超高温堆肥提高土壤养分有效性和水稻产量的机理

摘要：

[目的]超高温堆肥发酵时间短,铵态氮和有机酸含量均较高,但发酵产物腐熟不完全.研究超高温堆肥施入土壤后对作物生长和产量的影响,为其安全有效使用提供科学依据.[方法]采用两季盆栽试验,设置了不施氮肥对照(N0)、单施化肥(CF)和等氮条件下分别以20％普通有机肥氮(CvC)、发酵原料氮(FRM)、超高温堆肥产物氮(HTC)与80％无机氮配施共5个处理.调查了水稻长势,收获期测产,并取样分析了氮磷钾吸收量,同时测定了土壤中速效氮磷钾养分和微生物活性.[结果]HTC处理水稻产量、分蘖数、穗粒数、植株吸氮量和氮素回收率均最高,2016、2017年HTC处理籽粒产量分别比CF处理提高了25.8％、32.8％,比CvC处理提高了22.4％、16.5％,水稻穗粒数分别比CvC提高了26.8％、37.5％ (P＜ 0.05).2016、2017年HTC处理总钾累积量分别比CvC高出45.5％、33.9％(P＜0.05).两年试验中,CvC和HTC处理的水稻氮素回收率显著高于CF处理,HTC处理又高于CvC处理(2016年达显著水平).水稻收获后,HTC处理的土壤有机碳、矿质氮含量显著高于CvC处理,而CvC处理的土壤有效磷含量显著高于HTC处理.HTC处理土壤有机质中可溶性有机碳如挥发性有机酸、游离氨基酸等含量明显高于CvC处理,因而土壤AWCD值最高,微生物活性最强.CvC处理土壤微生物对碳水化合物、胺类的利用率较高,HTC处理的对羧酸、氨基酸类利用率较高.回归分析表明,水稻产量与土壤电导率、土壤有机碳含量、土壤全氮含量及AWCD值呈显著的正相关关系;相关分析表明,土壤矿质氮含量、植株钾累计吸收量均与土壤全氮含量及AWCD值呈显著正相关关系.[结论]尽管超高温堆肥在物料腐熟程度上不如普通有机肥,但该工艺处理时间短,温度高,在确保杀灭有害微生物的同时,保留了较高的碳和氮含量.在20％N替代水平下,施用超高温堆肥对水稻产量和氮素回收率的提升效果优于普通有机肥,这与提高水稻钾吸收利用量、土壤矿质氮含量与微生物活性有关.

关键词：超高温堆肥、水稻、氮素利用率、BIOLOG、有机肥

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资助基金：国家自然科学基金项目;国家重点研发项目;国家水体污染控制与治理科技重大专项;江苏省农业自主创新项目

在线出版日期：2020-07-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：481-491