（蔬菜学专业论文）有机物料对日光温室土壤主要环境因子及番茄生育影响的研究.pdf

沈阳农业大学硕士学位论文 摘要 本试验应用新鲜稻草、鸡粪及蘑菇生产废料( 主要为玉米芯) 等有机物 料，通过直接施入和混合堆肥腐熟施入两种方式来研究其施入土壤后对日光 温室内c 0 2 浓度，土壤微生物区系，土壤农化性质及番茄生长发育的影响。 进一步确定日光温室内既有利于土壤营养供应又有利于c 0 2 浓度补充的优 良有机肥料配方及最佳施入时期。主要研究结果如下： 1 、新鲜稻草与干鸡粪混合以不同方法施入土壤，结果表明，在熬个试 验过程中，随着稻草施入时间的延长，温室土壤c 0 2 释放速率均呈逐渐降低 趋势，尤其在施入后的第一个月下降幅度最大，而后下降幅度逐渐减慢。 a 1 8 3 c 2 ( 稻草均匀散施一整株稻草一不施菌剂) 和a 2 8 2 c 2 ( 稻草深埋 1 0 1 5 c n 卜一稻草切成1 5 c n 卜不施菌剂) 在促进土壤呼吸释放c 0 2 ，提高稻草 腐解速率和土壤微生物数量，增加土壤速效养分等方面效果均比较好，由此 可认为是较优组合。 2 、根据本次试验结果认为，稻草施入方法不同，微生物菌剂e m 对促 进稻草腐解，提高土壤c 0 2 释放速率等方面效果也是不同的。 3 、本试验中各堆肥处理显著提高了温室内c 0 2 浓度，尤其是在番茄定 植初期( 3 0 天) 表现得更加明显。在番茄生长后期，堆肥处理温室内最高 c 0 2 浓度仍保持在1 7 0 0 a l - l 。1 左右，可满足番茄整个生育期对c 0 2 浓度的需 求。处理c ( 腐熟鸡粪+ 稻草) 的c 0 2 浓度在各时期均高于其它处理，所以 其在促进温室土壤释放c 0 2 方面的作用要优于其它处理。 4 、不同材料堆肥处理较对照显著提高了温室土壤细菌、真菌和放线菌 数量，提高了土壤中氮素、磷含量及土壤p h ，减少了土壤含盐量，降低了 温室内土壤次生盐基化对番茄的危害。显著促进了番茄生长，提高了番茄单 果重和单株产量，但对果实品质影响不大。4 个处理中，稻草及蘑菇废料与 鸡粪混合堆肥的处理在各方面表现均好于单施鸡粪的处理。 5 、在本次栽培试验的4 个月内，稻草+ 鸡粪堆肥前施( 定植前3 0 天施 入) 较后施( 定植前1 天施入) 能更加明显地促进土壤呼吸释放c 0 2 ，提高 温室内c 0 2 浓度，而鸡粪前施处理则不如后施效果好。 6 、在本次试验中，稻草+ 鸡粪堆肥和单一鸡粪堆肥两个前施处理较后施 处理能更多的增加土壤有机质含量，改善土壤物理性质，增强土壤对酸碱的 缓解能力，降低土壤盐分含量，更好的促进了番茄生长和干物质的积累，促 进了植株光合和蒸腾作用，提高了番茄的单果重和单株产量，改善了果实品 质。其中稻草+ 鸡粪堆肥前施处理较鸡粪堆肥前施处理，在以上各方面效果 更加明显。 关键词：有机物料日光温室c 0 2 土壤农化性质番茄生育 2 沈阳农业大学硕士学位论文 前言 有机物料泛指农业生产中所产生的废料如农作物秸秆、禽畜粪等，它是 有机肥源的重要组成部分。有机肥料是农业生产中重要物质基础，是传统农 业中的重要肥源。我国农业部科技司在“六五”、“七五”和“八五”期间，始终 把有机肥料的研究和利用列为部级重点科研内容，使我国对有机肥料的营养 功效、改土作用、改善( 或提高) 农产品品质及有机肥的利用技术等方面的 研究均有较大的进展，对有机肥在促进我国农业发展中的作用己有进一步的 共识。因此，有机肥料资源及利用在农业生产中具有十分重要的作用。 在实际生产中利用的有机物料主要是农作物秸秆，如稻草、麦秸、棉秆、 玉米秆等，或直接施入土壤或与禽畜粪进行混合堆肥腐熟后再利用。我国秸 秆资源十分丰富，据统计1 9 9 5 年全国共有各种秸秆6 2 亿吨，其中仅水稻、 玉米秸秆的数量就达3 8 亿吨，相当于我国北方草原打草量的5 0 倍，约占世 界秸秆总量的2 0 3 0 。近年来，由于农村生活水平提高，人们不再将秸 秆当作燃料，大量秸秆过剩，出现野外焚烧现象，既浪费了资源，又污染了 环境。秸秆还田是秸秆利用的一种重要方式，但根据中国化肥区划中的计算 标准，稻草还田率约为3 0 ，麦秸还田率约为4 5 ，玉米秸还田率为2 0 ， 尚有1 5 亿吨左右的秸秆可以还田，平均每亩每年可还田秸秆7 7 9 公斤。这 样大的肥源，除了用于大田生产外，用于温室生产的数量则是取之不尽的。 一、有机物料旌入对土壤改良的作用 有机物料施入对土壤的水、肥、气、热等方面都会产生影响，但由于施 入种类、施入方式及施入量不同，配施氮磷肥与否等其试验结果各不同。 1 、改良土壤物理性质 有机物料施入能使土壤容重降低，通气孔隙和大粒径微团聚体增加，耕 层土壤较为疏松。吴崇海等( 1 9 9 6 ) 进行的小麦不同留茬试验中，发现与空 白对照相比各留茬处理的土壤交换量高1 5 2 3 c o m l ( + ) k g ，土壤容重降低 0 ，15 - 0 2 9 c m 3 ，总孔隙度增加5 6 7 4 。 2 、增强土壤蓄水保墒能力，改善土壤供水状况 水分胁迫和土壤养分胁迫使我国北方旱地农业的主要限制因素，以肥、 水为中心培肥早地土壤是解决问题的关键。研究表明秸秆还田既可以培肥地 前言 力，又可以提高土壤的蓄水、保水和供水能力。