耕作方式与秸秆还田对土壤肥力的影响

[目的]探讨不同耕作方式与秸秆还田对土壤肥力影响。[方法]利用扬州大学连续定位的稻麦两熟保护性耕作试验平台为主要技术,试验共设置6个处理(连续免耕秸秆覆盖、轮耕1、轮耕2、翻耕秸秆全量还田、少耕秸秆半量还田、翻耕秸秆不还田)。[结果]秸秆还田,特别是翻耕秸秆全量还田(CTS)有助于提高土壤耕层有机质的含量,但土壤有机质含量受秸秆还田量的多少和翻耕程度影响不大。与其他处理相比,少耕(MTS)和翻耕秸秆还田(CTS)处理均能提高土壤全氮含量。[结论]连续免耕秸秆覆盖处理显著提高了土壤表层的碱解氮、速效磷、速效钾含量。一定程度的秸秆还田也有助于土壤养分的提高。     

秸秆还田方式对旱地草甸土活性有机碳组分的影响

为阐明不同秸秆还田方式下草甸土活性有机碳组分的分布特征,基于玉米田间定位试验,分析了不同耕作与秸秆还田方式下三个深度土层土壤有机碳及其活性组分的变化。结果表明：频繁的翻耕加速了表层（0~20 cm）土壤有机碳的矿化分解,使有机碳含量下降;免耕秸秆覆盖还田有利于表层土壤有机碳的增加,秸秆翻耕还田促进了中层（20~40 cm）土壤有机碳的积累;秸秆连续翻耕还田提高了中层土壤高活性和中活性有机碳的含量及土壤碳库管理指数,秸秆浅翻还田对表层和中层低活性有机碳的影响显著高于深翻还田与覆盖还田,但短期内秸秆连续浅翻还田与深翻还田对提高土壤碳库管理指数的差异不大。研究表明,土壤高活性和中活性有机碳对耕作深度的响应更加敏感,而秸秆还田主要使低活性有机碳增加,这也是玉米增产的主要原因。     

春玉米秸秆还田对土壤碳组分及碳库管理指数的影响

为研究冀西北寒旱区不同秸秆还田方式对土壤碳素组分及碳库管理指数(CPMI)的影响,采用秸秆还田翻耕、秸秆还田旋耕、大垄轮播秸秆还田3种春玉米秸秆还田方式,利用连续烧失法测定0～100 cm土层土壤各种碳组分,计算碳库管理指数.结果表明,土壤总碳(TC)含量为60.89～111.27 g/kg,土壤有机碳(SOC)含量为33.04～56.16 g/kg,秸秆还田能显著提高0～40 cm土层土壤碳素含量,其中秸秆还田旋耕下SOC含量增幅最大;土壤活性有机碳(ASOC)含量为1.60～10.09 g/kg,秸秆还田可以显著提高0～40 cm土层ASOC含量,其中大垄轮播秸秆还田方式下ASOC含量的增幅最大.土壤CPMI为44.35～610.92,土壤碳库活性指数(LI)为0.55～4.71,秸秆还田可显著提高0～40 cm土层的CPMI和LI,秸秆还田翻耕处理的20～40 cm土层增幅最大,秸秆还田旋耕对0～20 cm土层土壤的CPMI和LI提高幅度最大.可见,秸秆还田主要影响0～40 cm土层土壤碳素含量及CPMI,对深层的影响相对较小,秸秆还田后旋耕、翻耕和大垄轮播秸秆还田可以提高土壤有机碳活性,对于冀西北寒旱区采用大垄轮播秸秆还田方式更能够发挥春玉米秸秆还田的固碳能力,促进春玉米农田可持续利用.     

