土壤學研究進展

前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇土壤學研究進展范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發現更多的寫作思路和靈感。

土壤學研究進展范文第1篇

      

        (1)植物根表鐵,錳氧化物膠膜及其在植物營養中的作用 張西科 張福鎖

        (9)水—土壤—植物系統中鹽分的遷移和植物耐鹽性研究進展 李加宏 俞仁培

        (21)重金屬的土壤負載容量 鄭春榮 陳?a href="baidu.com" target="_blank" class="keylink">陳?br>        (29)抗土壤逆境細胞突變體的篩選與利用：問題與討論 吳平 羅安程

        (35)影響氧化亞氮形成與排放的土壤因素 封克 殷士學

土壤學研究進展范文第2篇

【關鍵詞】：鎘脅迫 土壤酶 國槐

The study of effects of soil enzymes of cadmium stress in Sophora japonica

Wang Shu Mei Shandong Yingcai University， Jinan 250100， China

Abstract： The experiments were adopted potted plant and took Sophora japonica to study soil enzymes of cadmium stress in Sophora japonica of peroxidase， catalase， invertase. The results showed that：

1、The tendency of soil enzymes activities of catalase， of different period in low concentration of cadmium stress firstly increased， and decreased， finally increased. 2、Activities of peroxidase of different period of low concentration of cadmium stress firstly decreased， and increased， finally decreased. 3、activities of invertase firstly increased， decreased， and increased， decreased， finally increased， decreased.

Key words： cadmium stress， soil enzymes， Sophora japonica

1.研究目的與意義

鎘（Cd）是環境污染中主要有毒重金屬，來自采礦、冶煉工業、粉塵排放、生活垃圾焚燒，這些途徑使得農田鎘污染日趨嚴重。鎘可以進入食物鏈，對人體骨骼、腎臟、肝臟、免疫系統、生殖系統產生強烈的毒害作用，甚至導致畸形、癌變，成為致癌的重要原因之一。鎘破壞土壤微生物區系失衡，加重危害植物逆境脅迫。在幾乎所有的生態系統的監測和研究中，土壤酶活性的測定已成為生態系統監測與研究中的一個重要的指標。尤其在確定污染或嚴重擾動對土壤健康的影響方面十分有用。孫慶業等（2000）等研究表明，土壤酶的脲酶活性可被當作銅污染的敏感指標。土壤酶系是指土壤微生物、植物根系和土壤中其它生物細胞產生的胞內酶和胞外酶的總稱。土壤酶活性反映了土壤中進行的各種生物化學過程的動向和強度，例如，過氧化氫酶能破壞土壤中生化反應生成的過氧化氫，減輕植物受到的脅迫。國內外關于重金屬對土壤酶活性的影響的研究已有報道（Kitagish，1981；劉樹慶，1994；劉春生等，2002）。Juma和Tabatabai分析了20種金屬對土壤酸性和堿性磷酸酶的影響，Cd、As對土壤堿性磷酸酶的抑制作用超過50% （Juma，1977）。Cd等對L-谷酰胺酶、纖維素酶和β-葡糖苷酶均產生較強的抑制作用（Deng，1977）。石貴玉等（2005）認為，鎘毒害破壞水稻保護酶系，使SOD（超氧化物歧化酶）活性下降。

但是由于鎘在土壤-植物系統內運轉、富集的復雜和多變性，以及鎘進入植物體內的毒害機制的研究的局限性，尤其是土壤微生態體系中復雜的酶系，對鎘污染的應對反應的不同，使得人們對鎘運轉、遷移、鎘對土壤酶生化反應影響機制認識存在一定的欠缺。現在的研究主要關注在鎘對作物的生理生化特性影響和鎘在作物體內富集程度等方面。而對于不進入食物鏈的園林植物對環境中的鎘的體內富集作用，卻鮮有研究。尤其鎘對園林植物土壤酶系的影響就更少見報道。鎘脅迫下，土壤微生態酶系的變化開始成為備受關注的議題。本實驗通過鎘對園林樹種國槐的土壤酶系活性影響的研究及鎘在土壤-國槐體系內的運轉的研究，旨在初步揭示鎘對土壤酶系的影響方式和機制，分析鎘在土壤-國槐體系內的運移特征，為篩選耐鎘污染園林樹種和改良土壤酶系，提供基礎理論研究。

2.材料與方法

2.1 供試材料

供試鎘：分析純CdCl2?2.5H2O

供試土壤：取自農田土壤。部分理化性質見下表

2.2 實驗方法和設計

2.2.1 實驗設計

土壤取回，風干，剔除植物殘體和雜物，過2mm篩。采用盆栽法，選長勢一致，生長態勢良好的兩年生國槐，植入30cm*30cm定植盆中，每盆中裝土10kg。定植后正常日照水分條件進行栽植管理。

待苗木恢復生長2個月后澆灌不同濃度CdCl2?2.5H2O水溶液。Cd濃度為0、10、20、30、40、50、60 mg?kg-1的污染土壤。實驗設置7個處理，每個處理三次重復，每個重復8盆，隨機排列。

