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生物质炭对设施大棚土壤性质与果蔬产量影响的整合分析被引量：15: 2018年; 【目的】设施大棚是果蔬的重要生产基地,量化和评估生物质炭在设施栽培中的应用效果,对生物质炭在设施大棚的推广应用具有重要的实践价值。【方法】通过文献收集并建立数据库,共获得典型设施大棚或温室环境条件下相对独立的匹配数据214组,采用数据整合分析(Meta-analysis)方法,定量分析生物质炭特性(原料、制备温度、C/N、pH)与管理措施(施用量与施用时长)对果蔬产量、土壤理化性质的影响程度。【结果】设施条件下施用生物质炭可显著提高土壤pH,且土壤有机碳、氮、磷等均有不同程度的增加。果蔬增产效应显著,其中,叶菜类、块茎类、果菜类以及豆类产量分别增加23.9%、43.3%、60.6%和79.5%。低量施用(<10.0t/hm^2)平均增产30.8%,高量施用(10.0~80.0 t/hm^2)增产14.0%~27.4%。施用生物质炭前6个月增产效果显著,最高可达30.4%,超过6个月,增产效果不显著。不同制备生物质炭的增产效果也存在一定差异,畜禽粪便类(66.4%)>秸秆类(31.2%)>木材类(19.0%)>壳渣类(5.9%)。制备温度低于600℃的生物质炭增产20.4%~36.5%,超过600℃时增产效果不显著。当原料生物质炭C/N值<100时,增产19.3%~49.1%,且随C/N值的增加增产效果呈降低趋势。当生物质炭呈碱性时(pH 9~10)增产效果最佳。【结论】生物质炭类型及施用量是影响设施土壤肥力与果蔬产量的关键因素,低温(400~500℃下)制备的生物质炭增产效果显著,建议施用量控制在10.0 t/hm^2以下且间断性施用,可降低成本,提高经济效益。; 肖婧王传杰黄敏孙楠张文菊徐明岗; 关键词：生物质炭设施大棚土壤 META分析

西部地区紫色土近30年来土壤肥力与生产力演变趋势分析被引量：25: 2018年; 【目的】紫色土在我国分布范围广泛,面积约1889×104 hm2,近年来紫色土面临着土壤肥力和质量下降等问题。本研究以我国西部地区的8个紫色土长期定位试验监测点为对象,对近30年来紫色土的养分和生产力数据进行分析,以期探明农民长期常规施肥管理模式下紫色土肥力的演变特征,为土壤养分的管理和可持续利用提供科学性的指导。【方法】利用时间趋势分析和中值分析的方法,分别总结了紫色土土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、有效磷(AP)、速效钾(AK)、pH、碳氮比以及小麦、玉米、甘薯产量在不同监测阶段的演变特征和总体变化趋势,分析了紫色土常规施肥管理模式下土壤养分和作物产量的变化趋势;运用主成分分析和冗余分析方法,分别对上述6个肥力因子和三种作物产量进行分析,探究了紫色土土壤肥力的主要贡献因子和紫色土作物产量的主要影响因子。【结果】与初始监测阶段相比,29年常规施肥下紫色土有机质和全氮含量无显著变化,但有效磷和速效钾含量均以不同程度增加。土壤有效磷含量在2011—2016监测阶段的平均值为15.34 mg/kg,比初始监测阶段(6.10 mg/kg)显著提高了151.4%;土壤速效钾含量在2011—2016年的平均值比初始监测阶段(1988—1992年)增加了17.23 mg/kg (提高了23.1%)。29年常规施肥管理模式下紫色土pH呈现显著的下降趋势,比初始监测阶段降低了0.24个单位。主成分分析结果表明,紫色土土壤肥力的两个决定因子是土壤有效磷和速效钾,主要障碍因素是较低的土壤全氮和有机质含量。冗余分析结果表明,影响紫色土整体作物产量的主要环境因子分别为土壤pH、有效磷和有机质含量。对小麦产量影响最大的肥力因子为土壤pH,对玉米产量影响最大的肥力因子为土壤有效磷,对甘薯产量影响最大的肥力因子为土壤速效钾。【结论】近29年来,在常规施肥管理�; 王齐齐徐虎马常宝薛彦东王传杰徐明岗张文菊; 关键词：紫色土土壤养分土壤肥力常规施肥