以秸秆覆盖为例，有许多试 验说明秸秆覆盖对纳雨蓄墒，减少土壤蒸发，提高作物水分利用率和培肥地 力有非常明显的效果。在土壤表层覆盖一层秸秆，可以避免降水对地表的直 接冲击。据报道，小麦拔节前覆盖处理的土壤导水率为2 2 9 2 c m h ，对照 8 2 5 c m h ，小麦收获后覆盖处理的土壤饱和导水率为1 1 7 5 c m h ，对照为 1 0 2 9 e m h 。 3 、增加土壤养分含量 有机物料含有n 、p 、k ，距1 9 9 0 年统计，全国农田养分总投入中，有 机物料提供的占氮肥总量的2 3 8 ，提供p 占3 1 1 ，k 占7 9 3 ，其比例 为1 ：o 5 2 ：1 2 5 。有机物料为土壤提供相当量的中量和微量养分元素。例如， 不同品种水稻秸秆的锌含量约为其吸取的总锌量的5 6 - - 6 6 ，人、畜粪中锌、 硼的含量虽不高，但有效性高。有机肥料能提高土壤有机质含量。浙江1 2 个县的调查表明，施用有机肥料，使土壤有机质从7 年前的2 3 6 , - - 2 6 8 提高 到现在的2 8 1 2 8 9 。施用有机肥通过形成有机无机复合体和微团聚体既能 提高土壤有机质的数量，又能更新和活化老的有机质，改善腐殖质品质，从 而提高土壤肥力。有机物料还可以提供氨基酸、核酸、糖、维生素等有机营 养成分，为作物提供全面的营养，促进生长。并且增强土壤保水保肥能力。 同时，有机肥中含有大量的碳水化合物，是土壤微生物活动的能源，是优良 的土壤改良剂。有机肥在分解的过程中产生的有机物，对土壤中难溶性养分 有聚合的作用，从而提高难溶性磷酸盐及微量元素养分的有效性。特别是有 机和无机肥的结合，能够缓解耕地缺磷少钾的矛盾。 4 、调节土壤温度效应 很多人研究表明，秸秆覆盖对辐射吸收转化和热量传导均有影响。秸秆 覆盖下土壤温度变化趋于缓和，低温时有“增温效应”，高温时又有“低温效 应”，即能够平抑地温变化，缩小昼夜温差，这种双重效应对作物生长十分 有利，能够缓解气温激变对作物的伤害。据周凌云等三年研究结果，盖秸麦 田比不盖秸麦田冬季可提高耕层土壤( 0 1 5 c m ) 地温0 5 以5 ，小麦生 于后期盖秸耕层土壤日均地温比未盖秸耕层土壤日均温低o 3 0 5 。董秀 清等人报道，温室土壤施入秸秆和有机肥，经微生物分解，可释放出热量， 施入足量秸杆和有机肥的温室比不施的温室地温提高2 左右。 4 鎏堕查兰竺盔堂堡主堂垡丝奎 二、有机物料施入对土壤生物的影响 土壤生物主要有作物根系、各类土壤微生物及生活在土壤中的昆虫，它 们的新陈代谢、生长繁殖会对土壤环境产生很大影响。 1 、对作物根系的影响 冯利平等( 1 9 9 5 ) 在进行不同覆盖处理试验中发现，秸秆覆盖对作物生 育进程的影响主要表现在生育前期，使整个生育期缩短3 1 6 天；由于覆盖 处理的土壤环境得到明显改善，促进了玉米根系的生长发育，根系发达，根 条数多，吸收面积大。作物根系愈发达，根系生物量愈大，其呼吸强度也愈 大，从而提高了温室内c 0 2 浓度，加快了作物光合作用，促进作物生长发育。 2 、对土壤微生物的影响 土壤微生物是土壤有机复合体的重要组成部分，土壤有机质的分解和转 化必须有微生物的参与。细菌、真菌和放线菌是土壤的三大微生物，它们对 土壤中有机物的分解、氮和磷营养元素及其化合物的转化具有重要作用。施 用有机物料影响土壤的理化性质，为微生物提供了丰富的碳源和氮源。从而 改变了土壤生物平衡，有利于土壤微生物的生长，有助于增加土壤肥力。有 机物料施入土壤后，使土壤微生物区系、数量发生很大变化。刘杏兰等人 ( 1 9 9 6 ) 进行长期定位施肥试验发现，施用有机肥或是有机肥与氮磷化肥配 施的处理，放线菌、固氮菌及细菌总数均有显著增加，而单施氮磷化肥者， 除放线菌有所增加外，细菌总数却是随氮磷化肥施量的增加而减少，固氮菌 则随其食粮的增加而增加。殷永娴等( 1 9 9 6 ) 实验发现在多年蔬菜塑料薄膜 犬棚地内，增施稻草、豆杆等有机物料，可以促进各类群微生物的正常活动 和均衡发育，同时减少土壤内的病原真菌，通过微生物对养分的固结作用， 改善和提高土壤肥力。 三、有机物料施入对日光温室内c 0 2 浓度及作物生育的 影响 ( - - ) 对日光温室内c 0 2 浓度的影响 1 、温室内c 0 2 亏缺现状及补充的意义 二氧化碳是植物进行光合作用，制造有机物的主要原料之一。但是在温 室或塑料棚内，由于与室外空气交换不畅，在白天植物光合作用旺盛时，常 常出现二氧化碳气体浓度亏缺，致使植物的光合作用强度减弱，有时室内二 氧化碳浓度不足l o o p p m ，不足室外的l 3 ，这就是说，温室内常出现二氧化 碳亏缺现象。1 9 9 2 年11 月4 日，中国农业大学植保系就黄瓜温室的二氧化 碳环境做了测定；夜间，由于蔬菜的呼吸作用及土壤释放，二氧化碳浓度高 于室外，可达6 0 嘶5 0 p p m ，比室外( 一般为3 0 0 - - - 3 5 0 p p m ) 高。早晨8 ：4 0 左右，虽二氧化碳浓度有所降低，但还可达6 0 0 p p m 的水平，9 ：o o 提苫后 二氧化碳浓度迅速降低，至1 0 ：4 0 降为2 0 0 p p m ，随后进行自然通风，但此 时叶片的光合作用已迅速增强，至正午达最大值，而二氧化碳浓度此时却降 至1 5 0 p p m ，在这种二氧化碳气体浓度下，植物的光合作用几乎停止，发生 二氧化碳严重饥饿。