农业资源与环境毕业论文.doc

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1、林小芬：解磷菌肥对采煤塌陷土壤微生物碳氮与养分的影响及相关性研究前言我国煤炭资源的分布面积广，约占我国土地总面积的5.7%，其中，约96%的为井工开采，约4%的为露天开采1。随着大量的煤炭资源从地下采出，所引起的地表塌陷及其环境灾害问题日益突出2,3。随着现代生物学的发展，土壤微生物在土壤肥力中的重要功能已得到深入研究，并利用微生物参数来评估土壤的健康和质量4,5。土壤养分、微生物和酶是草地生态系统的重要组成部分，其中土壤养分含量对牧草生长发育具有重要影响6,7；微生物参与土壤的物质循环和能量转化；是土壤中重要而又活跃的部分。国内外大量研究证明土壤中存在许多微生物，能够将植物难以吸收利用的形态

2、，具有这种能力的微生物叫做解磷菌或溶磷菌。适当的碳氮比例，有助于微生物的发酵分解。土壤的养分包括：氮、磷、钾和有机质。它们是植物生长所需要的的重要因素。在采煤塌陷地区；由于地表形成了许多裂缝和相对洼地、坡地，因此，许多土壤中的营养元素也随着地表径流、裂隙而流入洼地或采空区，造成了土壤养分短缺,使矿区的氮、磷、有机质等的含量只有正常植被覆盖区土壤平均值的20%30%，严重影响农作物的生长。有关研究结果表明，受采空区影响，土壤养分最短缺的部位是塌陷拐点，这些部位极容易发生漏水漏肥8。对土壤养分的运移影响：采煤塌陷作用使塌陷区土壤中的有机质含量下降30%左右，从而导致农作物减产10%40%9。土壤微

3、生物对植物有效养分起着储备库和源的作用，土壤微生物能对植物凋落物和土壤有机物分解作用提供植物生长所需要的矿质营养元素，对于土壤碳、氮、磷和硫的植物有效性产生深刻影响10。微生物量氮的周转期较短，每年通过微生物周转的氮素达到了微生物量氮含量的1.5倍以上11，因此，微生物量的任何变化，都会影响到土壤养分的循环和有效性。许多学者研究了土壤微生物生态特征与土壤物理化学性质的关系1218。本试验以山西省长治市襄垣县王桥镇西山底村采煤塌陷区复垦五年的土壤为依托，研究了不同培肥处理下对土壤养分含量和微生物碳氮的影响。旨在寻找合适复垦培肥模式提供科学依据。1材料与方法1.1供试材料1.1.1供试土壤长治市襄

4、垣县王桥镇西山底村采煤塌陷区复垦五年的土壤。土壤类型为石灰性褐土，其理化性状见表1。表1 供试土壤基本理化性状有机质(g/kg)全氮 (g/kg)全磷 (g/kg)碱解氮(mg/kg)速效磷(mg/kg)速效钾 (mg/kg)11.20.410.4531.854.58118.291.1.2供试作物供试作物为玉米，品种为先玉335(中美合资登海先锋，生育期127天)。1.1.3供试肥料供试无机肥：晨雨复合肥，含N：18%、P2O5:12%、K2O:10%。供试有机肥：完全腐熟的鸡粪，含有机质54.8%，N：1.68%，P2O5: 2.45%，K2O: 1.36%。供试菌肥：山西农业大学资源环境学

5、院研制的生物解磷菌肥，有效活菌数0.5亿个，有机质含量50%。1.2试验方法1.2.1试验设计本试验采用单因素随机区组设计，在长治市襄垣县王桥镇西山底村选取复垦五年试验田，试验设置7个处理（如表2），每个处理重复3次，共21个小区，小区面积为100m2。除对照外，其他各处理均按照等量施肥的原则进行设计，N为9kg/亩，P2O5为6kg/亩，K2O为5kg/亩。播种密度为每亩3500株，试验于2013年4月28日播种，9月26日收获。玉米成熟后采集土壤样品，采样深度为0-20cm。试验处理具体见表2。表2 不同施肥处理田间小区试验施肥方案处理复合肥kg/亩有机肥kg/亩生物肥kg/亩对照 CK0

