施肥对土壤团聚体及养分含量的影响-开题报告.docx

施肥对土壤团聚体及养分含量的影响基于Meta-AnaIysis选题来源及意义（包括课题的理论价值和实践价值；国内外的研究概况等）理论价值与实践价值土壤现状：土壤，作为一种重要的不可再生资源，与人们的生活密切相关。人们对土壤进行的各项操作，都会影响土壤质量的变化。就施肥而言，施加的废料本身、作物对土壤的反应、土壤自身平衡变化等，都会密切影响土壤质量。目前，土壤结构推进已经成为土壤退化的最重要过程，主要表现为土壤团聚体构成比例失调以及团聚体稳定性下降。同时，耕地土壤在长期耕作条件下，受耕作制度、施肥管理等条件影响，土壤养分会发生不同变化，由于长期不合理施用化肥造成的耕地土壤养分不平衡、土壤退化、植物生长不良、水环境污染严重的问题日益突出。施肥的意义：施肥，是指将肥料施于土壤中或喷洒在植物上，提供植物所需养分，并保持和提高土壤肥力的农业技术措施。施肥的主要目的是增加作物产量，改善作物品质，培肥地力以及提高经济效益，因此合理和科学施肥是提高土壤状态的主要手段之一。土壤团聚体及养分含量研究意义:土壤团聚体及养分含量对于作物生长和培育至关重要,是土壤肥力的核心。土壤团聚体及养分含量会随着施肥等处理变化，研究施肥对土壤团聚体及养分含量的影响，有利于对土壤肥力水平的了解，为研究不同施肥形式下土壤团聚体及养分含量的控制提供理论基础，也为有效的施肥管理策略提供借鉴。国内外的研究概况1、关于施肥对土壤团聚体的影响研究国外关于施肥对土壤性质及有机碳的影响也做了大量研究1,认为施肥是影响土壤质量演化及其可持续利用最为深刻的农业措施之一。土壤团聚体是土壤结构的基本单元，对土壤理化性质有重大影响2,其数量多少在一定程度上反映土壤持水性、供储养分、通透性等能力的高低；土壤团聚体组成及其基本特性是决定土壤侵蚀、压实、板结等物理过程与作用的关键指标之一0是土壤肥力的基础和评价土壤质量的重要指标3。国内对于施肥对土壤团聚体具体的影响，主要集中在特定区域或者特定种植模式下。有学者45研究认为，种植制度、施肥处理、耕作方式等相关农业措施均对土壤团聚体结构组成有影响。李玮6等研究砂姜黑土得出，力稳性团聚体中以1Omm粒径有机碳含量最高，单施化肥未能显著促进力稳性微团聚体的形成，施用有机肥的促进作用更明显，施肥使水稳性微团聚体增加。1 FranzluebbersAJ.SoilorganicmatterStratiflcationratioasanindicatorofsoilquality.Soil&TillageResearch.2002.66:95-1062 TisdallModesJM.Orgnicmatterandwater-stableaggre-gate.JournalofSoilScience,1982,33:141163.RattanL.PhysicalmanagementofsoilsoftheIropics:Prioritiesforthe21century.SoilScience2000,165:191-207.4陈朝，吕昌河，范兰，等.土地利用变化对土壤有机碳的影响研究进展.生态学报，2011,31(18):5358-5371ChenC,LyuC-H.FanL.etal.Effectsoflandusechangeonsoilorganiccarbon:Areview.ActaEcologicaSiniCa,2011.31(18):5358-53715费豪，严宁珍，程永毅，等.渝东南农田土壤有机碳空间分布特征及影响因素.核农学报，2019,33(6):12561263JiaH.YanNzChenY-Y,ctal.SpatialdistributioncharacteristicsandinfluencefactorsofsoilorganiccarboninfarmlandinSoutheastChongqing.JournalofNuclearAgriculturalSciences,2019»33(6):125612636李玮，陈欢，曹承富，等.不同施肥模式对砂姜黑土团聚体特征及有机碳的影响.中国农学通报，2019,35(32):6472LiW.ChenH.CaoC-F»etal.EftecuoffertilizationpatternsonlimeconcretionblacksoilaggregateChanictcrislicsandorganiccatx>n.ChineseAgricultunilScienceBulletin*2019.35(32):64-72井大炜7等通过对芸豆/玉米轮作体系研究发现，施用复合肥后土壤水稳性小团聚体数量减少。毛霞丽8等通过探究施肥对浙江稻田土壤团聚体的影响发现，施肥能降低水稳性微团聚体有机碳贡献率，且施有机肥土壤碳累积作用更为显著。周萍91。