秸秆还田对镉污染农田土壤中镉生物有效性的影响

通过温室盆栽试验和土壤培养试验,研究了重金属镉污染水稻土和人为模拟镉污染土壤上不同种类和不同量的作物秸秆还田后,土壤中可提取态镉的动态变化规律以及对白菜生长和吸收重金属镉的影响.结果表明,秸秆还田显著提高了2 种镉污染土壤的pH值.镉污染水稻土上还田玉米和菜豆秸秆显著提高了土壤中醋酸铵提取态镉和DTPA 提取态镉含量,秸秆还田后2 周时醋酸铵提取态镉含量增加了17%～33%,随时间延长,土壤中可提取态镉增加变的不明显.模拟镉污染土壤上还田玉米和菜豆秸秆对土壤中醋酸铵提取态镉和DTPA 提取态镉含量影响不明显.镉污染水稻土上秸秆还田量2%时显著降低了白菜体内镉含量,还田菜豆秸秆和玉米秸秆白菜体内镉含量分别降低了18%和27%.还田玉米秸秆影响了白菜生长,降低了白菜的产量;模拟镉污染土壤上还田菜豆秸秆对白菜生长和镉含量影响不明显,但还田2%玉米秸秆降低了白菜生物量,增加了白菜镉含量.     

长期不同耕作方式与秸秆还田对稻田镉生物有效性的影响

以湖南省典型双季稻区的土壤-水稻系统为研究对象,通过长期田间连续定位试验,研究不同耕作方式和秸秆还田对土壤-水稻系统镉生物有效性的影响。试验采用随机区组设计,共设4个处理:翻耕+秸秆不还田(CT);翻耕+秸秆还田(CTS);旋耕+秸秆还田(RTS);免耕+秸秆还田(NTS)。结果表明:NTS处理增加了土壤阳离子交换量,降低了粉粒的比例。NTS处理土壤总镉和离子交换态镉含量分别为(0.48±0.01)mg·kg~(-1)和(0.39±0.01)mg·kg~(-1),与CTS和RTS处理均无显著差异,但显著高于CT处理。NTS处理早稻和晚稻糙米总镉含量分别高达(0.30±0.04)mg·kg~(-1)和(0.60±0.07)mg·kg~(-1),超过0.20 mg·kg~(-1)的国家食品安全标准(GB 2762—2017),且显著高于其他处理。水稻糙米中总镉含量和土壤总镉、碳酸盐结合态镉和铁锰氧化物结合态镉含量显著正相关。研究表明,耕作强度越弱土壤中镉的生物有效性越高,秸秆还田相对于不还田处理增加了镉的生物有效性。耕作方式和秸秆还田通过影响土壤镉生物有效性进而影响水稻镉含量,免耕秸秆还田增加了土壤和水稻糙米中的镉,带来了镉超标的安全问题。     

生物炭与不同肥料配施对镉胁迫下烟株生长的影响

以豫烟12号为供试材料,采用盆栽土培试验,探讨在重金属镉胁迫下,生物炭与不同肥料配施后,烟株根系活力、保护酶活性、烟叶中镉含量及烟叶生物量的变化。结果表明：生物炭的添加在一定程度上提高了根际土壤的pH值,添加生物炭的施肥处理土壤中的有效态镉含量和烟叶镉含量均在旺长期（60 d）后显著下降。成熟期（90 d）时,复合肥处理和有机肥+复合肥处理在添加生物炭后,土壤中的有效态镉含量分别降低了22.2%和7.14%,烟叶镉含量分别降低了61.3%和40.3%。生物炭与复合肥配施和生物炭与有机肥+复合肥配施的烟株根系活力分别较未添加生物炭的对应施肥处理提高了11.24和18.85 μg·g-1·h-1,烟叶生物量较未添加生物炭的施肥处理分别增加了67.6%和21.4%。胁迫环境下,两种施肥方式添加生物炭后显著降低了烟叶的MDA含量,减少了烟叶的膜质过氧化程度,烟叶的SOD,POD和CAT保护酶活性较未添加生物炭的施肥处理也有所增加,且以有机肥+复合肥添加生物炭的施肥处理对烟叶保护酶活性的提高较为显著。因此,在有机肥和复合肥配施的情况下添加生物炭可有效改善烟株的镉胁迫环境,降低烟叶中的镉含量。     