日落以后，室内二氧化碳浓度又开始回升，而光合作用 也逐渐停止。这仅是冬季栽培的情况，若在春、秋季，日出早，揭苫提早， 蔬菜的光合作用时间增长，会发生更加严重的二氧化碳饥饿，而实际上为 使黄瓜高产、稳产，温室内应保持的二氧化碳浓度( 白天) 为1 0 0 0 1 2 0 0 p p m ， 靠外界( 3 0 0 - - 3 5 0 p p m ) ：；b 充是远远不够的，因而，在保护地条件下的气体环 境中，蔬菜生产的最大问题就是二氧化碳不足。据资料报道，由于碳饥饿使 蔬菜减产可达2 3 3 6 。实际生产中应用的浓度是：叶菜类1 5 0 0 , - - 2 5 0 0 ( 1 0 。6 ) ；黄瓜、茄子、青椒为8 0 0 1 0 0 0 ( 1 0 * ) ；番茄、甜瓜5 0 0 1 0 0 0 ( 1 0 咱) 这些浓度的增产效果稳定。这就是说，在设施内温光水肥等条件优化的基础 上，c 0 2 亏缺也已成为制约光合速率的主要因素，增施c 0 2 能显著提高光合 效率，从而为设施高产优质创造必要的条件。 2 、有机物料施入促进土壤呼吸，提高温室内c 0 2 浓度 温室和塑料棚中二氧化碳来源一方面是通过人为施用如施用二氧化碳 制成品( 压缩二氧化碳气体、干冰块等) ；二氧化碳发生器燃烧天然气、煤油、 丙烷、酒精等；化学方法产生二氧化碳( 碳酸氢盐加硫酸，碳酸盐加盐酸等) 。 另一方面是通过施入有机物料经微生物分解产生二氧化碳。在我国现有的经 济条件下，还只能选择成本低、获取容易、使用方便的二氧化碳肥源。由于 有机物料来源较广、成本低，还田后对土壤产生积极效果，经微生物分解后 释放出二氧化碳，所以作为设施生产的二氧化碳肥源具有其特殊意义。 h a y m a n g 利用秸秆堆腐产生二氧化碳，然后用管道和风扇向温室内输 送由此产生的二氧化碳，以补充二氧化碳的不足。j o os u n g ( 1 9 9 3 年) 利用稻 草来改善大棚青椒生长的土壤环境与二氧化碳浓度，取得了一定效果，但他 6 沈阳农业大学硕士学位论文 的侧重点在于改善土壤环境方面，并提出如果要产生大量的二氧化碳，就必 须增加稻草的供应量。本课题组郭卫华等( 2 0 0 3 年) 曾做过关于膨化鸡粪与 稻草配施对目光温室内c 0 2 浓度影响的研究报道。根据其报道结果认为：膨 化鸡粪与稻草配施能显著提高日光温室c 0 2 浓度，在番茄定植初期最高可达 3 5 0 0 1 t ll - 1 ，后c 0 2 浓度逐渐下降，4 个月后最高c 0 2 浓度仍可达2 0 0 0j t ll 1 。 在整个试验过程中，随着稻草旅入时间的延长，温室土壤c 0 2 释放速率呈逐 渐降低趋势，尤其在施入后的第一个月下降幅度最大，而后下降幅度逐渐减 慢但关于秸秆施入后如何能使温室c 0 2 长期保持较高浓度的报道较少。董秀 清( 2 0 0 0 ) 认为如果秸秆和有机肥施入充足且方法得当，可以使温室内二氧 化碳保持较高浓度，满足蔬菜光合作用对二氧化碳的需要。何启伟、艾希珍 等( 2 0 0 2 ) 认为在将有机肥作为底肥施入的基础上，在黄瓜生长后期又将鸡 粪作为追肥随水冲入土壤，可以使温室c 0 2 浓度接近黄瓜光合作用的半饱和 点，可基本满足黄瓜叶片光合作用对c 0 2 的需求。 3 、高c 0 2 浓度会对作物生育产生抑制作用 空气中c 0 2 浓度较低，因此在c 0 2 浓度是以范围内，增施c 0 2 光合作 用增强，产量提高。但超过c 0 2 浓度适宜范围，对作物生长发育产生抑制作 用，如植株生长减慢和叶片失绿，出现斑枯和卷曲之类的伤害症状( m o r t e n s e n l m ，1 9 8 7 ) ，造成植株早衰。这以在很多试验中得到证实( 如表1 ) 。 另一方面，由于土壤有机质在微生物的作用下进行土壤呼吸分解释放 c 0 2 ，土壤中含量较高的c 0 2 通过扩散作用向大气中交换。但土壤空气中过 高的c 0 2 反过来又会抑制土壤呼吸( d a n i e lh i l l e l ，1 9 8 0 ) 。目前已有文献表 明对根系和微生物呼吸的抑制作用在土壤空气c 0 2 浓度较高时会发生。 m a c f a d y e n ( 1 9 8 9 ) 和k o i z u m i ( 1 9 9 1 ) 的研究证实在c 0 2 浓度较高时，对 土壤微生物的呼吸活动有抑制作用。h a r r i sa n db a v e l ( 1 9 5 7 ) 的工作表明 在较高的c 0 2 浓度下，根系呼吸显著地受到抑制。这也就意味着在大气c 0 2 浓度升高时，土壤呼吸也会受到抑制。 ( 二) 对作物生长发育的影响 有机物料施入土壤一方面能显著改善土壤环境，提高土壤养分含量另一 方面经微生物分解释放出c 0 2 ，提高了温室内c 0 2 浓度，加快了作物光合作 用，从而促进作物生长发育，提高产量。近几年，我国1 0 0 多个5 年以上的 定位试验表明，秸秆还田与不还田比较，平均增产1 2 8 。