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无害化污泥堆肥施用量对沙质潮土土壤活性有机碳组分的影响

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农业环境科学学报 2018年第1期37卷 105-113页

作者：郭康莉冀拯宇刘晓朱兴娟姜慧敏杨俊诚李桂花张建峰中国农业科学院农业资源与农业区划研究所耕地培育技术国家工程实验室北京100081 华中农业大学资源与环境学院武汉430070

无害化污泥堆肥是指城市生活污水处理过程中产生并经无害化处理最终符合《城镇污水处理厂污泥处理土地改良用泥质》(GB/T 24600—2009)土地利用标准的堆肥产品(以下简称为污泥堆肥)。以河南省小麦-玉米轮作区沙质潮土为研究对象,通过201... 详细信息

无害化污泥堆肥是指城市生活污水处理过程中产生并经无害化处理最终符合《城镇污水处理厂污泥处理土地改良用泥质》(GB/T 24600—2009)土地利用标准的堆肥产品(以下简称为污泥堆肥)。以河南省小麦-玉米轮作区沙质潮土为研究对象,通过2013—2016年田间连续定位试验,研究了污泥堆肥不同施用梯度对土壤活性有机碳组分含量和活性有机碳组分在土壤有机碳(SOC)中分配比例的影响,试验处理设置为不施污泥堆肥(CK)、15 t·hm^(-2)污泥堆肥(SW1)、30 t·hm^(-2)污泥堆肥(SW2)和45 t·hm^(-2)污泥堆肥(SW3)。结果表明,较CK处理,施用污泥堆肥处理土壤SOC、全氮(TN)含量和土壤综合肥力指数(IFI)均显著升高,尤其是施用量为45 t·hm^(-2)时效果最显著(P轻组有机碳(LFOC)>溶解性有机碳(DOC)>微生物量碳(SMBC)。施用污泥堆肥处理促进微生物量碳分配比例(SMBC/SOC),其中SW3处理促进效果最为显著,较CK增加了256.84%(P沙质潮土土壤肥力,改善土壤质量,施入量为45 t·hm^(-2)时效果最为显著。

关键词：无害化污泥堆肥沙质潮土土壤培肥肥力因子土壤活性有机碳

连续施用无害化污泥堆肥对沙质潮土肥力的影响

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植物营养与肥料学报 2018年第5期24卷 1276-1284页

作者：冀拯宇周吉祥郭康莉刘晓朱兴娟姜慧敏杨俊诚李桂花张建峰耕地培育技术国家工程实验室/中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 华中农业大学资源与环境学院湖北武汉430070

【目的】研究连续施用无害化污泥堆肥对土壤肥力和环境质量的影响,为无害化污泥资源化利用提供理论依据和技术支撑。【方法】通过2013—2015年田间定位试验,每年按照当地农民施肥量在小麦和玉米季分别施用N 225 kg/hm^2、P_2O_5 86 kg/h... 详细信息

【目的】研究连续施用无害化污泥堆肥对土壤肥力和环境质量的影响,为无害化污泥资源化利用提供理论依据和技术支撑。【方法】通过2013—2015年田间定位试验,每年按照当地农民施肥量在小麦和玉米季分别施用N 225 kg/hm^2、P_2O_5 86 kg/hm^2和K_2O 113 kg/hm^2 (CK)基础上,施用无害化污泥堆肥15 t/hm^2 (W1)、30t/hm^2 (W2)和45 t/hm^2 (W3),共四个处理,每个处理3次重复。小麦、玉米收获后,采集0—20 cm土层样品,测定常规土壤理化性质、重金属含量以及微生物量碳氮(SMBC、SMBN)。采用内梅罗指数法计算土壤pH、有机质、全氮、有效磷和速效钾分肥力系数IFIi,以及土壤综合肥力指数(integrated fertility index,IFI)。【结果】1)施用污泥堆肥处理IFI在试验的第三年(2015年)玉米季达到最大值,与CK相比,W1、W2和W3处理IFI分别显著提升了57.3%、95.2%和127.5%(P 沙质潮土的土壤肥力质量,改善土壤微生物学特性。本试验条件下,连续施用45 t/hm^2污泥堆肥效果最显著,沙质潮土的土壤肥力质量在第三年就达到I级,此时土壤和作物籽粒中重金属含量均低于国家相关标准限值。长期大量施用是否会带来重金属累积还需继续监测。