等对长期不同施肥处理下江西省红壤性水稻土和太湖地区黄泥土水稳性团聚体中颗粒有机质(PoM)进行结构表征，发现不同施肥措施均可改变黄泥土各个粒级水稳性团聚体中POM的芳香度,而施肥几乎没有改变不同粒径水稳性团聚体中POM的芳香度分布，可见稻田土壤各粒级团聚体中POM的稳定性对施肥措施的响应因土壤类型而异。毛霞丽Ii等以浙江省稻田长期定位试验站为依托，研究长期不同施肥措施对土壤团聚体的影响，研究结果表明，与不施肥对照(CK)相比，栏肥与化肥配施(NPKOM)、单施栏肥(OM)、秸秆与化肥配施(NPKRS)和单施秸秆(RS)处理均显著提高了2mm和20.25mm水稳定性大团聚体的含量和团聚体平均重量直径(p0.05),强化了团聚体对土壤有机碳的物理保护作用。王丽等研究发现，在相同耕作方式下，平衡施肥和低肥处理下土壤团聚体比常规施肥更稳定。李春越12等在小麦连作种植模式中，选取单施氮肥(N)、单施磷肥(P)、施氮磷肥(NP)、单施有机肥(M)、氮肥配施有机肥(NM)、磷肥配施有机肥(PM)、氮磷肥配施有机肥(NPM)共10种不同种植模式和施肥田间处理，运用干湿筛法和TOC法，测量黄土旱嫄土壤团聚体情况，研究发现，力稳性团聚体以0.25mm大团聚体为主，含量67%,施肥使其减少；水稳性团聚体以VO.25mm微团聚体为主，含量61%,施肥减少了水稳性微团聚体；不同施肥方式均降低了团聚体破坏率(PAD),增加了大团聚体(Ro.”)含量。目前，国内外对紫土和黑土类土壤团聚体结构及稳定性的研究较多，但对黄绵土类土壤团聚体分布及稳定性的研究较少，且大多与土壤侵蚀、养分分布、土地利用方式等联系在一起。因此，对于施肥对土壤团聚体影响的荟萃分析较少，没有形成较为全面的研究成果。2、关于施肥对土壤养分含量的影响研究长期肥料试验为农业生产作出了极大贡献,为合理施肥及作物高质优产提供了理论指导与实践基础。关于施肥对土壤养分含量的研究，国外代表性的试验有BroadbaIk的小麦连作试验，E-Field轮作试验，MOrrOW轮作一肥料试验，Deherain小麦等，这些试验促进了化肥的施用和发展及对化肥的应用及土壤一植物营养理论的发展目前，国内关于减量施肥对作物产量、品质、肥料利用效果及生态环境影响的报道有很多。在长期定位施肥的研究上，针对不同施肥模式、不同耕作制度下土壤养分含量的变化、7井大炜，王明友，张红，等.鸡龚对芸豆土壤有机碳氧化稔定性与碳库管理指数的影响.农业机械学报，2016,47(8):192200JingD-W,WangM-Y»ZhangH,clal.Effectsofchickenmanureco-applicdwithnitrogenfertilizeronsoilorganiccarbonoxidationstabilityandcarbonpoolmanagementindexinkidneybcan/maizerotationsoil.TransactionsoftheChineseSocietyforAgriculturalMachinery,2016.47(8):192200&土壤团聚体及其有机碳分布的影响.土壤学报，2015,52(4):828-838MaoX-L.LuK-P.HeL-Z.etal.EffectsofIong-Iennfertilizerapplicationondistributionofaggregatesandaggregate-associatedorganiccarboninpaddysoil.ActaPedologicaSiniCa,2015,52(4):8288389周萍，潘根兴.三种南方典型水稻土长期试验卜有机碳积累机制研究III.两种水稻土颗粒有机质结构特征的变化.土壤学报，2009,46(3)：398405.ZhouP.PanGX.SCX?accumulationinthreemajortypesofpaddysoilsunderlong9termagro-ecosystemexperimentsfromsouthChina!.Structuralvariationofparticulateorganicmatterol'twopaddysoils(InChinese).ActaPedologicaSiniCa,29.46(3):39S405,0周萍，潘根兴，PiccoIoA,等.南方典型水稻土长期试验卜有机碳枳累机制研究N颗粒有机质热裂解气相质谱法分子结构初步表征.土壤学报，2011,48(1)：112124.ZhouP.PanGX.PicloA»etal.SOCaccumulationinthreemajortypesofpaddysoilsunderlong-termagro-ecosystemexperimentsfromsouthChinaIV.MolecularcharacterizationofparticulateorganiccarbonbyTMAHthCnTK)ChCmOlySiS-GCZMS(InChinese).ActaPcdologicaSinica,2011,48(1)：112124.,毛斐丽,陆扣阵,何丽芝,宋照亮滁祖祥,杨文叶,徐进.