本书针对我国西南地区主栽作物轮作模式，开展了沼液还田多年定位研究，是作者团队长期从事沼液肥料化教学及科研的成果总结。本书全面、系统地介绍了畜禽粪便沼液基本肥料特征、相关利用途径和潜在的环境风险；此外，基于水稻-油菜的轮作模式，研究了当季沼液还田对水稻和油菜产量、品质的影响及对土壤肥力性能的改善，并系统地评价了介入重金属对大米和油菜籽的食品安全风险和土壤环境质量的影响；另外，本书对三年长期施用沼液对大米和油菜籽的品质、土壤环境质量和土壤微生物变化等关键性状进行了定位跟踪观测，明确沼液还田在西南水稻-油菜轮作模式下，土地的沼液承载量。
样章试读
目录
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第1章 沼液特性及农用现状 1
1.1 沼气发酵的国内外现状 1
1.2 沼液的成分 2
1.2.1 丰富的营养元素和矿物质元素 2
1.2.2 B族维生素类 3
1.2.3生物活性的物质 3
1.3 沼液的利用途径 4
1.3.1 肥料利用 5
1.3.2 生物农药 5
1.3.3 饲料利用 7
1.3.4 培养料液 7
1.4 沼液农用对土壤环境的影响 7
1.4.1 对土壤环境质量的改良作用 7
1.4.2 沼液长期农用的环境风险 9
1.5 基于沼液长期施用对主栽农作物品质及土壤质量影响的核心研究思路 10
参考文献 11
第2章 沼液农用对单季水稻品质及土壤环境质量的影响 15
2.1 材料与方法 15
2.1.1 试验材料 15
2.1.2 试验地点及条件 15
2.1.3 试验设计 16
2.1.4 主要栽管措施 16
2.1.5 调查测定项目与方法 17
2.2 沼液不同施用量对水稻生长发育的影响 19
2.2.1 沼液不同施用量对水稻生育期的影响 19
2.2.2 沼液不同施用量对水稻分蘖的影响 19
2.2.3 沼液不同施用量对水稻生育期叶绿素变化的影响 21
2.2.4 沼液不同施用量对水稻株高和穗长的影响 22
2.2.5 沼液不同施用量对水稻干物质积累及成熟期叶面积指数的影响 23
2.3 沼液不同施用量对水稻产量及其产量构成因素的影响 25
2.3.1 沼液农用的产量效应 25
2.3.2 沼液农用对水稻产量构成因素的影响 25
2.3.3 水稻产量与产量构成因素的相关性分析 26
2.4 沼液不同施用量对大米品质的影响 27
2.4.1 沼液不同施用量对大米蛋白质及矿质元素的影响 27
2.4.2 沼液不同施用量对大米重金属含量的影响 29
2.5 沼液不同施用量对土壤基本理化性质的影响 33
2.5.1 沼液农用后土壤基本理化性质的变化 33
2.5.2 土壤理化性质的变异性分析 38
2.6 沼液不同施用量对土壤中微量元素的影响 39
2.6.1 土壤中微量元素含量的变化比较 39
2.6.2 土壤中微量元素的变异性分析 43
2.7 沼液不同施用量对土壤重金属含量的影响 44
2.7.1 土壤Pb含量的变化比较 44
2.7.2 土壤Cd含量的变化比较 45
2.7.3 土壤Cr含量的变化比较 45
2.7.4 土壤As含量的变化比较 46
2.7.5 土壤Hg含量的变化比较 47
2.7.6 土壤Ni含量的变化比较 48
2.8 沼液施用后的安全性评价 49
2.8.1 水稻的安全性评价 49
2.8.2 土壤环境质量评价 52
2.9 本章总结 54
参考文献 54
第3章 沼液农用对单季油菜品质及土壤环境质量的影响 56
3.1 材料与方法 56
3.1.1 供试材料 56
3.1.2 试验地点及条件 57
3.1.3 试验设计 57
3.1.4 主要栽培管理措施 58
3.1.5 调查测定项目与方法 58
3.1.6 沼液的分析测定 59
3.1.7 数据处理 60
3.2 沼液农用对油菜生长发育的影响 60
3.2.1 沼液农用对油菜生育进程的影响 60
3.2.2 沼液农用对油菜株高的影响 61
3.2.3 沼液农用对油菜分枝及角果的影响 61
3.2.4 沼液农用对油菜成熟期干物质重的影响 63
3.3 沼液农用对油菜产量及其构成因素的影响 63
3.3.1 沼液农用对油菜产量的影响 63
3.3.2 沼液农用对油菜产量构成因素的影响 64
3.3.3 油菜产量与产量构成因素的相关性分析 65
3.4 沼液农用对油菜品质的影响 66
3.4.1 沼液农用对油菜营养物质的影响 66
3.4.2 沼液农用对油菜籽粒氮、磷、钾含量的影响 70
