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1、一、选题依据（包括选题的目的、意义、国内外研究现状述评，附主要参考文献，可加页）（一）选题目的近年来，随着百姓生活水平的不断地提高，在基本解决温饱问题以后，高产优质的农产品以及卫生健康的有机、绿色、无公害食品已经成为当前农业和社会的迫切需求。多年来，由于化学肥料的长期施用，有机肥不足、各类养分的比例严重失调，致使一些农田生态系统和土壤理化性状遭受到不同程度的破坏，在很大程度上影响了农产品的质量。如今化学肥料污染已经成为当今世界的一大公害。过多地施用化学肥料，使土壤中养分比例失调，肥力的供给能力严重下降，土壤板结程度加剧，土壤微生物的优势种群明显减少，对农产品营养品质也造成了一定污染，使农产品难
2、以达到有机、绿色、无公害食品的要求。有机肥是指以植物和动物来源为主的含碳物肥料包括厩肥、堆肥、绿、饼肥等。有机肥富含有机质，除氮、悔、钾外，还含有中微量营养元素和生物活性物质（活性酶，氨基酸、穗类等）以及多种有益微生物（固氮菌、纤维分解菌、硝化菌等）可以改良土壤的物理、化学和生物学特性，熟化土壤，培肥地力。在烟草上研究和应用证明，有机氮肥施用量占总施氮量的能促进烟株根系生长，使烟株生长健壮,提高抗逆力，能使烟株前、中、后期的养分平衡供应，满足各个生育时期对营养的需求，协调烟叶中氮、悔，钾营养的分配比例，提高烟叶的产量、品质和效益。因此，在有机农业生产过程中合理的施用有机肥以及明确有机肥中的碳素
3、在土壤中的转化和养分在有机种植体系中的变化规律对指导生产具有重要的意义，这也是本文研究的核心问题。（二）选题意义近些年来，由于我国农业政策、土地利用方式、种植制度的变化，特别是生产中过分依赖化肥，施肥制度等发生巨大变化，忽视有机肥等肥料的施用，引发了土壤肥力退化、土壤环境污染、农产品质量下降等问题，直接威胁到了农产品的安全生产。保护环境、确保食品安全、实现农业可持续发展是当今世界普遍讨论与关注的主题，发展有机农业是解决这些问题的良好途径之一。有机农业发展前景极其广阔，有机食品将成为世纪的主导食品，有机农业也将成为世纪的农业发展方向。在有机蔬菜生产中，蔬菜品质和持续生产能力一直是影响我国有机蔬菜
4、出口竞争力的重要因素。受国际金融危机的影响，有机蔬菜出口竞争更加激烈，而国内市场消费能力有限，价格优势不明显，有机蔬菜生产企业受到了较大的冲击。另一方面，由于缺乏更有效的土壤培肥和养分调控技术，有机蔬菜产量和品质受土壤条件和肥料施用的影响较大，目生产技术与发达国家存在一定的差距，进一步制约了有机蔬菜产品的市场竞争力。特别是新建设施蔬菜基地，一般是由肥力较差的粮田调整过来的，土壤结构性差，耕层浅，土壤有机质含量低，土壤养分不均衡等障碍因子比较常见，制约着蔬菜作物的生长。有机农业培肥模式主张依靠轮作、施用有机肥等农业管理措施来进行土壤培肥，从而保持土壤易耕性和土壤肥力，达到供给作物养分和防治农病虫
5、杂草危害的目的。对有机农业来说，大量有机废弃物是一种弃之为害、用之为宝的肥料，寻求有效措施趋利避害，加强有机废弃物的资源化利用，对节省自然资源，防止环境污染，实现生态经济良性循环有着重要的意义。（四）有机培肥的主要研究进展1、有机肥施用与土壤碳库数量和质量的关系土壤有机质是土壤肥力及环境质量状况的最重要表征，是土地持续利用和作物高产稳产的先决条件。近年来，免耕、施用有机物料、秸秆还田等一些可增加土壤有机碳库储量的农业措施得到了广泛的重视（柳敏,2007;MikhaMM,2004）,而被广泛采用的仍然是施用有机肥料（王英，2002）o国内外众多研究和实践表明，在自然条件下，有机物质的分解快慢、养