6、00无机肥 5000无机解磷菌肥 50050有机肥08000有机解磷菌肥080050无机有机254000无机有机解磷菌肥25400501.2.2分析项目与方法土壤微生物碳、氮：氯仿熏蒸法土壤有机质：重铬酸钾氧化法土壤全氮：凯氏定氮法土壤碱解氮：碱解扩散法土壤速效磷：0.5mol/LNaHCO3浸提，钼蓝比色法土壤速效钾：NH4OAc浸提，火焰光度法191.2.3分析方法采用SAS软件结合Excel对试验结果进行统计分析。2.结果与分析2.1解磷菌肥对采煤塌陷土壤微生物碳、氮的影响表3 解磷菌肥对采煤塌陷土壤微生物碳、氮的影响（mg/kg）处理微生物碳微生物氮微生物量碳氮比CK122.89.23

7、e11.112.22c11.05化肥152.78.67d15.072.73b10.13化肥+菌肥153.12.58d16.420.68b9.32有机肥 194.713.8ab23.992.12a8.12有机肥+菌肥199.08.95a24.931.01a7.98有机肥+化肥174.87.28c23.320.40a7.50有机肥+化肥+菌肥 178.212.3bc25.010.96a7.13注：表中同列数据后相同小写字母分别表示差异显著性未达到P0.05水平。从表3可以看出，微生物碳含量最高的是有机肥+菌肥处理，其次依次是有机肥有机肥+化肥+菌肥有机肥+化肥化肥+菌肥化肥。微生物氮含量从高到低依

8、次是有机肥+化肥+菌肥有机肥+菌肥有机肥有机肥+化肥化肥+菌肥化肥。化肥+菌肥处理与化肥处理相比微生物碳和微生物氮含量差异不显著，但均与CK相比差异显著，微生物碳含量比CK提高了24.7%，微生物氮含量比CK提高了47.8%。有机肥+菌肥处理与有机肥处理相比微生物碳和微生物氮含量差异不显著，但均与CK相比差异显著，微生物碳氮含量分别提高了62.1%、124.4%。有机肥+化肥+菌肥处理与有机肥+化肥处理相比差异不显著，但与CK相比差异显著，微生物碳氮量分别提高了45.1%、125.1%。总体上看，各个处理相对于CK都有显著差异，有机肥处理和有机肥+菌肥处理的微生物碳氮总量最大，有机肥+化肥+菌

9、肥处理的微生物碳氮比最小。化肥处理的微生物量碳氮比相对于CK降低了8.3%，化肥+菌肥处理的微生物量碳氮比相对于CK降低了15.7%，有机肥处理的微生物量碳氮比相对于CK降低了26.5%，有机肥+菌肥处理的微生物量碳氮比相对于CK降低了32.1%，有机肥+化肥+菌肥相对于CK降低了35.5%。2.2解磷菌肥对采煤塌陷土壤有机质、全氮、全磷含量的影响表4 解磷菌肥对采煤塌陷土壤有机质、全磷含量的影响（g/kg）处理有机质全氮全磷CK8.090.69d0.3780.063c0.5830.055b化肥8.910.23cd0.4620.036bc0.7980.060a化肥+菌肥9.010.49cd0.

10、5040.063ab0.8160.036a有机肥10.540.32ab0.5250.026ab0.7780.022a有机肥+菌肥10.851.32a0.5710.059a0.8370.044a有机肥+化肥9.620.18bc0.4990.044ab0.7750.033a有机肥+化肥+菌肥9.980.23abc0.5250.073ab0.7980.020a注：表中同列数据后相同小写字母分别表示差异显著性未达到P0.05水平。从表4可以看出，化肥处理和化肥+菌肥处理相对于CK有机质含量差异不显著，其余处理的有机质含量相对于CK都差异显著。化肥处理相对于CK全氮含量差异不显著，其余处理的全氮含量相对

11、于CK都差异显著。所有处理的全磷含量相对于CK都有显著差异。其中化肥+菌肥处理相对于化肥处理有机质、全氮、全磷含量都无显著差异，但有机质含量、全氮含量、全磷含量分别提高了1.1%、 9.1%、2.3%。有机肥+菌肥处理相对于有机肥处理有机质、全氮、全磷含量都无显著差异，但有机质含量、全氮含量、全磷含量分别提高了2.9%、8.8%、7.6%。有机肥+化肥+菌肥处理相对于有机肥+化肥处理有机质、全氮、全磷含量无显著差异，但有机质含量、全氮含量、全磷含量分别提高了3.7%、5.2%、3.0%。结果表明，施用解磷菌肥对采煤塌陷地的有机质、全磷、全氮含量有不同程度的增加改善作用。2.3解磷菌肥对采煤塌陷

12、土壤碱解氮、速效磷、速效钾的影响表5 解磷菌肥对采煤塌陷土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量的影响（mg/kg）处理碱解氮速效磷速效钾CK26.234.95b4.580.77c119.62.30b化肥34.754.95a19.872.50b199.913.8a化肥+菌肥35.411.97a20.061.05b202.731.1a有机肥37.373.41a28.782.95a202.08.40a有机肥+菌肥38.034.54a31.512.29a204.724.5a有机肥+化肥38.682.27a29.362.11a204.614.3a有机肥+化肥+菌肥39.345.90a31.662.51a205.

