沼液農(nóng)業(yè)利用理論與實(shí)踐
利用土壤一植物系統(tǒng)對沼液進(jìn)行凈化,期望通過田間試驗(yàn),較深入地研究不同沼液施用量對水稻-油菜產(chǎn)量、營養(yǎng)品質(zhì)和土壤環(huán)境質(zhì)量的影響,探索同時(shí)兼顧作物產(chǎn)量、品質(zhì)、土壤肥力和土壤環(huán)境質(zhì)量的情況下,最適宜的沼液用量,為沼液的合理、環(huán)保利用和科學(xué)處理提供相關(guān)依據(jù)。
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目錄
第1章 沼液特性及農(nóng)用現(xiàn)狀 1
1.1 沼氣發(fā)酵的國內(nèi)外現(xiàn)狀 1
1.2 沼液的成分 2
1.2.1 豐富的營養(yǎng)元素和礦物質(zhì)元素 2
1.2.2 B族維生素類 3
1.2.3生物活性的物質(zhì) 3
1.3 沼液的利用途徑 4
1.3.1 肥料利用 5
1.3.2 生物農(nóng)藥 5
1.3.3 飼料利用 7
1.3.4 培養(yǎng)料液 7
1.4 沼液農(nóng)用對土壤環(huán)境的影響 7
1.4.1 對土壤環(huán)境質(zhì)量的改良作用 7
1.4.2 沼液長期農(nóng)用的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn) 9
1.5 基于沼液長期施用對主栽農(nóng)作物品質(zhì)及土壤質(zhì)量影響的核心研究思路 10
參考文獻(xiàn) 11
第2章 沼液農(nóng)用對單季水稻品質(zhì)及土壤環(huán)境質(zhì)量的影響 15
2.1 材料與方法 15
2.1.1 試驗(yàn)材料 15
2.1.2 試驗(yàn)地點(diǎn)及條件 15
2.1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 16
2.1.4 主要栽管措施 16
2.1.5 調(diào)查測定項(xiàng)目與方法 17
2.2 沼液不同施用量對水稻生長發(fā)育的影響 19
2.2.1 沼液不同施用量對水稻生育期的影響 19
2.2.2 沼液不同施用量對水稻分蘗的影響 19
2.2.3 沼液不同施用量對水稻生育期葉綠素變化的影響 21
2.2.4 沼液不同施用量對水稻株高和穗長的影響 22
2.2.5 沼液不同施用量對水稻干物質(zhì)積累及成熟期葉面積指數(shù)的影響 23
2.3 沼液不同施用量對水稻產(chǎn)量及其產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響 25
2.3.1 沼液農(nóng)用的產(chǎn)量效應(yīng) 25
2.3.2 沼液農(nóng)用對水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響 25
2.3.3 水稻產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素的相關(guān)性分析 26
2.4 沼液不同施用量對大米品質(zhì)的影響 27
2.4.1 沼液不同施用量對大米蛋白質(zhì)及礦質(zhì)元素的影響 27
2.4.2 沼液不同施用量對大米重金屬含量的影響 29
2.5 沼液不同施用量對土壤基本理化性質(zhì)的影響 33
2.5.1 沼液農(nóng)用后土壤基本理化性質(zhì)的變化 33
2.5.2 土壤理化性質(zhì)的變異性分析 38
2.6 沼液不同施用量對土壤中微量元素的影響 39
2.6.1 土壤中微量元素含量的變化比較 39
2.6.2 土壤中微量元素的變異性分析 43
2.7 沼液不同施用量對土壤重金屬含量的影響 44
2.7.1 土壤Pb含量的變化比較 44
2.7.2 土壤Cd含量的變化比較 45
2.7.3 土壤Cr含量的變化比較 45
2.7.4 土壤As含量的變化比較 46
2.7.5 土壤Hg含量的變化比較 47
2.7.6 土壤Ni含量的變化比較 48
2.8 沼液施用后的安全性評價(jià) 49
2.8.1 水稻的安全性評價(jià) 49
2.8.2 土壤環(huán)境質(zhì)量評價(jià) 52
2.9 本章總結(jié) 54
參考文獻(xiàn) 54
