影響土壤酶活也前季作物對土壤酶活性也有影響。前季為冬小麥和前季為黍的黑麥根際脲酶活性明顯不同，前者每克土為0.35mg NH3-N，后者為0.18mg NH3-N。黃棕壤不同前茬小麥各生育期，土壤脲酶活性基本服從下列順序：玉米+大豆＞大豆＞亞麻＞谷子＞玉米。表明豆科作物和禾本科作物混播，可為后茬作物提供良好的環境條件。在培肥土壤方面，豆科作物較禾本科作物有更大的貢獻。綠肥作物也可為后作創造較好的土壤生化條件【8】。
4.研究植物生長對土壤酶影響的意義
既然土壤酶活性與作物生育有較好的協調性，那么酶活性和土壤肥力之間是怎樣的關系呢？許多研究結果都回答了這個問題。Holmann提出將土壤酶活性作為衡量土壤的生物學活性和生產力的指標。周禮愷認為,將土壤酶活性的總體用于評價土壤的肥力水平時進行數量化分類是完全可能和可行的【1】。土壤酶活性與土壤肥力有很大的關系【9】。脲酶能分解有機物,促其水解成氨和二氧化碳【6】。蔗糖酶活性能反映土壤呼吸強度，酶促作用產物--葡萄糖是植物、微生物的營養源；蛋白酶能夠反映土壤有機氮轉化狀況，酶促作用產物--氨是植物氮素營養源之一；磷酸酶活性能夠表示土壤有機磷轉化狀況，酶促作用產物--有效磷是植物磷素營養源之一；過氧化氫酶和脫氫酶活性與土壤有機質的轉化速度有密切的關系；多酚氧化酶能夠反映土壤腐殖化狀況，酶促氧化產物--醌與土壤中的氨基酸縮合成胡敏酸分子【7】。纖維素分解酶可作為表征土壤碳素循環速度的重要指標。關松蔭等(1978)研究表明磷酸酶活性較強的土壤，是生產性能較好的土壤。黑壚土脲酶活性與玉米產量有密切關系，這一趨勢在無肥區表現尤為明顯(黃世緯，1981)。也有人觀察到水稻土蛋白酶活性與水稻產量之間有一定的平行關系(馬國瑞，1978)。多數研究者指出，土壤酶活性的變化，必然反映到土壤肥力上來，而且證明它們之間存在較好的相關性。酶活性狀況較好的土壤，土壤生化過程較活躍，生產性能也較好【1】。土壤過氧化氫酶、蔗糖酶、磷酸酶、誠碌酶、蛋白酶和多酚氧化酶活性之間關系及總體活性對評價土壤肥力水平有重要意義【10,11】。一般情況下,土壤濕度較大時,酶活性較高,但土壤過濕時,酶活性減弱,土壤含水量減少,酶活性也減弱。土壤空氣直接影響土壤酶活性,氧與脲酶活性有關。土壤有機質在各種酶的作用下,釋放出特定的植物養分,因此,酶活性不僅與土壤肥力狀況有關,而且與植物養分的有效性有關。如在真菌作用下,一些糖酶參與凋落物的分解,致使土壤中有效磷和有效氮增加。酸性磷酸酶活性與各種形態的土壤磷,酸性、堿性磷酸酶活性與小麥、三葉草根際中的有機磷均呈正相關。早在1926年,Waksman與Dubos就提出用土壤過氧化氫酶的活性作為土壤肥力指標。本世紀許多學者對酶活性與土壤肥力之間的關系作了大量研究,發現許多酶都表現出專屬性,因此應該用與土壤主要肥力因素有關的、分布最廣的酶活性的總體,而不是用個別的土壤酶活性表征土壤肥力水平【3】用土壤酶活性評價土壤肥力,是因為酶活性反映了土壤的綜合性狀,一種酶活性與多種土壤性狀相聯系,其中脲酶、磷酸酶、轉化酶更是如此,它們從本質上反映了土壤中氮、碳、磷、鉀的轉化強度,以及pH和通透性等多種狀態。同時酶活性是一種生物指標,它反映了生物的要求及其環境的適應能力。土壤酶活性不僅反映了土壤狀態,而且反映了土壤的動態變化。因此,土壤酶活性具有綜合性、生物性和動態性三個優點,作為土壤肥力指標是很有意義的。