2.2.2 實驗方法

① 土壤過氧化氫酶 （CAT）：采用的是高錳酸鉀滴定法（嚴昶升，1988）

取2g采集土樣放三角瓶中，加40ml蒸餾水震蕩。搖勻加5ml 0.3%的H2O2溶液，振蕩20分鐘立即加入5ml 3N硫酸，穩定未分解的H2O2。懸液過濾。取25ml清澈濾液用0.1N K2MnO4溶液滴定至溶液微紅色（30秒鐘不褪色）即達終點。同時設無土和無基質對照。土壤中過氧化氫酶活性用單位土重的0.1N高錳酸鉀毫升數表示。

[4] 章秀福，英，褚開富， 等. 鎘脅迫下水稻SOD活性和MDA含量的變化及其基因型差異[J]. 中國水稻科學，2006，20（2）：194-198

[5] 劉春生，常紅巖，孫百曄，等. 外源銅對土壤果樹系統中酶活性影響的研究[J]. 土壤學報.2002，39（1）：37-41

[6] 劉樹慶. 保定市污灌區土壤的Pb 、Cd污染與土壤酶活性關系研究[J]. 土壤學報.1996，33（2）：17-182

[7] 孫慶業，田勝尼. 尾礦污染與幾種土壤酶活性. 2000，1：54-56

[8] 嚴昶升主編. 土壤肥力研究法. 北京：農業出版社.1988，277-279

[9] 康浩，石貴玉，潘文平， 等. 鎘對植物毒害與植物耐鎘機理研究進展[J]. 安徽農業科學. 2006，34（13）：2969-2971

[10] Deng S P， et al. Cellulase activity of soil effect of trace elements. Soil Biology & Biochemistry，1995，27：977-979

[11] Juma NG， Tabatabai MA. Effects of trace elements on phosphatase activity in soils. Soil Sci Soc Am J，1977，41：343～346

[12] Kitagish. Heavy metal pollution in Soil of Japan[M]. Jokyo，Japan Scientific Societies Press，1981，89～90

土壤學研究進展范文第3篇

關鍵詞：重金屬污染；土壤微生物；微生物多樣性；研究方法

中圖分類號 X172 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）13-0036-03

Study on Soil Microbial Diversity in Heavy Metal Contaminated Soil

Li Yan1 et al.

（1Anhui Huajing Resources and Environment Technology Co.，Ltd.，Hefei 230094，China）

Abstract：In this paper，the research methods of microbial diversity of heavy metal contaminated soils in recent years are summarized，and their advantages and disadvantages and their application are analyzed. The research methods of microbes are also discussed.

Key words：Heavy metal pollution；Soil microbes；Microbial diversity；Research methods

近年來，由于農藥、化肥的大量使用，以及冶金、采礦業的迅猛發展，土壤重金屬污染日趨嚴重[1]。重金屬污染不僅會嚴重影響農產品以及農作物的品質，而且會通過食物鏈進入人體，危害人體健康。土壤是微生物棲息的最重要環境之一，提供了微生物生長所必要的營養物質。土壤微生物種類十分豐富，主要分為細菌、真菌、古菌以及放線菌等。土壤微生物是土壤有機質以及土壤養分C、N、P、S等循環轉化的動力，參與土壤中有機質的分解、腐殖質的形成、土壤養分的轉化循環等[2]。土壤微生物在土壤生態系統中扮演者十分重要的角色[3]，對環境的變化反應靈敏[4]，其群落多樣性和相對組成，是評價環境質量的重要參數[5]。一旦土壤生態系統受到污染，土壤微生物就會發生相應的變化[6]。有研究報告指出，土壤重金屬污染能明顯影響土壤微生物的活性及結構[7]，李晶等[8]研究也表明，土壤微生物對重金屬脅迫特別敏感，可通過微生物群落結構的變化來反映土壤質量和健康狀況[9]。因此，研究土壤微生物具有十分重要的意義。本文對研究微生物傳統以及各種新型研究方法進行了分類介紹，并對各種方法的優缺點以及適用場合進行說明。

1 土壤微生物研究方法

1.1 傳統的分離純培養和稀釋平板計數 在固體瓊脂培養基上接種培養微生物，可利用微生物的表面特征差異，在固體培養基上對微生物進行分離純化，也可利用該方法對微生物在平板上進行簡單的計數[10]。同時可以通過配制不同成分的培養基對微生物進行篩選馴化，從而得到我們需要的菌種。此種方法的優點是成本低，便于對微生物的狀況做出初步的判斷。缺點是由于自然界中存在大量的不可培養的微生物，且存在很多對溫度要求苛刻并微生物，如嗜低溫菌和嗜高溫菌，傳統的固體培養基的培養溫度并不能滿足這些微生物的生存所需溫度。

1.2 Biolog微平板法 Biolog微平板原理是基于測定微生物對單一碳源利用程度的差異來表征微生物的生理特性[11]。Biolog微平板由對照孔和95種不同單一碳源孔組成并在其中添加染料，當接種純培養的菌液時，其中一些孔的營養物質被利用，使各孔呈現出不同的顏色，從而形成微生物特有的代謝指紋，可通過與標準菌種的數據庫做對比，從而可鑒定出被測菌種。與傳統培養方法相比，此方法可以估算微生物群落代謝多樣性和功能多樣性。同時可根據各孔的顏色差異來反映出微生物群落的均勻度，從而可以反映出群落的穩定性[12]。該方法的缺點是當環境差異不大時，這些指數并不能較敏感地區分菌群之間的差異[13]。同時由于不同的生長和競爭的結果，菌種之間會相互影響導致種群發生變化，影響測定結果[14]。