第3章 沼液農(nóng)用對單季油菜品質(zhì)及土壤環(huán)境質(zhì)量的影響 56
3.1 材料與方法 56
3.1.1 供試材料 56
3.1.2 試驗(yàn)地點(diǎn)及條件 57
3.1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 57
3.1.4 主要栽培管理措施 58
3.1.5 調(diào)查測定項(xiàng)目與方法 58
3.1.6 沼液的分析測定 59
3.1.7 數(shù)據(jù)處理 60
3.2 沼液農(nóng)用對油菜生長發(fā)育的影響 60
3.2.1 沼液農(nóng)用對油菜生育進(jìn)程的影響 60
3.2.2 沼液農(nóng)用對油菜株高的影響 61
3.2.3 沼液農(nóng)用對油菜分枝及角果的影響 61
3.2.4 沼液農(nóng)用對油菜成熟期干物質(zhì)重的影響 63
3.3 沼液農(nóng)用對油菜產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響 63
3.3.1 沼液農(nóng)用對油菜產(chǎn)量的影響 63
3.3.2 沼液農(nóng)用對油菜產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響 64
3.3.3 油菜產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素的相關(guān)性分析 65
3.4 沼液農(nóng)用對油菜品質(zhì)的影響 66
3.4.1 沼液農(nóng)用對油菜營養(yǎng)物質(zhì)的影響 66
3.4.2 沼液農(nóng)用對油菜籽粒氮、磷、鉀含量的影響 70
3.4.3 沼液農(nóng)用對油菜礦質(zhì)元素含量的影響 71
3.4.4 沼液農(nóng)用對油菜重金屬含量的影響 73
3.4.5 沼液農(nóng)用的油菜安全性評價(jià) 76
3.5 沼液農(nóng)用對土壤理化性質(zhì)的影響 77
3.5.1 土壤pH的變化比較 77
3.5.2 土壤養(yǎng)分的變化比較 78
3.5.3 土壤交換離子的變化比較 82
3.5.4 土壤理化性質(zhì)的變異分析 84
3.6 沼液農(nóng)用對土壤礦質(zhì)元素含量的影響 85
3.6.1 土壤礦質(zhì)元素含量的變化比較 85
3.6.2 土壤礦質(zhì)元素含量的變異分析 90
3.7 沼液農(nóng)用對土壤重金屬含量的影響 90
3.7.1 土壤重金屬含量的變化比較 90
3.7.2 土壤重金屬含量的變異分析 95
3.7.3 沼液農(nóng)用的土壤重金屬安全性評價(jià) 96
3.8 沼液農(nóng)用對土壤微生物和酶活性的影響 96
3.8.1 沼液農(nóng)用對土壤微生物數(shù)量的影響 96
3.8.2 沼液農(nóng)用對土壤酶活性的影響 97
3.9 本章總結(jié) 99
3.9.1 提高油菜產(chǎn)量及品質(zhì)的沼液最佳施用量 99
3.9.2 兼顧土壤質(zhì)量的沼液最佳施用量 99
參考文獻(xiàn) 100
第4章 水稻-油菜輪作模式下三年連續(xù)施用沼液對水稻生產(chǎn)及土壤環(huán)境質(zhì)量的影響 102
4.1 材料與方法 102
4.1.1 供試材料 102
4.1.2 試驗(yàn)地點(diǎn) 104
4.1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 104
4.1.4 主要栽培管理措施 106
4.1.5 試驗(yàn)項(xiàng)目及方法 106
4.1.6 實(shí)驗(yàn)儀器 108
4.1.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法 108
4.2 對水稻農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響 108
4.2.1 對水稻農(nóng)藝性狀的影響 108
4.2.2 對水稻產(chǎn)量的影響 113
4.3 對大米品質(zhì)的影響 115
4.3.1 糙米率 115
4.3.2 對大米蛋白質(zhì)含量的影響 115
4.3.3 對大米總氨基酸含量的影響 116
4.4 對大米礦質(zhì)元素的影響 117
