长期有机肥和无机肥处理对农田土壤微生物生物量的影响开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

课题意义:

化肥施用技术的发展，虽经历由施用单一元素肥料到多元素肥料配合施用的过程。但实践使我们认识到，化肥施用要讲究科学，做到配比合理，施量过少，达不到应有的增产效果；施肥过量，不仅是浪费，还污染土壤，使土壤过度酸性，破坏土壤的团粒结构而导致土壤板结[1]。因此，合理施肥不但要对氮磷钾及各种微量元素的施用比例科学掌握，还应注重有机肥和化肥的合理搭配。施用有机肥可以显著提高土壤微生物生物量碳、氮的含量及基础呼吸强度，其中随着有机肥施用量的增加，土壤微生物生物量碳、氮的增加越明显［2］。施用无机肥对于土壤呼吸没有显著影响［3]。但是由于气候条件、土壤类型以及耕作施肥的复杂多样性，其对土壤微生物生物量的影响不尽相同。土壤微生物生物量是指生活在土壤中微生物活体的总量[4]。土壤微生物生物量虽然仅占有机质的很小部分，但对氮、磷、硫循环和植物有效性的作用巨大。土壤呼吸是指土壤释放二氧化碳的过程，土壤微生物活动是土壤呼吸作用的主要来源。土壤微生物虽然比例较低，但其对外界条件变化敏感，故能够非常及时反映土壤管理变化[5]。因此，土壤微生物量和土壤呼吸较为直观地反映了土壤微生物和土壤肥力状况。研究土壤微生物生物量有助于我们系统地了解土壤肥力的形成及演变机制，为土壤配肥及养分诊断提供理论和技术指导。

热带和亚热带地区广泛分布的高度风化的酸性红壤，从矿物释放的养料十分有限，植物生长所需的养料主要靠肥料的投入和有机质的矿化，且红壤长期施肥试验具有时间的长期性和气候的重复性等特点，因此，微生物量对红壤中c、n、p、s的植物有效性及循环的影响就更大[6]。以往红壤长期定位试验研究中，许多学者侧重以红壤的理化特性作为肥力指标，对红壤生物学特性的研究相对较少。随着现代生物学的发展，土壤微生物在土壤肥力中的重要功能己得到深入研究，并利用微生物参数来评估土壤的健康和质量[7]。这些参数主要包括土壤微生物生物量碳、氮和土壤呼吸等[8]。研究不同施肥下红壤微生物生物量碳、氮和土壤呼吸，对提高土壤质量、评价土壤肥力、建立持续生产的施肥模式等均具有重要意义。

国内外研究概况

2. 研究的基本内容和问题

研究目标

（1）对比不同施肥处理对土壤理化性质的影响，

（2）探讨不同施肥处理下土壤微生物生物量碳、氮含量的变化；

3. 研究的方法与方案

研究方法：

湖南祁阳地区典型红壤各种理化性质的测定：

1)土壤含水量的测定：烘箱烘干法；

2）土壤PH值的测定：酸度计法；

3）土壤有机质的测定：重铬酸钾容量法；

4）土壤全氮的测定：H2SO4-混合催化剂消煮-蒸馏滴定法作物产量的测定；

微生物生物量碳采用multiN/C3100分析仪测定，微生物生物量氮采用FOSS800-8103363分析仪测定，土壤矿化硝化作用采用流动注射分析仪（FIAstar5040Analyzer,FOSS）。

数据处理方法：

采用Excel和SPSS软件进行统计检验和相关性分析，不同施肥处理之间差异显著性检验采用邓肯法(P0.05).

技术路线（详见附件）

实验方案

对多组对比与重复的不同施肥处理进行编号，通过室内分析，有机肥与无机肥的不同处理在红壤上的作用与对照组进行比较，确定出对土壤质量和肥力有利影响的施肥方式，为提高农作物产量、改善因施肥引起的环境问题的施肥方法提供科学依据。

所用的试验土壤为湖南祁阳典型红壤，本试验选择3个处理，分别为：1)不施肥(CK)；2)无机肥配施(N)；3）常量有机肥(M)。一定面积的田间小区，随机采样，多次重复。采集土样后对不同施肥处理土壤分别标号，室内测定分析。详见下表。

表1有机肥处理相关数据的测定

表2无机肥处理相关数据的测定

可行性分析：

工作积累：课题组所在的生态学实验室具备长期从事土壤生态基本实验操作基础，在主要实验方法和测定项目方面具备丰富的经验。

成员协作：课题从事者具有扎实的土壤学和生态学专业基础知识以及实验技能，在指导老师及师姐的帮助下完成相关实验操作，夯实的基础与刻苦学习精神可以保证在短期内完成实验需要的所用工作。

总之，本课题研究目标明确、研究内容集中，是申请者在结合目前国内外研究前景与指导老师相关课题的基础上的拓展与创新，具有较高的研究价值。申请者所在的实验室是国家重点学科生态学科建设的实验室，具备完整的实验条件。

4. 研究创新点

特色或创新之处

红壤作为极其重要的土壤品种之一，占国土面积相对较多，但对长期试验红壤微生物生物量碳、氮的系统研究较少。本项研究的主要创新主要表现在如下两个方面：

1.结合采集红壤土样当地自然情况，初步掌握红壤土壤呼吸、土壤微生物生物量碳、氮的之间相关关系、特点及其主要影响因子。同时初步表明不同施肥处理对红壤微生物量的影响；

5. 研究计划与进展

研究计划及预期进展

2015年3月：

1.实验设计与修改；