关键词：沙质潮土无害化污泥堆肥综合肥力指数土壤微生物量碳氮土壤和植物籽粒重金属

连续施用土壤改良剂对沙质潮土肥力及活性有机碳组分的影响

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中国农业科学 2020年第16期53卷 3307-3318页

作者：周吉祥张贺杨静李桂花张建峰中国农业科学院农业资源与农业区划研究所耕地培育技术国家工程实验室

【目的】以河北省廊坊市小麦-玉米轮作区沙质潮土为研究对象,通过2015—2018年田间连续定位试验,研究两种土壤改良剂对土壤活性有机碳组分含量和土壤碳库管理指数的影响,以期为沙质潮土有机碳库培育,改善土壤质量提供理论依据。【方法... 详细信息

【目的】以河北省廊坊市小麦-玉米轮作区沙质潮土为研究对象,通过2015—2018年田间连续定位试验,研究两种土壤改良剂对土壤活性有机碳组分含量和土壤碳库管理指数的影响,以期为沙质潮土有机碳库培育,改善土壤质量提供理论依据。【方法】试验采用单因素随机区组设计,设4个处理:(1)单施化肥(CK);(2)CK+有机改良剂15 t·hm-2(T1);(3)CK+无机改良剂2.25 t·hm-2(T2);(4)CK+有机改良剂15 t·hm-2+无机改良剂2.25t·hm-2(T3)。收获季测定土壤有机碳、全氮、pH、速效磷、速效钾,并运用修正的内梅罗指数法计算土壤综合肥力指数(IFI)。再分析活性有机碳各组分含量,并计算碳库管理指数(CPMI)。最后通过CPMI和IFI指示指标评价连续施用土壤改良剂对沙质潮土改良的应用效果。【结果】较CK处理,施用有机改良剂处理土壤总有机碳(TOC)和土壤综合肥力指数(IFI)均显著提高,尤其是有机无机改良剂配施时效果最显著;施用有机改良剂处理各活性碳组分含量均呈升高趋势,并且活性有机碳各组分含量呈现为:易氧化有机碳(LOC)>可溶性有机碳(DOC)>微生物量碳(MBC);施用有机改良剂各处理土壤活性碳库组分有效率均呈下降趋势,T1、T3处理土壤易氧化有机碳有效率(LOC/TOC)较CK分别显著降低了12.57%和12.02%,微生物量碳有效率(MBC/TOC)较CK分别显著降低了12.84%和12.30%,单施无机改良剂处理较CK无显著影响,说明施用有机改良剂增加活性有机碳各组分含量的同时,向土壤中输入了更多的稳定态碳,进而导致有效率的降低;施用有机改良剂各处理土壤碳库指数显著升高、碳库活度显著降低,说明施用有机土壤改良剂能够促进土壤碳库的积累;施用有机改良剂各处理土壤碳库管理指数均呈升高趋势。主成分分析结果表明,施用有机改良剂能够影响土壤中活性碳各组分含量及其有效率。【结论】连续施用有机改良剂能够显著提高沙质潮土肥力,增加土壤碳库管理指数,累积碳库库容,改善土壤质量。