1.3 磷酸脂肪酸分析法（PLFA） 磷酸脂肪酸存在于活細胞的細胞膜中，具有屬的特異性，不同屬的微生物通過不同生化途徑而形成不同的磷酸脂肪酸（PLFAs）[15]。因此，土壤中的PLFAs組成和含量變化在一定程度上可反映土壤中微生物量和群落的動態變化。通過對微生物的磷酸脂肪酸進行提取，并依據其中的特征脂肪酸指示的微生物種類[16]，可對土壤中微生物群落特征進行表征。此種方法具有對試驗條件要求低、無需對微生物進行培養、測試功能多和穩定性好等優點[17]。但PLFA法也具有一定的局限性。該方法只能鑒定到屬，PLFA圖譜并不能給出一個實際的微生物種類組成，僅能反映微生物群落的概圖[18]；另外，該方法容易受微生物生理狀態影響[19-20]；古菌不能使用PLFA圖譜進行分析，因為它的極性脂質是以醚而不是以酯鍵的形式出現[21]。同時由于目前尚未建立土樣中所有微生物的特征脂肪酸，并且在很多情況下，還無法確定土樣中某些脂肪酸與特定微生物或微生物群落的對應關系[22]。

1.4 變性梯度凝膠電泳技術（PCR-DGGE） 該技術是以復雜的環境樣品如土壤為研究對象，直接提取微生物DNA，利用通用引物進一步對提取的DNA進行PCR擴增。將擴增產物開展DGGE凝膠電泳分析[23]。DGGE不是將分子量不同的DNA分開，而是通過聚丙烯酰胺凝膠中變性劑濃度梯度的不同，將序列不同的DNA分開[24]。該方法的原理是根據DNA的解鏈特性，不同堿基組成的DNA雙螺旋發生變性所需要的變性劑濃度不同。在普通的聚丙烯酰胺凝膠基礎上加入變性劑，根據其遷移行為決定于其分子大小和電荷的原理能夠將長度相同但序列不同的DN段區分開[25]。該方法具有可靠性高、重現性強、方便快捷、分辨率高等優點[26]，但同時也存在一定的局限性。DGGE還不能全面分析土壤中全部微生物，該方法只能檢測出土壤中相對豐度大于1%的微生物[27]；同時DGGE對實驗要求較高，凝膠濃度、溫度、電壓等電泳條件選擇不當時，就會發生共遷現象[26]，即同一條帶不止包含一種微生物，微生物的種類被低估。

1.5 高通量測序技術 高通量測序技術也稱“下一代”測序技術，1次并行能對幾十萬到幾百萬條DNA分子進行序列測定。以Illumina公司的Solexa，ABI公司的SOLiD，和Roche公司的454技術為代表[28-29]。該技術對于研究土壤微生物具有極大的意義。該技術極大地降低了微生物測序成本，實驗了大規模土壤微生物直接測序[30]；同時該方法極大地提高了測序通量，豐富了研究的信息量，便于研究者更加深入地了解所研究課題。但同時該方法也存在一定的局限性，主要局限性如下：海量數據分析難的問題，該測序方法所測數據之深，所獲信息之大，都極大地加大了實驗研究者分析數據的難度；數據去偽存真難的問題，在土壤微生物高通量測序中，存在物種豐富度被高估的情況[30]，對高通量測序結果去偽存真，探索新的統計學方法成為研究者面臨的一大難題[31]。

1.6 基因芯片技術（GeoChip） 基因芯片（GeoChip）是研究土壤微生物非常有效的技術手段，作為新一代的核酸雜交技術，可用于檢測環境微生物參與物質循環、污染物降解等過程中參與的功能基因[32]。該方法是在芯片上含有編碼各種與生態學和生物功能過程或生物降解作用有關酶的基因[33]。由此可見，功能基因芯片為土壤微生物研究提供了全新有力的技術分析工具，有利于更加有效地利用微生物對污染土壤進行修復[34]。基因芯片技術具有高密度、高靈敏度、自動化和低背景水平等顯著優點[35]。但是任何技術都存在一定的局限性，基因芯片技術也不例外。該技術雖能檢測出微生物在生物學過程中所發揮作用的功能基因，但是卻不能直接表征微生物的群落多樣性組成和豐富度。應結合DNA與mRNA測序，可以更加真實全面地反映土壤微生物群落結構信息及其生理活動[34]。同時該方法在取樣、標記、雜交條件、圖像處理、數據歸一化以及所得數據的質量評估等都會帶來很多誤差[36]。

2 不同方法在重金屬污染土壤中的應用

劉云國等[37]在湖南臨鄉桃林礦區土壤中采用稀釋涂布法在馬丁固體培養基上篩選出一株高抗銅、鋅菌株；張秀等[38]利用Biolog微平板法來分析生物質炭對鎘污染土壤微生物多樣性的影響；孫婷婷等[39]利用磷酸脂肪酸分析法來分析羥基磷灰石-植物聯合修復對Cu/Cd污染植物根際土壤微生物群落的影響；鄭涵等[40]利用PCR-DGGE分析方法對鋅脅迫對土壤中微生物群落變化的影響進行了評價分析；江玉梅等[41]利用Illumina平臺高通量測序技術分析重金屬污染對鄱陽湖底泥微生物群落結構的影響；路桃香對植物非根際土壤微生物進行454高通量測序。