參考文獻
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土壤有機物對土壤肥力的作用范文5
（1浙江省杭州市植保土肥總站，杭州310020；2浙江省臨安市農業局，浙江臨安311300；3浙江省種植業管理局，杭州310020）
摘要：為探究臨安雷竹林土壤理化性狀的變化，以臨安雷竹林種植區進行施肥調查和土壤樣品采集，對臨安雷竹林土壤進行研究。研究結果表明，雷竹林表層土壤(0~20 cm)酸化嚴重，最低的pH 3.2，酸化且有明顯深層化趨勢；表土有機質和速效磷積聚，含量分別高達57.6 g/kg 和765.0 mg/kg。據分析，雷竹林過量施用化肥，特別是氮肥和磷肥造成土壤養分失衡，導致雷竹林土壤pH下降。表土(0~20 cm)酸化嚴重，pH最低值達3.2，遠低于雷竹適宜生長的pH 5.5~7.0，同時，土壤有效磷和速效鉀含量大幅上升，最高分別達693.0、507.0 mg/kg。結合當地生產實踐分析，雷竹種植過程中過量施用化肥、覆蓋大量有機物分解產生的酸性物質以及雷竹林自身分泌有機酸共同作用導致竹園土壤有明顯的酸化趨勢。
關鍵詞 ：雷竹；化肥施用；現狀；問題
中圖分類號：S644.2，S158.2 文獻標志碼：A 論文編號：2014-0819
基金項目：浙江省科技廳項目“高值特色農業土壤酸化障礙阻控與消減技術”(2014C32037)。
第一作者簡介：徐祖祥，男，1956 年出生，浙江紹興人，研究員，從事土壤肥料研究與推廣工作。通信地址：310020 浙江杭州市杭海路434-1 杭州市植保土肥總站，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)因早期打雷即出筍而得名，為禾本科竹亞科剛竹屬植物，當地人稱早竹、早園竹。雷筍口味鮮美、產量高、效益大。臨安是中國集中種植雷竹的地域，主要分布于平原和低丘緩坡地帶。據統計，臨安市有雷竹林2.16萬hm2，主要分布在境內中東部地區的太湖源、錦城、高虹、於潛、藻溪等鎮。2013 年雷筍全市產量達27.17 萬t，雷筍主要銷往杭州、寧波、溫州、福建、上海、南京等地。近年來，隨著雷筍經濟價值的提高，在春節前投放市場雷筍，通常價格在20~30 元/kg，有的年份甚至高達40 元/kg。為了獲得更高的產量與經濟效益，竹農通過覆蓋稻草、礱糠和施用大量高強度化學肥料等手段，提高雷筍產量，但也帶來了許多生產中的實際問題[1]。關于臨安雷竹林土壤理化性狀變化的研究，浙江農林大學姜培坤研究較早[2]，其他雷竹林種植區雖有報道，但總體不多。筆者通過近幾年詳細研究了雷竹林過多施用化肥引起土壤酸化，導致土壤障礙作了深入的研究，對揭示臨安雷竹林良性施肥具有重要的意義。1 材料與方法
1.1 研究區域情況
研究區域為浙江省集中種植雷竹基地的臨安市，該區屬中亞熱帶季風氣候，溫暖濕潤，四季分明，具有春季多雨、夏季濕熱、秋季氣爽、冬季干冷氣候特征。年平均氣溫16.4℃，無霜期235~260 天，年平均雨量1628.6 mm，平均濕度75%。所采土壤樣品地點為臨安市錦城街道龍馬村，土壤類型為紅泥砂土[3]。肥料施用量調查數據基于臨安市雷竹種植區28個鄉鎮127 戶農戶獲得。采取每個鄉鎮抽查4~5 戶竹農進行雷竹種植的面積、施肥品種、施肥量及施肥時間進行實際調查，將這些原始數據進行分析。
