棉花秸秆还田对土壤速效养分及微生物特性的影响

连续4年,以德农09068为试材,设棉花秸秆还田与未还田2个处理,调查棉花秸秆还田对土壤0~60 cm土层的速效养分含量和微生物特性的影响。结果表明,连续4年棉花秸秆还田显著提高0~20 cm土层土壤有机质、碱解氮、速效钾含量、土壤微生物量碳、土壤活跃微生物量及土壤基础呼吸速率,分别比未还田处理提高8.16%、13.23%、12.30%、13.63%、11.57%和13.14%;在20~40 cm土层中,分别提高6.08%、27.51%、11.47%、14.32%、15.03%和17.44%;在40~60 cm土层中土壤有机质、碱解氮、速效钾含量、土壤微生物量碳及土壤活跃微生物量分别提高6.05%、12.87%、8.08%、10.60%和20.30%,但对土壤基础呼吸速率的提高效果不显著。棉花秸秆还田显著提高了棉花的籽棉、皮棉产量、总铃数及单铃重,分别提高16.86%、15.03%、5.99%和10.25%,而对衣分无显著影响。在长期棉花秸秆还田的棉田中,应关注可能产生的连作障碍,注意磷肥的适量施入,以保证实现棉花稳产高产。     

滨海盐碱地棉花秸秆还田对土壤理化性质及棉花产量的影响

在滨海盐碱地定点设置连续3年棉花秸秆还田和未还田2个处理,研究其对0~60 cm土层土壤理化性质和棉花产量的影响。结果表明,连续3年棉花秸秆还田显著降低0~30 cm土层土壤容重和0~10 cm土层0.25 mm土壤微团聚体含量;显著提高0~10 cm土层5 mm土壤大团聚体含量。在0~20 cm土层,3年秸秆还田显著提高棉花播前和各生育阶段土壤有机质、硝态氮、铵态氮和速效钾含量,平均分别比对照提高13.45%、18.57%、22.80%和22.57%;降低土壤速效磷和含盐量,平均分别比对照降低18.29%和16.59%。在20~40 cm土层,3年秸秆还田显著提高土壤硝态氮和铵态氮含量,平均比对照提高37.20%和31.62%;显著降低土壤含盐量,平均比对照降低19.06%。在40~60 cm土层,3年秸秆还田显著提高土壤硝态氮和铵态氮含量,平均分别比对照提高38.26%和24.83%。3年棉花秸秆还田分别比未还田显著提高棉花籽棉产量11.57%、19.01%和13.24%和皮棉产量18.56%、19.78%和18.73%,但对棉花单铃重和衣分无显著影响。     

棉花秸秆还田对土壤微生物数量及酶活性的影响

为研究棉花秸秆还田对土壤微生物数量及酶活性的影响,于山东农业大学棉花科研基地德州市抬头寺经济开发区试验田进行试验,设棉花秸秆还田与未还田2个处理,研究连续4年棉花秸秆还田对0~60 cm土层土壤微生物数量及酶活性的影响。结果表明:棉花秸秆还田能够显著增加0~20 cm,20~40 cm,40~60 cm土层周年土壤微生物平均总数量,分别比未还田增加了19.87%,20.07%,56.15%;其中周年土壤细菌和真菌平均数量分别比未还田增加了20.91%、26.38%(0~20),20.59%、31.18%(20~40)和56.85%、32.30%(40~60),均达显著差异水平;周年土壤放线菌平均数量分别比未还田增加了4.29%,11.62%,54.00%,其中在20~40 cm和40~60 cm土层提高效果显著。棉花秸秆还田有利于提高土壤脲酶活性,0~20 cm,20~40 cm,40~60 cm土层土壤脲酶活性分别比未还田提高4.27%,13.43%和24.03%,其中对20~40 cm全部取样时期(9月除外)和除7月外40~60 cm土层其他取样时期的提高效果达显著差异水平;秸秆还田使土壤蔗糖酶活性在0~20 cm全部取样时期,除5月外20~40 cm土层其他取样时期,除8月外40~60 cm土层其他取样时期均得到了显著提高,分别比未还田提高了27.08%,46.96%,57.59%;除7,8月外,0~20 cm土层其他取样时期土壤过氧化氢酶活性在棉花秸秆还田条件下得到了显著提高,比未还田提高了8.73%,但除5,6月20~40 cm土层外,秸秆还田对20~40 cm和40~60 cm土层土壤过氧化氢酶活性的提高效果未达显著差异水平。以上结果说明持续棉花秸秆还田有利于保持和改善土壤的生物学特性。     