6、分释放及其还田效益受到很多因素的影响，这些因素包括水热条件、土壤的理化性质、有机肥料的化学组成及碳氮比值等（Sarkerme,1990;何平安1999）o田间条件下测得的有机物料的分解速率，是上述因素综合作用的结果。正确评价有机肥料腐殖化和矿化过程是优化施用有机肥的重要依据（迟凤琴2010;周桦，2008）o许多研究表明玉米秸、蘑菇渣、草炭、鸡粪、猪粪等是增加土壤有机质的较好物料，但秸秆类的腐解速率明显高于粪肥类，有机物料中有机碳、有机氮的分解进程和C/N的下降速率可分为快、慢2个阶段,而各有机物料中有机氮的矿化速率均明显低于有机碳（周桦，2008;柳敏，2007;介晓磊，2006）o对C/N
7、比较高的物料，当增加N素调节C/N比值时，可以促进混合物料有机碳的分解和向腐殖质的转化，肥力较高的土壤更有利于有机碳素的腐殖质化和在土壤中的积累，在腐解过程中土壤有机质和活性有机质二者之间具有显著的相关性（周桦，2008;柳敏，2007;介晓磊，2006;周艺敏，1997）。此外有机物料的添加，能不同程度地增加土壤有机P含量，可以促进有机P各组分间的转化，提高土壤P素的有效性（赵晶晶，2006）o王金达等（2005）利用s13C的方法研究有机物料分解过程中黑土有机碳的变化规律表明，黑土中添加有机物料后，土壤有机碳的数量明显噌加。在有机物料分解过程中，随着培养时间的延长,土壤有机碳的总量在逐渐下
8、降，总的变化趋势是先快后慢，渐趋平缓;迟凤琴（2003）用砂滤管法测定不同有机物料在黑土中的分解规律,得出各有机物料对土壤有机质的积累贡献顺序为草炭厩肥玉米秸秆肥玉米秸秆草木棵桔草木挥根茬玉米根茬。由于土壤管理措施导致的总有机碳含量的变化在短期内很难检测，并且土壤肥力不仅取决于土壤有机碳数量的多少，同时受其品质的制约（GOng,W.,2009;HarrisRF,1996）o土壤活性有机碳是指土壤中有效性较高、易被土壤微生物分解利用、对植物养分供应有直接作用的那部分有机碳，能够在土壤总有机碳明显变化之前反映土壤微小的微小变化，且与土壤性质关系密切,是土壤有机碳变化的早期指标（沈宏，1999;曹成
9、有，2007）,通过短期培肥处理影响土壤有机碳与土壤活性有机碳的含量来寻找一种合适的施肥方法具有重要意义。因此自20世纪70-80年代活性有机质概念提出以来，施肥对土壤总有机碳及活性有机碳影响的研究受到了广泛的关注。研究表明,轻组有机碳（LFOC）、易氧化有机碳（LoC）、微生物量碳（MB。和水溶性有机碳（DOC）等活性有机碳组分均可作为表征上壤生物活性有机碳库大小的指标（王平，2010）o土壤易变碳占总碳的比例较小，但它们对土壤碳素的转化及土壤肥力的变化有重大影响，而且对耕作方式和施肥的反应十分敏感（邵月红，2005;DalaiR.CJ986）o在对土壤活性有机质研究中，Logninow（1
10、987）等以土壤总有机质的组分对高镒酸盐氧化作用的敏感性为基础，根据有机质被三种不同浓度的KMnO4（33mmolL,167mmolL,333mmolL）氧化的数量，等土壤有机质分为四部分（高活性有机质、中活性有机质、低活性有机质和非活性有机质）。Blair（1995）等指出，活性有机质是土壤中易氧化分解的有机质（能被333mmol/LKMn0;氧化的有机质），并首次提出土壤碳库管理指数（CPM1）。土壤碳库管理指数可以作为土壤管理措施引起土壤有机质变化的指标，能够反映农作措施使土壤质量下降或更新的程度，是监测土壤碳变化系统的、敏感的方法（WhitbreadAM,1998）o到目前为止，一些研
11、究表明施用有机肥以及采用免耕、轮作、秸秆还田等保护性耕作措施可以显著提高土壤ToC,LOC,LFOC,MBC和DOC含量以及土壤碳库管理指数（WenjUZhang2009;张璐，2009;王晶，2008;陈尚洪，2008;蔡立群，2009）,也有研究表明通过有机肥配合施用以植物氮含量来改变所施有机肥的C/N比值，同样可以调节有机肥的分解过程，调控土壤活性有机物质的状态变化，达到固持更多碳的目的（周桦，2008;宇万太，2008）0腐殖质是土壤有机质的主体部分，对土壤的物理、化学及生物学性质等都有重要影响，它的含量及组成是土壤有机质品质的标志（史吉平，2002）。能否通过施用少量有机肥料来补充、