长期( 2 5 年) 秸 秆覆盖免耕试验表明，前1 3 年犁耕平均玉米产量略高于免耕，但不显著， 后1 1 年免耕平均玉米产量显著高于犁耕玉米产量。随时间的延长，免耕在 产量上逐渐显示出优势。对水田进行有机物料还田，许多试验表明也能增加 作物产量。 但有机物料旖入过多也会产生负面效应。p a u le r a s m u s s e n 等人在哥伦 比亚高原一年一作地区进行的试验表明，与全部残茬烧掉的处理相比，高留 茬处理是冬小麦减产1 3 ，秸秆减产1 5 ，是春小麦产量和秸秆产量减少 5 以下。另外，有机物料施入过多，被土壤微生物的分解后释放出过量c 0 2 ， 致使温室内c 0 2 浓度过高，对作物生长发育产生不良影响。 表1 过高c 0 2 浓度对蔬菜作物的影响 t a b l e le f f e c to f b i g hc 0 2c o n t e n to nv e g e t a b l e s 四、本课题研究的主要目的 综上所述，由于设施内常出现二氧化碳亏缺，由此限制了蔬菜的正常生 沈阳农业大学碗士学位论文 长发育，所以进行二氧化碳旋肥势在必行。目前关于有机物料应用的报道中， 许多试验都在大田中进行，且倾向于施入后对土壤的改良作用，而关于有机 物料施入后促进温室土壤呼吸释放c 0 2 、提高温室c 0 2 浓度及如何控制其产 气量等方面的研究较少。 因此，本课题从秸秆及其堆肥的施入种类、施入方法及施入时期对温室 土壤二氧化碳释放、土壤理化性质及番茄生长发育的影响等方面进行研究， 目的是研制出既能够促进土壤呼吸释放c 0 2 、提高温室c 0 2 浓度、满足番茄 生长发育对c 0 2 的需求，又能够改善土壤结构、提高土壤养分、满足番茄对 无机营养物质的需求、且不伤害番茄生长发育的优良有机肥配方及其最佳施 入方法，从而为冬季设施番茄生产中有机物料合理利用提供参考。 9 第一章稻草不同施入方法对温室土壤主要环境因子的影响 第一章稻草不同施入方法对日光温室土壤主要环 境因子的影响 一、材料与方法 ( 一) 试验材料与设计 试验于2 0 0 3 年4 月2 0 日至8 月3 曰在沈阳农业大学蔬菜基地日光温室 内进行。试验采用内径3 0 c m 、高2 8 c m 的塑料桶内装各种处理的营养土，放 入塑料薄膜罩内。营养土配置方法为：将经过晒干、碾碎供试土样过2 c m 筛， 每桶称取1 5 k g 过筛土壤，并均匀混入干鸡粪1 3 0 9 、无机肥2 5 9 ( 尿素：二铵： 硫酸钾为1 ：l ：1 ) ，再按稻草施入处理施入稻草1 5 0 9 。塑料薄膜罩是按辽沈i 型日光温室单位面积的平均空间体积制作而成，长宽高分别为 5 5 c m 5 5 c m x l 5 0 c m ，在罩子1 2 高处设置取气口，监测土壤呼吸释放c 0 2 速率。试验应用土壤及有机物料的基本性状见表l 一1 。 试验采用再裂区设计，主区根据稻草不同施入方式设3 个水平，即均匀 散施( a 1 ) 、深埋1 0 1 5 c m ( a 2 ) 、地表覆盖( a 3 ) ；裂区根据稻草不同施入长 度设3 个水平：5 c m 长稻草( b 1 ) 、整株稻草的1 3 ，约1 5 c m ( b 2 ) 、整株稻 草( b 3 ) ；裂裂区设2 个水平：施用e m ( c 1 ) 、不施e m ( c 2 ) 。e m 为北 京伊埃姆生物技术研究所制造的微生物菌剂，稀释5 0 0 倍后使用。上述处理 设3 次重复，共5 4 ( 3 x 3 x 2 x 3 ) 个小区。每桶间距6 0 c m ，行距7 0 c m ，每行用 黑色塑料薄膜覆盖后将桶口露出地面5 e m 。 表1 - 1 供试土壤及有机物料基本性状 t a b l e1 - 1s o m ep r o p e r t i e so f s o i la n do r g a n i cm a t e r i a l st e s t e d ( 二) 调查和测定的指标 1 、温室土壤c 0 2 释放速率的测定 1 0 垫圈查些查堂堡主堂垡塑兰 试验分别在2 0 0 3 年的4 月2 2 日、6 月1 3 日、7 月1 8 日和8 月3 日从 早l o 点到次日1 0 点每隔2 小时测定一次各处理的c 0 2 浓度。c 0 2 浓度采用 l i 6 4 0 0 型便携式光合仪测定，c 0 2 释放速率采用w i t k a m p ( 1 9 6 9 ) 的动态测 定法，计算公式为：q = ( a e a t ) ( v a ) ，式中q 为土壤c 0 2 释放速率q t ll 1 m 。h d ) ；t 为时间( h ) ；a c 为时间间隔t 内罩子里c 0 2 浓度差( p j l 。1 ) ； v 为罩子体积( 1 3 ) ：a 为被测土壤面积( 产) 。 2 、稻草腐解速率测定 采用涤纶布袋装1 5 9 烘干稻草，和处理起施入桶中，三个月后取出， 洗净烘干称重。 3 、土壤微生物数量的测定 在稻草施入后9 0 天，取鲜土样用稀释平板法测定土壤细菌总数( 牛肉 膏蛋白胨琼脂培养基) ；真菌总数( 查比克氏培养基) ；放线菌总数( 高氏培 养基) 。 