小麦秸秆还田模式对秸秆腐解及土壤性质的影响

[目的]探明秸秆腐解及土壤性质对还田模式的响应,为提高秸秆还田质量提供参考.[方法]比较辅助剂添加模式、耕作模式、小麦机械收获模式及微生物菌剂活化模式4种秸秆还田模式下秸秆的腐解率及土壤性质的变化.[结果]在辅助剂添加模式中,秸秆还田+尿素+微生物菌剂+土壤调理剂模式明显优于其他还田模式,还田12个月其秸秆腐解率达10...     

复合微生物菌剂对油菜秸秆腐熟及油菜产量的影响

为了探讨复合微生物菌剂对油菜秸秆的腐熟效果,比较了未用油菜秸秆还田(A)处理、油菜秸秆直接还田(B)处理及秸秆还田并施复合微生物菌剂(C)处理的土壤养分含量、秸秆腐熟程度以及油菜产量.结果表明,秸秆还田并施用复合微生物菌剂降低了土壤pH值和容重,提高了土壤养分含量.C处理有机质含量较A、B处理分别提高12.61％、8.50％,全氮含量分别提高38.60％、26.27％.施用复合微生物菌剂加速了秸秆的腐熟速度,秸秆在发酵腐熟60 d时,C处理腐熟率为75.18％,远高于B处理(56.88％).油菜秸秆还田并施用复合微生物菌剂可提高油菜生物量、改善油菜农艺性状,进而提高产量,C处理油菜产量较A、B处理分别提高5.33％、0.30％.总之,施用复合微生物菌剂可加速秸秆腐熟和养分释放,从而改善土壤理化性质、提高土壤养分含量,进而改善油菜农艺性状并提高产量.     

复合菌剂在小麦秸秆全量还田中的作用效果

在大田试验条件下,研究秸秆腐熟剂对小麦秸秆全量还田的作用效果,对腐熟过程进行跟踪监测。小麦秸秆腐熟后,在供试大田种植水稻,观测对水稻的生长促进作用。结果表明：施加复合菌剂,能提高秸秆腐熟效率,缩短腐熟时间,提高土壤肥力,增加作物产量。     

菌剂降解秸秆直接还田对黑土土壤碳素和氮素的影响

[目的]通过3年菌剂降解秸秆直接还田试验,研究了东北黑土土壤碳素和氮素的变化.[方法]采用TOC仪和凯式定氮仪,测定土壤有机质、全氮、微生物量碳和微生物量氮.[结果]与初始的基础肥力相比,各处理土壤有机质含量均有所增加,分别提高了23.39％、18.23％和15.96％.各处理土壤微生物量碳含量在灌浆期达到最高,复合菌处理和纤维素分解菌处理明显高于对照,分别是对照的1.24倍和1.17倍.除2011年施菌剂处理土壤全氮含量显著低于对照外,2010年和2014年施菌剂处理土壤全氮含量均高于对照.土壤微生物量氮含量由大到小依次为复合菌＞纤维素分解菌＞对照.随着菌剂降解秸秆直接还田年份的增加,各处理土壤的C/N均有所提高,且2014年各处理土壤的C/N显著高于2010年和2011年,接近于微生物降解的最佳C/N(25:1).[结论]菌剂降解秸秆直接还田增加了土壤有机质、微生物量碳、全氮、微生物量氮含量和C/N,且2014年各处理土壤的C/N接近于25:1.     

不同的秸秆还田对土壤理化性质及水稻产量的影响

研究了不同的作物秸秆还田对土壤理化性质及水稻产量的影响。结果表明,秸秆还田对土壤物理性质的影响明显,与单施化肥的对照相比,秸秆还田处理的土壤容重下降。添加了秸秆的处理都比单施化肥的对照稻谷产量高,最多增产500.00 kg/hm~2,增产率为7.62%;添加了秸秆腐熟菌剂的秸秆还田处理均比不添加秸秆腐熟菌剂的秸秆还田处理的稻谷产量高,最多增产438.34 kg/hm~2,增产率为6.62%。化肥+麦秸+腐熟菌剂与化肥+油菜秸+腐熟菌剂的稻谷产量最高。不同的秸秆还田处理都比单施化肥处理的有效穗多。秸秆还田能够改善土壤的物理性质,增加水稻的产量。     

