玉米秸秆深翻还田对土壤有益微生物和土壤酶活性的影响

为探索玉米秸秆深翻还田后,土壤中有益微生物的消长动态规律,文中应用传统的土壤微生物学和土壤酶学测定方法,研究常规旋耕秸秆不还田、玉米秸秆深翻还田一年和连续两年玉米秸秆深翻还田等3种耕作方式对土壤有益微生物和土壤酶活性的影响。试验结果表明:玉米秸秆深翻还田可以显著提高土壤有益微生物数量和土壤酶活性;玉米全生育期内,土壤有益微生物数量和土壤酶活性均表现为连续两年玉米秸秆深翻还田(SF-Ⅱ)玉米秸秆深翻还田一年(SF-Ⅰ)常规旋耕秸秆不还田(CK),其中,SF-Ⅱ各指标与CK间差异显著(p0.05)。SF-Ⅱ对自生固氮菌数量的增幅最高,为157.61%;对土壤脲酶活性的增幅最高,为40.12%。可见,高寒灌溉农区实施玉米秸秆深翻还田耕作措施,既有利于土壤有益微生物的繁殖,也可以提高耕层土壤酶活性。     

绿洲农田土壤团聚体组成及有机碳和全氮分布对秸秆还田方式的响应

通过田间定位试验,在甘肃干旱灌区,研究了不同小麦秸秆还田方式(NTSS: 25~30 cm 高茬收割立茬免耕; NTS: 25~30 cm高茬秸秆覆盖免耕; TIS: 25~30 cm 高茬秸秆深翻耕; CT: 传统不留茬深翻耕—对照) 对农田土壤团聚体及有机碳和全氮分布特征的影响,以期为优化试区种植模式与提高农业可持续发展提供依据。结果表明：免耕秸秆还田处理(NTSS、NTS)≥0.25 mm团聚体含量较高,与CT相比,在0~10、10~20、20~30 cm土层分别提高5.4%与12.5%、13.3%与14.1%、11.1%与19.2%,以NTS提高幅度较大。NTSS、NTS提高了0~10、20~30 cm土壤团聚体的平均重量直径,较CT处理分别提高6.7%与11.6%、7.6%与8.1%,以NTS提高效果最明显。NTSS、NTS处理土壤有机碳和全氮含量均高于 CT 处理,在0~10、10~20、20~30 cm土层,有机碳含量分别增大8.1%与13.3%、7.4%与11.4%、7.8%与12.8%;全氮含量分别提高14.6%与17.9%、14.5%与17.9%、16.2%与20.5%,同样,以NTS提高土壤有机碳及全氮程度较大。各级别团聚体中有机碳和全氮含量均随土层深度增加而减小,团聚体中有机碳和全氮含量随团聚体直径减小而增加,NTS处理在各土层各级别团聚体均保持较高的土壤有机碳及全氮含量。因此,前茬小麦25~30 cm秸秆覆盖免耕还田是干旱灌区增强土壤团聚体形成、提高土壤有机碳及全氮含量的适宜栽培措施。     

短期玉米秸秆还田对土壤细菌多样性的影响

为揭示秸秆还田土壤细菌群落结构及其差异.在春玉米吐丝期,利用高通量测序技术,结合相关生物信息学分析,研究常规秸秆不还田(CK)、秸秆深翻还田(SF)和秸秆旋耕还田(XG)3个处理下,0-10cm、10-20cm、20-30cm 3个土层细菌群落丰富度、多样性和群落结构变化.秸秆还田对土壤细菌多样性影响较大,细菌菌群Alpha多样性及样品属水平群落组成丰度分析可知,XG及SF 10-30cm土层细菌多样性均比CK的高.CK中纤维素分解菌为鞘氨醇单胞菌属,而XG和SF中纤维素分解菌多样化,其中节杆菌属、湖沉积杆菌属、噬几丁质菌和乳杆菌属相对丰度较高.SF表层土壤固氮、解磷、解钾等功能细菌多样性均比XG的高.秸秆深翻还田提高土壤纤维素降解菌、固氮、解磷、解钾功能细菌多样性.     