耕层重构对棉田土壤养分、微生物数量与酶活性的影响

【目的】研究耕层重构技术对棉田土壤微生态环境的影响,为改良土壤生态环境提供新途径和方法。【方法】2019年以冀棉315为试验材料,设置常规旋耕(对照)和耕层重构(将0～20 cm土层与20～40 cm土层土壤互换,同时松动40～60 cm土层土壤)2种耕作方式,调查棉花不同生育时期和不同土层的土壤养分含量,细菌、真菌和放线菌数量,脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性,以及棉花产量和生物量。【结果】与对照相比,耕层重构棉田0～20 cm土层的全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾和有机质含量均降低,而20～80 cm土层的养分含量升高。耕层重构处理0～20 cm土层的细菌、真菌和放线菌数量低于对照,而20～40 cm土层的细菌、真菌和放线菌数量高于对照。与对照相比,耕层重构降低了0～20 cm土层的脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性,提高了20～40 cm土层的脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性。回归分析结果表明,土壤真菌数量、脲酶活性和碱性磷酸酶活性均与全磷、全氮、碱解氮、速效钾、有机质和速效磷含量呈显著线性关系。耕层重构处理棉花地上部生物量比对照显著提高8.91%,对棉花产量没有显著影响。【结论】上述研究结果初步表明,耕层重构能够提高较深土层的养分含量、微生物数量和土壤酶活性,促进较深土层的养分代谢,增加棉花生物量,改善土壤微生态环境。     

玉米秸秆还田方式和氮肥处理对土壤理化性质及冬小麦产量的影响

为了探讨玉米秸秆还田条件下不同耕作方式及施氮量对土壤耕性及冬小麦产量的影响,于2012年10月至2015年6月连续3个小麦生长季进行了田间定位试验。设3种耕作方式,分别为连续3年旋耕秸秆不还田、连续3年旋耕秸秆还田和前2年旋耕秸秆还田第3年深耕秸秆还田,每种耕作方式下均设4个施氮水平,施氮量依次为165、225、300和360 kg hm?2。与旋耕相比,深耕促进还田玉米秸秆的腐解,且增施氮肥能提高秸秆腐解速度,从而提高耕层土壤的有机质含量。秸秆不还田条件下,连续旋耕降低了0~30 cm土层的有机质含量,结果土壤容重增大,孔隙度降低,且增施氮肥不利于土壤物理性状的改善;秸秆还田条件下,连续旋耕提高了0~10 cm土层有机质含量,土壤容重随之减小,孔隙度增加;秸秆还田条件下,连续2年旋耕1年深耕比连续旋耕增加了10~30 cm土层有机质含量,显著降低了0~20 cm土层容重,增加了0~20 cm土层的总孔隙度和10~30 cm土层的毛管孔隙度。连续3年旋耕造成冬小麦减产,尤其是秸秆不还田处理,第3年产量较第1年下降5.0%~8.7%;旋耕秸秆还田较旋耕不还田平均增产7.3%~8.9%,但在第3年产量下滑;而旋耕还田后适时深耕还田比连续旋耕还田平均增加有效穗数14.5%,增加穗粒数5.7%,产量平均提高7.6%。在玉米秸秆还田条件下,增施氮肥有助于改善土壤理化性质,但225、300和360 kg hm?2氮肥水平的产量无显著差异。本研究结果表明,山东省小麦高产高效栽培技术宜采取秸秆还田、2年旋耕1年深耕、配施纯氮225 kg hm?2的种植模式。     