目前對于微生物研究方法有很多種，有最先進的技術，也有傳統的實驗方法，每種方法都各有優缺點，因此，在研究土壤微生物時，應結合土壤特征以及研究目的合理選擇研究方法。如條件允許的情況下，可以結合多種技術方法同時使用，可以更好地研究土壤微生物的群落特征。

參考文獻

[1]高煥梅，孫燕，和林濤.重金屬污染對土壤微生物種群數量及活性的影響[J].江西農業學報，2007，19（8）：83-85.

[2]胡嬋娟，劉國華，吳雅瓊.土壤微生物生物量及多樣性測定方法評述[J].生態環境學報，2011，20（z1）：1161-1167.

[3]李椰.土壤微生物研究方法概述[J].青海畜牧獸醫雜志，2016，46（3）：51-53.

[4]蔡燕飛，廖宗文.土壤微生物生態學研究方法進展[J].生態環境學報，2002，11（2）：167-171.

[5]Macura J.Trends and advances in soil microbiology from 1924 to 1974[J].Geoderma，1974，12（4）：311-329.

[6]毛雪飛，吳羽晨，張家洋.重金屬污染對土壤微生物及土壤酶活性影響的研究進展[J].江蘇農業科學，2015，43（5）：7-12.

[7]Zhiqiang Y U.Microbial Remediation of Heavy Metal（loid）Contaminated Soil：A Review[J].Agricultural Science & Technology，2016，17（1）：85-91.

[8]李晶，劉玉榮，賀紀正，等.土壤微生物對環境脅迫的響應機制[J].環境科學學報，2013，33（4）：959-967.

[9]陳欣瑤，楊惠子，陳楸健，等.重金屬脅迫下不同區域土壤的生態功能穩定性與其微生物群落結構的相關性[J].環境化學，2017（2）：356-364.

[10]鐘文輝，蔡祖聰.土壤微生物多樣性研究方法[J].應用生態學報，2004（05）：899-904.

[11]王強，戴九蘭，吳大千，等.微生物生態研究中基于BIOLOG方法的數據分析[J].生態學報，2010（3）：817-823.

[12]胡可，王利賓.BIOLOG微平板技術在土壤微生態研究中的應用[J].土壤通報，2007，38（4）：819-821.

[13]王強，戴九蘭，吳大千，等.微生物生態研究中基于BIOLOG方法的數據分析[J].生態學報，2010，30（3）：817-823.

[14]鄭華，歐陽志云，方治國，等.BIOLOG在土壤微生物群落功能多樣性研究中的應用[J].土壤學報，2004，41（3）：456-461.

[15]吳建軍，蔣艷梅，吳愉萍，等.重金屬復合污染對水稻土微生物生物量和群落結構的影響[J].土壤學報，2008，45（6）：1102-1109.

[16]于樹，汪景寬，李雙異.應用PLFA方法分析長期不同施肥處理對玉米地土壤微生物群落結構的影響[J].生態學報，2008，28（9）：4221-4227.

[17]畢明麗，宇萬太，姜子紹，等.利用PLFA方法研究不同土地利用方式對潮棕壤微生物群落結構的影響[J].中國農業科學，2010，43（9）：1834-1842.

[18]喻曼，，張棋，等.PLFA法和DGGE法分析堆肥細菌群落變化[J].農業環境科學學報，2011，30（6）：1242-1247.

[19]Widmer F，Flie?bach A，Laczkó E，et al.Assessing soil biological characteristics：a comparison of bulk soil community DNA-，PLFA-，and BiologTM-analyses[J].Soil Biology & Biochemistry，2001，33（7C8）：1029-1036.

[20]Howeler M，Ghiorse W C，Walker L P.A quantitative analysis of DNA extraction and purification from compost[J].Journal of Microbiological Methods，2003，54（1）：37.

[21]Sundh I，Nilsson M，Borga P.Variation in microbial community structure in two boreal peatlands as determined by analysis of phospholipid Fatty Acid profiles.[J].Appl Environ Microbiol，1997，63（63）：1476-1482.

[22]顏慧，蔡祖聰，鐘文輝.磷脂脂肪酸分析方法及其在土壤微生物多樣性研究中的應用[J].土壤學報，2006，43（5）：851-859.

[23]夏圍圍，賈仲君.高通量測序和DGGE分析土壤微生物群落的技術評價[J].微生物學報，2014，54（12）：1489-1499.

[24]宋洋，李柱剛.DGGE技術在土壤微生物群落研究中的應用[J].黑龍江農業科學，2010（7）：5-8.

[25]Green S J，Leigh M B，Neufeld J D.Denaturing Gradient Gel Electrophoresis（DGGE）for Microbial Community Analysis[J].2017.

[26]劉權鋼，金東淳，劉敬愛.DGGE技術在土壤微生物多樣性分析上的研究進展[J].延邊大學農學學報，2012，34（2）：170-176.