耕作方式与秸秆还田对麦田土壤有机碳积累的影响

通过大田定位试验,研究了稻麦两熟制下耕作方式与秸秆还田对麦田土壤总有机碳积累的影响。结果表明:秸秆还田可以显著提高土壤总有机碳和土壤微生物生物量碳的含量,其中旋耕+连续3季稻麦秸秆还田处理使土壤总有机碳含量提高了37.19%,翻耕+连续3季稻麦秸秆还田处理使土壤微生物生物量碳含量提高了62.88%;翻耕处理的15～25 cm土层土壤总有机碳和微生物生物量碳含量显著高于旋耕处理;在相同秸秆还田方式下,旋耕处理的0～7 cm和7～15 cm土层的微生物熵显著大于翻耕处理,而15～25 cm土层的则相反。     

秸秆还田对土壤肥力特征影响的研究进展

综述了秸秆还田对土壤结构、水温效应、养分特征和土壤微生物特性影响的研究进展。秸秆还田能降低土壤容重,增加孔隙度,提升有机碳含量,促进大团聚体的形成并增强其稳定性;秸秆覆盖还田更能改善土壤的蓄水保墒能力,提高作物的水分利用效率;秸秆还田后土壤温度受季节变化和地域特点的影响而呈现不同的规律,而且不同秸秆还田方式对土壤温度的影响也存在差异;总体来说,秸秆还田可以增加土壤有机质和氮、磷、钾养分的含量;秸秆还田可以提高土壤微生物量,并改善土壤微生物群落结构及多样性。     

秸秆还田方式对草甸土有机碳和硝态氮分布特征的影响

[目的]研究不同耕法与秸秆还田方式下草甸土不同深度土层中有机碳(SOC)和硝态氮(N)的分布特征,为有效利用秸秆培肥土壤提供依据。[方法]采用田间定位试验,研究3种耕法(免耕、浅翻、深翻)与3种秸秆还田方式(覆盖还田、浅翻还田、深翻还田)条件下,不同时期、不同深度土层中SOC与硝态N的变化。[结果]无论秸秆是否还田,不同耕法下土壤硝态N含量随生育进程均表现为先升高再降低的趋势,苗期>成熟期>播种期;无秸秆还田条件下,3种耕法处理土壤硝态N含量随土层深度增加而降低,40～50 cm土层均没有出现硝态N富集现象,浅翻与深翻分别对10～20和20～30 cm土层硝态N含量影响较明显;深翻处理0～30 cm土层SOC含量比免耕和浅翻分别降低8.75%、9.53%;秸秆还田条件下,不同时期土壤硝态N总积累量不同。苗期以深翻还田处理积累量较大,比浅翻还田和免耕覆盖分别增加8.15和9.57 mg/kg;成熟期硝态N总积累量以免耕覆盖处理最大,比浅翻还田和深翻还田分别提高19.23%和14.68%;深翻还田30～40 cm土层SOC含量比免耕覆盖和浅翻还田分别增加3.33和3.86 g/kg。[结论]同一耕法,短期内连续有秸秆还田处理土壤硝态N含量低于无秸秆还田处理,秸秆还田深度影响不同深度土层中SOC的含量。     

秸秆还田的利与弊

秸秆还田具有促进土壤有机质及氮、磷、钾等含量的增加；提高土壤水分的保蓄能力；改善植株性状，提高作物产量；改善土壤性状，增加团粒结构等优点。但是要达到这样的效果，并非易事。目前秸秆还田有多种形式，可分为5大类：秸秆粉碎翻压还田、秸秆覆盖还田、堆沤还田、焚烧还田、过腹还田，这5种形式的利弊如何?措施又怎样?笔者作如下简述。     

厢沟免耕秸秆还田对作物及土壤的影响

以常规翻耕为对照,通过2 a的双季稻田厢沟免耕秸秆还田试验发现,厢沟免耕水稻的前期生长较快,分蘖期缩短,而灌浆结实期较长,全生育期免耕比翻耕多1~2 d;油菜两年产量增加,水稻第1年产量变化不大,第2年产量增加。厢沟免耕土壤容重先增后减,有机质先减后增,土壤自调期不足1 a;在土壤各土层分布上,与传统免耕不同,厢沟免耕各土层差异不明显,0~5 cm土层土壤养分富集不明显,15~25 cm土层土壤容重显著降低,有机质比对照增加55.23%。秸秆还田能降低翻耕土壤容重,增加土壤有机质,而对免耕土壤影响不明显。     