风干和冻干对稻田土壤镉形态分析的影响

稻田土壤样品自然风干和冷冻干燥处理,是目前稻田土壤中镉形态分析过程中广泛采用的两种前处理方法,然而,风干和冻干处理对不同施肥稻田土壤镉形态分析的影响规律及机制的影响尚不明确。本研究以长期不同施肥稻田土壤为研究对象,通过对比自然风干和冷冻干燥稻田土壤样品,探讨了两种干燥方式对稻田土壤镉形态变化和化学提取有效镉含量的影响规律及机制。结果表明:不同施肥稻田土壤冷冻干燥样品中化学提取有效态镉含量均明显低于自然风干样品,长期施用化肥和高量有机肥稻田土壤有效态镉提取量差异分别达到56.5%~69.2%和50.8%~66.3%;而长期施用常量有机肥的稻田土壤有效态镉提取量差异为16.9%~22.3%。与自然风干样品相比,冷冻干燥处理的长期施用化肥和高量有机肥稻田土壤可交换态、有机结合态和铁锰氧化物结合态镉含量变化明显,而长期施用常量有机肥稻田土壤中可交换态和碳酸盐结合态镉含量变化较明显。两种干燥方式下土壤颗粒大小分布差异对土壤有效态镉提取影响较小。相关分析表明,风干和冻干过程中土壤pH、有机质、交换态铁和水铁矿性质变化对有效态镉提取的影响较大。干燥方式可显著影响长期不同施肥稻田土壤镉的形态及化学提取有效态镉的数量,在分析稻田土壤有效态镉含量时应注意干燥方式对不同土壤和提取剂提取效果的影响。     

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。     

生物炭与秸秆还田对水稻土碳氮转化及相关酶活性的影响

通过秸秆炭化还田和秸秆直接还田对比试验研究生物炭与秸秆还田对土壤碳氮转化相关酶、微生物量碳及矿质态氮的影响,为秸秆炭化还田生产实践提供科学依据。采用田间微区试验,基于等氮磷钾养分设计,设置6个施肥处理:不施肥(CK)、单施生物炭(C)、单施秸秆(S)、氮磷钾化肥配施(NPK)、生物炭配施氮磷钾(CNPK)和秸秆配施氮磷钾(SNPK)。分别在水稻插秧前(BF)、分蘖盛期(TS)、抽穗期(HS)和成熟期(MS)研究土壤中β-葡萄糖苷酶活性、蔗糖酶、脲酶活性和蛋白酶活性及微生物量碳、矿质态氮含量的动态变化。结果表明:在等氮磷钾养分条件下,秸秆炭化还田和秸秆直接还田均能提高土壤β-葡萄糖苷酶、脲酶、蔗糖酶和蛋白酶活性、并能增加微生物量碳和矿质态氮含量;且生物炭配施氮磷钾化肥和秸秆配施氮磷钾化肥分别优于单施生物炭和单施秸秆;土壤中的微生物量碳、β-葡萄糖苷酶和蔗糖酶三者之间呈两两显著及极显著相关关系,相关系数分别为:0.894*,0.872*和0.956**;矿质态氮分别与蛋白酶活性、脲酶间呈极显著相关(0.966**)和显著相关(0.834*)。在等氮磷钾养分条件下,秸秆直接还田对土壤β-葡萄糖苷酶、蔗糖酶、蛋白酶和矿质态的促进作用优于秸秆炭化还田。秸秆炭化还田对土壤脲酶、微生物量碳提升作用优于秸秆直接还田。水稻秸秆炭化还田对土壤碳氮转化有促进作用。     

不同物料添加对镉污染稻田土壤的影响

为探讨不同物料还田对镉污染稻田的修复效果,以浙江某地稻田土壤为研究对象,采用室内土壤培养方法,研究蒲公英(全草)、白花蛇舌草(全草)和水稻秸秆添加对土壤微生物活性、群落结构、土壤pH和有效态镉含量的影响。结果表明,蒲公英、白花蛇舌草和水稻秸秆处理的土壤CO₂释放率分别为1.70、1.12和1.09 μg·g^-1·h^-1,与空白对照相比分别提高了122.6%、46.9%和43.5%;土壤微生物Shannon指数分别为27.09、17.92和17.53,与空白对照相比差异均达显著水平;土壤培养期间pH最高分别达7.22、8.28、7.49,与对照相比分别提高22.5%、10.8%和6.8%;培养结束后土壤有效态镉含量分别为0.19、0.29和0.26 mg·kg^-1,与空白对照相比,蒲公英和水稻秸秆处理分别降低了29.6%和3.7%,而白花蛇舌草处理则增加了7.4%。添加蒲公英处理能够改善土壤微生物群落结构及活性,提高土壤pH,降低土壤中有效态镉含量。本研究为镉污染稻田土壤修复提供了一种新的可能途径。     