13、36.10a注：表中同列数据后相同小写字母分别表示差异显著性未达到P0.05水平从表5可以看出不同处理对土壤碱解氮含量的影响，各个处理的碱解氮含量与CK相比有显著差异，含量从低到高的处理依次是化肥化肥+菌肥有机肥有机肥+菌肥有机肥+化肥有机肥+化肥有机肥+化肥+菌肥。相对于CK依次提高了32.5%、35.0%、42.5%、45.0%、47.5%、50.0%。说明各种施肥处理对碱解氮的含量都有显著提高作用，其中与菌肥的配合施用更能提高碱解氮的含量，有机肥+化肥+菌肥处理使碱解氮含量最高。从不同处理对土壤速效磷含量的影响看，各个处理的速效磷含量相对于CK有显著差异，其中化肥处理和化肥+菌肥处理相对

14、于CK的差异比其余处理相对于CK的差异显著性要小。速效磷含量从低到高依次是化肥化肥+菌肥有机肥机肥+化肥有机肥+菌肥有机肥+化肥+菌肥。相对与CK分别提高了3.34倍，3.48倍，5.28倍，5.41倍，5.88倍，5.91倍。可以看出，相对于化肥处理和化肥+菌肥处理，含有有机肥的处理速效磷含量有更加显著的提高改善。有机肥+化肥+菌肥处理的速效磷含量最高。从不同处理对土壤速效钾含量的影响看，每个处理相对于CK差异显著，各处理间的速效磷含量差异不显著。速效磷含量从低到高的处理依次是化肥有机肥化肥+菌肥有机肥+化肥有机肥+菌肥有机肥+化肥+菌肥。分别提高了67.1%、68.9%、69.5%、71.

15、1%、71.2%、71.7%。可以看出各个处理对速效磷含量的提高都有显著效果，各处理间差异不显著，速效磷含量最高的处理是有机肥+化肥+菌肥处理。2.4土壤微生物碳氮与土壤养分的相关性分析表6 土壤微生物碳氮与土壤养分的相关系数矩阵（n=21）指标微生物碳微生物氮有机质全氮全磷碱解氮速效磷速效钾微生物碳1微生物氮0.890*1有机质0.772*0.806*1全氮0.608*0.684*0.762*1全磷0.3750.599*0.2830.4011碱解氮0.518*0.665*0.602*0.541*0.4151速效磷0.602*0.556*0.478*0.3190.613*0.541*1速效钾0

16、.649*0.624*0.569*0.4190.3920.493*0.777*1注：r0.05=0.433；r0.01=0.549 *表示相关系数达到0.05水平，*表示相关系数达到0.01水平。从表6的比较可以看出，微生物碳与微生物氮、有机质、全氮、速效磷、速效钾的含量呈极显著相关，与碱解氮含量呈显著相关，与全磷含量无相关性；微生物氮与速效磷、有机质、全氮、碱解氮、速效钾的含量呈现出极显著相关，与全磷含量呈显著相关；有机质与全氮、碱解氮、速效钾的含量呈极显著相关，与速效磷的含量呈显著相关，与全磷无相关；全氮与碱解氮含量呈显著相关，与速效磷、全磷、速效钾的含量无相关性；速效磷与全磷的含量呈现出

17、极显著相关，与碱解氮、速效钾的含量无相关性；碱解氮与速效磷、速效钾的含量呈显著相关；速效磷与速效钾含量呈极显著相关。3 结论(1)解磷菌肥的施用在一定程度上提高了土壤的有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷、速效钾及微生物碳氮含量，但与不施菌肥的处理相比效果不明显。 (2) 土壤中微生物碳氮含量与有机质、全氮、碱解氮、速效磷含量呈极显著正相关，微生物氮含量与全磷含量呈显著正相关，微生物碳含量与全磷含量无相关性，而解磷菌肥的施用能提高微生物的碳氮含量，降低微生物量碳氮比。(3)解磷菌肥的施用改善了土壤的养分含量和组成，加快良性循环，有利于采煤塌陷地的复垦利用。参考文献1 李新举,胡振琪,李晶,等.采

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