4.4.1 三季大米Mg含量的比較分析 118
4.4.2 三季大米Fe含量的比較分析 118
4.4.3 三季大米Mn含量的比較分析 119
4.5 對大米重金屬元素的影響 120
4.5.1 三季大米Ni含量的比較分析 120
4.5.2 三季大米Cr含量的比較分析 121
4.5.3 三季大米Pb含量的比較分析 123
4.5.4 三季大米Cd含量的比較分析 124
4.5.5 三季大米As含量的比較分析 126
4.5.6 三季大米Hg含量的比較分析 127
4.6 對土壤養(yǎng)分含量的影響 127
4.6.1 對土壤pH的影響 128
4.6.2 對土壤全氮含量的影響 129
4.6.3 對土壤堿解氮含量的影響 130
4.6.4 對土壤速效磷含量的影響 131
4.6.5 對土壤速效鉀含量的影響 132
4.6.6 對土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響 133
4.6.7 對土壤陽離子交換量的影響 134
4.7 對土壤有效態(tài)礦質(zhì)元素的影響 135
4.7.1 對土壤有效Fe含量的影響 135
4.7.2 對土壤有效Cu含量的影響 136
4.7.3 對土壤有效Mn含量的影響 136
4.7.4 對土壤有效Zn含量的影響 137
4.8 對土壤微生態(tài)環(huán)境的影響 138
4.8.1 對土壤微生物數(shù)量的影響 138
4.8.2 對土壤酶活性的影響 141
4.9 對土壤重金屬含量的影響 145
4.9.1 對土壤Ni含量的影響 146
4.9.2 對土壤Cr含量的影響 147
4.9.3 對土壤Pb含量的影響 148
4.9.4 對土壤Cd含量的影響 149
4.9.5 對土壤As含量的影響 150
4.9.6 對土壤Hg含量的影響 151
4.10 對大米重金屬的安全性評價(jià) 152
4.10.1 不同處理下精米對重金屬的富集 152
4.10.2 精米的重金屬安全性評價(jià) 153
4.10.3 連續(xù)三年定位施用沼液后土壤重金屬的污染評價(jià) 156
4.11 本章總結(jié) 159
參考文獻(xiàn) 160
第5章 水稻-油菜油輪作模式下三年連續(xù)施用沼液對油菜生產(chǎn)及土壤環(huán)境質(zhì)量的影響162
5.1 材料與方法 162
5.1.1 供試材料 162
5.1.2 試驗(yàn)地點(diǎn) 163
5.1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 163
5.1.4 樣品采集及指標(biāo)測定 164
5.1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法 166
5.2 水稻-油菜輪作模式下沼液連續(xù)三年施用對油菜生長的影響 166
5.2.1 油菜生育期變化 166
5.2.2 油菜生理性狀變化 168
5.3 水稻-油菜輪作模式下沼液連續(xù)三年施用對油菜產(chǎn)量及干物質(zhì)重的影響 172
5.3.1 油菜產(chǎn)量三年變化 172
5.3.2 油菜干物質(zhì)重變化 173
5.4 水稻-油菜輪作模式下沼液連續(xù)三年施用對油菜籽品質(zhì)的影響 173
5.4.1 對油菜籽氮、磷、鉀的影響 173
5.4.2 對油菜籽營養(yǎng)指標(biāo)的影響 175
5.4.3 對油菜籽礦質(zhì)元素的影響 177
5.4.4 對油菜籽重金屬的影響 179
5.5 水稻-油菜輪作模式下沼液連續(xù)三年施用對土壤理化性質(zhì)的影響 181
5.5.1 沼液施用對土壤肥力的影響 181
5.5.2 沼液施用對土壤鹽基離子的影響 184
5.5.3 沼液施用對土壤微量元素的影響 186
5.5.4 沼液施用對土壤重金屬元素的影響 187
5.6 水稻-油菜輪作模式下沼液連續(xù)三年施用對土壤微生物的影響 190
5.7 水稻-油菜輪作模式下沼液連續(xù)三年施用油菜重金屬安全性評價(jià)及土壤重金屬評價(jià) 191
5.7.1 單因子污染指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法 191
5.7.2 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的選擇 192