[27]Ferris M J，Muyzer G，Ward D M.Denaturing gradient gel electrophoresis profiles of 16S rRNA-defined populations inhabiting a hot spring microbial mat community.[J].Applied & Environmental Microbiology，1996，62（2）：340.

[28]Quail M A，Kozarewa I，Smith F，et al.A large genome center's improvements to the Illumina sequencing system.[J].Nature Methods，2008，5（12）：1005.

[29]Meyer M，Stenzel U，Hofreiter M.Parallel tagged sequencing on the 454 platform[J].Nature Protocols，2008，3（2）：267-78.

[30]Gomezalvarez V，Teal T K，Schmidt T M.Systematic artifacts in metagenomes from complex microbial communities.[J].Isme Journal，2009，3（11）：1314.

[31]樓駿，柳勇，李延.高通量測序技術在土壤微生物多樣性研究中的研究進展[J].中國農學通報，2014，30（15）：256-260.

[32]鐘毅，張旭，梁玉婷，等.基于基因芯片技術的石油污染土壤微生物群落結構[J].清華大學學報（自然科學版），2010（9）：1396-1399.

[33]He Z L，Gentry T J，Schadt C W，et al.Geochip：A comprehensive microarray for investigating biogeochemical，ecological and environmental processes.ISME J，2007，1：67C77

[34]孫寓姣，張惠淳.功能基因芯片在土壤微生態研究中的應用[J].南水北調與水利科技，2013（1）：93-96.

[35]Zhou J，Thompson D K.Challenges in applying microarrays to environmental studies[J].Current Opinion in Biotechnology，2002，13（3）：204-207.

[36]嚴春光，陳鈞輝，王新昌.基因芯片及其應用[J].中國生化藥物雜志，2006，27（5）：321-323.

[37]⒃乒，周娜，樊霆，等.銅、鋅離子抗性菌篩選及重金屬作用下富集特性研究[J].湖南大學學報（自科版），2009，36（2）：80-84.

[38]張秀，夏運生，尚藝婕，等.生物質炭對鎘污染土壤微生物多樣性的影響[J].中國環境科學，2017，37（1）：252-262.

[39]孫婷婷，徐磊，周靜，等.羥基磷灰石-植物聯合修復對Cu/Cd污染植物根際土壤微生物群落的影響[J].土壤，2016，48（5）：946-953.

[40]鄭涵，田昕竹，王學東，等.鋅脅迫對土壤中微生物群落變化的影響[J].中國環境科學，2017，37（4）：1458-1465.

土壤學研究進展范文第4篇

關鍵詞：夏玉米；控釋氮肥；施肥位置；氮肥利用率

中圖分類號：S513.062文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2017）06-0079-04

AbstractIn order to investigate the effect of one-time application location of controlled release nitrogen fertilizer on yield and nutrient utilization of summer maize， through the field location experiments for two years， compared with the ordinary optimal nitrogen fertilization， the effects of different locations of one-time application of controlled release nitrogen fertilizer on yield， nutrient accumulation and utilization of summer maize were studied. The results showed that compared with the optimized fertilization （T2）， the hierarchical application of controlled release fertilizer （T5） could effectively increase the yield of summer maize. In 2015 and 2016， the harvest yield increased by 5.64% and 3.97%； the amount of nitrogen accumulation increased by 25.07 kg/hm2； the ratio of nitrogen translocation to grain increased by 5.41 percentage points； the nitrogen utilization rate increased by 29.96%； the net income of farmers increased by 1 137.27 yuan/hm2.

KeywordsSummer maize； Controlled release nitrogen fertilizer； Fertilization position； N use efficiency

中國是世界上的肥料消耗大國，長期以來，農民為提高產量盲目施肥現象嚴重，肥料利用率低，我國氮肥的當季利用率僅為30%～35%，農業生產成本增加，環境污染嚴重，這一系列的問題已經引起各界的關注[1-3]。隨著經濟的發展，很多農民播種后就進城打工，夏玉米后期追肥沒有保證，大部分農戶選擇了“一炮轟”和大面積撒施的施肥方式，這無疑進一步降低了當前的肥料利用率。因此如何在保證產量的同時提高肥料利用率成為目前研究的重點問題之一[4]。控釋肥因具有養分釋放與作物吸收同步的特點而成為提高作物產量和氮肥利用效率的有效途徑之一[5-8]。控釋肥實現了一次性施肥技術，這項技術不僅簡化生產操作環節，減少勞動力投入，而且在保證作物穩產的條件下可以增加農民收入。為實現一次性施肥的精準性以滿足作物不同生育期的養分需求并提高肥料利用效率，本試驗研究了不同層次不同位置施用控釋肥對夏玉米產量及養分利用的影響，旨在探討德州市夏玉米的合理施肥模式，為控釋肥在生產上的應用提供技術參考。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2015―2016年在山東省德州市農業科學研究院科技園（E116°20′35.7″、N37°21′24.5″）進行。該地區屬于溫帶大陸性季風氣候，年平均日照時數2 724.8 h，年平均氣溫12.9℃，年平均降水量439.5～593.5 mm，資源豐富，雨熱同季。供試土壤類型為潮土，砂質壤土，有機質含量1.12%，耕層土壤基本理化性狀為：pH值8.1，全氮2.868 g/kg，速效鉀59.54 mg/kg，有效磷21.66 mg/kg。