关键词：土壤改良剂沙质潮土肥力因子土壤活性有机碳碳库管理指数

华北北部沙质潮土区冬小麦需肥特征及施肥技术

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作物杂志 2011年第6期 28-33页

作者：王贺白由路杨俐苹卢艳丽王磊中国农业科学院农业资源与农业区划研究所农业部作物营养与施肥重点开放实验室北京100081

华北北部沙质潮土区冬小麦产量较低,为摸清区域内冬小麦养分吸收规律,提高施肥效率,通过田间试验研究了区域内冬小麦养分吸收动态及不同肥料因子对产量的影响,结果表明:该区域冬小麦养分吸收速率最快时期出现在拔节期至抽穗期,生育后期... 详细信息

华北北部沙质潮土区冬小麦产量较低,为摸清区域内冬小麦养分吸收规律,提高施肥效率,通过田间试验研究了区域内冬小麦养分吸收动态及不同肥料因子对产量的影响,结果表明:该区域冬小麦养分吸收速率最快时期出现在拔节期至抽穗期,生育后期的养分吸收比例相对较低;氮磷钾配合施用不仅可以提高冬小麦的养分吸收量,还可以促进养分向子粒中运转;增加冬小麦有效穗数及调节产量构成因素间的平衡关系,是提高产量的有效田间管理措施;控制养分投入数量,调整养分投入比例,保持养分持续供应强度,增强土壤对养分投入的缓冲能力是提高产量的有效施肥技术。

关键词：华北北部沙质潮土冬小麦需肥特征施肥技术

连续施用无害化污泥对沙质潮土土壤肥力和微生物学性质的影响

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中国土壤与肥料 2017年第5期 80-86页

作者：黄林乔俊辉郭康莉冀拯宇刘晓张建峰郑州市污水净化有限公司河南郑州4500002 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所耕地培育技术国家工程实验室北京100081

以小麦-玉米轮作体系下的沙质潮土为研究对象,选用经无害化处理后的城市污泥产物,通过2013~2015年田间定位试验,研究了不同城市污泥施用量对土壤肥力的影响,以期为城市污泥资源化利用提供理论基础和技术依据。设置单施化肥(CK)、CK+污泥... 详细信息

以小麦-玉米轮作体系下的沙质潮土为研究对象,选用经无害化处理后的城市污泥产物,通过2013~2015年田间定位试验,研究了不同城市污泥施用量对土壤肥力的影响,以期为城市污泥资源化利用提供理论基础和技术依据。设置单施化肥(CK)、CK+污泥15 t·hm^(-2)(CS1)、CK+污泥30 t·hm^(-2)(CS2)和CK+污泥45 t·hm^(-2)(CS3)共4个处理。主要研究结果如下:(1)连续定位试验结果表明,同一施用量污泥处理的土壤p H值随施用时间的增加呈下降趋势;土壤有机质(SOM)和养分含量如全氮(TN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)随施用时间的增长呈上升趋势;(2)与CK比较,在2015年玉米季施用污泥各处理的土壤p H值显著降低了0.34~0.83个单位(P<0.05),且与污泥施用量呈反比,以高施量污泥45 t·hm^(-2)下降最多;土壤SOM、TN、AP和AK分别显著提高了52.1%~166.9%、77.3%~177.8%、215.7%~486.3%和167.2%~379.0%(P<0.05),且与污泥施用量呈正比,以高施量污泥45 t·hm^(-2)效果最显著;(3)试验所用污泥施用量范围内不会造成土壤和植物籽粒重金属污染,能够保持土壤环境健康;(4)与CK比较,施用污泥各处理土壤微生物量碳(MBC)、氮(MBN)含量均显著提高(P<0.05),且与污泥施用量呈正比,并且季节不同也显著影响土壤MBC、MBN含量(P<0.05);施用污泥能够显著提高土壤MBC/MBN(P<0.05),说明施用污泥能够改变土壤微生物群落组成;(5)施用污泥,尤其是高施量污泥45 t·hm^(-2),在保证土壤和植物籽粒质量安全下,其土壤培肥效果最优。