长期施肥下农田土壤-有机质-微生物的碳氮磷化学计量学特征被引量：65: 2018年; 探讨外源养分的输入对土壤系统内碳、氮、磷化学计量特征的影响,对于深刻认识农田土壤有机碳(C)和养分循环及其相互作用过程具有重要意义。以26年的农田长期定位施肥试验为平台,分析长期不同施肥条件下土壤、有机态及微生物生物量碳、氮、磷含量及其化学计量学特征,并根据内稳性模型y=c x^(1/H)计算其化学计量内稳性指数H。结果表明:与长期撂荒处理(CK_0)相比,种植作物条件下26年化肥配施有机肥处理(MNPK和1.5MNPK)显著降低微生物生物量氮含量,但显著提高了微生物生物量磷的含量。相对于撂荒处理,即使长期配施化肥磷处理(NP、PK、NPK),其土壤有机磷降低显著。对于C∶N比而言,化肥配施有机物料处理(秸秆或有机肥)的土壤C∶N比、有机质C∶N及微生物生物量C∶N比均显著低于化肥处理(N、NP、PK和NPK)。对于C∶P比而言,相对于撂荒处理,26年施用磷肥(化肥磷或有机磷)显著降低了土壤C∶P比和微生物生物量C∶P比,而CK和偏施化肥处理(N、NP和PK)显著降低了土壤有机质C∶P比。对于土壤N∶P比而言,撂荒处理土壤N∶P比显著高于其他处理,而撂荒处理土壤有机质N∶P比显著高于CK和化肥处理,表明不施肥或化肥条件下作物种植加剧了土壤有机质中氮素的消耗。微生物生物量C∶N、C∶P、N∶P比的内稳性指数H分别为0.24、0.75、0.64,不具有内稳性特征。微生物生物量C∶N、C∶P、N∶P比分别与土壤C∶N、C∶P、N∶P比呈显著正相关关系,但与土壤有机质碳氮磷化学计量比之间无显著相关性。表明土壤碳、氮、磷元素的改变会直接导致微生物生物量碳、氮、磷化学计量比的改变,但微生物生物量碳氮磷化学计量比对土壤有机质碳氮磷化学计量比无显著影响,土壤有机质的碳氮磷计量比可能更多是受到作物和施肥等养分管理措施的影响。; 王传杰王齐齐徐虎高洪军朱平徐明岗张文菊; 关键词：化学计量学长期施肥黑土土壤有机质微生物生物量