不同载体催腐剂应用于秸秆还田的微生物区系效果研究

从环境中分离得到降解纤维素的细菌、放线菌、真菌等,将其制成具有协同作用的不同载体的降解纤维素复合菌剂—水剂和粉剂。设计不同处理,研究其在小麦秸秆还田后不同时间内各类微生物数量的变化。结果表明,添加了秸秆催腐复合菌剂的处理比不添加秸秆催腐复合菌剂的对照更有利于小麦秸秆还田过程中各类微生物的生长,粉剂对小麦秸秆还田过程中各类微生物的数量的增加作用优于水剂,而水剂中的施用量90 L/hm2优于30 L/hm2,粉剂的施用量30 kg/hm2优于90 kg/hm2。     

白腐真菌降解生物质秸秆效果的研究

[目的]探讨不同发酵时间白腐真菌对玉米和油菜秸秆的降解效果。[方法]设置6个时间点（0、20、25、30、35和40 d）,测定油菜和玉米秸秆的木质素含量和降解率变化。[结果]随着发酵时间的延长,玉米和油菜秸秆的木质素降解率均呈下降—上升—再下降的趋势。在发酵培养20 d时,油菜秸秆的木质素降解率达到最大,为58.07%;在发酵培养35 d时,玉米秸秆的木质素降解率达到最大,为33.62%。[结论]白腐真菌对玉米和油菜秸秆的降解效果显著,其中对油菜秸秆的降解效果尤为突出。     

稻麦轮作体系长期秸秆还田对土壤真菌群落结构及秸秆降解潜力的影响

还田秸秆腐解不及时极大程度地影响了下茬作物生长,但长期秸秆还田是否能富集秸秆腐解微生物从而促进秸秆进一步降解尚未系统阐明。本研究依托江苏省典型稻麦轮作种植区的长期秸秆还田试验（10 a）,研究了秸秆还田对土壤化学性质的影响,并利用扩增子高通量测序技术分析了秸秆还田土壤的真菌群落组成,最后通过秸秆埋盆试验测定了土壤微生物群落对小麦秸秆的降解潜力。结果表明：与未还田土壤相比,秸秆还田显著降低了土壤pH而提高了电导率,同时土壤可溶性有机碳、总磷和总碳含量分别提高了23%、24%和2%。此外,秸秆还田明显改变了土壤真菌群落组成,秸秆还田土壤中真菌群落多样性降低,优势菌子囊菌门（Ascomycota）的相对丰度提高了25%,Schizothecium、Sarocladium、Gibberella、Rhizophlyctis、Cryptococcus、Lindtneria和Myrothecium等潜在秸秆降解真菌属的相对丰度显著提高,增幅为2.5~132.3倍。秸秆还田土壤对小麦秸秆的腐解效率高于对照土壤,增幅达37%,冗余分析表明这一结果与秸秆还田对潜在秸秆降解真菌类群的富集作用有关。上述研究结果表明稻麦轮作体系下长期秸秆还田可通过提高潜在秸秆降解真菌类群丰度促进秸秆降解。     

秸秆还田条件下不同供钾能力土壤水稻、油菜、小麦钾肥减量研究

【目的】研究不同供钾能力土壤在秸秆还田条件下钾肥减量施用对水稻、油菜、小麦的产量、钾素吸收量及钾肥利用率的影响,计算秸秆还田条件下3种作物的钾肥适宜用量,为秸秆还田条件下钾肥资源的合理利用及农田钾素养分管理和调控提供理论依据。【方法】2013—2015年在湖北省38个县(市)的水稻、油菜及小麦3种作物上开展秸秆还田钾肥减量施用田间试验。试验设置6个处理,分别为(1)对照,不施钾(CK);(2)施用全量化学钾肥(+K);(3)秸秆还田处理(+S);(4)秸秆还田配施50%钾肥(S+1/2K);(5)秸秆还田配施75%钾肥(S+3/4K);(6)秸秆还田配施全量钾肥(S+K)。参考不施钾肥处理的作物相对产量(即CK处理产量/+K处理产量)将土壤供钾能力分为高、中、低3个水平。【结果】不同供钾水平土壤施钾和秸秆还田均能不同程度增加水稻、油菜和小麦的产量和地上部钾素吸收量。其中,高供钾能力的土壤水稻、油菜和小麦仅通过上季作物秸秆全量还田即可满足作物高产的钾素需求;中等供钾能力的土壤3种作物可在秸秆还田条件下减少50%钾肥用量;而低供钾能力的土壤,秸秆还田条件下水稻季可减少25%钾肥用量,油菜和小麦季可减少50%钾肥用量。从土壤钾素表观平衡来看,秸秆还田可缓解土壤钾素亏缺,其中油菜季平均盈余量为14.1—152.6kg K_2O·hm~(-2),小麦季平均盈余量为25.5—95.9 kg K_2O·hm~(-2),水稻季则仍表现为钾素亏缺。在考虑秸秆钾素投入量的情况下,通过一元二次方程和线性加平台方程拟合秸秆还田条件下钾肥用量与作物产量之间的关系,以+K处理产量为标准得到秸秆还田条件下的适宜钾肥用量。结果表明,在前茬作物秸秆全量还田的条件下,供钾能力为中、高等水平的土壤3种作物钾肥适宜施用量为20—33 kg K_2O·hm~(-2),油菜钾肥施用量低于水稻和小麦;而供钾能力低的土壤上,秸秆还田土壤钾肥适宜施用量为45—49 kg K_2O·hm~(-2),油菜钾肥推荐用量高于水稻和小麦。与目前钾肥经济施用量60 kg K_2O·hm~(-2)相比,3种作物在供钾能力为中、高等水平的土壤通过秸秆还田可节省钾肥45.0%—66.7%,供钾能力低的土壤也可节省钾肥18.3%—25.0%。【结论】秸秆还田条件下水稻、油菜及小麦可以在减少18.3%—66.7%钾肥用量的同时保证作物产量,钾肥施用量减少的比例应根据土壤供钾水平进行调整。     