长期连作对南疆棉田土壤物理性质影响的研究

为研究连作年限对棉田土壤物理性质的影响,以南疆连作3年、10年、15年的棉田为研究对象,对不同种植制度条件下棉田土壤物理性状各指标进行测定与分析。结果表明：棉花连作10年以后,水稻→小麦-绿肥→棉花种植制度棉田水分状况优于水稻→棉花种植制度;棉花连作3年、15年,与水稻→棉花种植制度相比,水稻→小麦-绿肥→棉花种植制度土壤容重分别减轻2.5%、2.8%;土壤孔隙度在不同连作年限之间存在极显著差异;从种植制度及连作年限对棉田土壤物理性质的影响综合分析,在南疆极端干旱条件下适应棉花长期连作的种植制度为水稻→小麦-绿肥→棉花,棉花连作年限不宜超过15年。     

滨海盐碱地棉花秸秆还田和深松对棉花干物质积累、养分吸收及产量的影响

以鲁棉研36号为试验材料,在滨海盐碱地设置常规耕作(CT)、深松(ST)、秸秆还田(SR)、秸秆还田+深松(SRT)4个处理,研究棉花秸秆还田和深松对棉花产量、0～40 cm土层含盐量、棉花干物质积累动态、氮(N)磷(P)钾(K)养分积累和分配特性的影响。结果表明,秸秆还田在2年试验内均可增加棉花产量, SR产量比CT增加33.9%, SRT比ST增加32.1%;深松在2017年增加了棉花产量, 2018年对产量无影响。秸秆还田在2年试验中均降低0～40 cm土层含盐量, SR的含盐量在棉花生育后期比CT降低22.4%, SRT的土壤含盐量比ST降低20.7%;深松在2年试验内对20～40cm土层含盐量的影响不一致,ST含盐量在2017年棉花生育后期比CT降低16.5%,但在2018年深松对土壤含盐量无影响。棉花干物质和N、P、K积累动态均符合Logistic生长曲线。棉花秸秆还田后增加了棉花干物质和N、P、K的最大积累量, SR的干物质、N、P、K最大积累量比CT分别提高35.5%、38.3%、53.4%和55.0%, SRT比ST分别提高27.0%、30.7%、21.2%和42.4...     

棉田套作冬绿肥促进棉花增产的机理研究

为了研究华北地区棉田种植越冬绿肥对土壤肥力及棉花生长的影响,利用棉田冬季空闲的时间和空间,秋季套种冬绿肥作物二月兰和毛叶苕子,翌年4月中旬种植棉花时结合整地翻压还田作肥料。结果表明,种植翻压绿肥3年后,耕层0~20 cm土壤真菌、细菌、放线菌数量均有大幅度增加,土壤转化酶活性都有较大提高;土壤有机质由8.65~8.74 g/kg上升到11.08 g/kg以上,作物必需的大量元素N、P、K也有所增加,土壤全N增加44%~50%;速效磷由6.79~7.01 mg/kg增加到12.80 mg/kg以上;速效钾增加6.04%以上;棉花叶片叶绿素含量(SPAD值)明显增加;成桃数显著高于不翻压绿肥处理;籽棉产量增加7.03%~7.68%。棉田套种绿肥并翻压还田不仅提升了土壤肥力,而且增加了棉花产量,具有重要的推广应用价值。     