耕作方式与秸秆还田对潮土养分剖面分布的影响

为明确淮北平原潮土区麦玉米轮作制度下机播玉米生产适宜的耕作与秸秆还田方式,于2016—2017年通过田间试验设置免耕(NT)、免耕秸秆还田(NT+S)、翻耕(T)和翻耕秸秆还田(T+S)4个处理,研究耕作方式及秸秆还田对土壤养分剖面分布的影响。结果表明:免耕、翻耕秸秆还田处理均显著降低了表层土壤容重(-6.25%、-3.68%),提高了表层水稳定性大团聚体WR0.25含量(+14.65%、+10.96%),且免耕秸秆还田处理较翻耕秸秆还田处理更好地提高了表层土壤有机质(+8.98%)、全氮(+4.63%)含量,翻耕秸秆还田处理更有利于表层土壤碱解氮、土壤有效磷和土壤速效钾的增加;但在剖面深层,免耕、翻耕秸秆还田处理效应出现差异:在20～60 cm土层,免耕秸秆还田处理促进pH增加,而翻耕秸秆还田处理降低土壤pH,翻耕秸秆还田处理土壤有机质、全氮、全磷含量显著高于免耕秸秆还田处理,而免耕秸秆还田处理则更有利于速效养分的增加;免耕和翻耕模式下秸秆还田处理均提高了玉米产量(+15.58%和+2.71%)。可见,在淮北平原潮土区,免耕模式下的秸秆还田有利于提高剖面土壤肥力质量和玉米产量。     

深耕与秸秆还田对不同质地土壤物理性状和作物产量的影响

为探明深耕与秸秆还田对不同质地土壤物理性状和作物产量的影响,设置常规耕作+秸秆还田、深耕+秸秆还田、深耕+秸秆不还田3个处理,研究深耕与秸秆还田对土壤容重、孔隙度、水分含量、三相比R值和作物产量的影响.结果表明,与常规耕作相比,深耕处理的土壤容重和三相比R值分别降低0.7%和19.0%,土壤孔隙度和水分含量分别增加1.3%和3.8%,作物产量增加1.9%.秸秆还田对土壤容重和孔隙度的影响不显著,但秸秆还田处理的土壤三相比R值比秸秆不还田处理降低9.3%,土壤水分含量和作物产量分别增加3.2%和4.3%.深耕和秸秆还田对不同质地土壤物理性状的影响不同.深耕主要降低了壤土20~40 cm、黏土20~30 cm土层的土壤容重,但增加了黏土0~20 cm土层的土壤容重.秸秆还田降低了壤土10~20 cm土层的三相比R值,但对黏土三相比R值影响不显著.故深耕与秸秆还田对壤土物理性状的改良效果和对作物的增产效果优于黏土.     

长期地表秸秆覆盖对果园土壤理化性状及有机碳积累的影响

为了解南方低丘果园地表长期覆盖秸秆对土壤质量的影响,在浙江中部选择立地条件与种植时间相同的2个相邻柑橘园（分别为覆盖秸秆种植6年的果园和常规种植的果园）,采集0~10 cm、10~20 cm、20~ 30 cm的分层土样,对土壤理化性质进行综合分析,研讨了长期地表秸秆覆盖对柑橘园红壤质量的影响。结果表明,地表长期覆盖秸秆可显著降低0~10 cm、10~20 cm土壤的容重,增加土壤的保水能力和水稳定性团聚体数量,明显增加0~10 cm、10~20 cm土壤有机质的积累、活性有机质的数量和速效钾及中微量元素的水平,增加土壤微生物数量和酶活性,同时可降低土壤的酸度和防止表土砂化。与对照相比,秸秆覆盖土壤的轻组、粗颗粒、细颗粒有机碳对土壤总有机碳的贡献均有明显的增加。秸秆覆盖对20~30 cm土层的影响较小。研究认为,柑橘园地表进行覆盖秸秆具明显的生态效应,可有效防止水土流失,改善园地土壤理化性质,增强园地土壤养分供应能力,可以作为低丘柑橘园的水保措施和培肥技术进行应用。     