关键词：城市污泥土壤肥力土壤微生物沙质潮土

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城市污泥发酵产物对沙质潮土土壤质量的影响

城市污泥发酵产物对沙质潮土土壤质量的影响

作者：刘晓中国农业科学院

学位级别：硕士

以小麦-玉米轮作体系下的沙质潮土为研究对象,选用经无害化城市污泥发酵后的产物,通过2013-2015年田间定位试验,研究了不同城市污泥发酵产物施用量对土壤肥力、酶活性和微生物群落组成的影响,以期为城市污泥资源化利用提供理论基础和技... 详细信息

以小麦-玉米轮作体系下的沙质潮土为研究对象,选用经无害化城市污泥发酵后的产物,通过2013-2015年田间定位试验,研究了不同城市污泥发酵产物施用量对土壤肥力、酶活性和微生物群落组成的影响,以期为城市污泥资源化利用提供理论基础和技术依据。处理设:单施化肥(CK)、CK+污泥发酵产物15 t·hm(CS1)、CK+污泥发酵产物30 t·hm(CS2)和CK+污泥发酵产物45 t·hm(CS3)。主要研究结果如下:1.连续三年定位试验结果表明,同一施用污泥发酵产物处理土壤pH随施用时间的增加呈下降趋势;土壤养分含量如有机质(SOM)、全氮(TN)、速效磷(AP)和速效钾(AK)随施用时间的增长呈上升趋势。与CK处理相比,在2015年玉米季施用污泥发酵产物各处理土壤pH显著降低了0.34-0.83(P沙质潮土土壤养分,同时促使土壤微生物的群落向以真菌为主的群落转化。2.与CK处理相比,土壤活性碳库组分MBC、易氧化有机碳(LOC)和可溶性有机碳(DOC)在施用污泥发酵产物各处理分别显著提高了84.00%-188.07%,26.26%-58.03%和109.58%-185.39%(P沙质潮土土壤有机碳的积累;施污泥发酵产物各处理土壤碳库管理指数(CMPI)显著提高了153.45%-195.40%(P<0.05),其中CS3处理提升效果最为明显;通过相关性分析及冗余分析得出,用CMPI来表征土壤肥力的变化比用TOC更灵敏、直接,能更好地反映出土壤养分及碳库的动态变化。3.与CK处理相比,施用污泥发酵产物各处理土壤和植物籽粒中重金属含量均有不同程度累积,但是其值均远低于国家环境质量二级标准(GB15618-1995)和国家农产品质量安全规定的限量值,说明在本研究中的所用污泥发酵产物施用量范围内不会造成土壤和植物籽粒重金属污染,能够保持土壤环境健康。4.与CK处理相比,施用污泥发酵产物各处理土壤碳氮磷循环的酶活性(除了碱性磷酸酶)均显著提高,但土壤酶比活却显著下降(P<0.05),表明微生物释放和生产酶的能力降低;施用污泥发酵产物各处理土壤微生物功能多样性降低,且和污泥发酵产物施用量呈反比,但施用污泥发酵产物各处理土壤的微生物群落结构多样性显著提高(P<0.05),表明施用污泥发酵产物后土壤微生物群落结构向由非活性的微生物占主导的群落转变或向由利用养分效率更高的微生物(真菌)主导的群落转变。主成分分析(PCA)和冗余分析(RDA)均得出土壤pH能显著影响土壤酶活性和酶比活变化。由皮尔逊相关指数分析得出,土壤酶比活较酶活性与土壤微生物活性和群落结构更相关,所以土壤酶比活较酶活性更能作为土壤微生物群落结构的指示指标。5.与CK处理相比,施用污泥发酵产物各处理土壤的丰富度指数(ACE和Chao1)显著提高(P<0.05),土壤均匀度(Shannon和Simpson)指数虽然有所提高,但与CK相比无显著差异,表明施用污泥发酵产物可以显著改变土壤的α多样性。门水平上,施用污泥发酵产物各处理土壤Acidobacteria,Proteobacteria,Actinobacteria和Chloroflexi相对丰度升高,而Actinobacteria和Firmicutes相对丰度降低,同时纲和目水平上施用污泥发酵产物各处理同样有显著变化,表明污泥发酵产物的施用能显著改变土壤的微生物群落组成。PCA得出,施用高用量的污泥发酵产物处理(CS2和CS3)土壤微生物群落相似,与CK和CS1处理群落组成差异较大,表明高施用量污