1.2 土壤樣品采集
2013 年6 月在臨安錦城街道龍馬村選擇不同種植年限雷竹林基地采集土壤樣品，選擇1、5、10和15年以上4個不同的竹園。采樣深度分別為0~10、10~20、20~30、30~40 cm，采樣前剔除土壤表層枯枝落葉和覆蓋物。
1.3 土壤樣品測定方法
采集不同層次土壤混合樣品放置于室內晾干，將土壤粉碎后共分2 份，先取1 份通過60 目篩后，直接測定土壤速效氮、有效磷、速效鉀、pH；另取1 份研磨，使其通過100 目篩后，測定土壤有機質、全氮。pH 用1.0 mol/L KCl 浸提(1:2.5，w/v)，pH 計(HANNAPH211A)測定；有機質用重鉻酸鉀氧化，外加熱法測定；全氮用半微量凱氏法測定，有效磷用鉬銻抗比色法測定，速效鉀用乙酸銨提取法測定[4]。
2 結果與分析
2.1 臨安雷竹林施肥現狀
對臨安市部分雷竹林基地施肥量、施肥種類的調查和綜合評價分析結果表明，施肥總量很大，氮、磷、鉀養分比例不協調[5-6]。據28 個鄉鎮對127 戶農戶調查，每年雷竹施3 次肥料，時間為5 月中旬、9 月中旬和11月下旬至12 月上旬覆蓋有機物前，年施肥量一般為45%無機復合肥(N:P2O5:K2O=15:15:15)2.25 t/hm2；同時，為了提高雷筍產量及提早出筍時間，有機物覆蓋是雷竹筍集約經營的最大特點，每年11 月下旬至12 月上旬地表覆蓋有機物以增溫避冷保溫，通常是在雷竹林地表先覆蓋10~15 cm 稻草，再在上面覆蓋10~15 cm的礱糠，稻草用量40 t/hm2。調查表明，在不計算有機肥的情況下，施用純N 337.5 kg/hm2、P2O5 337.5 kg/hm2、K2O 337.5 kg/hm2。由這些數據可以看出，農戶對雷竹林施肥完全憑經驗，盲目施肥。這不僅造成了肥料的浪費、成本的提高，還會引起土壤酸化，使臨安市種植10 年以上雷竹林土壤占20%的面積土壤pH 低于4.0，最低值達3.0，并且酸化有深層化的趨勢[7-9]。
2.2 雷竹林土壤理化性狀變化規律
2.2.1 雷竹林土壤酸度變化特征圖1 是不同種植年限雷竹林土壤0~40 cm 剖面層pH 變化狀況。不同層次分析結果表明，雷竹表層土壤0~20 cm 有明顯的酸化現象，除剛種植1 年雷竹林土壤pH 5.7~5.8 以外，其他種植年份（5、10 和15 年）0~20 cm土層pH 3.2~4.6，20~40 cm 土層隨著種植年份增加，土壤pH 也隨著下降，土壤pH 3.7~4.2，明顯低于雷竹林適宜生長pH 5.5~7.0。由圖1 顯示，隨著種植年限增加，雷竹林土壤pH有下降的趨勢。交換性酸是土壤酸度的容量指標，圖2 是不同種植年份土壤交換性酸的剖面變化情況，在20~30 cm 層中表現最高，而0~20 cm 剖面層中交換性酸含量呈現上升的趨勢，這與施用大量化學肥料及每年覆蓋稻草、礱糠腐爛分解有關，使土壤交換性酸含量上升[10-12]。
