本文關(guān)鍵詞：晉西黃土區(qū)新增耕地土壤改良機理及最佳施肥配方研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本研究以晉西黃土丘陵溝壑區(qū)新增耕地為研究對象,針對新增耕地土壤熟化程度低、土壤貧瘠、生產(chǎn)力低下等關(guān)鍵問題,選用無機肥、有機肥和生物菌肥等肥料對土壤進(jìn)行培肥和改良,通過盆栽控制試驗分析氮肥、磷肥不同施肥水平條件以及無機肥、有機肥和菌肥三種肥料不同配施措施條件對土壤物理特性、土壤養(yǎng)分含量、微生物多樣性和大豆、玉米農(nóng)藝性狀等的影響,并分析有機肥和菌肥在大田土壤改良過程中對土壤有機碳組分、土壤酶活性和土壤微生物量的影響,探討不同肥料對土壤的培肥效果和改良機理,經(jīng)大田正交試驗進(jìn)行驗證,篩選適合當(dāng)?shù)卮蠖购陀衩追N植的最佳施肥配方,旨在為晉西黃土丘陵溝壑區(qū)新增耕地快速有效培肥和土壤改良提供理論支持,主要結(jié)論如下:在晉西黃土區(qū)新增耕地上施加氮肥和磷肥均能在一定程度上改善土壤的物理性狀,且均能夠顯著提高土壤有效養(yǎng)分含量和促進(jìn)大豆的生長,氮肥利用率和磷肥利用率均隨施肥量的增加表現(xiàn)出逐漸下降的趨勢。針對氮肥而言,與各施肥量水平相比,N2處理下土壤密度最低,土壤孔隙度、持水量最高,土壤團(tuán)聚狀況最好,土壤堿解氮、速效磷、速效鉀和有機質(zhì)等有效養(yǎng)分的含量最高,對大豆株高、冠幅、干物質(zhì)量和產(chǎn)量的促進(jìn)作用最強;針對磷肥而言,P3處理下土壤各有效養(yǎng)分含量均為最高,大豆株高、冠幅、干物質(zhì)量和產(chǎn)量也最高。新增耕地適宜施氮量為167.6~178.0kg·hm-2,適宜施磷量為29.98~33.86kg·hm-2。O+NPK是晉西黃土區(qū)大豆種植的最佳施肥措施,相比O、B、B+NPK、NPK和CK而言,其土壤密度最低,土壤孔隙度、持水量最高,團(tuán)聚狀況最好,且土壤全氮、堿解氮、全磷、速效磷、有機質(zhì)等養(yǎng)分含量也是最高,大豆增產(chǎn)235.95%。不同施肥措施對土壤微生物多樣性的影響程度不同,NPK措施與對照(CK)的相似度最高,而B措施與CK的相似度最低,僅為47.4%,說明菌肥對土壤微生物多樣性的影響作用最強;B+NPK措施下土壤微生物Shannon-Weaver指數(shù)最高,達(dá)2.531,說明該措施土壤微生物豐富度和均勻度最高。有機肥和菌肥對土壤易氧化有機碳、水溶性有機碳、酸溶性有機碳和難降解有機碳含量變化的影響作用顯著,O3B1組合條件下土壤各有機碳指標(biāo)含量均為最高,且分別達(dá)到216.860mg·kg-1、316.879mg·kg-1、975.086mg·kg-1、1302.819mg·kg-1;不同施肥水平有機肥和菌肥對土壤堿性磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性均表現(xiàn)出顯著作用,但對過氧化氫酶活性影響作用不顯著,O2B2組合下土壤堿性磷酸酶、過氧化氫酶和蔗糖酶的活性都達(dá)到最高,分別為3.281nmol·h-1·g-1、10.837nmol·h-1·g-1、40.387mg·h-1·g-1,O3B2組合下土壤脲酶活性最高,達(dá)0.131mg·g-1;不同施肥水平有機肥和菌肥能夠顯著影響土壤細(xì)菌和真菌數(shù)量,且二者的交互作用大于單獨效應(yīng),O1B1配方下土壤細(xì)菌拷貝數(shù)均值最高,達(dá)(3.02E+06)copies·ng-1,O2B2配方下土壤真菌拷貝數(shù)均值最高,達(dá)3483.33copies·ng-1。