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。     

稻田保护性耕作对土壤微生物量碳的影响

通过对不同秸秆还田量以及还田后不同时期下土壤微生物量碳变化的研究结果表明,实施稻田保护性耕作,土壤微生物量碳含量与传统耕作相比有明显增加。在秸秆还田直播小麦和直播油菜处理下,秸秆中的碳将会在田中积累,随着时间推移土壤中含碳量不断上升,根据秸秆还田量的不同,土壤微生物量碳的变化为秸秆全量还田秸秆半量还田常规耕作。     

秸秆还田对作物产量和土壤肥力的短期效应

以水稻为试验材料,连续4 a年开展秸秆还田试验,研究前茬小麦秸秆还田对后茬水稻产量和土壤肥力的影响。结果表明,秸秆还田可增加后茬水稻产量,且水稻增产率随秸秆还田年限的增加而提高。连续实施秸秆还田3~4 a,土壤有机质水平显著高于对照,但秸秆还田对土壤全氮含量的短期效应尚未显现。与对照相比,秸秆还田提高了土壤有效磷和速效钾含量,且土壤有效磷和速效钾含量随着秸秆还田开展年限的增加而提高。秸秆还田降低了土壤容重、提高了土壤阳离子交换量,且秸秆还田年限越长,效果越明显。由此可见,秸秆还田是增加作物产量、提高土壤肥力的有效途径,秸秆还田对作物增产和耕地质量的提升效应随着实施年限的增加而越发突出。     

不同水稻栽培模式下小麦秸秆腐解特征及对土壤生物学特性和养分状况的影响

采用尼龙网袋法于2007-2008年连续2a在水稻常规栽培和节水灌溉栽培模式下,研究小麦秸秆腐解特征、养分释放规律及对土壤微生物数量、酶活性和养分状况的影响.结果表明:秸秆还田后,在0-30d腐解较快,后期腐解速率逐渐变慢.90d时累计腐解率达到了48.9％-61.3％.秸秆中养分释放速率表现为K＞P＞N≈C.节水栽培模式下小麦秸秆还田腐解率和养分释放率均显著高于常规栽培.秸秆还田后,土壤微生物数量以及土壤脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性均呈现“前期迅速增加,中期急剧减少,后期缓慢减少”的变化特征,而纤维素酶活性呈现“前期剧升、中期缓增、后期骤降”的变化趋势.小麦秸秆在节水栽培模式下还田土壤微生物数量和酶活性均显著高于常规栽培.适当增加秸秆用量可以提高微生物数量和酶活性,用量过高对细菌和放线菌数量有负效应.秸秆还田可显著提高土壤有机碳和养分含量.土壤有机碳、全氮、碱解氮和速效磷含量在整个试验期间均呈增加趋势.速效钾含量在秸秆还田30 d时达到最高,而后则逐渐降低.节水栽培模式下秸秆还田后土壤有机碳和养分含量的提高效应显著高于常规栽培.提高秸秆用量对土壤养分含量有显著的正效应.     

秸秆循环还田土壤环境效应变化研究

为明确秸秆循环还田土壤环境效应变化,筛选合理的秸秆还田方式,于2000年设计了不同秸秆还田方式定位试验,通过对秸秆还田后土壤理化性状分析,结果表明各处理土壤紧实度随深度增加而增加,在45 cm处达到最大值,下层土壤比上层土壤紧实,秸秆还田处理均低于现行耕法;秸秆还田各处理三相结构合理,特别是在20~40 cm优于现行耕法,土壤孔隙增多,渗透能力增强。秸秆还田各处理土壤养分明显改善,特别是有机质含量明显增加,与对照比较提高幅度为0.26~0.74 g/kg。     

强还原条件下秸秆还田量对南繁水稻土土壤肥力和微生物数量的影响

在强还原条件下,设置不同水稻秸秆量还田,按照0、2.5、5.0和7.5 t/hm~2水稻秸秆还田,淹水覆膜后,测定水稻土土壤理化性质和微生物指标变化,研究秸秆还田量对水稻土土壤肥力及微生物数量的影响,为南繁水稻土秸秆还田利用提供理论依据。结果表明,淹水覆膜(强还原处理)可有效提高酸性土壤pH值,提高土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量水平,同时秸秆还田可显著增加土壤有机质含量,并提高土壤中细菌数量,对杀灭土壤中真菌效果明显。秸秆还田量仅直接影响土壤有机质含量和土壤真菌数量。在南繁水稻土壤保护和改良时,按7.5 t/hm~2水稻秸秆还田,土壤有机质含量最高,土壤细菌数量最大、真菌数量最小,效果最明显。     