干旱区棉花秸秆还田和施肥对土壤氮素有效性及根系生物量的影响

【目的】本研究探讨干旱区棉田土壤氮素转化过程及对棉花根系生物量的影响,明确棉田土壤氮素有效性对农业管理措施的响应,为棉田制定高产高效管理措施,实现棉花高产优质低成本及环境友好生产服务。【方法】在定位试验条件下,采用裂区设计,以秸秆不还田(S0)与秸秆还田(S1)为主区,4种施肥处理(不施肥(F0)、施氮磷钾化肥(F1)、施有机肥(F2)、施氮磷钾化肥+有机肥(F3))为副区,分析了秸秆还田和施肥对土壤氮素有效性的影响,探讨了棉田土壤氮素转化过程,包括净矿化速率、净硝化速率、总硝化速率和反硝化速率的变化,明确了土壤有效氮含量和棉花根系生物量对秸秆还田和施肥措施的响应。【结果】(1)秸秆还田和施肥显著增加了土壤净矿化速率、总硝化速率和反硝化速率,棉花不同生育时期不同施肥处理间各指标的变化不同,但秸秆还田下施肥处理间差异不显著,在盛花期均有最大速率;(2)秸秆还田和施肥显著增加了土壤铵态氮、硝态氮和无机氮含量,但秸秆还田下施肥处理间差异不显著,棉花盛花期和盛铃期土壤无机氮含量显著高于收获期;(3)秸秆还田显著降低了棉花根冠比,对根系生物量、细根/粗根比影响不显著,施肥显著增加了根冠比、根系生物量及细根生物量,施肥处理之间差异不显著。综上所述,秸秆还田能增加土壤净矿化速率、净硝化速率、总硝化速率、反硝化速率、硝态氮、铵态氮和可吸出无机氮含量以及根系生物量。有机肥无机肥配施有最大的土壤净矿化速率、净硝化速率、总硝化速率、反硝化速率、硝态氮和可吸出无机氮含量。有机肥无机肥配施也有最大的根系生物量和粗根细根比。【结论】秸秆还田和施肥有利于促进土壤氮素转化过程,增加土壤有效氮含量,对根系生长及生物量产生影响。在干旱区实施秸秆还田,结合有机无机肥配施技术有利于加速土壤养分转化,提高肥料利用效率,增加有效养分含量,促进作物根系生长和地上部碳同化能力。     

玉米/大豆间作的镉累积规律初探

为探索镉污染农田高效种植结构调整模式,通过在镉污染严格管控区农田(土壤全镉含量1.98 mg·kg~(-1))开展不同镉积累特性的玉米和大豆间作试验,系统研究了单作和间作下玉米和大豆的镉吸收积累规律。结果表明,随着生育进程推进,玉米秸秆镉含量呈总体降低的变化趋势,大豆秸秆镉含量呈逐渐升高再降低的趋势,玉米苗期秸秆镉含量最高,而大豆鼓粒期秸秆镉含量最高;大豆成熟期籽粒镉含量高于鼓粒期,玉米灌浆期籽粒镉含量高于成熟期;间作降低了成熟期镉低积累玉米籽粒镉含量,提高了镉高积累玉米籽粒镉含量,间作模式下镉高积累和低积累玉米品种籽粒镉含量平均值分别为0.139 mg·kg~(-1)和0.003 mg·kg~(-1),分别较单作降低了-14.88%和88.46%;秸秆和籽粒的富集系数大豆分别为2.567～3.329和0.667～0.764,玉米分别为0.729～3.339和0.001～0.079,间作玉米秸秆富集系数较单作增加0.15%～46.22%,低镉积累玉米籽粒富集系数较单作降低84.62%～92.31%;间作处理土地当量比为1.46～1.77。因此,间作大豆可以保证低镉积累玉米籽粒在镉污染土壤的安全生产,为土地合理利用提供有效的参考途径。     

