牛粪有机肥对植烟黄壤理化性质及持水能力的影响
发布时间：2021-08-11 07:42
【目的】探索牛粪有机肥对西南山区植烟黄壤的改良效果。【方法】采用土柱试验,探讨了不同牛粪有机肥用量对植烟黄壤理化性质、水力学参数、水分常数以及蒸发量的影响。【结果】结果显示:1)施入牛粪有机肥,可改变黄壤颗粒组成,明显增加有机质含量,缓解黄壤酸化,明显降低黄壤容重。2)随着牛粪有机肥用量增加,黄壤总空隙度明显增加,极微孔隙比例降低,中小微孔隙比例增加,大孔隙和土壤孔隙基本不变。3)随着牛粪有机肥用量的增加,黄壤残余含水率（θr）和进气值倒数（α）显著减小,而饱和含水率（θs）和饱和导水率（Ks）明显增大;黄壤田间持水量和易利用水基本不变,而凋萎系数和无效水显著降低,有效水大幅增加。【结论】牛粪有机肥可明显改善植烟黄壤的理化性质和持水性能,但由于牛粪有机肥具有肥效缓慢持久的特点,烟田当季施用易导致烤烟贪青晚熟,因此应在烤烟前季作物上施用效果更佳。
【文章来源】：中国烟草学报. 2020,26(02)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
自由排水过程土壤持水量的实测值与模拟值
从图2可以看出，随着牛粪有机肥用量的增加，植烟黄壤的极微孔隙比例依次递减，从T0处理的54.72%减至T5处理的38.70%，而微孔隙、小孔隙和中等孔隙比例则呈依次递增的趋势，微孔隙、小孔隙和中等孔隙比例分别从T0处理的9.74%、11.36%和7.14%增至T5处理的17.14%、18.55%和9.80%。牛粪有机肥对大孔隙和土壤孔隙的影响则相对较小。2.5牛粪有机肥对植烟黄壤水分常数的影响
牛粪有机肥的主要成分为有机碳,具有较小的容重、较高的pH值和疏松多孔的特性[21]。黄壤质地黏重,酸性较强,透水透气性较差[22],牛粪有机肥的施入必然会对黄壤的质地、容重、孔隙结构和酸碱度等理化性质产生直接的影响。本研究中,牛粪有机肥的施入不同程度改变了黄壤的颗粒组成,其原因可能是牛粪有机肥的施入激发了土壤的微生物活性,促进土壤有机碳的分解,形成真菌和糖类,并与土壤颗粒形成新的团聚体[23-24]。徐香茹等[25]和王艳阳等[26]分别在东北黑土区的研究也得出类似的结论。此外,牛粪有机肥的施入显著降低了黄壤的容重和极微孔隙的比例,明显增加了黄壤的总孔隙度和中小微孔隙的比例,李传友等[27]研究表明,有机物料粉碎还田后果园土壤容重大幅降低,总孔隙度大幅增加,这与本研究结果基本一致。赵迪等[28]研究发现,生物炭的添加可有效降低粉粘壤土中极微孔隙和中大孔隙的比例,提高微孔隙和小孔隙所占的比例,这与本研究结果存在一定差异,其原因可能是与生物炭相比,牛粪有机肥容重更小,有机质含量更高,对土壤孔隙结构的改善更为明显。此外,随着牛粪有机肥用量的增加,黄壤的有机质含量和pH均呈明显的线性增加,这主要是由于是牛粪有机肥的主要成分为有机质,牛粪有机肥的施入必然导致有机质含量的大幅提升;又由于牛粪有机肥偏碱性,与黄壤中的酸性物质中和可有效缓解黄壤的酸度值。土壤水力学参数是研究土壤水分和溶质运移的基本参数,对评价土壤水分的有效性和持水性具有重要意义[29]。目前,拟合土壤水力学参数常用的模型有VG-M模型[16-17]、BC模型[30]和LND模型[31]。土壤水力学参数主要受土壤质地、土壤结构和容重等多重因素的影响[32-33]。本研究中,随着牛粪有机肥用量的增加,残余含水率(θr)和进气值倒数(α)大幅降低,而饱和含水率(θs)和饱和导水率(Ks)则明显增加,其原因可能是牛粪有机肥的施入,明显增加黄壤的总孔隙度,有效降低黄壤容重,大幅改善了黄壤的孔隙结构(表2和图2),从而明显改变了黄壤的水力学参数。