秸秆还田和耕作深度对稻田耕层土壤的影响

为了解耕作深度与秸秆还田对稻田耕层土壤酶活性和微生物群落结构的影响,2016年同时在兰溪和金华两地开展油菜秸秆还田与不同耕作深度的稻作田间试验,探讨浅耕(耕深10~12 cm)无秸秆还田、浅耕油菜秸秆还田、深耕(耕深18~20 cm)无秸秆还田和深耕油菜秸秆还田等4个处理对土壤养分含量、土壤酶活性和土壤磷脂脂肪酸(PLFA)组成及土壤微生物群落结构的影响。结果表明,秸秆还田能增加土壤碱解氮和有效磷等含量,但耕深和秸秆还田对土壤pH、速效钾和有机质含量均无显著影响。秸秆还田可提高稻谷产量,而耕深对稻谷产量无明显影响。与浅耕无秸秆相比,深耕或秸秆还田可提高耕层土壤磷酸酶和β-葡糖苷酶的活性,但对生物多样性香农(Shannon)指数无显著影响。秸秆还田可提高土壤磷脂脂肪酸总含量、细菌PLFA含量和真菌PLFA含量,而增加耕深会降低土壤真菌PLFA含量。秸秆还田结合适宜的耕作深度可有效提高稻田土壤养分、酶活性和微生物生物量,改善土壤肥力,进而提高水稻产量。     

不同小麦秸秆还田量对水稻生长、土壤微生物生物量及酶活性的影响

通过大田试验研究了不同小麦秸秆还田量(0、1500、3000、4500、6000 kg· hm-2)对水稻生长、土壤微生物量及酶活性的影响.结果表明:秸秆还田后,水稻分蘖数、株高、SPAD及干物质积累量均高于秸秆不还田(对照),但是未全部达到显著性差异;50％秸秆还田处理增产效果最显著(P＜0.05),与对照相比,理论增产10.2％,实际增产9.0％;秸秆还田处理显著增加了土壤全氮和速效氮含量,对土壤有机质、有效磷和速效钾含量影响不显著;50％秸秆还田处理对微生物量碳、氮的提高作用最明显(P＜0.05),分别较对照提高46.0％和90.0％;25％和50％秸秆还田显著提高了土壤脲酶活性(P＜0.05);25％、50％和75％秸秆还田土壤过氧化氢酶活性较对照提高9.3％、12.1％和8.5％(P＜0.05);与对照相比,50％秸秆还田土壤蔗糖酶活性提高20.3％(P＜0.05).鉴于秸秆还田对作物产量和土壤肥力的长期效应以及对土壤微生物生理代谢影响的复杂性,合理秸秆还田量的选择还需进行长期定位试验研究.     

旱作区春玉米秸秆还田方式对土壤微生物量碳氮磷及酶活性的影响

秸秆还田是培肥地力、促进秸秆资源化利用和减少污染的重要途径。探讨冀西北旱作春玉米不同秸秆还田方式对土壤微生物及酶活性的影响，为优化旱作区春玉米秸秆还田方式提供理论依据。设置秸秆还田大垄轮播（JL）、秸秆还田翻耕（JF）、秸秆还田旋耕（JX）3种方式，分析土壤微生物量碳、氮、磷（MBC、N、P）含量和蔗糖酶（SUC）、脲酶（URE）活性的时空变化。结果表明，秸秆还田能够提高土壤MBC、MBN、MBP含量和SUC、URE活性，JL处理提高幅度显著（P＜0.05）高于JF和JX，JF有利于提高20~60 cm土层增幅。土壤微生物量和酶活性随着土壤深度的增加均显著（P＜0.05）呈下降趋势。随着玉米生育期的延长，MBC和SUC呈先升后降趋势，MBN和URE呈波动式上升趋势，MBP呈先降后升趋势。随着土壤容重和pH的增加土壤微生物量和酶活性呈下降趋势，随着土壤总有机碳（SOC）含量的增加MBC含量呈下降趋势，随着土壤微生物量和酶活性提高玉米产量呈增加趋势。玉米生殖生长期显著（P＜0.05）增加MBC、MBP含量，玉米衰亡期显著（P＜0.05）增加MBN含量。综上所述，冀西北旱作区春玉米最优的秸秆还田方式为秸秆还田大垄轮播方式。     

水稻秸秆直接还田对后茬小麦生产的影响与对策初探

农作物秸秆还田后在微生物作用下经过腐熟能增加土壤有机质含量,改良土壤结构、提高土壤肥力,无疑产生积极的作用,但是农作物秸秆直接还田后,特别是秋熟秸秆还田后,后茬作物是旱茬,还入土壤中的秸秆会使耕层土体松散,土壤大孔隙占比增加,田间持水量低,保水性能降低,秸秆分解腐熟速度慢,对后茬农作物生长与没有进行秸秆还田的田块相比土壤环境有明显性差异,农作物生长也有差异,研究这种差异性,采取相应的对策,对今后指导农业生产具有十分重要的作用。     