秸秆连续全量还田对土壤性状及水稻产量的影响特征

为明确稻麦轮作条件下连续秸秆还田配施秸秆腐熟菌剂对土壤性质及水稻产量的影响,采用大田定位实验的方法,以长江下游典型地区扬州市宝应县为研究区域,分析了稻麦秸秆连续5年全量还田以及还田配施快腐菌剂对耕地理化性状及水稻产量的影响特征。结果表明：1)秸秆长期全量还田有利于提升水稻产量,降低土壤容重和孔隙度,增加土壤有机质和速效钾含量增加;2)秸秆还田同时配施秸秆快腐菌剂能够进一步提升秸秆还田增加水稻产量、改善土壤理化性质的作用;3)水稻与土壤容重呈显著负相关,与土壤孔隙度、有机质、有效磷和有效钾呈显著正相关。总之,秸秆还田有利于提高水稻产量、改善土壤性质,配施秸秆快腐菌剂能够进一步提升秸秆还田的有益作用。     

不同保护性耕作模式对冬小麦产量及土壤理化性状的影响

在大田条件下设4个处理:传统耕作(CT)、还田免耕(NT1)、整秆覆盖免耕(NT2)、还田深松免耕(NTS),研究了保护性耕作模式对冬小麦产量及土壤理化性状的影响。结果表明,小麦返青后,保护性耕作0~20 cm土壤容重低于传统处理,有机质含量、速效氮、速效钾和速效磷含量高于传统处理,但20~40 cm土壤养分各项指标除NTS表现与0~20 cm相同趋势外,NT1和NT2有减小趋势。保护性耕作最终提高了小麦穗粒数和千粒重,但降低了公顷穗数,比传统耕作减少240万/hm2,产量表现:NTS>CT>NT2>NT1。表明,土壤深松技术与秸秆还田相结合,能有效改善和提高土壤耕层和耕层以下土壤理化性状,发挥保护性耕作的增产潜力。     

秸秆还田及腐熟剂对水稻冷浸田理化性状及作物产量的影响

研究冷浸田秸秆还田和腐熟剂不同施用量对水稻的应用效果.采用观察秸秆还田后表观性质、测定稻杆断裂拉力、水稻产量、土壤理化性质及土壤微生物数量方法进行研究.结果表明:在冷浸田上单独使用秸秆还田或秸秆还田+低量腐熟剂,可增加土壤碱解氮、有机质、水溶性碳含量、土壤微生物数量和微生物量碳,但在提升水稻产量方面作用不大;秸秆还田配施秸秆腐熟剂,可以加快稻秆腐烂速度,增加土壤微生物量,并显著提高微生物碳和土壤可溶性碳含量;秸秆腐熟剂用量增加(4 kg/667m2),可加速稻秆腐烂速度,有效提升冷浸田水稻产量(10.1％),且土壤微生物量碳和放线菌数量显著增加.     

秸秆还田对棉田土壤养分和微生物多样性的影响

【目的】研究秸杆还田对棉田土壤的养分和微生物多样性的影响。【方法】通过棉秆粉碎还田后的重量变化计算棉秆降解率,测定土壤中有机质等养分和理化性质,采用平板培养法测量可培养微生物数量,运用高通量测序研究秸秆还田对土壤微生物多样性的影响。【结果】棉花秸秆还田180 d的降解率可达5.01%;可培养微生物总量提高9.8%,其中细菌数量提高64.6%,放线菌数量提高39.3%;秸秆还田后土壤速效氮和速效钾含量显著增加,分别提高7.40%和32.77%;秸秆还田对土壤微生物多样性有显著影响,微生物菌群结构变化明显。【结论】秸秆还田能够增加棉田土壤养分和可培养微生物的数量,提高土壤微生物多样性。     