关键词：城市污泥发酵产物土壤肥力土壤酶活性土壤微生物群落组成沙质潮土

连续施用土壤改良剂对沙质潮土土壤质量的影响

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连续施用土壤改良剂对沙质潮土土壤质量的影响

作者：周吉祥中国农业科学院

学位级别：硕士

本文以有机、无机两种典型沙化土壤改良剂为研究对象,选择河北省廊坊市沙质潮土为试验载体,通过2015-2018年连续三年田间定位试验,研究了不同沙化土壤改良剂(CK:不施改良剂;T1:CK+有机改良剂15t·hm;T2:CK+无机改良剂2.25t·hm;T3:CK+... 详细信息

本文以有机、无机两种典型沙化土壤改良剂为研究对象,选择河北省廊坊市沙质潮土为试验载体,通过2015-2018年连续三年田间定位试验,研究了不同沙化土壤改良剂(CK:不施改良剂;T1:CK+有机改良剂15t·hm;T2:CK+无机改良剂2.25t·hm;T3:CK+有机改良剂15t·hm+无机改良剂2.25t·hm)对土壤理化性质、酶活性及微生物群落结构等相关指标的影响,探讨了土壤改良剂对土壤质量的影响及其作用机理,以期为土壤改良剂研发、应用及沙质潮土改良提供理论依据。研究结果如下:1.施用有机改良剂显著提高土壤养分含量,增强土壤综合肥力。与CK相比,单施有机改良剂(T1)土壤有机质、速效磷、速效钾含量分别显著提高28.42%、243.76%、43.83%(P沙质潮土土壤养分,培育土壤肥力。2.施用有机改良剂能够提高土壤活性有机碳组分含量,提高土壤碳库管理指数(CPMI),增加碳库库容,改善土壤质量。与CK相比,T1、T3处理各活性碳组分含量均呈升高趋势,且易氧化有机碳(LOC)>溶解性有机碳(DOC)>微生物量碳(MBC);相反土壤活性碳库组分有效率均呈下降趋势,其中T1和T3处理土壤易氧化有机碳有效率(LOC/TOC)分别显著降低了12.57%和12.02%(P沙质潮土WR的含量(P沙质潮土土壤团粒结构。4.施用土壤改良剂提高了土壤胞外酶活性。较CK处理,T1和T3处理β-葡萄糖苷酶(BG)、纤维二糖水解酶(CBH)活性分别提高了42.97%-63.96%、9.06%-23.66%;T1、T2和T3处理乙酰葡糖氨糖苷酶(NAG)活性提高了114.57%-227.8%,T1、T2处理亮氨酸氨肽酶(LAP)提高了15.83%-23.58%;T1和T3处理土壤磷酸酶(PHO)活性提高了37.27%-37.83%;T1和T3处理多酚氧化酶(PPO)活性分别显著提高了27.59%、48.61%(P沙质潮土微生物群落结构和组成影响显著。T1、T3处理增加了土壤细菌酸杆菌门(Acidobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)的物种丰度,降低了变形菌门(Proteobacteria)的丰度;T1、T3处理增加了真菌莫氏菌门(Mortierellomycota)、粪壳菌纲(Sordariomycetes)、座囊菌纲(Dothideomycetes)、丝霉菌纲(Mortierellomycetes)丰度。冗余及热图(Heatmap)相关性分析,表明微生物物种组成和丰度与土壤环境及养分特征有密切关系。其中,活性有机碳及其组分对真菌油壶菌纲(Olpidiomycetes)、伞菌纲(Agaricomycetes)组成影响显著;半子囊菌纲(Saccharomycetes)、Rozellomycotina＿cls＿Incertae＿sedis、芽枝霉纲(Blastocladiomycetes)、伞菌纲(Agaricostilbomycetes)四种菌群相对丰度同时对土壤PPO、PER两种氧化酶呈现显著负相关(P<0.05)。综上所述,有机改良剂在增加土壤养分含量,提高土壤碳库库容及胞外酶活性,改善土壤微生物群落结构,培育土壤肥力方面效果优于无机改良剂,有机-无机改良剂配施与单施有机改良剂