12、更新、激活和逐渐积累土壤腐殖质，从而不断提高土壤肥力，这是土壤培肥的一个重要课题（王英，2002）o最初人们按照化合物的分类有机质分为腐殖质和非腐殖质，之后按照腐殖质在酸碱溶液中的溶解度分为胡敏酸、富里酸和胡敏素三种形态，而根据腐殖质的结合形态，又可分为松结态、联结态、稳结态和紧结态4种形态（徐明岗，2000;姜岩，1995）o而土壤腐殖质中最活跃的部分是胡敏酸，它可以增加土壤的吸收性能以及保持养分和水分的能力，并能促进土壤结构体的形成（史吉平，2002）o于淑芳（2002）等研究结果表明，与单施化肥相比，化肥和有机肥配施可大幅度提高土壤胡敏素和腐殖酸数量，并降低了胡敏素和腐殖酸的比值。施用有
13、机肥既提高了土壤有机质的数量，又能更新和活化老的有机质，不同程度地提高腐殖质活性，改善腐殖质的品质，从而全面提高土壤肥力（MineeV.VG,1988;杨玉爱，1996;TSUtSUkiK,1990）o从相关的国内外研究现状看，有关土壤有机质、活性有机碳及腐殖质组成变化特征的报导很多，但是有关土壤碳库组分的研究还缺乏系统性和对比性，以至于不同形态有机碳组分相互之间以及与土壤总有机碳之间的量化关系至今仍未确定;另一方面对土壤碳库的大多数研究主要集中在有机肥和化肥的对比(王平，2010;张璐，2009;赵红，2009)及不同土地利用方式、轮作方式、耕作措施(王晶，2008;陈尚洪，2008)的对比
14、上，而对不同种类有机肥培肥土壤的差别研究甚少，尤其对有机农业条件下不同有机肥及其配施对土壤碳库影响的研究更为缺乏。2、有机肥的养分效应在有机农业中，作为肥料主要来源的有机肥，是维系土壤肥力与作物生长的主要因子。有机农业生产过程中不使用化学合成的物质，化肥被严格禁止。大量研究表明，有机肥含有全面、丰富养分，施用有机肥是培肥土壤最有效的手段。研究有机农业中有机肥的养分效应具有重要的意义。我国有着丰富的有机肥料资源，并且有施用有机肥的传统，利用有机肥料培肥土壤和参与农业生态系统的养分循环是我国农业的特色之一(沈善敏，1984)。长期施用有机肥不仅能改善土壤的物理、生物性状，还可以显著提高土壤中有机质
15、、全氮、全磷的含量(杨合法，2006),并且随着年限的增长，其效果也逐渐超过无机肥(唐继伟，2006)o韩晓增等(1999)在东北黑土区长期定位试验表明，施用有机肥能提高土壤肥力，表现为增加了土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷和速效钾含量。化肥虽然也可显著提高养分含量，但在培肥地力、改善土壤微生物环境方面效果明显低于有机肥料(王慎强，2001)o有机肥在改善土壤肥力的同时，还能提高肥料的养分利用率。吴萍萍等(2008)通过对红壤水稻17年长期定位试验表明，有机无机肥配施和单施化肥的肥料利用率均处于较高水平。而张小莉等(2009)研究结果表明，有机无机复混肥明显提高了土壤矿质氮含量，改善了土
16、壤供氮特性，提高了氮素累积量、氮素运转率、氮素回收率和氮素农学利用效率和生理利用效率。有机种植只允许施用有机肥，较常规种植中施用化肥，施用适量的有机肥能够平衡土壤肥力，改善土壤的理化性状，提高作物的品质，一定程度能缓解土壤养分的过度积累，避免土壤污染，但是长期过量施用也会造成土壤养分的过量累积和淋溶。土壤中硝酸盐累积量随总氮量的增加而增加(XT,2006),而长期大量施用有机肥也会造成土壤中硝态氮的累积和淋溶(MalhiSS2003)o张迪等(200)研究结果表明，当有机肥的施用量为60thm2时，0-40Cm各土层土壤硝态氮含量均高于其他处理，且0-120cm层出现了不同程度的淋溶现象。赵健生等(2006)的研究结果也表明，施用有机肥可以提高各土层硝态氮含量，并随着有机肥施用量的增加而累积。和苗苗等(2010)研究表明，土壤中氮、磷、重金属在施用有机物料后短时间内就有淋失的风险。施用有机肥可以有效地提高土壤养分含量，但是养分的积累和长期施用有机肥也是导致养分淋失的主要因素(陈新，2005)O在有机