土壤微生物生物量和群落结构对长期秸秆还田的响应分析

秸秆还田是近年来农田土壤增肥保墒、发展绿色农业的重要措施,而作为综合反映土壤肥力、环境质量状况的土壤微生物,能够准确响应土壤质量变化。因此,本研究采用长期定位试验的方法,研究了不同时间秸秆还田对土壤微生物生物量、土壤微生物数量以及作物产量的影响。结果表明:(1)秸秆还田土壤微生物生物量碳、氮、磷含量显著高于秸秆不还田土壤,在整个生育期内,微生物生物量碳、氮、磷含量均呈现SR18SR15SR12SR0,随着还田年限的增加,生育期内的变异幅度逐渐降低,表明随着还田年限的增加,微生物生物量碳、氮、磷的循环就越稳定;(2)在长期秸秆全量还田处理下,能够显著地增加0～30 cm耕层土壤的细菌、放线菌、真菌的数量,细菌、放线菌数量,表现为随着还田时间的增加而增加,而真菌数量在早期秸秆还田能够迅速增加,当达到一定的还田时间后,真菌的数量增幅减小,逐渐趋于稳定;(3)在不同秸秆还田时间处理下,作物产量及相关性状表现为SR18SR15SR12SR0,但随着还田时间的增加作物产量及相关性状的增幅明显减小。因此,长期秸秆还田有利于增加土壤微生物生物量和微生物丰度,从而改良土壤理化性质,增加作物产量,以期为合理利用秸秆资源、发展绿色农业提供理论依据。     

连作年限对棉田土壤团聚体有机碳分布的影响

研究棉田土壤团聚体有机碳分布对不同连作年限的响应,为棉田土壤固碳提供理论依据。以连作5、12、17年(L₅、L₁₂、L₁₇)棉田土壤为研究对象,分析不同连续种植年限条件下,土壤团聚体分布及团聚体有机碳含量。结果表明,与种植1年对照CK处理相比,连作17年处理,0~20、20~40 cm土层>2 mm粒径团聚体百分含量较对照分别显著降低16.7%、13.2%(P<0.05);各土层,连作5年处理土壤有机碳含量最高,分别为11.8、10.6 g/kg,较对照显著提升16.2%、15.1%;土壤团聚体有机碳贡献率以>2 mm粒径最大,占50%以上,<0.053 mm粒径的碳贡献率最小。连作不利于土壤质量的保持,但短期连作对土壤有机碳的积累起正向作用。在本试验条件下,连作5年土壤有机碳含量最大,连作5年后有机碳含量逐渐降低。     

秸秆还田对豆-稻-菜循环耕作模式下作物产量和土壤肥力的影响

豆-稻-菜循环耕作模式是中国南方地区最重要的轮作模式之一,但秸秆还田对该耕作制度下作物产量和土壤肥力的影响尚不明确。通过连续7年的田间定位试验（2009—2015年）,研究秸秆还田对豆-稻-菜循环耕作模式下作物产量和土壤养分状况的影响。结果表明：秸秆还田对浙江省豆-稻-菜轮作模式下作物产量的影响显著：与单施化肥相比,秸秆还田有效提高了水稻和小萝卜的产量,且水稻和小萝卜年均增产10%以上;此外,秸秆还田对豆-稻-菜循环种植区域土壤肥力也有较大影响：提高了土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量和土壤pH值,此外,秸秆还田区域土壤全氮、有效磷和速效钾含量呈逐年增加趋势。由此可见,多熟制耕作制度下秸秆还田仍具有作物增产和土壤培肥作用,可作为耕地质量提升的有效手段长期实施。     

不同耕作方式与秸秆还田对土壤养分及小麦产量和品质的影响

为探寻稻麦两熟区高产优质高效的耕作方式和秸秆还田组合,从2001年开始,在长江中下游稻麦两熟区进行田间连续定位试验。设置稻麦双季免耕与秸秆还田（NTS）、麦季免耕与秸秆减量还田（RNT）、稻季免耕与秸秆减量还田（RCT）、稻麦双季翻耕与秸秆还田（CTS）、稻麦双季少耕与秸秆减量还田（MTS）以及稻麦双季翻耕无秸秆还田（CT,对照）6个处理。分析了不同耕作方式与秸秆还田组合下2009-2018年土壤有机质与全氮含量的变化,进一步明确其对小麦产量与品质的影响。结果表明,连续秸秆还田显著提高耕层土壤养分含量,其中MTS处理下土壤有机质与全氮含量较对照分别增加了29.64%和19.76%,具有明显的养分积累效果;但连续免耕不利于小麦产量的提高,RNT和RCT处理小麦产量较高,分别比NTS处理增加了16.33%和10.34%;同时RNT处理小麦的加工品质及面条质量也有提高趋势。因此,麦季免耕与秸秆还田结合的耕作模式有利于提高中弱筋小麦的产量和品质,可作为该地区发展优质高产高效小麦优先选择的耕作技术组合。     