2.2.2 雷竹林土壤速效氮含量的變化雷竹林種植在旱地土壤，土壤養分具有分布不均一性，使土壤氮素養分的高低直接關系作物的吸收與生長。從圖3 可知，雷竹林土壤速效氮含量存在著一定的差異，4 種不同種植年份雷竹林土壤速效氮含量分析結果表明，除種植1 年0~10 cm 土層72.0 mg/kg 外，其他3 種不同種植年限雷竹林0~10 cm土層速效氮含量在168.0~303.0 mg/kg；隨著種植年份增加，0~10 cm 土層速效氮含量不斷升高。但10~20 cm 土層速效氮含量比0~10 cm 土層略微低點，其含量為149.0~296.0 mg/kg，而20~40 cm 土層速效氮含量仍維持在120 mg/kg 以上，而比0~10 cm和10~20 cm土層速效氮含量顯得低，這與雷竹林耕層土壤長期大量高強度施用化肥有關[13-14]。
2.2.3 雷竹林土壤有機質含量的變化趨勢圖4 是雷竹林土壤有機質含量的剖面變化情況。結果表明，雷竹林土壤有機質含量普遍較高，種植10 年以上0~10 cm土層的有機質含量范圍在54.4~58.2 g/kg，10~20 cm土層的有機質含量范圍在55.7~64.5 g/kg；而種植1~5 年雷竹林土壤0~10 cm土層的有機質含量32.6~39.7 g/kg，10~20 cm 土層的有機質含量范圍在32.1~41.3 g/kg。從4 種不同種植年份雷竹林土壤分析結果得出，10~30 cm 土層的有機質含量均高于0~10 和30~40 cm 的土層，這個層面正好是覆蓋稻草剖面層段，可能與覆蓋稻草、礱糠分解后使有機質含量提高有密切的關系。2.2.4 雷竹林土壤有效磷和速效鉀含量的變化特征由圖5~6 顯示，土壤有效磷和速效鉀含量變化趨勢與有機質變化趨勢相類似。除種植1 年期外，另外3 種不同年份種植的雷竹林0~10 cm 土層，有效磷和速鉀含量呈明顯的積聚的現象，尤其是種植10和15年的雷竹林土壤有效磷和速效鉀含量更高，有效磷含量在491.0~693.0 mg/kg，速效鉀含量在325.0~507.0 mg/kg；而10~20 cm 土層有效磷和速效鉀含量分別在194.0~657.0 mg/kg 和339.0~514.0 mg/kg。從圖5~6 可以看出，雷竹林土壤有效磷和速效鉀含量的表聚現象比有機質更為明顯，這可能與磷、鉀素遷移速度較慢有直接關系；同時更與雷竹林大量施用磷、鉀含量比例不合理的復合肥有關，進而使雷竹林土壤有效磷、速效鉀含量明顯增加。
3 結論與討論
（1）臨安集約經營下雷竹林土壤的酸度和養分特征發生了顯著變化，表層土壤呈現明顯的酸化現象，最低的土壤pH 達到3.2，遠低于雷竹最適宜生長土壤pH，土壤酸化引起土壤交換性酸增強，成為導致雷竹林土壤退化的重要原因，使土壤障礙因子增多[15-16]。（2）臨安雷竹林土壤養分含量的表聚現象可能與高強度施肥和每年為保持地溫而覆蓋稻草、礱糠有關，這些有機物腐爛后轉化為腐殖質酸等營養成分在0~10 cm和10~20 cm剖面層段積累；同時，這些有機質和有效磷、速效鉀含量會隨雨水下滲，使30~40 cm 剖面層段的有機質和有效磷、速效鉀含量隨剖面加深而下降。
（3）在高強度集約經營下雷竹林土壤有機質、有效磷、速效鉀也呈現明顯的表聚，特別是在0~10 cm層段富集。因此每年6 月通過翻耕土壤，使土壤上下層養分交換，促進雷竹根系伸展。雷竹林經營管理中大量施用化肥和覆蓋有機物是導致雷竹林土壤酸化和表土養分富集的主要原因，土壤致酸物質增加，從而引起土壤障礙。
（4）施肥使得臨安雷筍產量提高很大，但臨安市雷竹林施肥存在較大的問題，特別是氮肥、磷肥投入量過大，使得養分比例失調，造成了土壤嚴重酸化，引起土壤養分不平衡，導致病蟲增加。