4 、土壤速效养分的测定 在施入稻草后9 0 天，取土样阴于后测定土壤碱解n ( 碱解扩散法) ， 速效p ( 钼锑抗比色法) ，速效k ( 醋酸胺浸提，火焰光度法) 。 二、结果与分析 ( 一) 对温室土壤c 0 2 释放速率的影响 1 、稻草不同施入方法下温室土壤c 0 2 释放速率的方差分析 表1 - 2 秸秆不同施入方式下的土壤c 0 2 释放速率方差分析 t a b l e l - 2m a n o v a t e s to f t h er e l e a s er a t eo f c 0 2i nt h es o i l o n t h ed i f f e r e n tu s e dw a y s t r a w 变异来源自由度 f 值f - - r a t i o n显著水平 慧等蒜e 4 月2 2 日6 月1 3 日7 月1 8 日8 月3 日 勖吧等”1 主区a25 4 e + 0 6 ”1 9 e + 0 8 + +5 3 e + 0 6 *2 2 e + 0 8 + + 0 裂区b 21 9 e 州”5 4 e + 0 7 ”5 0 e + 0 7 “2 0 e + 0 7 + + 0 a x b 44 1 e + 0 5 1 4 e + 0 8 + 3 2 e _ 卜0 7 + +6 b e + 0 7 + + 0 裂裂区c 13 5 e + 0 6 + + 7 3 e + 0 7 7 4 卧电7 ”2 4 e + 0 7 + 0 a x c24 4 e + 0 5 +1 3 e p 0 8 7 6 e + 0 6 +2 6 e + 0 6 * 0 b c24 4 e + 0 4 + +1 9 e + 0 6 42 ，2 e + 0 7 +5 0 e + 0 6 + + 0 a b x c43 4 e + 0 5 + +2 3 e + 0 7 +3 6 e + 0 7 + +1 6 e + 0 8 * 0 由表1 2 可以看出，处理主区间、裂区间、裂一裂区间均有显著差异， 而且a x b 、a c 、b x c 、a x b x c 交互作用显著。由此说明，本试验a 因素、 塑二童塑兰至旦塑垒查鲨翌塑皇圭苎圭矍堡垫里王竺墅堕 b 因素及c 因素三者之间存在着显著的相关关系。 2 、各单因素处理对温室土壤c 0 2 释放速率的影响 。 ( 1 ) a 因素( 稻草不同施入方式) 处理对温室土壤c 0 2 释放速率的影响 由图1 1 可见，温室土壤c 0 2 释放速率随着稻草施入时间的延长而逐渐 降低，其中前一个月降低幅度最大，后逐渐减慢。稻草施入土壤中后2 天， a 2 和a 3 处理分别为2 8 7 2 7 9 ll 4m 2h 、2 9 9 1 2 b t ll om 。2h ，比a 1 高近 8 0 9 ll 。i n 。h 1 。在6 月1 3 日和8 月3 日两时期a 2 明显高于其它两处理。 3 5 0 3 0 0 一宫2 5 0 羹毒鞣 彗乙；1 0 0 。gg5 0 高0 4 月2 2 h6 月1 3 h7 月1 8 日8 f 1 3 日 图i - i 主区处理对土壤c 0 2 释放速率的影响 f i g 1 1e f f e c to f t h er e l e a s er a t eo f c 0 2i nt h e s o i lo i lt h em a i nn l o t ( 2 ) b 因素( 稻草不同施入长度) 处理对温室壤c 0 2 释放速率的影响 由图1 - 2 可知，温室土壤的c 0 2 释放速率随着稻草施入时间的延长而逐 渐降低，稻草施入初期及中期( 6 月1 3 日) ，b 2 、b 3 处理变化趋势基本接近， 均比b 1 高约2 0 9 l l d i l l 。2 h 。后期b l 、b 2 处理变化趋势基本接近，均比b 3 低约2 0 p ll 1i t i 。2h 1 。从总体看，b 3 处理c 0 2 释放持续时间较长，要优于其 它两处理。 褂| 暑 藿i 8g 望 日期d a t e 图1 2 裂区处理对土壤c 0 2 释放速率的影响 f i g l - 2e f f e c to f t h er e l e a s er a t eo f c 0 2i nt h e s o i l o nt h es p l i tp l o ti nt h es o i lo i lt h es p l i tp l o t 沈阳农业大学硕士学位论文 ( 3 ) c 因素( e m 微生物菌剂) 处理对温室土壤c 0 2 释放速率的影响 由图1 3 可以看出，土壤的c 0 2 释放速率随着稻草施入时间的延长而逐 渐降低，除施入初期c 1 、c 2 两处理基本接近外，其它时期c 2 均比c 1 高约 2 5 “ll 1m h 。由此可知，就单因素来说，e m 这一微生物菌剂对稻草的腐 解并没有起到积极的促进作用。 图1 - 3 裂一裂区处理对土壤c 0 2 释放速率的影响 f i g l - 3e f f e c to f t h er e l e a s er a t eo f c 0 2i nt h e 、s o i lo i l t h es p l i ts p l i tp l o ti nt h es o i lo nt h es p l i ts p l i tp l o t 3 、a 、b 、c 三因素问的交互作用对温室土壤c 0 2 释放速率的影响 ( 1 ) a x b 互作对温室土壤c 0 2 释放速率的影响 表1 3 是稻草施入方式与施入长度在各个时期的交互效应。