连作对棉田土壤枯、黄萎病菌数量及细菌群落的影响

采用选择培养法测定新疆库尔勒不同连作年限棉田土壤枯、黄萎病病菌数量的变化,运用PCR-DGGE(Polymerase chain reaction-denatured gradient gel electrophoresis)技术分析棉花连作对土壤细菌群落结构和多样性的影响。结果表明,不同连作年限棉田的枯萎病菌和黄萎病菌量具有相似的变化特征,即在5~20年连作年限内,土壤中病原菌量随着连作年限的延长而增加,20年连作土壤病原菌数量达到最高峰;连作超过20年,土壤菌源数量开始下降。不同连作年限棉田土壤中枯、黄萎病病原菌的数量与发病株率呈显著正相关关系。连作棉田土壤细菌群落的DGGE图谱分析显示,连作棉田土壤细菌种群的组成、结构、丰富度均发生变化。连作5~40年的棉田土壤细菌种群Shannon-Wiener多样性指数(H')、均匀度(EH′)和丰富度(S)指数均降低,且连作年限越长降低越突出。     

连续秸秆还田对黑土团聚体中有机碳含量及土壤肥力的影响

为了研究传统耕作方式下连续秸秆还田对黑土团聚体中有机碳分布及土壤肥力的影响,采用中国黑土区进行8年田间定位试验的大田土壤为研究对象,研究了无肥(CK)、单施化肥(NPK)和秸秆还田配施化肥(NPK+S)3种处理对土壤水稳性团聚体中的有机碳含量及土壤养分的影响,并与2004年试验初期土壤进行比较。结果表明,与起始土壤相比,连续8年秸秆还田后,土壤大团聚体的含量显著提高,且NPK+S处理下土壤大团聚体的含量及团聚体的平均重量直径(MWD)显著高于CK处理和NPK处理;连续秸秆还田8年后土壤的有机质(SOM)含量显著提高了6.59%,而CK处理和NPK处理均导致SOM含量下降,分别降低了1.95%和2.56%。与CK处理、NPK处理和起始土壤相比,NPK+S处理提高了土壤各级团聚体内的有机碳含量,而且显著提高了大团聚体中有机碳对土壤有机碳的贡献率,降低了微团聚体中有机碳对土壤有机碳的贡献率;同时,秸秆还田配施化肥显著提高了土壤的碱解氮、速效磷和速效钾含量,其对土壤速效养分的改善程度要明显强于单施化肥处理。通过试验可以得出,秸秆还田配施化肥不仅能提高黑土团聚体的稳定性及其有机碳含量,还能明显改善土壤的养分状况,对黑土肥力提升具有积极意义。     

寒地水旱轮作及秸秆还田对土壤相关酶活性的影响

以黑龙江省水稻→玉米轮作系统为研究对象,结合秸秆还田长期定位试验,研究了水稻→玉米轮作及秸秆还田对土壤酶活性的影响,为确定适宜的寒地水稻→玉米轮作技术模式提供理论支撑。试验结果表明,与水稻连作相比,水稻→水稻→玉米轮作提高了土壤碱性磷酸酶和乙酰基β-葡萄糖胺酶活性;与玉米连作相比,水稻→水稻→玉米轮作降低了木聚糖酶活性。秸秆还田条件下,玉米连作处理提高了过氧化氢酶（CAT）活性,而水稻→水稻→玉米轮作和水稻连作处理却降低了土壤CAT活性;秸秆还田条件下,玉米连作处理降低了乙酰基β-葡萄糖胺酶活性,水稻→水稻→玉米轮作处理提高了蔗糖酶活性。     