混合菌剂配施保水剂对秸秆降解效果的研究

[目的]研究保水剂配施混合菌剂降解秸秆的影响。[方法]以粉碎的玉米秸秆为原料,以实验室现有菌株(GD-11、东北农大菌株35DR4-1、纤维素降解真菌CF-C1、产表面活性剂细菌C3-6、木质素降解菌LF-W7)筛选最优复合菌剂,施入不同种类不同梯度的保水剂(聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、壳聚糖和海藻酸钠),测定其降解率、活菌数、还原糖、酶活力。[结果]添加壳聚糖0～0.067%秸秆的降解率由7.17%上升至9.12%。[结论]壳聚糖对菌剂降解微生物有显著促进作用,海藻酸钠对菌剂降解微生物有显著抑制作用。     

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。     

浙江省稻田系统秸秆还田问题及对策

秸秆还田是实施肥药减施及有机养分替代的主要技术。稻-麦轮作是浙江北部和中部稻区的主要栽培模式,稻-油和稻-稻模式则主要分布在浙江中部和南部稻区。调查表明,浙江稻区不同栽培模式的秸秆还田与耕作方式主要有:双季稻田秸秆翻耕还田,稻-麦(油)轮作水稻秸秆覆盖还田,以及稻-麦(油)轮作水稻季的4种秸秆还田耕作方式——麦(油)秸秆覆盖还田免耕水稻直播方式、麦(油)秸秆还田浅耕水稻直播方式、麦(油)秸秆还田深耕水稻插秧方式、麦(油)秸秆还田深耕水稻直播方式。不同耕作及还田方式各有利弊,但同时存在秸秆量大、还田困难,肥料配施没有定量计算方法,病虫害加剧,土壤水分需要科学管理,农机需要合理选择与操作等问题。通过调查研究,参考已有的研究技术资料,针对秸秆还田存在的问题进行分析与总结,提出以下对策。1)采取方式轮换措施调和不同耕作类型及不同秸秆还田方式产生的不足。2)中等肥力农田以单季秸秆还田量5~6 t·hm^-2、全年秸秆还田量10~12 t·hm^-2比较适宜,超过的秸秆量建议通过综合利用方式加以解决。3)肥料配施采取以氮肥全季调施、前期适当增施,钾肥适当减施为主的秸秆还田施肥策略。4)病虫害防治采取提前翻耕、秸秆深埋、淹水闷田的措施。5)水分管理以易于机械耕作和秸秆还田后保持土壤湿度促进秸秆腐解为原则,晚稻提倡干湿交替的灌溉管理方式。6)机械类型应选择带有秸秆切碎装置的收割机,耕作机械要保证翻埋深度,以实现稳定与均匀的还田作业。     