油菜秸秆还田培肥土壤的效应及对后作水稻产量的影响

利用尼龙网袋定位试验,系统比较分析油菜秸秆全量还田后的腐解特征、养分释放规律、土壤养分及后作水稻的产量变化,研究油菜秸秆还田培肥土壤的效应及其对后作水稻的影响。结果表明:随还田时间的推移,秸秆腐解率逐渐增加。还田后15d,油菜秸秆的腐解率达37.2%,至还田后120d腐解率达60.9%;秸秆腐解速率呈现前期快,后期慢的特征。秸秆养分释放率与释放速率由大到小依次为钾、磷、氮,释放量由大到小依次为钾、磷、氮。秸秆还田后能显著增加土壤中碱解氮与速效钾含量,而有效磷含量与对照相比无明显变化。油菜秸秆还田对后作水稻产量及其构成的影响表现为有效穗数与每穗粒数显著增加,结实率与千粒重无明显变化,水稻产量显著提高,丰两优4号、新两优6号分别比对照增产6.4%、7.6%。油菜秸秆全量还田不仅能提高资源利用率、减少环境污染,而且能有效培肥地力,增加后作水稻产量。     

玉米秸秆还田对土壤微生物群落组成的影响

为揭示土壤微生物群落对持续玉米秸秆还田的响应机制,采用单因素随机区组设计,以秸秆不还田(T0)为对照,设3 000 kg/hm2(T1)、6 000 kg/hm2(T2)、9 000 kg/hm2(T3)、12000 kg/hm2(T4)4个秸秆还田量。采用磷脂脂肪酸(PLFAs)指纹图谱的方法,研究了连续6年玉米秸秆还田管理后土壤微生物群落组成的季节性变化特征,分析了土壤基本理化及生物学性状与土壤微生物群落组成、玉米产量间的关系。结果表明:持续秸秆还田后,土壤中全氮、总碳、碱解氮含量和土壤呼吸强度增加,土壤pH值降低。持续秸秆还田能增加土壤微生物群落的PLFAs含量;玉米大喇叭口期对应土壤细菌、革兰氏阳性菌(G+)、革兰氏阴性菌(G-)的PLFAs含量在T0与T1间有显著差异(P0.05),但不同秸秆还田量间无显著差异(P0.05);T3、T4处理在玉米成熟期对应土壤细菌、G+、G-、真菌、放线菌的PLFAs含量与T0间有显著差异(P0.05);不同秸秆还田量下的土壤革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌(G+/G-)比值无显著变化(P0.05),但9 000 kg/hm2(T3)和12 000 kg/hm2(T4)的秸秆还田量显著提高了土壤真菌/细菌(F/B)的比值。Pearson相关分析表明,土壤全氮、总碳、碱解氮、速效钾、pH值及土壤呼吸强度是影响土壤微生物群落组成及玉米产量的主要因素。持续玉米秸秆还田后,以PLFAs表征的土壤微生物群落具有明显的季节性变化特征;土壤全氮、总碳是驱动土壤微生物群落生物量变化的主要因素,连续不同玉米秸秆量还田未对玉米产量产生影响。     

添加作物秸秆对土壤有机碳组分和酶活性的影响

【目的】研究小麦和玉米秸秆以不同方式还田对土壤有机碳及其组分和酶活性的影响,为寻求最佳秸秆还田方式提供依据。【方法】采用室内恒温培养法,以连续7季秸秆均还田土及不还田土为供试土壤,研究培养60d后,小麦、玉米秸秆与土壤混匀还田和覆盖于表层还田对土壤总有机碳(TOC)、活性有机碳(LOC)、微生物量碳(MBC)含量,LOC/TOC、MBC/TOC和土壤蛋白酶(PROT)、脱氢酶(DHA)活性的影响。【结果】与不添加作物秸秆相比,无论以何种方式还田,添加小麦或玉米秸秆均明显增加了还田土与不还田土的TOC、LOC、MBC含量,LOC/TOC、MBC/TOC和PROT、DHA活性。还田土的TOC、LOC、MBC含量和PROT、DHA活性均明显高于不还田土;添加小麦秸秆处理土壤的TOC、LOC含量明显高于添加玉米秸秆处理;秸秆与土壤混匀还田处理的TOC、LOC含量和PROT、DHA活性均明显高于秸秆覆盖于表层还田处理;秸秆类型和还田方式对MBC含量、MBC/TOC无显著影响。作物秸秆腐解过程中LOC含量和PROT活性可较为敏感地反映土壤有机碳和微生物活性的变化。【结论】无论是在还田土还是不还田土中,作物秸秆与土壤混匀还田均有利于提高土壤有机碳各组分含量和土壤酶活性。     

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.     