从表2 可以 看出，a 1 处理中土壤c 0 2 释放速率在各时期都是随着稻草施入长度的增加 而增加，它们之间是一种正效应关系。因此，就a 1 来说，a i b 3 是比较好 的组合，而且此组合在稻草施入后期c 0 2 释放速率明显高于其它组合，达到 极显著水平。a 2 处理在4 月2 2 日和8 月3 日时，土壤c 0 2 释放速率随着秸 秆旌入长度的增加而降低，呈现一种负效应，而在其它两个时期，这种效应 并不明显，所以就a 2 来说，a 2 8 1 为最优组合。从总体看，a 3 的3 个处理 c 0 2 释放速率明显低于a 1 、a 2 处理。 ( 2 ) a c 互作对温室土壤c 0 2 释放速率的影响 由表1 - 4 可知，a 1 c 2 组合在试验的整个过程中c 0 2 释放速率均高于 a 1 c 1 组合，且达到极显著水平，这说明a 1 处理不宜旅用e m 。就a 2 处理 来说，在试验的前半期c 0 2 释放速率表现为a 2 c i a 2 c 2 ，而后半期则为 a 2 c 2 a 2 c 1 。a 3 c 2 组合除稻草施入初期c 0 2 释放速率低于a 3 c 1 外，其它 第一章稻草不同施八方法对温室土壤主要环境因子的影响 时期均高于a 3 c 1 ，这也说明a 3 处理不宜施用e m 。 表1 - 3a x b 互作效应的比较 t a b l e l 一3d i f f e r e n c ea n a l y s i so f aa n db 处 理 c 0 2 释放速率r e l e er a mo f c 0 2 ( ll m 。h 1 ) t r e a t m e n t 4 月2 2 日6 月1 3 日7 月1 8 日8 月3 日 注：采用新复极差统计法( s s r ) 进行测定，p = 0 0 5 ，p = 0 0 l ，下表同 表1 _ 4a x c 互作效应的比较 t a b l e1 4d i f f e r e n c ea n a l y s i so f aa n dc t r e a t m e n t 4 月2 2 日6 月1 3 日7 月1 8 日8 月3 日 ( 3 ) b x c 互作对温室土壤c 0 2 释放速率的影响 由测定结果表明，各组合在初期没有明显的差异性( 表l - 5 ) ，而到后期 表现各异。b 2 c 2 、b 3 c 2 两处理c 0 2 释放速率分别高于b 2 c 1 、b 3 c 1 ，且达 极显著水平，这说明稻草施入长度在整株的1 3 和整株范围内不宜施用e m ， 而b 1 处理施用e m 效果并不明显。 ( 4 ) a b x c 互作对温室土壤c 0 2 释放速率的影响 整个试验过程中，随着稻草旌入时间的延长，温室土壤c 0 2 释放速率逐 渐降低，各组合不同时期表现并不一致( 表1 - 6 ) 。从整个过程总体来分析， a t b 3 c 2 组合c 0 2 释放速率除6 月1 3 日外，其它时期均为最高，且与其它 1 4 沈阳农业大学硕士学位论文 组合相比具有极显著差异性，可以认为是本次试验的最优组合。a 2 8 2 c 2 组 合除施入初期c 0 2 释放速率相对较低外，其它时期均相对较高，也可以认为 是一个比较好的组合。 表l - 5b c 互作效应的比较 t a b l e1 - 5d i f f e r e n c ea n a l y s i so f ba n dc 处理 c 0 2 释放速率r e l e a s er a t eo f c 0 2 ( 扯1l 。1m - 2h 1 ) t r e a t m e m 4 月2 2 日6 月1 3 日7 月1 8 日8 月3 日 表1 - 6a x b c 互作效应的比较 t a b l e l 一6d i f f e r c n c ea 1 1 a i y s i so f a ，b dc t r e a t m e m 4 月2 2 日6 月1 3 日7 月1 8 臼8 月3 日 第一章稻草不同施入方法对温室土壤主要环境因子的影响 ( 二) 对稻草腐解速率的影响 如图1 4 所示，稻草施入方式不同，其腐解速率也是不同的。在主区的 三种处理中以深埋处理a 2 稻草腐解速率最高，处理a i 和a 3 差异并不明显。 秸秆的腐解主要靠土壤的微生物作用，稻草埋入土壤，能充分与土壤微生物 接触，为微生物活动提供了大量能源物质，从而促进了其快速腐解。 主处理a 1 内，不同施入长度的稻草处理中腐解速率由快到慢依次为 b 2 b 3 b 1 ( 见图1 - 5 ) ，施入e m 菌剂的各处理稻草腐解速率均高于不施处 理，由此说明e m 促进了稻草的腐解。其中以处理b 2 c 1 效果最好。 从图1 - 6 可以看出，在主处理a 2 内，稻草腐解速率由快到慢依次为 b 2 b i b 3 ，施入e m 菌剂的各处理稻草腐解速率均低于不施处理，其中以 处理b 2 c 2 效果最好。 