1.2供試材料

供試玉米品種為鄭單958。供試肥料為控釋氮肥（水性樹脂包膜，膜可以生物降解，山東省農業科學院自行研制，N含量44%），普通肥料包括尿素（N含量46%）、過磷酸鈣（P2O5含量12%）、硫酸鉀（K2O含量50%）。

1.3試驗設計

試驗設5個處理，隨機區組排列，重復3次，小區面積40 m2。T1處理：不施氮肥，只施磷鉀肥，P2O5投入量為 105 kg/hm2，K2O投入量為75 kg/hm2； 〖HJ*4/9〗T2處理：優化施肥（當地測土配方施肥推薦用量），尿素（純N用量為240 kg/hm2），基追比為1∶2，基肥實行種肥同播（在種子側面10 cm），追肥地面撒施； T3處理：全部控釋氮肥（純N用量為240 kg/hm2，下同）在播種玉米時一次性溝施（在種子正下方與地表垂直8～10 cm）；T4處理：全部控釋氮肥在播種玉米時一次性溝施（在種子下與地表垂直距離為8～10 cm，在播種行一側橫向距離10～12 cm）；T5處理：全部控釋氮肥在播種玉米時一次性溝施（在種子下與地表垂直距離為8～10 cm和20 cm兩層，在播種行一側橫向距離10～12 cm處施用，上層氮占總氮的30%左右，下層氮占總氮的70%左右）。所有處理的磷鉀肥用量相同，且全部在播種前統一基施。

1.4測定項目與方法

1.4.1樣品采集與測定玉米成熟后實收小區中間三行測產，并進行考種。植株干物質重及全氮含量采用均勻布五點取樣，105℃殺青30 min，80℃烘干稱植株重，粉碎保留，用自動定氮儀（KDY-9830） 測定樣品全氮，重復3次。

1.4.2氮肥利用率的計算方法參考文獻[9-11]的方法，氮肥利用率（%）=（施氮區地上部吸氮量-不施氮區地上部吸氮量）/施氮量×100。

1.5數據處理

采用Micrsofot Excel 2007軟件對數據進行處理和作圖，采用DPS 7.05統計軟件進行方差分析和多重比較。

2結果與分析

2.1不同施肥處理對夏玉米產量及其構成因素的影響

由表1可以看出，2015年與2016年T2、T3、T4與T5處理夏玉米的千粒重、穗行數、行粒數以及產量均顯著高于不施氮肥的T1處理；2015年施用氮肥的處理在千粒重、穗行數和行粒數間無顯著差異；2016年施用氮肥的處理在穗行數和行粒數間無顯著差異；無論是從理論產量還是從實際產量看，施用控釋肥的T4和T5兩處理的平均產量高于優化施肥（T2）處理；連續兩年T5處理的實際產量均顯著高于其他處理；與優化施肥（T2）相比， T5處理兩年實際產量分別增加5.64%和3.97%，T3和T4處理的產量與T2處理差異不顯著。

2.2不同施肥處理對夏玉米植株氮素吸收與分配的影響

利用兩年試驗結果的平均值得出夏玉米植株的氮素吸收量與分配比例（表2），由表2看出，施用控釋肥處理（T3、T4、T5）的氮素吸收量要高于優化施肥處理（T2）；其中T5處理的植株氮素吸收總量最高，與T2處理相比提高25.07 kg/hm2，差異達顯著水平，其次是T4和T3處理；從各器官的氮素吸收量分配看，施氮肥處理的莖稈氮素吸收量均大于葉片的氮素吸收量，籽粒分配比例明顯高于莖稈和葉片，控釋肥處理（T3、T4、T5）籽粒氮的平均分配比例明顯高于優化施肥處理（T2），其中，T3和T5處理的氮素向籽粒轉運比例達62.34%和61.05%，比T2處理分別高6.70個百分點和5.41個百分點。

2.3不同施肥位置對夏玉米氮肥利用率的影響

由圖1看出，控釋氮肥處理（T3、T4、T5）的氮肥利用率均高于優化施肥處理（T2），其中T3與T4處理的氮肥利用率略高于T2處理，T5處理的氮肥利用率最高，比T2處理高29.96%，差異達顯著水平。

2.4不同施肥位置對夏玉米經濟效益的影響

由表3看出，在氮肥投入量一致的情況下，控釋肥處理（T3、T4、T5）的肥料成本比普通化肥處理（T2）增加132元/hm2，但一次性施肥人工費減少450元/hm2。從純收益看，控釋肥處理高于普通化肥處理2.50%～9.96%，其中分層施肥處理（T5）最高，凈增收益達1 137.27元/hm2。