秸秆还田替代化学钾肥对棉麦轮作中棉仁油分累积的效应

为研究棉田化学钾肥的秸秆替代施入对棉仁含油量的影响及其生理生化基础,2012—2013年于江苏省农业科学院试验站进行麦棉两熟周年秸秆还田定位试验,在棉花季设置小麦秸秆不还田(0,W0)、半量还田(4500 kg hm–2,W1)和全量还田(9000 kg hm–2,W2),在小麦季设置棉花秸秆不还田(0,C0)、半量还田(3750 kg hm–2,C1)和全量还田(7500 kg hm–2,C2),两种作物秸秆不同还田量组合后共9个秸秆还田处理,另根据秸秆折合钾肥量,于2012年棉花季开始增设2个钾肥用量处理,即150 kg K2O hm–2和300 kg K2O hm–2(K1和K2)。研究显示,在适宜氮肥(300 kg N hm–2)、磷肥(150 kg P2O5 hm–2)水平下,随着逐年秸秆还田与施钾,土壤速效氮、有效磷年际间差异均不显著,但土壤速效钾含量年际间存在显著差异;花后17 d、24 d是不同处理条件下棉仁含油量差异形成的关键时期;相较于6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PDH)、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC),花后17 d、24 d的磷脂酸磷酸酯酶(PPase)的活性对棉仁油分的通径系数更大。结果表明,短期秸秆还田与单施化学钾肥均主要影响棉田土壤速效钾含量;从棉仁油分累积角度来看,秸秆还田可在很大程度上替代化学钾的施入;花后17 d、24 d棉仁钾含量是影响棉仁含油量的关键因子;秸秆还田替代化学钾肥条件下,PPase较G6PDH、PEPC对棉仁油分的影响更为关键。     

大棚辣椒连作土壤养分和离子变化与酸化的关系

为了研究江苏淮安地区塑料大棚辣椒连作土壤养分和离子含量变化与酸化的关系,选取不同连作年限的辣椒大棚土壤和相邻露地小麦-辣椒轮作田（对照）,测定大棚辣椒不同连作土壤的pH、养分和离子含量,通过相关分析、主成分分析,研究大棚辣椒连作对土壤养分和离子含量的影响及其与连作土壤酸化的关系。结果表明,随着辣椒连作年限增加,土壤pH呈降低趋势,并且均低于对照(CK);辣椒连作土壤养分和离子含量高于对照土壤,并且土壤有机质、全氮、全磷、有效钾、Cl-、SO42-、NO3-与pH显著相关(P<0.05);主成分分析表明,连作土壤有机质、全氮、全磷、有效钾、Cl-、NO3-、SO42-影响土壤酸化水平。因此,大棚辣椒连作会引起土壤酸化,而土壤中有机质、全氮、全磷、有效钾和Cl-、SO42-、NO3-积累是引起辣椒连作土壤酸化的主要原因。     

棉田废弃物还田对滨海盐碱地土壤质量的影响

棉花是黄河三角洲盐碱地区主要的种植作物。本试验设在利津县毛坨村,利用棉籽、棉秆、废棉等棉田废弃物还田,对盐碱地土壤的物理、化学、生物学指标进行分析,探讨不同棉田废弃物还田对盐碱地土壤质量的影响,为滨海盐碱地改良及棉田废弃物的综合利用提供科学依据。结果表明：（1）与对照相比,棉籽、棉秆、废棉处理的土壤容重均递减,土壤孔隙度、田间持水量递增,并且均达到极显著水平;棉田废弃物还田的土壤pH、含盐量含量明显降低,阳离子交换量、有机质含量明显升高。改良效果呈：棉籽处理＞棉秆处理＞废棉处理。（2）棉田废弃物还田的土壤微生物数量、棉花产量和土壤呼吸强度均比对照明显增加,增加程度依次为：棉籽处理＞棉秆处理＞废棉处理。（3）随着土壤深度增加,改良作用在减弱。总之,棉田废弃物以棉籽改良盐碱地效果最好,棉秆次之。