秸秆不同方式还田对土壤理化性质的影响

针对东北地区玉米种植面积逐年增加,作为重要有机物料的玉米秸秆还田存在困难,为了探索适合黑土最佳还田方式以及还田量,开展秸秆还田对土壤结构及肥力影响的研究,明确秸秆不同还田方式对提高土壤肥力和改善土壤结构的效果,进行田间试验。结果表明:玉米秸秆耕层混拌1/2还田和1/3还田较其它处理降低土壤容重,增加土壤总孔隙和田间持水量明显,较对照差异显著;秸秆全量还田和秸秆全量还田添加腐解剂处理之间差异不显著。秸秆1/2还田和1/3还田较对照增加2.000mm土壤粒级团聚体,说明有机物料最佳还田方式有助于土壤大团聚体(0.250mm)的形成,形成良好土壤结构。秸秆还田各处理均可以增加土壤速效养分,对土壤pH进行调节,并且秸秆还田后大量有机碳源的投入给土壤微生物的生长提供了碳和能源,秸秆还田不同处理微生物量C和微生物量N都相应增加。秸秆耕层混拌1/2还田和1/3还田玉米的生育指标和产量好于其它处理,表明秸秆耕层混拌1/2还田和1/3还田较其它处理方式在改善土壤结构,提高微生物活性及土壤养分,增加作物产量方面表现出优势。     

土壤耕作方式及秸秆还田对土壤性质和烤烟性状的影响

为研究土壤耕作方式及秸秆还田对土壤性质和烤烟性状的影响,设置2种耕作深度（常规旋耕15 cm、机械深耕30 cm）与添加秸秆的交互试验。结果表明：深耕能提高土壤容重和孔隙度,降低0～20 cm土层全氮、有效磷、速效钾和碱解氮含量,提高20～40 cm土层养分的含量;秸秆还田可以显著降低土壤容重,提高土壤孔隙度,显著提高0～20 cm土层的全氮、速效钾和碱解氮含量;土壤微生物变化不明显,可能与耕作年限较短有关。     

玉米整秆深埋还田试验

辽西旱地土壤存在"旱、薄、瘦"三大问题,为了探索开深沟、秸秆还田、地膜覆盖技术对提高土壤含水量和增加玉米产量的作用,在辽宁省凌源市进行了整秆深埋还田起垄覆膜玉米种植试验。试验设整秆深埋还田起垄覆膜和开深沟不埋秸秆起垄覆膜2种模式,通过测定不同时期土壤含水量、收获期玉米生育指标和产量指标,采用方差分析对数据进行了对比分析。结果表明,整秆深埋还田起垄覆膜技术可以显著提高玉米生长期间的土壤含水量,玉米生长指标显著改善,增产显著。     

不同秸秆还田模式下水稳性团聚体有机碳的分布及其氧化稳定性研究

通过田间试验研究了不同秸秆还田模式条件下土壤团聚体分布、水稳性团聚体有机碳的含量及其氧化稳定性。结果显示:不同秸秆方式对各级别团聚体影响有差异,秸秆还田降低了微团聚体(<53μm)的含量,增加了大团聚体(>2000μm)和中微团聚体(250~53μm)的含量;在不同的还田模式下,总体看来小麦秸秆高留茬还田、玉米秸秆粉碎旋耕直接还田或覆盖还田对团聚体的分布影响较大。短时期内不同秸秆还田处理对团聚体稳定性影响较小。在小麦秸秆粉碎旋耕直接还田条件下,玉米秸秆粉碎旋耕直接还田更有利于大级别团聚体(>250μm)中有机碳的增加;在小麦秸秆不还田情况下,玉米秸秆粉碎旋耕直接还田或覆盖深松还田则有利于小级别团聚体中有机碳的提高。秸秆还田提高了较大团聚体(>2000μm和250~2000μm)有机碳的氧化稳定性。降低了较小团聚体(<53μm)有机碳的氧化稳定性。在同一小麦秸秆还田模式下,玉米秸秆粉碎旋耕直接还田有利于较大团聚体氧化稳定性的提高。相关分析表明:团聚体的平均几何直径(GMD)与250~53μm团聚体的有机碳含量和<53μm级别团聚体数量关系最密切。