小麦玉米秸秆长期还田对砂姜黑土磷库组成的影响

为优化管理小麦-玉米轮作体系秸秆还田条件下的土壤磷素,本研究依托皖北砂姜黑土区秸秆还田定位试验,设置不施肥（CK）、常规施肥（F）、常规施肥+小麦秸秆单季还田（FWS）、常规施肥+玉米秸秆单季还田（FMS）、常规施肥+小麦玉米秸秆双季还田（FWMS）5个处理,采用蒋柏藩-顾益初法及Bowman-Cole法分别测定了砂姜黑土无机磷和有机磷组分含量,运用相关分析和通径分析探究了土壤不同磷组分与有效磷之间的关系。结果表明：小麦玉米秸秆还田显著提高了砂姜黑土全磷和有效磷含量及土壤磷活化系数。秸秆还田可显著提高砂姜黑土无机磷组分中磷酸二钙（Ca₂-P）、磷酸铝（Al-P）及磷酸铁（Fe-P）的含量,与F处理相比,FWS、FMS和FWMS的土壤Ca₂-P含量分别增加32.3%、28.4%和43.8%,Al-P含量分别增加15.3%、10.7%和13.4%。土壤有机磷组分中活性有机磷（LOP）、中活性有机磷（MLOP）和中稳性有机磷（MROP）含量在秸秆还田条件下均明显增加。秸秆还田下砂姜黑土闭蓄态磷（O-P）含量无显著变化,FMS和FWMS处理的磷酸八钙（Ca₈-P）含量显著增加,磷灰石（Ca₁₀-P）和高稳性有机磷（HROP）含量下降。秸秆还田可显著增加砂姜黑土中Ca₂-P所占比例,降低O-P、Ca₁₀-P和HROP的占比。砂姜黑土中Al-P、Fe-P、Ca₂-P及MLOP与有效磷呈极显著正相关关系,其中Al-P、Ca₂-P和MLOP对有效磷的正向直接影响较大。研究表明,小麦-玉米轮作制中秸秆单季或双季还田均可促进砂姜黑土中无效态磷向有效态磷和缓效态磷转化,从而提升土壤磷素有效性,秸秆单季和双季还田处理在砂姜黑土磷素活化效果方面无显著差异。     

麦玉复种体系下秸秆还田与施氮对作物水氮利用及产量的效应研究

【目的】探究陕西关中地区麦玉复种体系下作物生产过程对秸秆还田与氮肥合理配施的响应,为实现当地粮食作物增产及资源高效利用提供理论依据。【方法】本研究于2011年10月至2016年10月,在陕西杨凌地区设置连续5年的定位试验。采用二因素裂区设计,主区为秸秆还田,设秸秆还田（S）和秸秆不还田（S0）2个水平;副区为施氮量,设常规施氮（F1）、减量施氮（F0.8）、不施氮（F0）3个水平,对冬小麦与夏玉米籽粒产量及水肥利用状况进行测定分析。【结果】秸秆还田与施氮及二者交互作用对麦玉两作物产量及其构成因素、水肥利用效率等方面有显著或极显著影响。秸秆还田较不还田处理显著提高土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量,分别达6%-14%、8%-34%、3%-5%、3%-10%;同时显著提高麦玉播种前及收获后0-100 cm土层的储水量,播种前及收获后5季均值分别增加5%-11%、12%-15%（麦）和4%-9%、11%-17%（玉）。与不施氮处理相比,施氮显著提高土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量;并显著提高了秸秆还田水平下麦玉播前及收后土壤储水量。在产量和水氮利用方面,秸秆还田较不还田处理分别显著提高了2012-2016 4季冬小麦和5季夏玉米产量,其中,冬小麦每年依次提高4%-6%、5%-10%、7%-10%、8%-12%,夏玉米依次为1%-2%、3%-6%、4%-7%、5%-8%、3%-7%;秸秆还田显著提高麦玉水分利用率WUE,5季均值分别增加4%-7%和8%-11%;并显著提高2012-2016 4季麦玉氮肥偏生产力PEPN、2012-2016 4季冬小麦和5季夏玉米农学利用率AEN。施氮较不施氮处理显著提高麦玉产量,且均以F1处理最高,冬小麦F1处理在两秸秆还田水平下分别较F0处理显著增产30%-38%（S）和29%-33%（S0）,夏玉米为21%-25%（S）和19%-22%（S0）;施氮显著提高了两作物WUE,S0水平下F1处理WUE均值最高,S水平下F0.8处理WUE均值最高;F0.8较F1处理在5季中均显著提高作物PEP_N和AE_N,5季均值最高的SF0.8处理较最低的S0F1处理分别增加31%和30%（麦）、30%和31%（玉）。经济效益方面,秸秆还田较不还田处理提高了麦玉净收益均值,分别为808-1 258元和733-1 212元;施氮较不施氮处理提高两作物净收益,施氮处理中以F0.8处理获得收益最大。麦玉5年净收益均呈现出SF0.8＞SF1＞S0F0.8＞S0F1＞SF0＞S0F0的趋势,其中SF0.8处理下净收益均值较CK分别增加3 052元和2 145元。【结论】长期秸秆还田配减量施氮在保证冬小麦及夏玉米维持较高产量的情况下,显著改善作物水肥利用情况。综合考虑作物产量、水肥利用效率及经济效益,不同处理间以秸秆全量还田配施减量氮肥处理效果最优。     