卜海龙.长期施肥对浙江稻田土壤团聚体及其有机碳分布的膨响J.土壤学报.2015.52(04):828838.12李春越,常顺,钟凡心,薛英龙,苗雨,王益,党廷辉.种植模式和施肥对黄土早嫁农田土壤团聚体及其碳分布的影响|人应用生态学,2021,32(01):191-200.”张丽琼.长期轮作与施肥对上填肥力的影响及其综合评价D.西北农林科技大学,2016.土壤供肥能力、以及肥料的使用效果方面做了大量详尽的研究51617。赵亚南18等研究小麦、芒果、甘蓝、荷兰豆在合理减肥下作物没有减产，肥料利用率提高。赵伟、郭江旧。2122等研究番茄、玉米、小麦、包菜在减肥情况下，产量没有明显差异，但作物中硝酸盐含量下降，土壤中养分的累积减少；刘兆辉23认为适当减施氮肥，既能保证作物产量，提高肥料利用率，又能减少对环境的危害。这些研究主要是基于当季或两季作物减量施肥的结果。综合来看，关于施肥对于土壤养分含量的研究虽然数量不少，但是对于施肥对土壤养分影响的荟萃分析较少，没有形成较为全面的研究成果。3、关于施肥对土壤影响的荟萃分析研究近年来，Meta分析在各研究领域应用广泛，特别是在综合评价和比较某一措施或者技术的效应上发挥了重要作用。Meta分析主要是从公开发表研究中收集足够的研究数据，经进一步的统计分析和汇总后得出综合效应结论和其他研究信息(DiCkerSinandBerlin,1992)0Meta分析是一种用于比较和综合针对同一主题发表研究的数据及结果的统计方法，其统计结果的有效性取决于纳入分析的研究是否满足特定的限制条件(FIeissandGross,1991)0相比于单个研究或者传统的定性描述类的文献综述研究，Meta分析因具有从大尺度上获取大量研究数据和结合统计方法进行定量分析的特点，能够得到更加科学可信的研究结论，并能揭示可能对结果造成影响的主要因素。但是，在施肥对土壤影响的荟萃分析中，针对土壤团聚体及养分含量的研究相对较少,缺乏从广义角度开展的研究内容。因此，研究特地选取这一角度，希望能够进一步相关研究成果。研究内容研究通过搜集与“施肥对土壤团聚体及养分含量的影响”相关的已发表文献，对其中的内容进行荟萃分析，从而形成关于施肥对土壤团聚体及养分含量的影响的综合性认识。根据对相关领域研究成果的分析，将施肥方式分为不施肥(CK),单施化肥(NPK)及有机无机配施(NPKM)三种，选取华北、东北、南方、西北土壤0-20cm耕作层为研究区域。具体研究内容如下：1、研究不同施肥方式对土壤团聚体状态的影响：分别按照上述3种施肥方式，对4个不同区域土壤中团聚体含量和稳定性的影响进行荟萃分析。2、研究不同施肥方式对土壤养分含量的影响：分别按照上述3种施肥方式，对4个不同区域土壤中氮、磷、钾的含量变化影响进行荟萃分析。3、研究不同施肥方式对土壤团聚体中养分含量的影响：综合上述研窕结果，采用荟萃分析方法，分析上述3种施肥方式，对4个不同区域土壤中施肥后，土壤中团聚体和养分的整体变化情况。M王正福,黄翠菊,吕家贵.长期定位监测不同施肥制度对水稻、蚕豆产量及土壤养分的影响J,云南农业科技,2012(4):20-22.15王飞.林诚,李清华.等.不同施肥措施提高南方黄泥田供钾能力及钾素平衡的作用J植物营养与肥料学报.2017.23(3):669-677.16焦晓光.隋跃宇,魏丹.长期施肥对薄层黑土的活性及土壤肥力的影响“中国土壤与肥料,2011(1):69n杨咏张树兰,杨学云.长期施肥对坡土冬小麦产量及土壤养分的影响JL土壤通报,2018,49(2):4024)8.18赵亚南,宿敏敏,吕阳,等.减量施肥下小麦产量、肥料利用率和上填养分平衡J.植物营养与肥料学报,2017,23(04):864-873.19赵伟,杨圆圆,刘梦龙.等.减量施肥对越史番茄产量、品质及土壤养分的影响几西北农业学报.2018.27(9):1335/34220郭江.一年多熟栽培模式卜减量施肥对土填养分和作物产量的影响J.农业工程技术.2017.37(20):30.21巨晓棠,刘学军,张福锁.冬小麦与夏玉米轮作体系中氮肥效应及氮素平衡研究|儿中国农业科学,2002(11):1361/368.22黄继川,彭智平,涂玉婷,等.减量施肥对包菜产量、品质和土壤养分平衡的影响“中国农学通报,2019,35(7):64-68.2j刘兆辉,薄录吉,李彦.等.氮肥减量施用技术及其对作物产量和生态环境的影响综述JJ.中国上壤与肥料,2016(4):1-8.创新之处通过对相关领域研究的分析，虽然关于施肥对土壤的影响研究较多，但是运用荟萃方法对于施肥对土壤团聚体及养分含量的影响研究相对较少，大量研究都是针对单一的化学成分开展研究，没有从更整体的视角入手。因此，研究采用荟萃分析方法，通过对施肥对土壤团聚体及养分含量的影响全面调查和探索，为施肥对土壤的营销研究领域提供更准确、真实的大范围比照结果，这也是研究的创新之处。