氮肥与秸秆还田对陕西关中灌区冬小麦 农田CO2排放的影响

利用静态暗箱-气相色谱法对陕西关中灌区不同氮素用量及秸秆还田处理(190 kg N·hm-2,N190;150 kgN·hm-2,N150; 75 kg N·hm-2,N75; 150 kg N·hm-2+ 5000 kg· hm-2秸秆,N150+S)下冬小麦农田CO2排放及其影响因素进行研究.结果表明:农田CO2排放通量呈明显的季节变化规律,且与温度的动态变化趋势相一致;各处理CO2排放通量与大气温度和土壤温度均具有极显著的指数相关关系,且与大气温度相关性最好;全生长季各处理累积CO2排放量顺序为:N1S0+ S＞ N150≈N190＞ N75,在中低氮水平范围内CO2排放量随施氮量增加而增加,秸秆还田增加了农田CO2排放,排放量较不还田增加18％.     

不同秸秆还田量对旱地土壤水肥和玉米生长与产量的影响

以阜新地区为例,开展不同秸秆还田量对旱地土壤水肥和玉米生长与产量的影响研究。试验设计0 kg·hm^-2,6 000 kg·hm^-2,12 000 kg·hm^-2,18 000 kg·hm^-2、24 000 kg·hm^-2共5个处理,3次重复,共15个小区,小区面积(4 m×15 m)为60 m²。研究结果表明,对照CK不施用秸秆处理,深耕加秸秆的方法,土壤含水量显著增加,除了对照之外,各个处理剂量之间的差异并不明显,且呈先上升而后下降趋势。说明秸秆在土壤中始终处于水分的非饱和状态,并不是秸秆剂量越大越好。各个层次土壤容重与对照相比变化较明显,其中10～20 cm深处土壤容重变化最大,各个处理土壤容重表现出随秸秆还田量增加土壤容重降低值减少的趋势,下降幅度为12 000 kg·hm^-2>6 000 kg·hm^-2>18 000 kg·hm^-2。秸秆还田处理,提高了植物的叶绿素含量,促进了植物的光合效率,以12 000 kg·h m^-2处理较好。不同处理对玉米产量影响差异显著,达到了5%的显著水平,施入量在0～12 000 kg·hm^-2之间,玉米产量呈上升趋势,超过18 000 kg·hm^-2产量呈下降趋势,因此建议推广剂量为12 000 kg·hm^-2。     

不同秸秆还田方式对土壤质量改良效应的综合评价

2011—2016年采取田间定位试验方法,对比研究了秸秆不还田对照(CK),长秸秆(50 mm)覆盖还田(LM),长秸秆(50 mm)翻压还田(LP),粉末秸秆(1 mm)翻压还田(SP),长秸秆(50 mm)氨化翻压还田(ALP)和粉末秸秆(1 mm)氨化翻压还田(ASP)6种不同秸秆还田方式对土壤质量和冬小麦产量的影响。选择土壤体积质量(X₁)、饱和导水率(X₂)、饱和含水量(X₃)、>0.25 mm水稳性团聚体含量(X₄)、水稳性团聚体平均重量直径(X₅)、水稳性团聚体几何平均直径(X₆)、水稳性团聚体分形维数(X₇)、总有机碳(X₈)、全氮(X₉)、可溶性有机碳(X₁₀)、可溶性有机氮(X₁₁)、微生物量碳(X₁₂)、微生物量氮(X₁₃)、土壤呼吸速率(X₁₄)、蔗糖酶...     

水稻秸秆还田对崇明盐碱地土壤酶活性和微生物数量的影响

为了研究水稻秸秆还田后对土壤酶以及土壤微生物数量的影响,文中以崇明滩盐碱土壤酶和微生物量为研究对象,利用田间试验方法,对不同秸秆还田量以及不同泡水时间的土壤过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶进行了测定,另外还利用稀释平板法对土壤细菌、真菌和放线菌进行了测定。结果发现:S1W1、S2W3处理均极大提高了土壤尿酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性,促进了土壤细菌、真菌、放线菌数量的增长;脲酶活性和过氧化氢酶活性显著负相关,S3W4、S2W3、S2W1、S3W3能极大提高土壤中脲酶的活性,而S1W2、S1W1、S2W2、S3W1、S2W3极大提高过氧化氢酶的活性。通过文中研究的结果,得到了水稻秸秆还田的科学还田量以及水淹时间,这为合理利用水稻秸秆资源提供科学依据。     