大豆正交試驗結(jié)果顯示,無機肥、有機肥和菌肥對大豆株高、冠幅、地徑、干物質(zhì)量和產(chǎn)量等農(nóng)藝性狀均有顯著促進(jìn)作用,且三種肥料之間交互作用顯著,大豆農(nóng)藝性狀的最佳施肥量為O3B3I3;在土壤養(yǎng)分方面,有機肥和菌肥對土壤堿解氮、全磷、速效磷、有機質(zhì)、陽離子交換量(CEC)和p H的影響均表現(xiàn)出顯著作用,但無機肥僅對堿解氮、速效磷、CEC和p H有顯著作用,土壤養(yǎng)分的最佳施肥配方為O3B2I3;在土壤物理特性方面,有機肥和菌肥對降低土壤密度,增加土壤持水量和孔隙度的作用顯著,而無機肥在降低土壤密度和增加土壤持水量方面作用不顯著,土壤物理性狀的最佳施肥配方為O2B2I3;在經(jīng)濟(jì)效益方面,O3B1I2處理的經(jīng)濟(jì)效益最高,達(dá)4809.00元·hm-2;推薦晉西黃土區(qū)新增耕地種植大豆的最佳施肥配方為O3B1I2,即有機肥(33.75t·hm-2)+菌肥(750kg·hm-2)+無機肥(600kg·hm-2)。玉米正交試驗結(jié)果顯示,有機肥和無機復(fù)合肥均能顯著促進(jìn)玉米株高、冠幅、地徑、干物質(zhì)量和產(chǎn)量,且有機肥的影響作用大于無機復(fù)合肥,針對玉米農(nóng)藝性狀的最佳施肥配方為O3I3;在土壤養(yǎng)分方面,有機肥和無機復(fù)合肥均對土壤全氮、堿解氮、全磷、速效磷、CEC和p H值表現(xiàn)出顯著作用,但無機復(fù)合肥對土壤有機質(zhì)含量的影響作用不顯著,而有機肥則能夠顯著促進(jìn)土壤有機質(zhì)含量的增加,針對土壤養(yǎng)分的最佳施肥配方為O3I2;在土壤物理特性方面,有機肥對土壤各物理特性各指標(biāo)的影響作用均顯著,但無機復(fù)合肥的作用不顯著,針對土壤物理性狀的最佳施肥配方為O2I2;O3I2處理的經(jīng)濟(jì)效益最高,達(dá)15035元·hm-2;推薦晉西黃土區(qū)新增耕地種植玉米的最佳施肥配方為O3I2,即有機肥為(33.75t·hm-2)+無機肥為(600kg·hm-2)。綜上所述,無機肥、有機肥和菌肥均能在一定程度上改善土壤物理性狀、提高土壤養(yǎng)分、促進(jìn)大豆和玉米生長,無機肥對土壤物理性狀的改善作用較小,但促進(jìn)大豆和玉米生長的作用顯著,菌肥主要通過影響土壤的微生態(tài)系統(tǒng)改善土壤結(jié)構(gòu),有機肥對改善土壤物理結(jié)構(gòu)、提高土壤養(yǎng)分含量和促進(jìn)農(nóng)作物生長的作用均較強,在實際生產(chǎn)中應(yīng)遵循土壤可持續(xù)利用的理念,充分考慮有機肥對土壤改良作用,采用有機無機肥配施的方式進(jìn)行合理施肥。
【關(guān)鍵詞】：黃土區(qū) 新增耕地 土壤改良機理 最佳施肥配方 正交試驗
【學(xué)位授予單位】：中國林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S156;S147
【目錄】：

• 摘要5-8
• Abstract8-23
• 第一章 緒論23-36
• 1.1 研究背景23-24
• 1.2 黃土的性質(zhì)與改良措施24-27
• 1.2.1 黃土的分布與理化特征24-26
• 1.2.2 提高黃土土壤肥力的主要措施26-27
• 1.3 施肥改良土壤的潛力與機理27-33
• 1.3.1 肥料的利用與發(fā)展27-29
• 1.3.2 施肥對土壤理化性質(zhì)的影響29-30
• 1.3.3 施肥對土壤p H的影響30-31
• 1.3.4 施肥對土壤有機碳的影響31-32
• 1.3.5 施肥對土壤微生物活性的影響32-33
• 1.4 存在的主要問題33-34
• 1.5 研究目的與內(nèi)容34-35
• 1.6 技術(shù)路線圖35-36
• 第二章 研究區(qū)概況36-40
• 2.1 研究區(qū)概況36-38
• 2.2 試驗區(qū)現(xiàn)狀38-40
• 第三章 晉西黃土區(qū)新增耕地不同施氮量研究40-58
• 3.1 材料與方法40-43
• 3.1.1 試驗材料40-41
• 3.1.2 試驗設(shè)置41
• 3.1.3 測定方法41-42
• 3.1.4 分析方法42-43
• 3.1.5 統(tǒng)計方法43
• 3.2 不同氮水平對土壤理化性質(zhì)的影響43-49
• 3.2.1 不同氮水平對土壤密度、孔隙度的影響43-45
• 3.2.2 不同氮水平對土壤機械組成和團(tuán)聚體的影響45-48