关键词：土壤改良剂沙质潮土土壤质量酶活性微生物群落结构

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沙质潮土夏玉米“3414”肥效试验研究

沙质潮土夏玉米“3414”肥效试验研究

“发展植物营养与肥料科技、保证国家粮食安全”——中国植...

作者：王贺白由路杨俐苹卢艳丽王磊中国农业科学院农业资源与农业区划研究所农业部植物营养与养分循环重点开放实验室

在沙质潮土条件下,采用"3414"肥效试验设计,通过不同方法对玉米产量结果与肥料的施用量回归拟合,建立不同施肥因子组合的施肥效应模型。单因子效应分析表明,氮、磷、钾肥料增产效果表现为氮>磷>钾,夏玉米对钾肥的忍耐度低于磷和氮,表现... 详细信息

在沙质潮土条件下,采用"3414"肥效试验设计,通过不同方法对玉米产量结果与肥料的施用量回归拟合,建立不同施肥因子组合的施肥效应模型。单因子效应分析表明,氮、磷、钾肥料增产效果表现为氮>磷>钾,夏玉米对钾肥的忍耐度低于磷和氮,表现为过高施用会引起产量的快速降低。三种肥料因子间都存在正向的交互作用,交互作用的大小、程度在不同的模型上有着不同的特点。通过对模型的寻优分析,确定沙质潮土夏玉米N、PO、KO最高产量施用量分别为164kg/hm、93kg/hm、57kg/hm,投入比例为1:0.6:0.4。N、PO、KO最佳经济施用量分别为96kg/hm、78kg/hm、38kg/hm,投入比例为1:0.8:0.4。

关键词：沙质潮土夏玉米 "3414"肥效试验

来源： cnki会议评论

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华北沙质潮土夏玉米“3414”肥效试验

河北农业科学 2010年第9期14卷 41-45页

作者：王贺白由路杨俐苹卢艳丽王磊中国农业科学院农业资源与农业区划研究所农业部植物营养与养分循环重点开放实验室北京100081

在沙质潮土条件下,采用"3414"肥效试验设计,通过不同方法对玉米产量结果与肥料施用量的回归拟合,建立不同施肥因子组合的施肥效应模型。单因子效应分析结果表明,氮、磷、钾肥料的增产效应表现为氮>磷>钾;夏玉米对钾肥的忍耐度低于磷和氮... 详细信息

在沙质潮土条件下,采用"3414"肥效试验设计,通过不同方法对玉米产量结果与肥料施用量的回归拟合,建立不同施肥因子组合的施肥效应模型。单因子效应分析结果表明,氮、磷、钾肥料的增产效应表现为氮>磷>钾;夏玉米对钾肥的忍耐度低于磷和氮,表现为过量施用会引起产量快速降低。3种肥料因子间均存在正向交互作用,但交互作用的大小和程度在不同的模型上特点不同。通过对模型寻优分析,确定沙质潮土夏玉米N、P2O5、K2O最高产量施肥量分别为164 kg/hm2、93 kg/hm2和57 kg/hm2,投入比例为1.0∶0.6∶0.4;最佳经济施肥量分别为96 kg/hm2、78 kg/hm2和38 kg/hm2,投入比例为1.0∶0.8∶0.4。

关键词：沙质潮土夏玉米 “3414”肥效试验产量施肥量