大气CO2浓度升高与氮肥营养对滴灌棉田“棉花-土壤”系统氮分布的影响

通过半开顶式CO2人工气候室,研究了CO2浓度升高（360、540μmol·mol－1和720μmol·mol－1）与不同氮肥营养（0、150、300 kg·hm－2和450 kg·hm－2）相互作用对蕾铃期棉花－土壤氮含量变化及棉花氮素吸收的影响,结果显示：大气CO2浓度增加,高氮肥处理下棉花叶片、蕾铃中氮含量显著降低,茎秆、根系中氮含量增加,棉花整株氮含量表现为下降;相同的CO2浓度下,随着氮素营养的增加棉花各器官氮积累量呈增加趋势,其中蕾铃、叶片氮积累量较高,茎秆、根系氮积累量相对较少,说明CO2浓度增加与增施氮肥促进了土壤氮素向植株叶片和生殖器官运输。通过对土壤无机氮含量的测定分析,CO2浓度升高为540μmol·mol－1,各施氮水平下棉田土壤NO3－-N含量显著降低,NH4＋-N含量在低氮水平下有少量增加,在高氮水平下表现为降低;CO2浓度升高为720μmol·mol－1,土壤NO3－-N含量表现为降低,NH4＋-N含量呈增加趋势。研究表明：大气CO2浓度增加且浓度范围在500～720μmol·mol－1,增加氮肥施用量可有效促进棉花对氮素养分尤其是NO3－-N的吸收利用。     

渭北旱塬秸秆还田对土壤水分及作物水分利用效率的影响

探讨秸秆还田对渭北旱塬区土壤水分状况、冬小麦产量及水分利用效率的影响。在陕西合阳进行连续两年的秸秆还田定位试验,研究秸秆还田对不同层次土壤水分变化、产量及作物水分利用效率的影响。从小麦播种到抽穗期秸秆还田量9 000 kg/hm2和6 000 kg/hm2处理的0~80 cm土层贮水量分别较对照高15.96 mm和10.74 mm,还田量9 000 kg/hm2处理的贮水量与对照间差异达到显著水平(P0.05),且80~200 cm土层贮水量较对照高15.11 mm,差异达极显著水平(P0.01),但还田量6 000 kg/hm2处理的80~200 cm土层贮水量与对照差异不显著。还田量9 000 kg/hm2处理的产量、耗水量和水分利用效率均与对照间差异显著(P0.05),分别较对照增加15.70%、5.66%和8.9%;还田量6 000 kg/hm2处理的产量较对照增加6.22%,较还田量9 000 kg/hm2处理减少8.93%,差异均达到显著水平(P0.05),其耗水量和水分利用效率与对照差异不显著。秸秆还田对土壤蓄水保墒具有重要作用;还可显著地提高冬小麦产量、水分利用效率和耗水量,且表现出随秸秆还田量的增加而增加。     

秸秆还田对土壤脱氢酶和多酚氧化酶活性动态变化的影响

通过旱田试验研究了冬小麦生长期内,秸秆还田与肥料配施对土壤脱氢酶活性和多酚氧化酶活性动态变化的影响.结果表明,土壤脱氢酶活性在冬小麦生长期内波动较大,出现多个峰值;秸秆还田和厩肥的施入均能显著提高土壤脱氢酶活性.在冬小麦生长后期,尿素能显著提高土壤脱氢酶活性,而过磷酸钙的施入一定程度上降低了土壤脱氢酶活性.土壤多酚氧化酶活性表现为在冬小麦生长前期和中期活性较低,4、5月份活性迅速升高,出现高峰值,随后在收获期迅速降低;秸秆还田和过磷酸钙对土壤多酚氧化酶活性的影响不显著.在冬小麦生长中期,厩肥和尿素对土壤多酚氧化酶活性有一定的抑制作用,在冬小麦生长旺盛期,厩肥和尿素对多酚氧化酶活性的抑制作用不明显.     

不同覆盖方式对新疆棉田土壤温度和水分的影响

土壤温度和水分是棉花生长的重要环境因子,通过测定不同覆盖下土壤温度的变化发现,覆膜对土壤的增温效应主要表现在棉花生长前期,5月份不同程度的覆膜可使土壤温度增加0.9～2.3℃,秸秆覆盖土壤温度比无覆盖情况低3.6～6.5℃.土壤温度最大日变幅与深度可拟合成对数函数关系,且两者间有很好的相关性.在整个观测过程中秸秆和地膜覆盖对土壤都有很好的保水作用,窄膜、宽膜、全膜以及秸秆覆盖条件下土壤含水量较之裸露地可分别提高0.15%～5.01%,0.19%～5.26%,1.34%～7.71%和0.47%～4.55%.但是,覆盖秸秆在棉花的生长过程中对株高几乎没有提高作用,而不同面积的覆膜对棉花株高均有显著的促进作用.     