此外,本研究中,利用Hydrus-1D模型对黄壤的自有排水过程进行了模拟,并与对应的实测值进行了验证,较大的决定系数(R2),以及较小的均方根误差(RMSE)和平均偏差(MBE),说明采用Hydrus-1D模型和水力学参数可以较好模拟黄壤的自由排水过程。任利东等[34]和肖庆礼等[35]利用Hydrus-1D模型分别在室内和野外环境下模拟了层状土壤的自由排水过程,模拟结果均具有较高的精确度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻种植在牛粪化肥配施条件下消纳氮磷的作用[J]. 王春雪,舒正文,李敏,李元,陈建军,祖艳群,王昭,张克强. 农业环境科学学报. 2019(07)
[2]牛粪化肥配施对稻田下渗水氮素流失和水稻氮素积累的影响[J]. 李敏,王春雪,舒正文,王昭,陈建军,李元,祖艳群,张克强. 农业环境科学学报. 2019(04)
[3]炭基肥对植烟黄壤性状和烤烟养分积累、产量及品质的影响[J]. 陈懿,林英超,黄化刚,林叶春,高维常,潘文杰. 土壤学报. 2019(02)
[4]关于发展肉牛产业助推重庆乡村振兴的思考[J]. 向白菊,黄德均,高立芳,张健. 畜禽业. 2018(09)
[5]基于水分特性的采煤沉陷地充填复垦黄河泥沙容重优选[J]. 王晓彤,胡振琪,梁宇生,陈洋. 农业工程学报. 2018(16)
[6]再生水水质对斥水和亲水土壤水分特征曲线的影响[J]. 陈俊英,柴红阳,Leionid Gillerman,刘畅,蔡耀辉,张林. 农业工程学报. 2018(11)
[7]牛粪堆肥成型基质块蔬菜育苗灌溉方式[J]. 杨龙元,袁巧霞,刘志刚,曹红亮,罗帅. 农业工程学报. 2018(05)
[8]玉米秸秆生物炭对贵州黄壤持水能力的影响[J]. 吴维,李心清,周运超,李云龙,黄一敏,李阳,张立科,王倩,程建中. 地球与环境. 2017(06)
[9]基础地力对黄壤区粮油高产、稳产和可持续生产的影响[J]. 黄兴成,石孝均,李渝,张雅蓉,刘彦伶,张文安,蒋太明. 中国农业科学. 2017(08)
[10]桃园残枝粉碎还田改善土壤理化性状提高桃品质[J]. 李传友,熊波,张莉,蒋彬,高娇,李治国,王庆杰. 农业工程学报. 2016(14)
本文编号：3335768
【文章来源】：中国烟草学报. 2020,26(02)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
自由排水过程土壤持水量的实测值与模拟值
从图2可以看出，随着牛粪有机肥用量的增加，植烟黄壤的极微孔隙比例依次递减，从T0处理的54.72%减至T5处理的38.70%，而微孔隙、小孔隙和中等孔隙比例则呈依次递增的趋势，微孔隙、小孔隙和中等孔隙比例分别从T0处理的9.74%、11.36%和7.14%增至T5处理的17.14%、18.55%和9.80%。牛粪有机肥对大孔隙和土壤孔隙的影响则相对较小。2.5牛粪有机肥对植烟黄壤水分常数的影响
牛粪有机肥的主要成分为有机碳,具有较小的容重、较高的pH值和疏松多孔的特性[21]。黄壤质地黏重,酸性较强,透水透气性较差[22],牛粪有机肥的施入必然会对黄壤的质地、容重、孔隙结构和酸碱度等理化性质产生直接的影响。本研究中,牛粪有机肥的施入不同程度改变了黄壤的颗粒组成,其原因可能是牛粪有机肥的施入激发了土壤的微生物活性,促进土壤有机碳的分解,形成真菌和糖类,并与土壤颗粒形成新的团聚体[23-24]。徐香茹等[25]和王艳阳等[26]分别在东北黑土区的研究也得出类似的结论。此外,牛粪有机肥的施入显著降低了黄壤的容重和极微孔隙的比例,明显增加了黄壤的总孔隙度和中小微孔隙的比例,李传友等[27]研究表明,有机物料粉碎还田后果园土壤容重大幅降低,总孔隙度大幅增加,这与本研究结果基本一致。