（5）雷竹林化肥施用，要具備氮、磷、鉀比例配比合理施用，充分發揮肥料交互作用，減少土壤障礙和雷竹生理病害，土壤酸化會導致Al 的活化和釋放，pH 降低，使土壤中Al 溢出，會對雷竹的生長造成影響。特別是對氮肥、磷肥施用量的減少，合理施用鉀肥，增施鈣、鎂肥和微量元素，使之投入少、收效大，保持土壤養分動態平衡[17]。
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土壤有機物對土壤肥力的作用范文6
1材料與方法
1.1研究區域概況研究區域在中國東北部通遼市科爾沁區(北緯42°15′—45°41′、東經119°15′—123°43′之間)進行，該區春玉米種植面積近70×104hm2，占全內蒙古的近1/3。試驗地點的無霜期100~150d，年降雨量350~450mm，主要集中在7—8月。試驗區為遼河灌區，土壤主要為灌淤土，土壤理化性狀如表1所示。
1.2試驗處理在試驗地區選肥力中等[產量(10.50±0.75)t•hm-2]春玉米地塊，種植密度設為3個處理分別為低密度60000株•hm-2、中密度75000株•hm-2和高密度90000株•hm-2。重復3次，共9個小區，小區排列采用隨機取組；小區面積為：10×20=200m2。施肥模式為，肥料N：202kg•hm、P2O5：67.5kg•hm、K2O：67.5kg•hm-2和有機肥：22.5t•hm-2。N肥用尿素[w(氮)=46%]、P肥用磷酸二銨[w(P2O5)=46%，w(氮)=18%]、K肥用硫酸鉀[w(K2O)=50%]、有機肥用牛糞[w(有機質)=14.7%、w(氮)=0.42%、w(P2O5)=0.22%]。施用肥料以基肥和追肥2種方式施入土壤（N肥1/4用于基肥，3/4用于追肥，其他肥料均用于基肥）。種植玉米品種為，金山27，田間管理同當地傳統種植。
1.3土壤樣品采集各處理分別于播種前和收獲后采集不同層次（表層0~10、10~20、20~40cm）土壤樣品，每個小區隨機采集5個點位，現場混勻，放入塑封袋中帶回實驗室，4℃保存備用。
1.4分析方法土壤中有機碳(TOC)采用重鉻酸鉀-硫酸外加熱法（GB8834—1988）；活性有機碳(ASOC)采用333mmol•L-1高錳酸鉀氧化法[12]；輕組有機碳(LFOC)按照JANZEN等[13-14]的方法，采用比重分離法分離輕組有機碳：稱取5g過0.149mm篩的風干樣品于100mL離心管中，加入20mL密度為1.7kg•L-1的NaI溶液，超聲波分離10min，5000r•min-1離心10分鐘，上清液過5mm銅網，重復4~5次，收集銅網上物質，采用重鉻酸鉀-硫酸外加熱法(GB8834—1988)測定有機碳質量分數；重組有機碳(HFOC)采用差減法TOC-LFOC[15]。微生物碳、氮采用氯仿熏蒸培養法[16-17]，微生物生物量碳采用TOC分析儀測定，微生物生物量氮采用凱氏定氮分析儀測定。
1.5數據處理試驗數據分析采樣SPSS和EXCEL軟件進行。
2結果與分析