磁化水滴灌对棉田土壤脱盐效果及棉花产量的影响

以棉花为对象进行磁化水滴灌试验,通过田间小区试验,设置一次磁化、二次磁化和CK处理,研究不同磁场强度处理水灌溉对棉田土壤脱盐效果以及对棉花生长状况和增产效果的影响,旨在提出一种改良土壤盐渍化的新技术。结果表明:滴灌条件下磁化水可以有效增强对土壤全盐含量、Cl~-和Na~+的淋洗作用,二次磁化和一次磁化处理的脱盐作用显著大于对照处理,且二次磁化中3 600~2 000 m T效果最佳,二次磁化和一次磁化处理全盐含量分别降低了25.5%和19.5%,CK降低了10.46%;磁化水灌溉可以提高棉花的生物量,缓解盐分对棉花的伤害,提高棉花产量,增产率达9.61%~15.32%。     

土壤冻融温度影响下棉田水盐运移规律

以新疆北部常年膜下滴灌棉田为研究对象,探讨整个冻融过程中温度对土壤水盐运移规律的影响。研究结果表明：气温对土壤温度的影响随着土壤深度的增加而不断减小,滞后时间不断延长,并且气温对冻土的消融速度远远快于冻结速度,上层冻土消融速度快于下层。土壤水分受温度的影响较大,在冻结期,土壤水分从非冻结层向冻结层缓慢运移;在消融期,下层土壤水分在蒸发作用下不断向上运移。通过监测分析得知,温度间接影响盐分运移,在冻结期,土壤水分运移缓慢,土壤盐分运移变化较小;在消融期,土壤水分运移较为活跃,土壤盐分运移变化较大。在温度快速上升的情况下,土壤水分不断上移, 120～150 cm土壤盐分迅速向上扩散,上层土壤盐分不断增加,威胁膜下滴灌棉田可持续种植。     

Effects of cotton field management practices on soil CO2 emission and C balance in an arid region of Northwest China

Changes in both soil organic C storage and soil respiration in farmland ecosystems may affect atmospheric CO2 concentration and global C cycle. The objective of this field experiment was to study the effects of three crop field management practices on soil CO2 emission and C balance in a cotton field in an arid region of Northwest China. The three management practices were irrigation methods（drip and flood）, stubble managements（stubble-incorporated and stubble-removed） and fertilizer amendments（no fertilizer（CK）, chicken manure（OM）, inorganic N, P and K fertilizer（NPK）, and inorganic fertilizer plus chicken manure（NPK＋OM））. The results showed that within the C pool range, soil CO2 emission during the whole growing season was higher in the drip irrigation treatment than in the corresponding flood irrigation treatment, while soil organic C concentration was larger in the flood irrigation treatment than in the corresponding drip irrigation treatment. Furthermore, soil CO2 emission and organic C concentration were all higher in the stubble-incorporated treatment than in the corresponding stubble-removed treatment, and larger in the NPK＋OM treatment than in the other three fertilizer amendments within the C pool range. The combination of flood irrigation, stubble incorporation and application of either NPK＋OM or OM increased soil organic C concentration in the 0-60 cm soil depth. Calculation of net ecosystem productivity（NEP） under different management practices indicated that the combination of drip irrigation, stubble incorporation and NPK＋OM increased the size of the C pool most, followed by the combination of drip irrigation, stubble incorporation and NPK. In conclusion, management practices have significant impacts on soil CO2 emission, organic C concentration and C balance in cotton fields. Consequently, appropriate management practices, such as the combination of drip irrigation, stubble incorporation, and either NPK＋OM or NPK could increase soil C storage in cotton fie     

不同碳氮施肥组合对新疆滴灌棉田冠层CO_2浓度、光合作用和产量的影响

基于棉田膜下滴灌技术的管网设施,开展了随水滴施高水溶性碳素肥料,以提高棉田冠层CO2浓度及其效应研究。通过设置不同的碳氮施肥组合处理,对棉花冠层CO2浓度、光合速率及产量构成等进行测定分析。结果表明：随水滴施高水溶性碳素肥料（水不溶物〈1%）能有效提高棉田冠层CO2浓度;在不同的碳氮施肥处理中,盛花期冠层CO2浓度随碳...     

