稻秸还田方式对酸性和碱性土壤养分含量、微生物数量及油菜生长的影响

本研究于2017～2018年在中国农业科学院油料作物研究所网室,以油菜为供试作物,用土培盆栽的方法,设秸秆不还田(对照)、秸秆焚烧后灰烬与土壤混匀还田、秸秆粉碎与土壤混匀还田、秸秆粉碎覆盖还田4个处理,研究稻秸还田方式对酸、碱性土壤养分形态与含量、微生物数量和油菜生长的影响,以期选出适合酸、碱性土壤的稻秸还田方式。结果表明:(1)稻秸还田方式对油菜各生育时期土壤速效养分含量影响显著。土壤碱解氮、有效磷和速效钾的含量以秸秆粉碎与土壤混匀还田处理增加最多,该处理成熟期在酸性土壤上比对照、秸秆焚烧后灰烬与土壤混匀还田和秸秆粉碎覆盖还田处理各养分平均分别增加48%、10%和47%。(2)4种稻秸还田方式对土壤真菌、细菌、放线菌的数量变化均产生影响,但是秸秆粉碎与土壤混匀还田在酸性土壤上促进真菌数量的增加,该还田方式在碱性土壤上对增加细菌和放线菌数量效果显著。(3)各生育时期油菜生物量以秸秆粉碎覆盖还田方式为最高,且酸性土壤高于碱性土壤。总之,秸秆粉碎与土壤混匀还田在酸性土壤上效果最好,更利于提高土壤养分含量、土壤微生物数量及油菜生物量;而在碱性土壤上则以秸秆覆盖还田方式最好。可见根据土壤酸碱度等因素因地制宜地选择适宜的秸秆还田方式是必要的。     

不同耕作方式下玉米秸秆还田对土壤真菌群落的影响

研究宁夏引黄灌区秸秆还田与籽粒直收玉米配套模式下不同耕作和秸秆还田方式对土壤真菌群落组成及功能的影响,探究土壤真菌群落对耕作和秸秆还田方式响应差异的生物学机制,为优化耕作与秸秆还田方式和提高农田土壤肥力提供理论依据。以宁夏引黄灌区秸秆还田与籽粒直收玉米连作农田土壤为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序技术,分析2种耕作方式(免耕与深翻)与3种秸秆还田方式(不还田、秸秆半量还田与秸秆全量还田)定位试验条件下,玉米成熟期土壤真菌群落结构与功能的差异,并结合土壤理化性质,进一步探究农田土壤真菌群落结构及功能变化的环境驱动因子。结果表明,免耕结合秸秆半量覆盖还田处理土壤真菌多样性指数表现最优,免耕条件下秸秆不还田与秸秆半量还田处理土壤真菌OTU数均多于深翻,秸秆全量还田处理则相反。各处理优势真菌种群存在明显差异,子囊菌门、担子菌门、被孢菌门、粪壳菌纲、Symmetrospora属、被孢霉属和子囊菌属在各处理中相对丰度普遍较高;免耕处理对不同真菌物种存在不同的影响,可以促进参与木质素腐解的真菌生长发育,降低致病真菌的相对丰度。耕作方式对真菌群落组成的影响显著,免耕结合秸秆不还田、秸秆半量覆盖还田处理下土壤真菌群落组成稳定性较强,其余处理的土壤真菌群落组成稳定性则较差。各处理对真菌群落组成贡献较大的真菌物种存在差异。土壤理化性质与不同菌属的生长繁殖关系密切,主要优势菌属主要受土壤碱解氮、全磷、有效磷、容重的影响。本研究发现,不同耕作与秸秆还田方式改变了农田土壤真菌群落OTU数量、多样性参数以及群落组成,不同的土壤理化性质也是影响各真菌菌属生长繁殖的主要因素;免耕结合适宜的秸秆覆盖还田量能够促进土壤中易腐解秸秆的菌属生长繁殖,利于形成秸秆还田生态圈的良性循环,促进农田土壤生态系统稳定。     

不同秸秆还田方式对土壤微生物影响的研究进展

秸秆还田是农作物秸秆资源综合利用最有效和最主要的途径,可分为直接还田和间接还田两种方式。土壤微生物是土壤生态系统的重要组分,是驱动土壤元素生物地球化学循环的引擎,对于维持系统的稳定性和可持续性具有重要作用。秸秆还田通过改变土壤水、热状况,调整C/N,进而影响微生物群落结构与多样性。不同秸秆还田方式对土壤理化性状的影响效果不同,对土壤微生物产生的影响亦不同,而土壤微生物群落的改变也反作用于秸秆的降解过程。本文主要综述了秸秆覆盖还田、粉碎深翻还田以及生物质炭还田3种主要方式对土壤微生物的影响,从土壤酶活性、微生物数量、微生物群落结构与多样性以及微生物功能几个方面进行探讨,以期为高效秸秆还田方式选择和秸秆还田过程中微生物作用机制探索研究提供理论依据。     

不同秸秆还田模式对土壤有机碳周转的影响

秸秆还田可以有效增加土壤有机质含量,改善土壤肥力,同时影响土壤微生物的活性,促进土壤碳氮循环,有利于农业生产可持续发展。本文主要从秸秆还田后的碳周转特征及研究方法,以及秸秆还田的作物类型、还田秸秆部位、秸秆还田量和还田方式对土壤有机碳的影响进行综述,旨在全面了解还田后秸秆的分解转化以及对土壤碳周转的影响。指出未来研究中应该更加关注如何高效地进行秸秆还田,结合秸秆自身条件以及土壤环境,选择一种适合作物生长、可以最大化提高土壤肥力的还田方式。     

