不同类型有机肥对黑龙江省黑土土壤的改良效应及机制研究

不同类型有机肥对黑龙江省黑土土壤的改良效应及机制研究

唐英琪,周永献,杨尚君,陈兆婧,王登基,蒋雨洲*,张燕*

黑龙江八一农垦大学  黑龙江大庆 163391

摘要：本论文旨在研究不同类型有机肥对黑龙江省黑土土壤的改良效应及机制。黑土作为黑龙江省最重要的土壤类型之一，在农业生产中起着关键作用。有机肥作为一种重要的土壤改良剂，可以提高土壤肥力、改善土壤质地和提供养分，对黑土土壤的改良具有重要意义。同时本论文的研究对于进一步了解不同类型有机肥在黑土土壤改良中的应用潜力和机制具有重要意义。研究结果为农业生产提供科学依据，推动有机农业和可持续农业发展，同时也为土壤保护和环境可持续性做出贡献。

关键词：有机肥；黑土土壤；改良效应；机制研究

一、引言

黑土作为黑龙江省最重要的土壤类型之一，具有高含有机质、丰富养分、良好保水保肥能力等特点，对农业生产至关重要。而有机肥作为一种重要的土壤改良剂，通过提高土壤肥力、改善土壤质地和提供养分等作用，可以有效改善土壤状况。

本论文的研究目的在于探究不同类型有机肥在改良黑土土壤中的作用机制，进一步了解有机肥对土壤改良的效应和潜力。这对于提高农作物产量、优化土壤环境、推动农业可持续发展具有重要意义。研究结果可为农民、农业从业者和决策者提供科学依据，推广有机肥在黑土地区的应用，促进农业生产的可持续发展和土壤资源的保护。

二、文献综述

过去的研究表明，有机肥在土壤改良中发挥着重要作用。许多研究表明，有机肥的施用可以显著提高土壤有机质含量，改善土壤结构和质地，增加土壤持水能力和保肥性能。此外，有机肥还能提高土壤的肥力，促进养分的释放和供应，改善植物的养分吸收能力。有机肥中的有机物质和微生物能够促进土壤微生物群落的多样性和活性，增强土壤生物学活性，提高土壤酶活性和有机质的分解速率。这些改善土壤理化性质和生物活性的效应有助于提高土壤肥力和作物产量，减少化肥的使用量，同时对环境友好。

不同类型的有机肥在成分和特点上存在一定的差异。一般来说，有机肥的成分主要包括有机物质、养分和微生物。农家肥是一种常见的有机肥，其主要成分是农田秸秆、稻草、麦秸等农作物残余物质，含有丰富的有机质和养分。畜禽粪肥是由家畜和禽类的粪便经过堆肥处理而得到的，富含有机质和养分，但含有较高的氮和磷含量。绿肥是一种通过种植绿色植物来改善土壤的有机肥，主要是通过植物的根系和残余部分来增加土壤有机质和改善土壤结构。

有机肥对土壤理化性质和生物活性有着显著的影响。首先，有机肥的施用可以提高土壤有机质含量，增加土壤的保水性和保肥能力。有机质的添加可以改善土壤质地，增加土壤的孔隙度和透气性，有利于根系生长和氧气的供应。其次，有机肥中的养分可以提供植物所需的养分源，促进植物的生长和发育。同时，有机肥中的微生物活性对土壤生物活性至关重要。有机肥中的微生物可以分解有机物质，释放养分，并与植物根系共生，促进植物的养分吸收。此外，有机肥还能增加土壤的酶活性，提高土壤的新陈代谢和养分转化速率。

三、不同类型有机肥对黑龙江省黑土土壤的改良实验路径

（1）不同类型有机肥的施用方式和处理组合研究

农家肥可以通过直接施用或堆肥处理的方式应用于土壤中。直接施用时，农家肥可以与土壤混合或作为覆盖物覆盖在土壤表面。堆肥处理可以将农家肥与其他有机物质（如秸秆、稻草等）混合，在适当的条件下进行堆肥发酵，生成成熟的有机肥。畜禽粪肥可以通过直接施用或堆肥处理的方式施用于土壤中。直接施用时，畜禽粪肥可以与土壤混合或作为底肥施入植株根区。堆肥处理可以将畜禽粪肥与其他有机物质混合，进行充分的堆肥发酵，得到稳定的有机肥。绿肥一般以种植绿色植物的方式进行施用。绿肥植物可以直接种植在农田中，待植物生长一段时间后，将其切割并覆盖在土壤表面，或进行翻压混入土壤中。

（2）土壤改良效应评价指标和实验设计方法：

常见的有土壤有机质含量测定、土壤养分含量测定、土壤理化性质测定、土壤酶活性测定、植物生长和产量测定等方法。其中土壤有机质含量测定采取的是通过土壤样品的有机质含量分析，使用常见的方法如干燥燃烧法或化学测定法。土壤养分含量则是测定土壤样品中关键养分元素的含量，如氮、磷、钾等。可以使用化学分析方法，如原子吸收光谱法或色谱法。土壤理化性质测定的是包括土壤质地、土壤pH值、土壤水分保持能力、土壤透气性等。可以使用标准的土壤物理学和土壤化学学方法进行测定。土壤酶活性可以通过测定土壤中关键酶的活性，如脲酶、过氧化物酶等。可以使用酶活性测定试剂盒和分光光度计等设备进行测定。植物生长和产量则是通过测量植物的生物量、根系发育情况和产量等指标，评估有机肥对植物生长和产量的影响。

实验设计方法可以采用随机区组设计，将土壤分为不同处理组和对照组，每个处理组施用不同类型的有机肥或不施肥，进行相应的观测和采样。每个处理组设置适量的重复样本，以保证实验的可靠性和结果的可比性。同时，应考虑其他影响因素，如气候条件、土壤初始状况等，并进行统计分析以验证土壤改良效应的显著性。

四、结果与讨论

通过对不同类型有机肥的施用方式和处理组合的详细描述，以及对土壤改良效应评价指标和实验设计方法的分析，可以得出不同类型的有机肥在土壤改良中具有多样化的施用方式和处理组合。农家肥可以直接施用或堆肥处理，畜禽粪肥可以直接施用或堆肥处理，而绿肥则通过种植绿色植物的方式施用。有机肥对土壤改良具有显著的效应。它可以增加土壤有机质含量，改善土壤结构和质地，提高土壤保水能力和保肥性能。有机肥的施用还可以促进养分的释放和供应，增强土壤生物活性，提高土壤酶活性和有机质分解速率。评价有机肥对土壤改良效应的指标包括土壤有机质含量、养分含量、理化性质、酶活性和植物生长和产量等。通过合适的实验设计和相关的测定方法，可以对这些指标进行准确的评估。

参考文献

[1]丁维婷, 房静静, 武雪萍, et al. 有机肥替代化肥不同比例对黑土土壤微生物学性质及春麦产量品质的影响[J]. 中国土壤与肥料, 2021(2):9.

[2]于锐. 不同施肥对黑土团聚体,有机碳及微量元素含量影响研究[D]. 中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所), 2013.

[3]魏永霞, 朱畑豫, 刘慧. 连年施加生物炭对黑土区土壤改良与玉米产量的影响[J]. 农业机械学报, 2022, 53(1):11.

基金项目：黑龙江省大学生创新创业训练计划项目2021年度省级课题《不同类型有机肥对黑龙江省黑土土壤的改良效应及其机制研究》（202110223048）；

黑龙江省教育科学规划2022年度课题《新农科背景下特色应用型大学新型“以学生为中心”教学模式改革研究与实践——以植物营养学课程为例》（GJB1422179）

[4]