3.4.3 沼液农用对油菜矿质元素含量的影响 71
3.4.4 沼液农用对油菜重金属含量的影响 73
3.4.5 沼液农用的油菜安全性评价 76
3.5 沼液农用对土壤理化性质的影响 77
3.5.1 土壤pH的变化比较 77
3.5.2 土壤养分的变化比较 78
3.5.3 土壤交换离子的变化比较 82
3.5.4 土壤理化性质的变异分析 84
3.6 沼液农用对土壤矿质元素含量的影响 85
3.6.1 土壤矿质元素含量的变化比较 85
3.6.2 土壤矿质元素含量的变异分析 90
3.7 沼液农用对土壤重金属含量的影响 90
3.7.1 土壤重金属含量的变化比较 90
3.7.2 土壤重金属含量的变异分析 95
3.7.3 沼液农用的土壤重金属安全性评价 96
3.8 沼液农用对土壤微生物和酶活性的影响 96
3.8.1 沼液农用对土壤微生物数量的影响 96
3.8.2 沼液农用对土壤酶活性的影响 97
3.9 本章总结 99
3.9.1 提高油菜产量及品质的沼液最佳施用量 99
3.9.2 兼顾土壤质量的沼液最佳施用量 99
参考文献 100
第4章 水稻-油菜轮作模式下三年连续施用沼液对水稻生产及土壤环境质量的影响 102
4.1 材料与方法 102
4.1.1 供试材料 102
4.1.2 试验地点 104
4.1.3 试验设计 104
4.1.4 主要栽培管理措施 106
4.1.5 试验项目及方法 106
4.1.6 实验仪器 108
4.1.7 数据统计分析方法 108
4.2 对水稻农艺性状及产量的影响 108
4.2.1 对水稻农艺性状的影响 108
4.2.2 对水稻产量的影响 113
4.3 对大米品质的影响 115
4.3.1 糙米率 115
4.3.2 对大米蛋白质含量的影响 115
4.3.3 对大米总氨基酸含量的影响 116
4.4 对大米矿质元素的影响 117
4.4.1 三季大米Mg含量的比较分析 118
4.4.2 三季大米Fe含量的比较分析 118
4.4.3 三季大米Mn含量的比较分析 119
4.5 对大米重金属元素的影响 120
4.5.1 三季大米Ni含量的比较分析 120
4.5.2 三季大米Cr含量的比较分析 121
4.5.3 三季大米Pb含量的比较分析 123
4.5.4 三季大米Cd含量的比较分析 124
4.5.5 三季大米As含量的比较分析 126
4.5.6 三季大米Hg含量的比较分析 127
4.6 对土壤养分含量的影响 127
4.6.1 对土壤pH的影响 128
4.6.2 对土壤全氮含量的影响 129
4.6.3 对土壤碱解氮含量的影响 130
4.6.4 对土壤速效磷含量的影响 131
4.6.5 对土壤速效钾含量的影响 132
4.6.6 对土壤有机质含量的影响 133
4.6.7 对土壤阳离子交换量的影响 134
4.7 对土壤有效态矿质元素的影响 135
4.7.1 对土壤有效Fe含量的影响 135
4.7.2 对土壤有效Cu含量的影响 136
4.7.3 对土壤有效Mn含量的影响 136
4.7.4 对土壤有效Zn含量的影响 137
4.8 对土壤微生态环境的影响 138
4.8.1 对土壤微生物数量的影响 138
4.8.2 对土壤酶活性的影响 141
4.9 对土壤重金属含量的影响 145
4.9.1 对土壤Ni含量的影响 146
4.9.2 对土壤Cr含量的影响 147
4.9.3 对土壤Pb含量的影响 148
4.9.4 对土壤Cd含量的影响 149
4.9.5 对土壤As含量的影响 150
4.9.6 对土壤Hg含量的影响 151
4.10 对大米重金属的安全性评价 152
4.10.1 不同处理下精米对重金属的富集 152
4.10.2 精米的重金属安全性评价 153
4.10.3 连续三年定位施用沼液后土壤重金属的污染评价 156
4.11 本章总结 159
参考文献 160
第5章 水稻-油菜油轮作模式下三年连续施用沼液对油菜生产及土壤环境质量的影响162
5.1 材料与方法 162
5.1.1 供试材料 162
5.1.2 试验地点 163
5.1.3 试验设计 163
5.1.4 样品采集及指标测定 164
5.1.5 数据统计分析方法 166
5.2 水稻-油菜轮作模式下沼液连续三年施用对油菜生长的影响 166
5.2.1 油菜生育期变化 166
5.2.2 油菜生理性状变化 168
5.3 水稻-油菜轮作模式下沼液连续三年施用对油菜产量及干物质重的影响 172