施肥对中国农田土壤微生物群落结构与酶活性影响的整合分析被引量：42: 2018年; 【目的】施肥能直接或间接改变农田生态系统的养分平衡,从而影响土壤的物理、化学和生物学特性。本研究探讨不同种植制度和土壤条件下施肥对农田土壤生物学特性的影响程度,为合理施肥和土壤肥力提升提供科学依据。【方法】通过收集近10年(2008—2018年)来发表的文献,建立了包含185组微生物量及群落结构等相关内容的数据库。采用整合分析方法 (Meta-analysis),定量分析了施肥对土壤微生物量、群落结构以及酶活性的影响。【结果】与不施肥相比,施肥显著提高了土壤微生物磷脂脂肪酸(PLFA)和微生物量碳、氮含量,提高幅度分别为28.5%、30.9%和41.6%。施用(单施或配施)有机物料对土壤微生物总PLFA含量及微生物量碳、氮含量的提高幅度分别为47.3%、50.4%和58.7%,相当于施用化肥的2.8、2.4和3.9倍。与不施肥相比,施肥均能增加各类微生物菌群PLFA含量,对细菌、真菌及放线菌的提高幅度为23.8%～30.4%,对革兰氏阴性菌(G~–)和革兰氏阳性菌(G^+)的提高幅度为37.8%～43.2%,且施用有机物料处理对各类微生物菌群PLFA含量的提高幅度显著高于施化肥处理。施用化肥对土壤微生物总PLFA含量的提高幅度在一年两熟制区为17.9%,在水田和水旱轮作条件下为18.3%～27.6%,而在一年一熟制区及旱地条件下对土壤微生物总PLFA含量无显著影响。在不同pH的土壤中,施用有机物料对微生物总PLFA的提高幅度均显著高于施化肥处理。在pH <6与pH> 8的土壤上施用化肥对微生物总PLFA含量无明显影响。施肥显著提高了与土壤有机质分解相关的β-葡萄糖苷酶(42.4%)和乙酰氨基葡萄糖苷酶(174.5%)的活性,对与氮循环相关的亮氨酸氨基肽酶活性无显著影响。统计分析还表明,施肥并未改变土壤微生物的真菌细菌比(F∶B)和革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌比(G^+∶G~–)。【结论】在不同种植制度、土地利用类型�; 肖琼王齐齐邬磊蔡岸冬王传杰张文菊徐明岗; 关键词：中国农田施肥土壤微生物量群落结构酶活性

不同气候与施肥条件下农田土壤微生物生物量特征与容量分析被引量：26: 2017年; 【目的】土壤微生物生物量是土壤生物肥力的重要指标,是土壤养分重要的周转库。探讨不同气候和施肥条件下土壤微生物生物量(生物量碳、氮)的特征及容量,对于深刻认识土壤微生物生物量的影响因素及提高土壤生物肥力具有重要意义。【方法】本研究从中国知网、万方和web of Science 3个文献数据库,以"土壤微生物生物量"、"中国农田"和"长期施肥"为关键词,共收集目标文献42篇,包括458组含土壤有机碳(SOC)与土壤微生物生物量碳(SMBC)和414组含土壤全氮(TN)与土壤微生物生物量氮(SMBN)的数据集,涵盖了4种气候下的2类施肥条件(施有机肥:单施或配施,+OM;不施有机肥:无肥和化肥,-OM)。土壤微生物熵(SMBC/SOC)和SMBN/TN的中值差异性均采用Kruskal-Wallis H单向显著性检验(P<0.05),容量分析采用界限分析方法。【结果】统计分析结果表明,不同施肥处理下,SMBC与SOC和SMBN与TN之间均存在显著线性正相关关系(P<0.01),长期施用有机肥条件下,土壤微生物生物量碳、氮对土壤有机碳和全氮增加的响应系数分别为24.77和30.27,显著高于化肥或不施肥条件(分别为19.88和19.86)(P<0.05)。界限分析结果显示,不同施肥措施下SMBC对SOC增加响应的最大值为33.45—36.00,SMBN对TN的最大响应系数为45.45—49.79,当前条件下SMBC和SMBN还有37.99%和49.66%的提升空间。不同气候条件下SMBC/SOC和SMBN/TN均存在显著差异(P<0.05),其中,中温带半干旱半湿润区SMBC/SOC的中值最高为2.73%,其次为亚热带湿润区(2.45%)和暖温带湿润区(2.31%),中温带湿润区最低为1.48%;SMBN/TN的中值大小顺序为:暖温带湿润区(4.72%)>中温带半干旱半湿润区(3.50%)>亚热带湿润区(2.99%)>中温带湿润区(1.80%)。不同施肥条件下SMBC/SOC和SMBN/TN的变化范围分别为0.35%—6.50%和0.50%—9.72%,但其中值并无显著差异(P>0.05)。对于同一气候条件不同施肥措施而言,仅在中温带湿润�; 王传杰肖婧蔡岸冬张文菊徐明岗; 关键词：中国农田施肥土壤微生物生物量碳土壤微生物生物量氮

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