2.1種植密度對土壤總有機碳及其活性的影響土壤有機碳主要來源于植物碎屑、土壤腐殖質、微生物和根系分泌物[1,18]，以及施用有機肥料等。不同種植密度下春玉米農田土壤w(TOC)變化如圖（1a）所示。收獲后各處理不同層次土壤w(TOC)均高于播種前土壤。表明玉米在生長過程中土壤呼吸消耗的有機碳量少于施肥及玉米殘落物等輸入碳量。各處理之間相比較，各層次土壤w(TOC)大小順序均為低密度＞高密度＞中密度。低密度下土壤有機碳質量分數隨深度的增加呈下降趨勢，中密度土壤各層基本一致，高密度土壤碳質量分數最大值出現在10~20cm土層。不同種植密度下土壤w(TOC)的變化主要受玉米根系的分布對土壤呼吸的影響和玉米殘落物的輸入量的影響。土壤ASOC可以表征土壤物質循環特征,作為土壤潛在生產力和土壤管理措施變化引起土壤有機碳變化的早期指標[12,19]。不同種植密度下春玉米農田土壤w(ASOC)變化如圖1(b)所示。收獲后各處理0~40cm土壤ASOC平均含量，高密度下高于播種前，中、低密度下低于播種前。高、低密度下隨土層深度的增加ASOC呈下降趨勢，中密度下10~20cm土層最低。0~10cm土層w(ASOC)大小順序為高密度＞播前＞中密度＞低密度；10~20cm土層w(ASOC)大小順序為播前＞高密度＞低密度＞中密度；20~40cm土層w(ASOC)大小順序為中密度＞高密度＞低密度＞播前。各土層ASOC占TOC的比例可見，20~40cm層收獲后高于播種前，其他兩層均低于播種前，可見較高的玉米種植密度有利于促進土壤中w(ASOC)，中等密度下土壤10~20cm土壤w(ASOC)較低，可見，春玉米促進根系主要分布層(10~20cm)土壤有機碳的分解消耗，促進深層土壤有機碳的活化。
2.2種植密度對土壤輕組有機碳的影響LFOC是按照密度法分離出來的，主要包括處于不同分解階段的植物殘體、小的動物和微生物，具有較高的周轉速率、相對高的C/N比[20]和相對密度顯著低于土壤礦物等特點。不同種植密度下春玉米農田土壤w(LFOC)變化如圖2(a)所示。各處理不同層次收獲后土壤w(LFOC)均顯著高于播種前，各土層w(LFOC)大小順序均為低密度＞中密度＞高密度，低密度下隨著土壤層次的加深w(LFOC)呈下降趨勢，中、高密度10~20cm土層w(LFOC)最低。LFOC在TOC的比例變化與質量分數變化趨勢相同。土壤w(HFOC)變化如圖2(b)所示，各處理不同層次收獲后土壤w(HFOC)均顯著高于播種前，各土層w(HFOC)大小順序均為低密度＞高密度＞中密度，低密度下隨著土壤層次的加深w(HFOC)呈下降趨勢，中密度各土層w(HFOC)基本一致、高密度10~20cm土層w(HFOC)最高。重組有機碳占TOC的比例收獲后均低于播種前，各處理間高密度較大，中、低密度基本相同，各層次間差異較小。LFOC對土壤有機碳的周轉很重要，是植物養分的短期儲存庫[21]。其大小和組成具有季節性波動，主要取決于有機物的輸入和分解速率?？梢娪衩咨L過程可以促進土壤中有機碳的分解，同時隨著玉米群體的增加加快了土壤呼吸消耗對有機碳的利用。