由图1 7 可知，在主处理a 3 内，以处理b 1 稻草腐解的最快，处理b 2 和b 3 差异不明显，施入e m 后对稻草的腐解影响不大。 0 未0 错。 琏粤0 旗 星0 1 6 a l 2 3 主区处理a i nt r e a t m e n t ) 图1 - 4 主区处理对稻草腐解率的 影响 f i g l - 4e f f e c to f t h em a i np l o to n t h er a t eo f d e c o m p o s e o 姜弘 蕃名0 蓬：。 羞o b 1b 2b 3 口a v e r a g e 圈c 1口c 2 裂区处理( s p l i tt r e a t m e n t ) 图1 - 5 主区a 1 内裂区处理对稻草腐 解率的影响 f i g l - 5e f f e c to ft h es p l i tt r e a h n e n to n t h er a t eo f d e c o m p o s ei nt h ep l o to f a l 沈阳农业大学硕士学位论文 g 0 辫 蓬：o 耋o o b 1b 2b 3 口a v e r a g e 圈c l口c 2 裂区处理( s d l i tt r e a t m e n t ) 图1 6 主区a 2 内裂区处理对稻草腐 解率的影响 f i g l - 6e 彘c to ft h es d l nt r e a t m e n to n t h er a t eo f d e c o m p o s ei 1 1t h ep l o to f a 2 誊o 宴营0 荨量o 差：o 蒸o b lb 2b 3 口a v e r a g e 圈c 1口c 2 裂区处理( s p l i tt r e a t m e n t ) 图1 7 主区a 3 内裂区处理对稻草腐 解率的影响 f i 9 1 - 7e f f e c to ft h es p l i tt r e a l r n e n to n t h er a t eo f d e c o m p o s ei nt h ep l o to f a 3 ( 三) 对土壤微生物数目的影响 稻草不同施入方式对土壤微生物数目的影响也是不同的，如图1 8 所示， 主处理中土壤细菌和真菌数量变化趋势基本相似，均为a 1 a 2 a 3 ，而土壤 放线菌数量a 2 略高于a 1 、a 2 ，但差异并不明显。由此可见稻草散施有利 于促进土壤细菌和真菌的增殖。 图1 - 8 主处理对土壤微生物数量的影响 f i g l 一8e f f e c to fm a i ni r e a t m e n to nt h ea m o u n t o f m i c r o o r g a n i s mi nt h es o i l 第一章稻草不同施入方法对温室土壤主要环境因子的影响 由表1 7 可以看出，在主区a 1 内，副处理b 1 土壤细菌、真菌和放线菌 数量相对高于其它处理，由此可见在散施处理中以稻草切碎施入对土壤微生 物增殖效果最好。在主区a 2 内，b 2 c 2 处理的土壤细菌数量最多，b 3 c 1 处 理的土壤真菌和放线菌数量最多。在主区a 3 内，b 2 c 1 处理的土壤真菌数量 最多，b 1 c 1 的土壤放线菌数量最多，而细菌数目差异不显著。 表1 7 不同处理对土壤微生物数目的影响 f i g l - 7 e f f c c t o f d i f f e r e n t t r e a t m e n t o i l t h e a m o u n t o f m i c r o o r g a n i s m 副处理细菌( 1 0 9 )真菌( 1 0 4 )放线菌( x 1 0 5 ) s p l i tt r e a t m e n t b a c t e r i a e p i p h y t ea e t i n o m y c e s ( 四) 对土壤速效n 、p 和k 含量的影响 由图1 - 9 可以看出，主区处理( 稻草不同施入方式) 中，处理a 2 的土 壤碱解氮、速效k 相对要高于其它两个处理，但差异并不明显。由表1 8 可 见，各处理中处理a 1 8 3 c 2 土壤碱解氮及速效k 含量较高，处理a 2 8 2 c 2 土壤碱解氮、速效p 含量相对较高。速效k 含量以处理a 3 8 1 c 2 、a 3 8 3 c 1 和a 3 8 3 c 2 相对较低。这说明稻草覆盖不利于土壤k 元素的积累。 沈阳农业大学硕士学位论文 圈1 - 9 主处理对土壤速效养分含量的影响 f i g l 一9 e f f e c to fm a i nt r e a t m e n to i lt h e a v a i l a b l en u t r i e n ti nt h es o i l 表1 - 8 不同处理对土壤速效养分含量的影响 f i g l - 8e f f e c to f d i f f e r e n tt r e a t m e n to nt h ec o n t e n to f a v a i l a b l en u l r i e n ti ns o i l 三、结论与讨论 1 、在整个试验过程中，随着稻草施入时间的延长，温室土壤c 0 2 释放 1 9 蔓二兰塑兰至旦堕垒查鲨翌塑皇圭苎圭矍曼堡里三塑丝堕 速率呈逐渐降低趋势，尤其在施入质的第一个月下降幅度最大，而后下降幅 度逐渐减慢。