微生物复合菌剂对玉米秸杆腐熟及玉米产量的影响

采用2种土源（黑龙江省弱酸性土和山西省弱碱性土）进行秸秆腐熟剂应用效果试验。以玉米秸秆还田为对照组（A组）,研究了秸秆还田并施微生物复合菌剂（B组）在发酵过程中土壤营养的变化,秸秆腐熟程度以及玉米产量的变化。结果显示：在同等管理条件下,不论酸性土或碱性土,在秸秆还田基础上施用腐熟剂后,土壤中有机质、碱解氮、速效磷等养分含量均有所增加。玉米秸秆在微生物复合菌剂作用下可加速其腐解和养分释放,同时能明显改善玉米农艺性状和增产。     

秸秆还田对土壤脲酶活性·微生物量氮的影响

[目的]研究秸秆还田对小麦、玉米一年两熟制下淮北地区砂姜黑土微生物量氮、土壤氮素养分及土壤酶活性的影响,同时探索发展低碳农业、构建资源节约型和环境友好型农业,为实现粮食生产的可持续发展提供理论依据。[方法]通过多年的田间定位试验,并且结合室内分析。[结果]小麦、玉米秸秆能显著提高土壤的全氮含量、土壤脲酶活性和土壤微生物量氮含量。与对照相比,小麦、玉米秸秆还田不施肥处理在2010年小麦播种期、拔节期、开花期、灌浆期、成熟期和2011年玉米播种期、拔节期、大喇叭口期、吐丝期、灌浆期、收获期土壤脲酶的活性增幅分别为21.93%、4.92%、35.88%、4.71%、21.79%、0.99%、31.52%、21.77%、8.52%、3.74%、12.89%,小麦、玉米秸秆还田加施肥能显著提高土壤脲酶活性。小麦、玉米秸秆还田不施肥处理的土壤微生物量氮含量比单独施肥处理高出19.32%。[结论]秸秆还田是提高土壤微生物量氮的关键因素。     

麦秆还田对直播和移栽棉花产量及氮素吸收的影响

为明确长江流域棉区植棉对麦秆还田的响应及其对麦秆中氮素的吸收利用效果,采用田间试验,设置棉花直播冬小麦秸秆不还田（D-S）、棉花直播冬小麦秸秆还田（D+S）、棉花移栽冬小麦秸秆不还田（P-S）和棉花移栽冬小麦秸秆还田（P+S）4个处理。利用¹⁵N同位素示踪技术研究麦秆还田对直播和移栽棉花的产量、生物量、氮素吸收及秸秆氮利用率的影响。结果显示,麦秆还田可不同程度地增加直播和移栽棉花的产量、秸秆生物量和根系生物量。直播条件下,麦秆还田后棉花籽棉产量、叶片、茎秆、棉壳和根系生物量的增幅分别为7.8%、3.7%、4.6%、3.4%和14.6%;移栽条件下,麦秆还田后棉花产量及各部位生物量的增幅分别为5.9%、5.2%、5.6%、7.4%和7.9%。从棉花生物量和产量来看,各处理均表现为P+S>P-S>D+S>D-S。收获期,与麦秆不还田相比,麦秆还田后直播和移栽棉花的根系数、果枝数、叶片数、叶片SPAD、单株铃数和单铃重均有明显增加,而株高、根茎粗和衣分的差异并不显著。与D-S处理相比,D+S、P-S和P+S处理的棉株氮素吸收量分别增加14.4、34.6和51.1 kg·hm^-2,增幅达到9.0%、21.8%和32.2%。表观法和¹⁵N示踪法得出棉花季麦秆氮素的平均回收率分别为22.3%和11.5%,且移栽棉花对麦秆氮素的利用率高于直播棉花,表明棉花季大部分小麦秸秆氮素残留在土壤中。因此,在长江流域麦-棉轮作区,积极开展麦秆还田技术可增加直播、移栽棉花的产量和棉株氮素吸收,并减少化学氮肥施用,从而提高秸秆氮素养分的循环利用效率。研究可为作物秸秆资源利用和棉花季氮肥科学减量施用提供参考依据。     

秸秆还田配施无机改良剂对稻田土壤镉赋存形态及生物有效性的影响

以成都平原德阳市旌阳区Cd污染稻田土为研究对象,通过大田试验研究了秸秆还田下配施无机改良剂对污染稻田土壤Cd形态分布特征及水稻生物有效性的影响。结果表明,秸秆(油菜秆、小麦秆)配合改良剂(海泡石、石灰、钙镁磷肥)施用均显著降低水稻糙米Cd含量,其中油菜秸秆配合海泡石效果较优,降低幅度为36.75%;油菜秸秆配合改良剂(海泡石、石灰、钙镁磷肥)施用提升了茎秆Cd含量(31.46%~140.73%),可能会影响秸秆还田利用。对土壤可交换态Cd含量影响表现为:水稻分蘖期,小麦秸秆配合石灰处理降低50.47%,效果较佳;水稻成熟期,小麦秸秆配合钙镁磷肥处理降低58%,效果较优。回归分析结果表明,土壤Cd形态由有效性较高的形态(可交换态)向有效性较低的形态(铁锰氧化物结合态、有机结合态等)转化,有助于减少水稻根系对Cd的吸收,降低糙米Cd的累积。综上,在抑制土壤活性态Cd,降低水稻Cd积累方面,油菜秸秆还田配合海泡石和小麦秸秆还田配合石灰效果均较优。     