3討論與結論

目前，緩/控釋肥在玉米上的應用已有很多報道，而且增產效果明顯，同時能有效提高氮肥利用率[12，13]。玉米控釋肥種類繁多[14-16]，但最佳施肥位置卻鮮有報道。植株養分吸收積累直接影響夏玉米的生長發育，進而影響產量[17，18]。本研究采用可降解水溶性包膜材料的控釋肥進行試驗，無論是價格還是環境方面都優于其他包膜材料。從產量上分析，分層次施控釋肥（T5）與其他施肥方式相比，能顯著提高夏玉米的產量。而且T5處理的植株氮素吸收總量最高，與T2處理差異顯著；從各個器官的氮素吸收量的分配看，施于根系正下方的處理（T3）與分層次施控釋肥（T5）的處理籽粒氮分配比例明顯高于優化施肥處理（T2）。氮肥利用率是氮肥利用效率的重要指標[19]，控釋氮肥處理的氮肥利用率高于普通化肥處理，其中分層次施控釋肥處理（T5）的氮肥利用率最高，比普通化肥處理（T2）提高29.96%。

控釋肥利用其控釋的原理可以實現夏玉米的一次性施肥技術，免除了繁重的人工追肥，節省人工成本，達到了節本增效的效果，符合目前我國肥料的發展趨勢和農民需求。本試驗通過對夏玉米的生產成本及效益的分析得出，在氮肥投入量一致的情況下，控釋肥處理（T3、T4、T5）的純收益高于普通化肥處理2.50%～9.96%，其中分層施肥處理（T5）最高，凈增收益達1 137.27元/hm2。考慮到目前種植玉米的機械水平和生態環境效應，控釋肥的施肥位置還有待開展進一步研究，以達到精準施肥的目的。

參考文獻：

[1]樊小林，劉芳，廖照源，等.我國控釋肥料研究的現狀和展望[J].植物營養與肥料學報，2009，15（2）：463-473.

[2]朱兆良.農田中氮肥的損失與對策[J].土壤與環境，2000，9（1）：1-6.

[3]李生秀.植物營養與肥料學科的現狀與展望[J].植物營養與肥料學報，1999，5（3）：193-205.

[4]朱建國.硝態氮污染危害與研究展望[J].土壤學報，1995，32 （增刊）：62-69.

[5]Shoji S. MEISTER： Controlled release fertilizers properties and utilization [M]. Sendai： Konno Printing Co. Ltd.， 1999：59-104.

[6]Trenkel M E. Controlled-release and stabilized fertilizers in agriculture [M]. Paris： International Fertilizer Industry Association，1997：53-59.

[7]Yang Y C，Zhang M，Zheng L，et al. Controlled release urea improved nitrogen use efficiency， yield， and quality of wheat[J].Agronomy Journal，2011，103（2）：479-485.

[8]Shaviv A，Mikkelsen R L. Controlled-release fertilizers to increase efficiency of nutrient use and minimize environmental degradation―a review[J]. Fertilizer Research，1993，35（1）：1-12.

[9]何緒生.控效肥料的研究進展[J].植物營養與肥料學報，1998，4（2）：97-106.

[10]閆湘，金繼運.提高肥料利用率技術研究進展[J].中國農業科學，2008，41（2）：450-459.

[11]孫克剛，和愛玲，胡穎.小麥-玉米輪作制下的控釋肥肥效試驗研究[J].土壤通報，2010，41（5）：1125-1129.

[12]徐鈺，江麗華，林海濤，等. 不同氮肥運籌對玉米產量、效益及土壤硝態氮含量的影響[J]. 土壤通報，2011，42（5）：1196-1199.

[13]李宗新，王慶成，齊世軍，等. 控釋肥對玉米高產的應用效應研究進展[J]. 華北農學報，2007，22（S1）：127-130.

[14]范本榮，沈玉文，江麗華，等. 聚合物包膜緩/控釋肥料的研究進展[J]. 山東農業科學，2011（9）：76-80.

[15]盧振宇，黃志銀，翟乃家，等. 不同類型氮肥對夏玉米產量及經濟效益的影響[J]. 山|農業科學，2012，44（10）：76-78.

[16]黃梅燕，趙干賢，李勛，等. 玉米一次性施用緩控釋肥篩選試驗初報[J]. 廣東農業科學，2013（14）：63-66.

[17]趙營，同延安，趙護兵.不同供氮水平對夏玉米養分累積、轉運及產量的影響[J].植物營養與肥料學報，2006，12（5）：622-627.

土壤學研究進展范文第5篇

關鍵詞 保護性耕作；技術效應；問題；對策

中圖分類號 S344 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2012）24-0266-01

保護性耕作技術是發展生態型農業經濟、實現農業可持續發展的重要途徑和必然選擇。其技術特點是以復式機械化作業為保障，通過少耕、免耕來減少對土壤擾動，并用秸稈殘茬覆蓋地表，達到保水、保土、增肥的效果，從而實現節水抗旱、增產增收、保持水土、降耗增效的目的。

1 保護性耕作的定義

對于保護性耕作的定義，國際上雖沒有統一的技術標準和文字表述，但隨著該項技術的不斷成熟和廣泛應用，農學家們在認知理念上是相通相近的。作為現代保護性耕作技術研究與應用的發源地，美國給出的最新定義是“播種后地表殘茬覆蓋面積在30%以上，免耕或播前進行1次表土耕作，用除草劑控制雜草的耕作方法”[1]。

2 保護性耕作的技術效應

2.1 保護性耕作具有較好的蓄水保墑效果，增加土壤微生物及有益生物種的數量

地表秸稈覆蓋能減少土壤水分蒸發，接納更多降水，有利于蓄水保墑、降低地表徑流，增加土壤的水分滲透率，提高作物水分利用效率。同時，保護性耕作技術還為增加土壤微生物及有益生物種的數量提供了有利環境。