赵迪等[28]研究发现,生物炭的添加可有效降低粉粘壤土中极微孔隙和中大孔隙的比例,提高微孔隙和小孔隙所占的比例,这与本研究结果存在一定差异,其原因可能是与生物炭相比,牛粪有机肥容重更小,有机质含量更高,对土壤孔隙结构的改善更为明显。此外,随着牛粪有机肥用量的增加,黄壤的有机质含量和pH均呈明显的线性增加,这主要是由于是牛粪有机肥的主要成分为有机质,牛粪有机肥的施入必然导致有机质含量的大幅提升;又由于牛粪有机肥偏碱性,与黄壤中的酸性物质中和可有效缓解黄壤的酸度值。土壤水力学参数是研究土壤水分和溶质运移的基本参数,对评价土壤水分的有效性和持水性具有重要意义[29]。目前,拟合土壤水力学参数常用的模型有VG-M模型[16-17]、BC模型[30]和LND模型[31]。土壤水力学参数主要受土壤质地、土壤结构和容重等多重因素的影响[32-33]。本研究中,随着牛粪有机肥用量的增加,残余含水率(θr)和进气值倒数(α)大幅降低,而饱和含水率(θs)和饱和导水率(Ks)则明显增加,其原因可能是牛粪有机肥的施入,明显增加黄壤的总孔隙度,有效降低黄壤容重,大幅改善了黄壤的孔隙结构(表2和图2),从而明显改变了黄壤的水力学参数。此外,本研究中,利用Hydrus-1D模型对黄壤的自有排水过程进行了模拟,并与对应的实测值进行了验证,较大的决定系数(R2),以及较小的均方根误差(RMSE)和平均偏差(MBE),说明采用Hydrus-1D模型和水力学参数可以较好模拟黄壤的自由排水过程。任利东等[34]和肖庆礼等[35]利用Hydrus-1D模型分别在室内和野外环境下模拟了层状土壤的自由排水过程,模拟结果均具有较高的精确度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻种植在牛粪化肥配施条件下消纳氮磷的作用[J]. 王春雪,舒正文,李敏,李元,陈建军,祖艳群,王昭,张克强. 农业环境科学学报. 2019(07)
[2]牛粪化肥配施对稻田下渗水氮素流失和水稻氮素积累的影响[J]. 李敏,王春雪,舒正文,王昭,陈建军,李元,祖艳群,张克强. 农业环境科学学报. 2019(04)
[3]炭基肥对植烟黄壤性状和烤烟养分积累、产量及品质的影响[J]. 陈懿,林英超,黄化刚,林叶春,高维常,潘文杰. 土壤学报. 2019(02)
[4]关于发展肉牛产业助推重庆乡村振兴的思考[J]. 向白菊,黄德均,高立芳,张健. 畜禽业. 2018(09)
[5]基于水分特性的采煤沉陷地充填复垦黄河泥沙容重优选[J]. 王晓彤,胡振琪,梁宇生,陈洋. 农业工程学报. 2018(16)
[6]再生水水质对斥水和亲水土壤水分特征曲线的影响[J]. 陈俊英,柴红阳,Leionid Gillerman,刘畅,蔡耀辉,张林. 农业工程学报. 2018(11)
[7]牛粪堆肥成型基质块蔬菜育苗灌溉方式[J]. 杨龙元,袁巧霞,刘志刚,曹红亮,罗帅. 农业工程学报. 2018(05)
[8]玉米秸秆生物炭对贵州黄壤持水能力的影响[J]. 吴维,李心清,周运超,李云龙,黄一敏,李阳,张立科,王倩,程建中. 地球与环境. 2017(06)
[9]基础地力对黄壤区粮油高产、稳产和可持续生产的影响[J]. 黄兴成,石孝均,李渝,张雅蓉,刘彦伶,张文安,蒋太明. 中国农业科学. 2017(08)
[10]桃园残枝粉碎还田改善土壤理化性状提高桃品质[J]. 李传友,熊波,张莉,蒋彬,高娇,李治国,王庆杰. 农业工程学报. 2016(14)
本文编号：3335768
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