• 3.2.3 不同氮水平對土壤有效養(yǎng)分的影響48-49
• 3.3 不同氮水平對肥料利用率的影響49-52
• 3.3.1 不同氮水平對氮肥利用率的影響50-51
• 3.3.2 不同氮水平對植株氮、磷、鉀累積量的影響51-52
• 3.4 不同氮水平對大豆生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響52-53
• 3.4.1 不同氮水平對大豆株高、冠幅和地徑的影響52
• 3.4.2 不同氮水平對大豆產(chǎn)量的影響52-53
• 3.5 大豆干物質(zhì)量、產(chǎn)量與施氮量的關(guān)系53-55
• 3.6 討論55-56
• 3.7 小結(jié)56-58
• 第四章 晉西黃土區(qū)新增耕地不同施磷量研究58-70
• 4.1 材料與方法58-59
• 4.1.1 試驗設(shè)置58
• 4.1.2 試驗材料與方法58-59
• 4.2 不同磷水平對土壤理化性質(zhì)的影響59-63
• 4.2.1 不同磷水平對土壤密度、孔隙度的影響59-60
• 4.2.2 不同磷水平對土壤機械組成和團(tuán)聚體的影響60-62
• 4.2.3 不同磷水平對土壤有效養(yǎng)分的影響62-63
• 4.3 不同磷水平對肥料利用的影響63-65
• 4.3.1 不同磷水平對磷肥利用率的影響63-64
• 4.3.2 不同磷水平對大豆植株氮、磷、鉀累積量的影響64-65
• 4.4 不同磷水平對大豆生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響65-66
• 4.4.1 不同磷水平對大豆株高、冠幅的影響65-66
• 4.4.2 不同磷水平對大豆產(chǎn)量的影響66
• 4.5 大豆干物質(zhì)量、產(chǎn)量與施磷量的關(guān)系66-68
• 4.6 討論68
• 4.7 小結(jié)68-70
• 第五章 晉西黃土區(qū)新增耕地不同施肥措施研究70-84
• 5.1 材料與方法70-72
• 5.1.1 試驗材料70
• 5.1.2 試驗設(shè)置70-71
• 5.1.3 測定方法71-72
• 5.1.4 統(tǒng)計方法72
• 5.2 不同施肥措施對土壤理化性質(zhì)的影響72-77
• 5.2.1 不同施肥措施對土壤密度、孔隙度的影響72-74
• 5.2.2 不同施肥措施對土壤機械組成和團(tuán)聚體的影響74-75
• 5.2.3 不同施肥措施對土壤養(yǎng)分的影響75-77
• 5.3 不同施肥措施對大豆農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響77-78
• 5.3.1 不同施肥措施對大豆株高、冠幅的影響77
• 5.3.2 不同施肥措施對大豆干物質(zhì)量和產(chǎn)量的影響77-78
• 5.4 不同施肥措施對土壤微生物多樣性的影響78-81
• 5.5 討論81-82
• 5.6 小結(jié)82-84
• 第六章 有機肥和菌肥對土壤有機碳組分和微生物活性的影響84-104
• 6.1 材料與方法85-92
• 6.1.1 試驗材料85
• 6.1.2 試驗設(shè)計85-86
• 6.1.3 測定方法86-89
• 6.1.4 統(tǒng)計方法89
• 6.1.5 分析方法89-92
• 6.2 不同水平有機肥和菌肥對土壤有機碳的影響92-95
• 6.2.1 土壤有機碳各組分方差分析92-93
• 6.2.2 土壤有機碳各組分多重比較分析93-94
• 6.2.3 土壤有機碳各組分估算邊際均值94-95
• 6.3 不同水平有機肥和菌肥對土壤酶活性的影響95-98
• 6.3.1 土壤酶活性方差分析95-96
• 6.3.2 土壤酶活性多重比較分析96-97
• 6.3.3 土壤酶活性估算邊際均值97-98
• 6.4 不同水平有機肥和菌肥對土壤細(xì)菌、真菌量的影響98-101
• 6.4.1 土壤細(xì)菌、真菌量方差分析98-99
• 6.4.2 土壤細(xì)菌、真菌量多重比較分析99-100