2.2 保護性耕作可增加一定的糧食產量

大量研究結果表明，在我國灌溉地區和低緯度雨養農業地區進行保護性耕作，增產效果比較明顯。干旱缺水的北方地區，如果采取作物輪作，免耕后糧食產量一般還高于傳統耕種。在半干旱地區免耕地膜覆蓋、免耕秸稈覆蓋和少耕分別比對照增產49.2%、29.4%和14.5%。據中國農業大學保護性耕作研究中心的研究結果，保護性耕作能使玉米增產4.1%，小麥增產7.3%，小雜糧增產11.2%，大豆增產32%。

2.3 保護性耕作可節約成本投入，經濟效益較明顯

與傳統耕作相比，雖然保護性耕作增產幅度有限，但實施機械化保護性耕作后可減少田間作業次數和強度，節省時間和能源投入，從而降低生產成本。以北美洲為例，一個203　hm2的農場，免耕可節省225　h的工作時間，相當于節省4周的工作時間（以每周60　h計），同時還可節省油耗6　699　L（33　L/hm2）。在國內，保護性耕作綜合生產成本要比傳統耕作節省1　125～1　455元/hm2。

2.4 保護性耕作能減輕大氣污染，改善生態環境

傳統農業生產過程中，農民會把相當一部分作物秸稈直接在地里焚燒，增加了溫室氣體排放并造成空氣污染。而覆蓋秸稈和高留茬不但增加土壤肥力，還可減少溫室氣體排放和空氣污染。同時，在冬春季節減少土壤風蝕，降低大氣中氣溶膠粒子含量，改善空氣質量[2-4]。有最新研究表明，耕翻土壤會促進土壤有機碳以CO2形式向大氣釋放，而保護性耕作會加強土壤固碳，減排溫室氣體。

3 保護性耕作存在的問題及對策

3.1 田間雜草及病蟲害危害加重

保護耕作下若無得當的除草措施，雜草危害會加重并可導致作物產量下降。保護性農田多年生雜草、一年生禾類雜草、自生作物及風播雜草會增多，而一年生闊葉雜草減少。當土壤表層覆蓋較多殘茬和秸稈后，原有的土壤環境如水分、通氣性和溫度等發生變化，農業害蟲和植物病原體有了良好的寄居和棲息地，故免耕一般較常規耕作農田病蟲害的發生要嚴重一些。因此，在使用農藥、除草劑對病蟲草害進行綜合防治時，既要考慮防治的有效性，又要減少對農田環境的污染。

3.2 秸稈覆蓋將降低地表溫度

由于作物秸稈和殘茬覆蓋，淺層土壤能接收到的太陽輻射能量減少，加之土壤水分較多，土溫降低，這對作物苗期根系生長不利。另外，生長季內較低的地溫會影響土壤呼吸和根系活性，從而對作物有機質積累帶來不利影響，特別是對春播作物影響更大。這也是保護性耕作在我國北方冷涼地區推廣較難的主要原因。針對這種情況可采取覆膜種植、膜側覆蓋秸稈，或清除種行上的覆蓋物，進行種行表土疏松，改善土壤熱量條件等[5-6]。

3.3 免耕農機具的研制與適應性問題

在保護性耕作技術推廣應用過程中，免耕農機具對于耕作的農藝效果起到關鍵作用，同時也是決定保護性耕作經濟效益高低的一個“瓶頸”性因素。由于技術要求高，加之我國地域廣闊，各地區農業生產條件復雜多樣，因此需要設計開發適合當地需要的復合式農業機械。但目前相關農機具的開發使用，還無法滿足生產實踐的需要，成為制約我國大面積推廣保護性耕作技術的主要因素之一。

3.4 農業生產方式等社會經濟原因也限制了保護性耕作技術的推廣應用

規模化復合式機械作業是保護性耕作產生良好經濟效益、環境生態效益的前提保障。我國當前仍然大量存在一家一戶小農經濟模式。在生產當中由于小面積、小規模的“斑塊化”種植，生產成本無法降低，投入的勞動工時過多，新的農業技術推廣難度較大。在美洲以及澳洲地區，保護性耕作已成為一種主流耕作方式，技術條件都比較成熟，但在我國推廣應用中，卻產生了“水土不服”現象，需要解決的問題還很多。因此，應逐步消除社會經濟原因對保護性耕作技術的限制作用[7]。

4 參考文獻

[1]　蔡典雄，王小彬，高緒科.關于持續性保護性耕作體系的探討[J].土壤學進展，1993，21（1）：1-8.

[2]　郭瑞，季書勤，王漢芳.保護性耕作研究進展及其應用探討[J].河南農業科學，2007（7）：5-9.

[3]　張德健，路戰遠，王玉芬，等.農牧交錯區保護性耕作油菜田間雜草發生規律及防控技術研究[J].河南農業科學，2009（4）：86-88.

[4]　胡彥奇，白衛衛，馮小麗.推廣保護性耕作技術加快現代農業生產步伐[J].種業導刊，2011（10）：43-44.

[5]　王巧珍.保護性耕作技術對小麥生長發育的影響及應用建議[J].種業導刊，2008（10）：25-26.