不同秸秆还田对土壤特性及小麦产量的影响

通过大田试验研究不同秸秆还田方式对土壤养分、微生物量及作物产量的影响,分析玉米秸秆直接还田、小麦秸秆直接还田、玉米秸秆+牛粪还田、小麦秸秆+牛粪还田及秸秆不还田时土壤碳、氮和小麦产量的变化.结果表明:成熟期4种秸秆还田处理提高土壤有机碳3.31%~31.97%、全氮9.48%~28.43%,增加土壤蔗糖酶活性79.48%~178.95%,分别提高土壤微生物量碳30.67%~116.24%、微生物量氮29.17%~94.96%,增产6.43%~29.82%,经济效益增加6.74%~19.31%,以小麦秸秆+牛粪还田处理最高.4种秸秆还田方式均能达到改善土壤质量、提高小麦产量的效果,其中以小麦秸秆+牛粪还田综合效应最佳.     

秸秆还田对干旱区滴灌玉米生产及土壤微生物的影响

【目的】研究新疆北疆干旱区长期连作滴灌玉米不同秸秆还田量对玉米生产及土壤微生物多样性的影响,为该地区玉米秸秆高效还田提供科学依据。【方法】设计还田量为18、9、0 t/hm²的秸秆还田3个处理,利用自动微生物鉴定系统(Biolog-Eco),研究干旱区滴灌条件下玉米秸秆还田对土壤微生物群落功能多样性及对玉米生长、产量和品质的影响。【结果】秸秆还田能够显著提高土壤微生物对碳源的利用程度,增加土壤微生物物种的多样性和群落物种的均匀度;秸秆还田造成的土壤微生物群落功能多样性的差异主要表现在对碳水化合物类、多聚物类、氨基酸类碳源的利用程度上;秸秆还田可在生育期的中后期显著增加玉米干物质积累量,玉米秸秆还田量为18和9 t/hm²较秸秆不还田分别增产13.56%和5.48%;与秸秆不还田相比18 t/hm²秸秆还田可显著增加玉米籽粒蛋白质含量和脂肪含量,分别增加0.43%和0.39%。【结论】秸秆还田可改善土壤微生物功能多样性,提高玉米产量、品质。     

长期秸秆还田对土壤理化特性及微生物数量的影响

在陇东黄土高原较为贫瘠的土壤依托定位试验,研究不同秸秆还田年限对土壤理化特性及微生物的影响。结果表明,秸秆还田能够显著提升土壤的贮水能力,降低土壤容重及增加土壤孔隙度,改善土壤的结构,同时还能增加土壤有机碳的含量,对较深耕层土壤有良好的改良效果。秸秆还田能增加0～30 cm耕层土壤的微生物数量,且随着还田年限的增加,显著改善土壤微生物群落结构。     

保护性耕作对土壤团聚体及微生物特性影响研究概况

总结了近年来保护性耕作对土壤团聚体分布特征、稳定性以及土壤微生物多样性的影响结果:保护性耕作较传统耕作方式对土壤团聚体稳定性和土壤微生物多样性具有促进作用;免耕可以提高表层土壤大团聚体和水稳定性团聚体的含量;秸秆还田促进了团聚体的形成和稳定,深松会降低亚表层水稳性团聚体稳定性;免耕、少耕以及秸秆还田可明显提高表层土壤微生物量以及多样性,特别是对真菌种群多样性的影响最明显;免耕利于细菌和真菌数量的增加,秸秆还田利于放线菌数量的增加。结果可为评价和选择适当的耕作措施提供一定依据。     

苏北沿海滩涂秸秆还田对大麦生长及土壤质量的影响

在苏北沿海滩涂地区,研究了秸秆还田对大麦生长及对土壤质量的影响。结果表明:(1)秸秆还田可使大麦产量较对照显著增加,其中4 500 kg/hm2秸秆还田水平下大麦产量较高;(2)秸秆还田条件下,土壤微生物氮、微生物碳含量显著提高,土壤全氮、有机质含量以及土壤呼吸量也随着秸秆还田量的增加而显著提高;(3)秸秆还田量越大,土壤微生物的平均颜色变化率(AWCD)值越大,碳源代谢活性越强。土壤微生物群落物种丰富度指数(H)、物种均匀度指数(E)增大,优势度指数(Ds)值减小。表明高秸秆还田水平的土壤微生物代谢活性高于低水平秸秆还田。