西北内陆河流域免耕覆盖条件下土壤温度效应

通过对免耕覆盖条件下土壤温度的研究,揭示了该条件下土壤温度的变化特点。试验表明,免耕覆盖的土壤温度不利于豌豆的出苗,且土壤热通量明显小于其它耕作方式。但其土壤温度日变化显示,该方式的下层土壤温度不易受太阳有效辐射的影响。同时,免耕覆盖下的土壤温度影响到作物干物质的积累。     

高产棉田土壤碱性磷酸酶及脲酶空间变异特征分析

以10 m×10 m网格布点连续采集棉田3个生长期的土样,测定土壤碱性磷酸酶和脲酶活性,运用地统计方法建立其空间变异模型和等值线图,探讨棉田土壤在棉花生长的不同阶段,土壤碱性磷酸酶和脲酶活性在时间及空间上的变化特征。结果表明,3个时期的碱性磷酸酶和脲酶均属于中等变异性。土壤碱性磷酸酶和脲酶垂直空间变异性不同,棉花在3个生长期0～20 cm土层脲酶和碱性磷酸酶活性的变异系数均大于20～40 cm土层,而碱性磷酸酶的变异系数在垂直方向是底层大于上层。棉田土壤酶活性也存在时间变异规律,棉花生长发育至吐絮期,酶活性逐渐增加。在垂直空间分布上,3个时期土壤碱性磷酸酶和脲酶活性均随土壤深度的增加而降低。     

施磷对不同生育期棉田土壤磷素吸持特性的影响

以两种质地棉田土壤为材料,研究不同施磷处理对不同生育期棉田土壤磷吸附与解吸的影响.结果表明:各生育期磷素等温吸附曲线与Langmuir,Temkin和Freundlich方程拟合度均达极显著水平,尤以Freundlich方程拟合度最高,相关系数均在0.96以上;磷的吸附饱和度(DPS)、零净吸附浓度磷(EPC_0)、吸附量、解吸量和解吸率随施磷量的增加均呈增长趋势,而标准需磷量(SPR)呈下降趋势;以Freundlich方程估算原状棉田土壤各个生育期的需磷量,壤质棉田苗期、花铃期和吐絮期的需磷量(按含P_2O_5 46%的磷肥折算)分别为143.7,137.4 kg/hm~2和160.2 kg/hm~2,砂壤质棉田苗期、花铃期和吐絮期的需磷量分别为106.6,251.1 kg/hm~2和173.0 kg/hm~2.     

长期施肥对绿洲农田土壤有机碳和无机碳的影响

以中国科学院阜康荒漠生态站的绿洲农田养分循环长期定位试验（始于1990年）为研究平台,研究了无施肥处理（CK）、单施化肥处理（NPK）、有机/无机配施处理（NPKM）和秸秆还田处理（NPKS）下,土壤无机碳(SIC)和有机碳(SOC)在剖面和各施肥年限的含量变化特征及其影响。结果表明：施肥、剖面层次和施肥年限对SOC与SIC含量变化影响显著(P<0.01)。在各施肥处理中,与CK相比,NPK、NPKM和NPKS的SOC与SIC含量明显增加(P<0.05）,并且有机/无机肥配施模式下的SIC含量显著高于单施化肥模式;在剖面层次间,SIC含量从0～20 cm 的9.12 g/kg 增加到40～60 cm 的9.94 g/kg,而SOC变化趋势与之相反。表明合理施肥能够增加土壤表层有机碳含量,有机/无机配施会使耕层以下土壤无机碳增加。     

绿洲化过程中阿拉尔垦区土壤粒径分形变化特征

通过对绿洲化过程中阿拉尔垦区的7种典型土地利用类型样地的取样,以不同土地利用方式下,不同土层深度的土壤粒径分布PSD(soil particle size distribution)数据为基础,利用单重分形方法,分析土壤粒级与分维值D(fractal dimension valus)的关系以及绿洲化过程中土壤粒级分维值[WTBX]D[WTBZ]的变化特征及机理。结果表明：研究区土壤属于砂质壤土。不同深度的分维值D介于1.88~2.41。D与<0.05 mm 和0.05~1 mm范围的颗粒体积百分含量分别存在明显的正相关和负相关。0.05 mm粒径是决定绿洲化过程中土壤粒级与分维值D关系的临界粒径。绿洲腹地的土壤粒级主要集中于0.01~0.05 mm的细粉砂粒级,沙漠边缘土壤粒级主要集中于0.05~0.25 mm的细砂粒级。绿洲化过程中土壤细粒物质增多,粗粒物质减少,分形维数呈现逐渐增大趋势。