这可能是由于稻草剐施入土壤，土壤微生物因有效能源物质加 入而受到激发，增强了其活度，促进其繁殖，使稻草中易降解物质迅速降解， 释放出大量c 0 2 。后期随着稻草中易降解物质的降解殆尽，而难降解物质不 能很快被土壤微生物利用，致使后期土壤c o z 释放速率较低。其中，a i b 3 c 2 和a 2 8 2 c 2 两处理在促进土壤呼吸释放c 0 2 方面要优于其它处理。 2 、稻草施入方法不同，其在土壤中的腐解速率也不同，李新举、张志 国等( 2 0 0 1 ) 关于土壤深度对还田秸秆腐解速率的影响研究表明，秸秆翻压 在土壤中比覆盖在表层腐解速度快，秸秆在不同质地土壤中腐解速度也是不 同的。一般秸秆腐解速度前期快，后期慢，覆盖在表层的秸秆至第4 周达到 腐解高峰。本次试验结果表明主处理中以深埋处理a 2 腐解速率最高，这与 报道一致。a 1 8 2 c 1 和a 2 8 2 c 2 两组合较其它组合稻草的腐解速率更快。 3 、关于e m 这种微生物菌剂在农业生产中的应用，尤其在秸秆腐解方 面应用的报道有许多，李庆康、王振中等选用3 种秸秆腐解剂( 腐杆灵、e m 、 t l b ) 及自行研制的一种( 代号为m ) 的腐解剂进行大田和微区试验，结果 表明腐解剂能够促进稻、麦秸秆较快腐解，提高秸秆利用率，稳定和提高土 壤养分含量。根据本次试验的结果认为，稻草施入方法不同，微生物菌剂 e m 对促进稻草腐解，提高土壤c 0 5 释放速率等方面效果也是不同的，关于 这方面的问题有待于更深入的研究。 4 、根据本次试验结果筛选出a i b 3 c 2 ( 稻草均匀散施整株稻草一不施 菌剂) 和a 2 8 2 c 2 ( 稻草深埋1 0 1 5 c i n 一稻革切成1 3 段一不施菌剂) 两个 比较好的组合，应用时应根据当地条件而定。如a i b 3 c 2 组合稻草不用粉碎， 可以整株施入，但稻草与土壤混合均匀就比较费工；而a 2 8 2 c 2 组合则可以 直接将稻草埋入土中，省工省时但稻草必须切断施入。由于本次试验为短期 试验，关于稻草施入土壤后对温室土壤营养及c 0 2 释放的长期效应还需进一 步的研究。 沈阳农业大学硕士学位论文 第二章不同材料堆肥对日光温室土壤主要环境 因子及番茄生育的影响 一、材料与方法 ( 一) 试验用堆肥配方设计与腐熟 本堆肥试验于2 0 0 3 年9 月1 7 日至1 1 月5 日进行，设置处理a 、处理 b 、处理c 和处理d 四种堆肥配方( 不同堆肥材料的总c 、总n 含量及c n 见表2 1 ) 。其配制方法为：处理a 、b 为纯鲜鸡粪堆制；处理c 为鸡粪+ 稻 草，即先将稻草切成5 e m 左右的碎段，然后按鸡粪( 折合干重) 与碎稻草 1 ：1 的比例混合堆制；处理d 为鸡粪+ 蘑菇生产废料( 主要是玉米芯) ，即将 蘑菇生产废料与鸡粪( 折合干重) 按1 ：1 的比例混合堆制。堆制及腐熟方法 为：除处理a 外，处理b 、c 、d 三种堆肥配方均为每堆制l o c m 厚喷洒一 定量的e m 菌剂( e m 为北京伊埃姆生物技术研究所制造的微生物菌剂，稀 释1 0 0 倍后使用) ；然后将4 种处理用尿素调节肥堆的碳氮比为3 0 ：1 ，用石 灰调节肥堆p h 值为7 2 左右。堆成后上盖塑料薄膜进行高温腐熟6 0 天后晾 干备用。 表2 - 1 堆肥材料总c 和总n 含量及c n t a b l e2 - 1t h et o t a lc 、t o t a lna n dc no f s t a c k s ( 二) 试验方法 栽培试验于2 0 0 3 年1 0 月至2 0 0 4 年4 月在沈阳农业大学蔬菜科研基地 日光温室内进行，供试番茄品种为“辽园多丽”。1 0 月2 日播种，穴盘育苗： 1 1 月1 6 日当幼苗叶片长至6 片真叶展开时，定植于放置在试验塑料罩内的 肥料处理塑料桶中。 处理方法为：先将晒干、碾碎的普通田土过2 e m 筛作为供试土壤。然后 2 1 塑三兰至旦塾塑苎! ! 翌里皇圭苎圭窭墅塑里王墨重垫生堕些墅堕 在定植前1 天，分别以1 5 k g 土壤加入2 5g 无机肥料( 尿素：磷酸二铵：硫酸钾 为1 ：l ：1 ) 为对照( c k ) ，加入0 0 3 5 k g ( 干重) 上述腐熟鸡粪为处理a ，加 入o 0 3 5 k g ( 干重) 上述腐熟鸡粪+ e m 为处理b ，加入0 0 3 5 k g ( 干重) 上述 腐熟鸡粪+ 稻草+ e m 为处理c ，加入0 0 3 5 k g ( 干重) 上述腐熟鸡粪+ 蘑菇生 产废料+ e m 为处理d 分别与土壤混合。再将这些混合土壤分别装入内径 3 0 c m 、高2 8 c m 的塑料桶中，放置塑料薄膜罩内。塑料薄膜罩是按辽沈i 型 日光温室内番茄植株生长所需面积的平均空间体积制作而成，长宽高分别为 7 0 c m 7 0 c m x 7