小麦秸秆还田量对土壤Cd有效性及水稻Cd亚细胞分布的影响

为研究小麦秸秆还田量对水稻镉(Cadmium,Cd)亚细胞分布的影响,本文采用盆栽试验的方法,研究了小麦秸秆半量(Half dose wheat straw,HDWS)、全量(Full dose wheat straw,FDWS)还田对土壤有效态Cd及水稻Cd亚细胞分布的影响。结果表明,小麦秸秆还田降低了水稻苗期与分蘖期根部细胞壁(F1)、细胞器(F2)和可溶性物质(F3)中的Cd含量(比对照降低11.0%～51.1%),但提高了灌浆期和成熟期根部F1、F2和F3中的Cd含量(10.1%～35.5%)。同时,小麦秸秆还田显著降低了灌浆期和成熟期水稻茎部F1、F2中的Cd含量(31.3%～47.4%),亦显著降低了分蘖期和灌浆期茎部F3中的Cd含量(49.4%～51.1%);HDWS和FDWS较CK均显著降低了水稻地上部分的Cd总积累量(P0.05)。小麦秸秆还田通过提高水稻根系细胞壁固定及液泡区隔化作用,显著降低了水稻稻谷中Cd含量,降低了Cd的食品安全风险。根据研究结果,小麦秸秆全量还田更有利于Cd污染土壤上水稻安全生产,且DGT法评估水稻Cd有效性优于化学提取法。     

秸秆直接还田与炭化还田对热带土壤-水稻系统氨挥发的影响

氨挥发是稻田氮损失的主要形式之一。本研究采用温室土柱试验方法,设置不施氮肥(0N)、秸秆还田 (ST)、生物炭(秸秆炭化)还田(BI)、常规施肥(CF)、秸秆还田配施氮肥(NST)、生物炭还田配施氮肥(NBI)6个处理,研究等量氮素投入条件下秸秆还田及其炭化还田对热带土壤-水稻系统氨挥发排放的影响。结果表明,与CF处理相比,NST处理在分蘖期显著(P<0.05)降低了田面水的pH值,提高了田面水的NH₄⁺-N含量;NBI处理显著(P<0.05)提高了水稻成熟期的土壤pH值和土壤NH₄⁺-N含量,降低了土壤NO₃^--N含量。总的来看,NBI处理在试验条件下对土壤氨挥发具有较好的抑制作用,氨累积挥发量较CF处理显著(P<0.05)降低28.9%。     