5.3.1 油菜产量三年变化 172
5.3.2 油菜干物质重变化 173
5.4 水稻-油菜轮作模式下沼液连续三年施用对油菜籽品质的影响 173
5.4.1 对油菜籽氮、磷、钾的影响 173
5.4.2 对油菜籽营养指标的影响 175
5.4.3 对油菜籽矿质元素的影响 177
5.4.4 对油菜籽重金属的影响 179
5.5 水稻-油菜轮作模式下沼液连续三年施用对土壤理化性质的影响 181
5.5.1 沼液施用对土壤肥力的影响 181
5.5.2 沼液施用对土壤盐基离子的影响 184
5.5.3 沼液施用对土壤微量元素的影响 186
5.5.4 沼液施用对土壤重金属元素的影响 187
5.6 水稻-油菜轮作模式下沼液连续三年施用对土壤微生物的影响 190
5.7 水稻-油菜轮作模式下沼液连续三年施用油菜重金属安全性评价及土壤重金属评价 191
5.7.1 单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法 191
5.7.2 评价标准的选择 192
5.7.3 油菜重金属安全性评价 192
5.7.4 土壤重金属安全性评价 194
5.8 本章总结 196
5.8.1 油菜高产、优质的沼液最佳施用量范围 196
5.8.2 综合土壤质量与土壤安全的沼液最佳施用量范围 196
参考文献 197
第6章 水稻-油菜轮作模式下三年连续施用沼液对土壤物质纵向迁移的影响 198
6.1 材料与方法 198
6.1.1 试验材料 198
6.1.2 试验地点及条件 199
6.1.3 试验设计 199
6.1.4 田间主要栽管措施 200
6.1.5 样品采集与制备 200
6.1.6 测定方法 201
6.1.7 评价方法 202
6.1.8 数据处理 203
6.2 沼液不同施用量对土壤机械组成及团粒结构的影响 203
6.2.1 土壤机械组成 203
6.2.2 土壤团聚体 206
6.3 沼液不同施用量对土壤盐分累积及盐基离子纵向运移的影响 209
6.3.1 电导率 209
6.3.2 pH 212
6.3.3 水溶性钙 212
6.3.4 水溶性镁 214
6.3.5 水溶性钾 215
6.3.6 水溶性钠 216
6.4 沼液不同施用量对土壤重金属累积及纵向运移的影响 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 沼液施用后对土壤物质纵向运移的综合评价 227
6.5.1 土壤团粒结构评价 227
6.5.2 土壤盐渍化风险的评价 229
6.5.3 土壤重金属污染安全评价 229
6.6 本章总结 232
参考文献 233
第7章 水稻-油菜轮作模式下三年连续施用沼液对土壤微生物学特性的影响 234
7.1 材料与方法 234
7.1.1 试验地概况 234
7.1.2 供试材料 234
7.1.3 田间设计 235
7.1.4 样品采集与处理 235
7.1.5 测定项目及方法 237
7.1.6 数据处理 240
7.2 连年施用沼液对水稻-油菜轮作土壤微生物数量及空间分布的影响 241
7.2.1 对水稻-油菜轮作土壤细菌数量及空间分布的影响 241
7.2.2 对水稻-油菜轮作土壤真菌数量及空间分布的影响 242
7.2.3 对水稻-油菜轮作土壤放线菌数量及空间分布的影响 243
7.2.4 水稻-油菜轮作0～20cm层土壤细菌、真菌比值变化 245
7.3 连年施用沼液对水稻-油菜轮作0～20cm层土壤细菌种群多样性的影响 245
7.3.1 土壤总DNA提取与PCR扩增 245
7.3.2 对水稻-油菜轮作0～20cm层土壤细菌群落结构的影响 246
7.3.3 对水稻-油菜轮作0～20cm层土壤细菌多样性的影响 247
7.3.4 水稻-油菜轮作0～20cm层土壤细菌群落的聚类分析 248
7.4 连年施用沼液对水稻-油菜轮作土壤酶活性及空间分布的影响 249
7.4.1 对水稻-油菜轮作土壤脲酶活性及空间分布的影响 249
7.4.2 对水稻-油菜轮作土壤蔗糖酶活性及空间分布的影响 250
7.4.3 对水稻-油菜轮作土壤过氧化氢酶活性及空间分布的影响 251
7.4.4 对水稻-油菜轮作土壤磷酸酶活性及空间分布的影响 253
7.5 本章总结 254
参考文献 255
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