• 6.4.3 土壤細(xì)菌、真菌量估算邊際均值100-101
• 6.5 討論101-102
• 6.6 小結(jié)102-104
• 第七章 基于正交試驗的大豆最佳施肥配方選取104-132
• 7.1 材料與方法104-107
• 7.1.1 試驗材料104
• 7.1.2 試驗設(shè)計104-106
• 7.1.3 試驗布置106
• 7.1.4 測定方法106
• 7.1.5 分析方法106
• 7.1.6 統(tǒng)計方法106-107
• 7.2 大豆農(nóng)藝性狀對施肥配方和施肥量的響應(yīng)107-112
• 7.2.1 大豆株高、冠幅和地徑對施肥配方和施肥量的響應(yīng)107-109
• 7.2.2 大豆干物質(zhì)量和產(chǎn)量對施肥配方和施肥量的響應(yīng)109-111
• 7.2.3 大豆農(nóng)藝性狀各指標(biāo)綜合分析111-112
• 7.3 土壤養(yǎng)分對施肥配方和施肥量的響應(yīng)112-120
• 7.3.1 土壤全氮和堿解氮對施肥配方和施肥量的響應(yīng)112-115
• 7.3.2 土壤全磷和速效磷對施肥配方和施肥量的響應(yīng)115-117
• 7.3.3 土壤有機質(zhì)、陽離子交換量和p H值對施肥配方和施肥量的響應(yīng)117-120
• 7.3.4 土壤養(yǎng)分各指標(biāo)綜合分析120
• 7.4 土壤物理特性對施肥配方和施肥量的響應(yīng)120-127
• 7.4.1 土壤密度和含水量對不同施肥配方和施肥量的響應(yīng)120-122
• 7.4.2 土壤持水量對不同施肥配方和施肥量的響應(yīng)122-125
• 7.4.3 土壤孔隙度對不同施肥配方和施肥量的響應(yīng)125-127
• 7.4.4 土壤物理特性多指標(biāo)綜合分析127
• 7.5 經(jīng)濟(jì)效益分析127-128
• 7.6 討論128-131
• 7.7 小結(jié)131-132
• 第八章 基于正交試驗的玉米最佳施肥配方選取132-151
• 8.1 材料與方法132-133
• 8.1.1 試驗材料132
• 8.1.2 試驗設(shè)計132-133
• 8.1.3 試驗方法133
• 8.2 玉米農(nóng)藝性狀對施肥配方和施肥量的響應(yīng)133-137
• 8.2.1 玉米農(nóng)藝性狀方差分析133-134
• 8.2.2 玉米農(nóng)藝性狀多重比較分析134-135
• 8.2.3 玉米農(nóng)藝性狀均值分析135-136
• 8.2.4 玉米農(nóng)藝性狀綜合分析136-137
• 8.3 土壤養(yǎng)分對施肥配方和施肥量的響應(yīng)137-142
• 8.3.1 土壤養(yǎng)分方差分析137-138
• 8.3.2 土壤養(yǎng)分多重比較分析138-140
• 8.3.3 土壤養(yǎng)分均值分析140-141
• 8.3.4 土壤養(yǎng)分綜合分析141-142
• 8.4 土壤物理特性對施肥配方和施肥量的響應(yīng)142-147
• 8.4.1 土壤物理特性方差分析142-143
• 8.4.2 土壤物理特性多重比較分析143-145
• 8.4.3 土壤物理特性均值分析145-146
• 8.4.4 土壤物理特性綜合分析146-147
• 8.5 玉米經(jīng)濟(jì)效益分析147-148
• 8.6 討論148-149
• 8.7 小結(jié)149-151
• 第九章 結(jié)論與展望151-156
• 9.1 結(jié)論151-154
• 9.2 建議與展望154-156
• 參考文獻(xiàn)156-170
• 附錄170-175
• 在讀期間的學(xué)術(shù)研究175-176
• 致謝176-177

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：晉西黃土區(qū)新增耕地土壤改良機理及最佳施肥配方研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：276313