温度与微生物制剂对小麦秸秆腐解及土壤碳氮的影响

【目的】探讨不同温度和添加微生物制剂条件下,小麦秸秆腐解对土壤中不同形态碳、氮含量的影响,为评价秸秆还田措施补充土壤养分、改善土壤肥力的贡献提供理论依据。【方法】采用室内模拟恒温培养方法,于15和20 ℃条件下,在装有127.5 g风干土样的培养盆中,分别添加不同量秸秆（0.961,0 g/盆）和微生物制剂（2.88,0.961,0 mg/盆）,后培养75 d,测定秸秆腐解期间CO₂释放量及腐解后土壤中不同形态碳、氮的含量。【结果】温度对秸秆腐解和养分释放影响较大,而微生物制剂未表现出作用效果。经75 d腐解培养后,添加秸秆与对照相比,15 ℃下秸秆CO₂-C的净累积释放量较20 ℃下低37.1%,而土壤有机碳和微生物量碳净增量分别增加了260%和949%;同时,15 ℃下土壤全氮和铵态氮含量分别较20 ℃下降低了100%和18.4%,微生物量氮提高了262%。【结论】较低的温度有利于秸秆对土壤有机碳和微生物量碳、氮的截留和保蓄,而较高的温度会加速秸秆有机碳向无机碳转化,同时微生物制剂在本研究的水热条件下未能发挥作用。     

油菜秸秆降解菌群的筛选及降解特性研究

[目的]筛选降解油菜秸秆的最优菌群,并研究其降解特性。[方法]通过刚果红平板法、苯胺兰平板法及纤维素酶、木质素酶产酶试验考察了6个菌群的油菜秸秆降解能力。[结果]腐烂秸秆土菌群生长最快,具有最大的生长量,木质素酶活性最高,纤维素酶活性达到了924 U/ml。腐烂秸秆土菌群固态发酵降解油菜秸秆14 d,对油菜秸秆、纤维素、木质素降解率为71%、82%、53%。前12 d对油菜秸秆、纤维素、木质素的降解量分别占各自总降解量的86.05%、93.35%、93.15%。[结论]腐烂秸秆土菌群为降解油菜秸秆最优菌群,并且在降解的前12 d为高效降解阶段。     

我国农作物秸秆资源利用特征、技术模式及发展建议

为促进我国秸秆禁烧和综合利用工作,综述了各区域农作物秸秆资源产生、利用现状及现有技术模式。2016年全国秸秆理论资源量达到9.84×108t,可收集量达到8.24×108t,玉米、水稻和小麦三类农作物秸秆占总量的83.51%。秸秆已利用量为6.73×108t,综合利用率达到81.68%,其中肥料化、饲料化、基料化、燃料化、原料化利用率分别为47.20%、17.99%、11.79%、2.23%、2.47%,形成农用为主的综合利用格局。不同区域之间秸秆利用水平差异显著,华北区、西北区、华东区、中南区、西南区、东北区秸秆综合利用率依次为94.73%、89.21%、88.89%、83.01%、74.27%、63.43%。全国秸秆利用技术模式可分为秸秆还田利用型和循环利用型两大类,其中秸秆还田模式主要有玉米秸秆深翻养地还田模式、棉花秸秆深翻还田技术模式、麦秸覆盖玉米秸秆旋耕还田技术模式、少免耕秸秆覆盖还田技术模式、稻麦(油)秸秆粉碎旋耕还田技术模式、秸秆快速腐熟还田技术模式;秸秆循环利用模式主要有秸-饲-肥种养结合技术模式、秸-沼-肥能源生态技术模式、秸-菌-肥基质利用技术模式、秸-炭-肥还田改土技术模式。为进一步促进秸秆综合利用产业化发展,提出了构建整体推进的工作体系、全量利用的技术体系、完善配套的政策体系相互结合的对策建议。