小麦-水稻秸秆还田对土壤有机质组成及不同形态氮含量的影响

通过4年田间定位试验,研究小麦-水稻轮作方式下秸秆还田对土壤有机质组成及不同形态氮含量的影响.试验设置不施秸秆不施肥对照(CK)、秸秆还田不施肥(S)、秸秆还田+基肥增施N肥45 kg·hm^-2(SF1,C/N=12:1)、秸秆还田+基肥正常N肥施用量(SF2,C/N=18:1)、秸秆还田+基肥减施N肥45 kg·hm^-2(SF3,C/N=24:1)共5个处理.结果表明:与对照处理(CK)相比,秸秆还田不施肥处理(S)使土壤有机质、全氮和有机氮的含量分别增加7.8%、10.6%和10.9%,而使土壤中无机氮的含量减少17.1%;秸秆还田配施不同化肥处理中,当碳氮比为18:1时,土壤全氮、有机氮和无机氮含量最高,分别比对照处理增加27.2%,27.2%和25.7%.元素分析结果显示,秸秆还田S、SF1、SF2、SF3处理土壤全量有机质(SOM)中的碳、氮元素含量均有所增加,同时SOM中的C/N、H/C和O/C比值都下降.红外光谱结果表明,秸秆还田S、SF1、SF2、SF3处理,在1650~1640 cm^-1和3400 cm^-1处的峰强度增加,表明土壤有机质中含氮基团、酚羟基、羟基或羧基含量增加;2920 cm^-1处的吸收峰增强,表明SOM中脂肪族结构增加,芳香性增强.与对照处理(CK)相比,秸秆还田不施肥(S)处理的当年水稻产量下降8.8%;配施化肥后,SF1、SF2、SF3处理水稻实际产量分别比对照(CK)处理增加12.6%、22.7%、19.1%,且当碳氮比为18:1时,增产效果最为明显;单独秸秆还田提高了土壤有机质含量,降低了其碳氮和氢碳比例,使SOM中脂肪族化合物增加,酰胺结构和芳香性增强,同时提高了土壤全氮和有机氮的含量,减少了土壤无机氮含量.     

有机物料还田对夏玉米田土壤氮素形态、转化及利用的影响

为探究不同有机物料还田对土壤氮素转化与利用的影响,通过田间定位试验,在夏玉米季不同生育时期以无机肥(CF)为对照,测定秸秆(ST)、猪粪(PM)和沼渣(BR)3种有机物料等氮量还田处理的土壤全氮、硝态氮、铵态氮以及微生物量氮以及玉米产量等指标,并通过室内培养测定不同物料还田的土壤净氮矿化速率。结果表明:从对土壤总量影响来看,添加3种有机物料均能不同程度地增加土壤全氮含量,成熟期PM、BR和ST处理分别比CF提高16.62%、9.14%和8.60%。从氮素形态来看,PM处理可以提高土壤硝态氮含量,在玉米扬花期和成熟期分别提高37.05%和75.86%;BR处理可以提高土壤铵态氮含量,在整个玉米生育期土壤铵态氮提高16.83%。3种有机物料还田均可提高土壤微生物量氮,ST、PM和BR分别比CF高出15.76%、14.84%和17.85%。从不同有机物料还田的土壤氮矿化速率来看,PM和BR处理可显著提高土壤氮矿化速率,分别比CF高出33.53%和12.93%,ST处理的土壤氮矿化速率最低(0.03~1.06 mg/(kg·d))。就产量与氮肥吸收而言,PM处理玉米产量比ST处理提高8.10%,PM和BR处理氮肥吸收效率均显著高于CF和ST处理。3种有机物料还田均可提高土壤全氮水平,但在土壤氮素形态和氮矿化速率上有差异。在3种有机物料处理中,沼渣处理最有利于增加土壤无机氮含量,猪粪处理对于促进土壤氮矿化效果最佳,秸秆则显著减弱了土壤中氮的矿化速率。综上,猪粪和沼渣还田在提高土壤供氮能力、促进氮矿化与促进氮肥吸收上均显著优于秸秆,猪粪还田有利于提高玉米产量。     

氮素和生物调控下稻草还田对土壤肥力和产量的影响

采用稻草整株全量还田方式,设置了高氮和低氮2个水平,配合有无生物腐解剂处理,以当地农民习惯施肥为对照,对稻草还田前后的理化性质做了系统的分析,进而确定最佳的还田方式。结果表明,稻草还田提高了土壤的碱解氮、速效磷、速效钾和有效硅含量,降低了土壤容重,其中稻草还田2年高氮加生物腐解剂处理的各项指标最佳,碱解氮、速效磷、速效钾和有效硅含量分别比未还田前提高了14.3%、9.7%、8.5%、23.9%,土壤容重较农民习惯施肥处理降低了9.34%,水稻产量提高了10.6%。     