2.3種植密度對土壤微生物碳、氮的影響微生物生物量(MB)是土壤有機庫中的活性部分，易受土壤中易降解的有機物數量如微生物生物體和殘余物分解、土壤濕度和溫度季節變化以及土壤管理措施的影響[22]。不同種植密度下MBC變化如圖3(a)所示，各處理不同層次土壤w(MBC)收獲后均高于播種前，中密度處理土壤w(MBC)隨土壤深度的增加呈下降趨勢，高密度和低密度處理最低值出現在10~20cm土層。0~10cm土層和10~20cm土層w(MBC)大小順序為中密度>高密度>低密度，20~40cm土層w(MBC)大小順序為高密度>低密度>中密度。土壤微生物熵(MBC/TOC)的變化反映了土壤中輸入的有機質向微生物生物量碳的轉化效率、土壤中碳的損失和土壤礦物對有機質的固定[23]。不同處理各層土壤MBC/TOC在0.014~0.026之間，0~40cm土壤均值高密度>中密度>低密度，低密度下收獲后低于播前，中、高密度下高于播前，各層次間0~10cm最高，10~20cm最低?？梢姺N植玉米促進土壤中w(MBC)，高、低密度下均降低土壤耕層w(MBC)，而高密度促進深層土壤w(MBC)，主要是因為根系群體的活力強度影響土壤TOC的轉化。微生物生物量氮(MBN)是土壤活性養分的儲存庫，MBC/MBN能很好的反映微生物群落結構信息[24]。MBN變化如圖3(b)所示。0~10cm土層低密度下收獲后高于播前，中、高密度下低于播前；10~40cm土層各處理收獲后均高于播前。各處理各層次w(MBN)均呈低密度>中密度>高密度。低密度處理隨土層深度的增加w(MBN)呈下降趨勢，中、高密度處理10~20cm土層w(MBN)最高，20~40cm土層最低。MBC/MBN在6.52~18.60之間，各處理0~10cm和20~40cm收獲后均高于播前，10~20cm收獲后均低于播前，不同土層間均為20~40cm最高，10~20cm層最低。
3討論
種植密度通過調節玉米根系生物量和空間分布影響土壤有機碳組分變化，根系主要通過影響微生物群體結構及其活性影響有機碳組分的變化，如圖4所示，w(MBC)/w(N)與ASOC呈顯著正相關(r=0.6810，P＜0.05），w(MBC)/w(N)與LFOC呈顯著負正相關(r=-0.6572，P＜0.05)，可見隨著微生物活性的增加土壤w(ASOC)增加，w(LFOC)降低，主要是微生物對土壤有機碳具有活化作用從而促進TOC向ASOC轉化，而微生物直接利用的碳源主要為LFOC，微生物活性增強使w(LFOC)降低。另一方面，根系殘落物和根系分泌物也是土壤TOC及ASOC的重要來源[1,18]。低密度下玉米根系群體生物量較小，土壤呼吸強度相對較低對土壤中有機碳耗損較少，因此低密度下土壤w(MBC)較低，w(ASOC)較低，而w(LFOC)較高，TOC也相對較高；高密度下玉米根系群體生物量較大，土壤微生物熵高對土壤中TOC耗損較多，因此土壤中w(MBC)高于低密度處理，而w(LFOC)較低，但是由于密度過大根系出現早衰現象，因此w(MBC)低于中密度，大量根系脫落物使土壤ASOC和w(TOC)增加。中密度下微生物活性最強，w(MBC)最高，使w(TOC)較低。玉米根系主要分布在10~20cm耕層土壤，該層次微生物活性最高有機碳耗損最多，同時根系殘落物及肥料輸入也多，因此該層次w(TOC)升高，而ASOC和w(LFOC)較低，特別是中密度下w(ASOC)降幅較大；20~40土層根系較少，有機碳輸入和耗損均少，但高密度下根系下扎使該層根系生物量增加微生物活性增強w(MBC)增加w(LFOC)減少，但該層主要為根毛區因此對TOC影響較??；0~10cm土層受玉米殘落物影響較大，且根系活性較小，有機碳輸入大于耗損，因此該層有機碳各組分均有所增加。
