1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
1.1 本课题的意义
中国农业资源环境遭受着外源性污染和内源性污染的双重压力,农业可持续发展遭遇瓶颈。其中主要原因之一由于化肥、农药长期不合理且过量使用,畜禽粪便、农作物秸秆和农田残膜等农业废弃物不合理处置,造成农业面源污染日益严重。
有机物料的施用能显著增加土壤有机质,通过对土壤生物、理化性状以及作物生长状况的改变,影响土壤中活性有机质的结构、功能团及其迁移能力,从而改良作物生长的物理环境。长期施用有机物,能提高土壤微生物多样性。有机物替代化肥势在必行。
2. 研究的基本内容和问题
2.1 研究目标
研究有机物的施用对土壤中有机碳形态结构的影响,为有机物代替化肥和土壤培肥提供理论支撑,以解决我国农业土壤污染以及粮食产量问题,使农业可持续发展。
2.2 研究内容
3. 研究的方法与方案
3.研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析 3.1 研究方法与实验方案 3.1.1田间试验处理 种植制度:红薯-油菜轮作 试验地设在江西省红壤研究所,试验地布置于2015年5月,共设置9个处理:
每个小区面积4m7m=28m2,沟宽40cm;红薯种植密度:50cm40cm,每小区种植100株红薯(4次重复,36个小区)完全随机区组排列,秸秆、生物黑炭、猪粪、蚓粪在作物移栽前一次性施入,不追肥。田间灌溉、除草均由当地农民完成,不施农药。 3.2.2样品的采集 在江西红薯季(油菜季)成熟期采样。5点混合采样法,取样深度为0-20cm。每次共采集36个土样,将土样装入自封袋编号带回实验室4℃冰箱保存。将采回的土壤置于室内通风阴干,研磨待用。 3.3.3测定指标及方法 碱解氮:碱解扩散法 速效磷:0.5mol.l-1NaHCO3浸提一钼锑抗比色法 速效钾:1molL-1NH4OAc浸提一火焰光度法 土壤有机碳:重铬酸钾容量法外加热法 | ||||||||||||||||||||
可溶性有机碳(DOC):UP水浸提,TOC仪测定 颗粒性有机碳(POC):过0.053mm筛,测定有机碳(重铬酸钾容量法) 活性有机碳(KMnO4易氧化碳):333mM KMnO4氧化,通过测定吸光度计算KMnO4浓度变化。 3.2 技术路线(附件1) 3.3 可行性分析 研究理论基础充分: 不同有机物的施用会对土壤有机质的含量、稳定性以及形态结构产生一定的影响,并且这种影响通过技术手段是可以进行观察以及研究的,所以本课题在理论上是具有研究价值和可行性的。 前期工作基础扎实:在毕业设计指导老师的带领下,在江西进贤县红壤所开展了前期工作,包括田间试验与小区的划分,为之后的土壤采集与研究打下了坚实的基础。 关键技术方法成熟:指导老师课题组已经建立了土壤研究的技术路线与方案,并且已成体系,相关的技术,例如微生物指标的测定,理化指标的测定,有机碳的测定都统一了技术手段,以确保其他因素对数据的影响,指导老师具有丰富的经验与知识,并为本实验提供技术上的支持与指导。 总之,本课题依靠创新的学术思想、严密的课题设计和良好的科研条件,综合开展不同有机物对土壤有机质的影响的研究,从土壤有机质的含量、形态结构以及农田产量和土壤理化性质等多个角度,研究分析不同有机物配施方案的效果,争取得突破性成果。 |
4. 研究创新点
4.1 关键问题的创新性:
本项目将紧密围绕保护土壤环境和提高农田产量等国家重大需求,从土壤有机质的含量、形态结构以及农田产量和土壤理化性质等多个角度,研究分析不同有机物配施方案的效果。
4.2 研究技术的创新性:
5. 研究计划与进展
5.1年度研究计划
2015年10月-2016年2月
完成江西红薯季土样的基本理化性质的测定及土壤活性有机碳的测定,并整理分析数据。
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