5.7.3 油菜重金屬安全性評價(jià) 192
5.7.4 土壤重金屬安全性評價(jià) 194
5.8 本章總結(jié) 196
5.8.1 油菜高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的沼液最佳施用量范圍 196
5.8.2 綜合土壤質(zhì)量與土壤安全的沼液最佳施用量范圍 196
參考文獻(xiàn) 197
第6章 水稻-油菜輪作模式下三年連續(xù)施用沼液對土壤物質(zhì)縱向遷移的影響 198
6.1 材料與方法 198
6.1.1 試驗(yàn)材料 198
6.1.2 試驗(yàn)地點(diǎn)及條件 199
6.1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 199
6.1.4 田間主要栽管措施 200
6.1.5 樣品采集與制備 200
6.1.6 測定方法 201
6.1.7 評價(jià)方法 202
6.1.8 數(shù)據(jù)處理 203
6.2 沼液不同施用量對土壤機(jī)械組成及團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的影響 203
6.2.1 土壤機(jī)械組成 203
6.2.2 土壤團(tuán)聚體 206
6.3 沼液不同施用量對土壤鹽分累積及鹽基離子縱向運(yùn)移的影響 209
6.3.1 電導(dǎo)率 209
6.3.2 pH 212
6.3.3 水溶性鈣 212
6.3.4 水溶性鎂 214
6.3.5 水溶性鉀 215
6.3.6 水溶性鈉 216
6.4 沼液不同施用量對土壤重金屬累積及縱向運(yùn)移的影響 217
6.4.1 Pb 217
6.4.2 Zn 220
6.4.3 Cu 221
6.4.4 Cd 222
6.4.5 Cr 224
6.4.6 As 225
6.4.7 Hg 226
6.5 沼液施用后對土壤物質(zhì)縱向運(yùn)移的綜合評價(jià) 227
6.5.1 土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)評價(jià) 227
6.5.2 土壤鹽漬化風(fēng)險(xiǎn)的評價(jià) 229
6.5.3 土壤重金屬污染安全評價(jià) 229
6.6 本章總結(jié) 232
參考文獻(xiàn) 233
第7章 水稻-油菜輪作模式下三年連續(xù)施用沼液對土壤微生物學(xué)特性的影響 234
7.1 材料與方法 234
7.1.1 試驗(yàn)地概況 234
7.1.2 供試材料 234
7.1.3 田間設(shè)計(jì) 235
7.1.4 樣品采集與處理 235
7.1.5 測定項(xiàng)目及方法 237
7.1.6 數(shù)據(jù)處理 240
7.2 連年施用沼液對水稻-油菜輪作土壤微生物數(shù)量及空間分布的影響 241
7.2.1 對水稻-油菜輪作土壤細(xì)菌數(shù)量及空間分布的影響 241
7.2.2 對水稻-油菜輪作土壤真菌數(shù)量及空間分布的影響 242
7.2.3 對水稻-油菜輪作土壤放線菌數(shù)量及空間分布的影響 243
7.2.4 水稻-油菜輪作0～20cm層土壤細(xì)菌、真菌比值變化 245
7.3 連年施用沼液對水稻-油菜輪作0～20cm層土壤細(xì)菌種群多樣性的影響 245
7.3.1 土壤總DNA提取與PCR擴(kuò)增 245
7.3.2 對水稻-油菜輪作0～20cm層土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響 246
7.3.3 對水稻-油菜輪作0～20cm層土壤細(xì)菌多樣性的影響 247
7.3.4 水稻-油菜輪作0～20cm層土壤細(xì)菌群落的聚類分析 248
7.4 連年施用沼液對水稻-油菜輪作土壤酶活性及空間分布的影響 249
7.4.1 對水稻-油菜輪作土壤脲酶活性及空間分布的影響 249
7.4.2 對水稻-油菜輪作土壤蔗糖酶活性及空間分布的影響 250
7.4.3 對水稻-油菜輪作土壤過氧化氫酶活性及空間分布的影響 251
7.4.4 對水稻-油菜輪作土壤磷酸酶活性及空間分布的影響 253
7.5 本章總結(jié) 254
參考文獻(xiàn) 255
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