三种生物质炭对红壤和黄壤镉有效性的影响

采用盆栽试验,研究了5%的花生壳炭、竹炭和小麦秸秆炭对红壤和黄壤中有效镉含量及玉米幼苗镉吸收和转运的影响。结果表明:3种生物质炭使红壤和黄壤的pH分别提高0.12~0.59和0.21~1.00,有机质含量分别提高35.43%~83.34%和52.14%~142.82%,均达到显著性水平(P0.05);生物质炭使红壤和黄壤有效镉含量分别降低12.8%~20.1%和17.7%~29.9%,降幅在红壤中以花生壳炭处理最大,黄壤中则以小麦秸秆炭处理最大,但两种土壤中花生壳炭、小麦秸秆炭处理有效镉含量差异不显著;3种生物质炭一定程度上可抑制红壤中玉米的生长,但花生壳炭和竹炭可促进黄壤中玉米幼苗的生长;花生壳炭和竹炭使红壤中玉米幼苗地上部镉含量分别降低19.63%和23.10%,竹炭使黄壤中玉米幼苗根部镉含量提高14.88%,其余处理对玉米幼苗根部和地上部的镉含量影响均不显著。这说明尽管生物质炭可通过提高土壤pH和有机质含量降低红壤和黄壤的有效镉含量,但对植物镉含量的影响则因土壤类型和生物质炭种类而异。     

豫北平原粮田土壤养分状况研究

选取豫北平原粮食主产县代表性地块,对耕层土壤养分进行测定分析,调查玉米产量、农业生产状况和农民施肥习惯,旨在查明豫北平原土壤养分状况,为合理利用土壤资源和指导科学施肥提供依据。结果表明:豫北平原土壤养分状况整体处于中等偏上水平,土壤有机质、土壤全氮、速效氮、速效磷和速效钾平均含量分别为15.54 g/kg、1.04 g/kg、63.80 mg/kg、20.72 mg/kg和101.93 mg/kg。与第二次土壤普查结果相比土壤有机质提高了38.75%,土壤速效磷含量提高了55.79%,而土壤速效钾含量下降了40.63%。应重视施用有机肥和推广秸秆还田,注意减磷补钾平衡施用化肥,重视宣传推广作物专用复合肥和新型缓/控释肥的施用,不断提高土壤肥力水平和作物产量。     

填闲大豆秸秆还田对黄瓜连作土壤化学指标的影响

以连作黄瓜土壤为研究对象,夏季休闲期设定接种与非接种根瘤菌还田处理,主栽作物时期设定传统施肥、75%施肥、50%施肥裂区试验,系统研究不同处理对土壤速效养分的影响。结果表明,夏季填闲大豆显著增加不同土层pH,降低土壤可溶性盐浓度和速效氮质量分数,且接种优于非接种处理;接种还田50%施肥处理增加秋冬茬土壤pH,降低电导率效果显著;接种还田50%施肥处理黄瓜拉秧期显著增加速效钾质量分数;黄瓜结瓜初期接种还田75%、50%施肥以及非接种还田50%施肥显著增加速效氮质量分数。0~20cm土壤速效磷质量分数显著高于其他土层,填闲非接种大豆增加显著,黄瓜初瓜期和拉秧期接种大豆还田下传统施肥显著增加0~20cm土壤速效磷质量分数。总之,填闲大豆可有效降低夏季休闲期土壤电导率和表层速效氮累积,增加土壤pH,接种根瘤菌大豆还田75%、50%施肥可提供秋冬茬作物较高的速效氮养分。     

稻草持续还田腐熟定点监测效果研究

笔者采用定点监测方法,开展了稻草持续还田腐熟效果研究。结果表明：连续3 年稻草还田腐熟,土壤有机质增加,容重降低,土壤理化性状得到改善,水稻产量增加。与无稻草还田相比,水稻增产590.67~774.00 kg/hm2,增长7.14%~9.36%;土壤容重降低0.02~0.03 g/cm3,降低1.53%~2.30%;土壤有机质增加0.64~1.34 g/kg,增长1.97%~4.13%;土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量均有不同程度提高。经方差分析,常规施肥加“谷霖”腐秆剂的稻草还田处理与常规施肥无稻草还田处理之间土壤容重、土壤有机质、土壤碱解氮之间含量差异均达到显著水平,有效磷含量差异达极显著,其余各处理之间土壤理化性状指标之间差异不显著(P＞0.05)。稻草持续还田腐熟不仅能培肥地力,而且增产增收。