秸秆还田下的主要产地环境问题及其绿色防控技术

秸秆还田作为当前最主要的秸秆资源化利用方式,可有效实现土壤增碳培肥,但同样存在一系列产地环境问题。基于近年相关研究,总结了秸秆还田对土壤病虫草害发生和土壤微生物区系的影响,归纳了当前应用较广泛的病虫草害绿色防控技术,并对未来可进一步研究与应用的秸秆集中沟埋还田技术和以"虫害理化诱控-病虫生物防治-杂草生态防控"为核心的病虫草害绿色防控技术集成等进行了展望,以期为进一步推进高效秸秆还田条件下的可持续生产提供理论依据和技术参考。     

秸秆还田对土壤质量与作物生长的影响研究进展

在提倡低碳、高效和生态农业的需求下,秸秆还田作为一项有效的生态农业措施得以大力推广。本文在介绍了秸秆还田的基本方式后,结合近年来国内外秸秆还田的研究成果,综合阐述了秸秆还田对土壤理化性质、土壤肥力质量、土壤微生物与酶活性、土壤碳平衡、土壤温室气体排放、土壤与作物重金属含量、作物产量及其构成等影响,进一步揭示了秸秆还田在农业生态系统中及其重要的现实意义,可为当前我国新的农业生产模式下,秸秆还田技术的进一步深入发展提供参考依据。     

秸秆还田对西藏中部退化农田土壤的影响

就不同秸秆还田方式对西藏中部退化农田土壤的影响进行了研究,结果表明:秸秆还田对增加土壤有机质、全N、速效P、全K和速效K具有重要作用。秸秆还田后,能提高土壤综合肥力水平,且有翻埋>高茬>覆盖的趋势。根据当地的生态条件,要控制西藏中部农田土壤的退化趋势,促进已退化土壤生产力的恢复和持续提高,建议该地区采用高茬方式进行秸秆还田。     

耕作方式与秸秆还田对土壤呼吸的影响及机理

为探明耕作方式、秸秆还田以及二者交互对冬小麦-夏玉米一年两熟农田土壤呼吸特征的影响,通过两年田间裂区设计试验,研究了不同土壤耕作方式(常规翻耕、深翻、深松)与秸秆还田(秸秆还田、秸秆不还田)对周年农田土壤呼吸速率、相关土壤理化性状(土壤温度、水分、紧实度、有机碳含量)的影响、两因素的互作效用,以及土壤物理性状与土壤呼吸速率的相关性。结果表明,深耕(深翻和深松)显著增加了全年土壤呼吸速率;秸秆还田增加了冬小麦季的土壤呼吸速率,却显著降低了夏玉米季的土壤呼吸速率;深耕+秸秆还田可使冬小麦季和夏玉米季的土壤呼吸速率分别增加41.9%和21.0%。土壤温度、土壤有机碳与土壤呼吸速率呈正相关,土壤紧实度与土壤呼吸速率呈显著负相关,且土壤温度与土壤呼吸速率相关系数最大。深耕与秸秆还田交互使冬小麦和夏玉米的干物质积累量分别提高34.9%和38.2%,根系干质量密度分别提高45.0%和39.4%,故在秸秆还田的基础上深翻或深松是黄淮海地区适宜的耕作方式。该研究结果可为制定黄淮海地区科学有效的土壤耕作方式提供理论依据。     

秸秆还田与水分管理对稻田土壤微生物量碳、氮及溶解性有机碳、氮的影响

采用田间小区试验,于2011年晚稻季在湖南省长沙县金井镇研究水分管理方式(间歇灌溉和长期淹水)和秸秆还田量(无秸秆还田,低量秸秆还田和高量秸秆还田)对稻田土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮含量的影响。结果表明,在长期淹水的条件下,高量秸秆还田较无秸秆还田可提高土壤微生物量碳、氮和土壤可溶性有机碳、氮的含量;间歇灌溉条件下,低量秸秆还田较高量秸秆还田可提高土壤微生物量碳、氮和土壤可溶性有机碳、氮的含量。无秸秆还田条件下,间歇灌溉处理比长期淹水处理土壤微生物量碳、氮和可溶性有机氮含量高,可溶性有机碳含量低;高量秸秆还田下,长期淹水处理比间歇灌溉处理土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮含量高。不同水分管理方式对不同秸秆还田量下稻田土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮含量影响不同。     

秸秆还田和耕作方式对花生土壤微生物量、酶活性和产量的影响

通过两年的田间小区定位试验,研究免耕无秸秆还田(RN)、常规翻耕无秸秆还田(RS)、垄耕无秸秆还田(RD)、免耕秸秆还田(TN)、常规翻耕秸秆还田(TS)、垄耕秸秆还田(TD)6种耕作方式对科尔沁风沙地花生耕层土壤微生物量、土壤酶活性和产量的影响,探究适合辽西风沙半干旱条件下花生高产的耕作方式。结果表明:相同耕作条件下秸秆还田处理组土壤微生物量碳、氮、磷含量和土壤酶活性均高于无秸秆还田处理组,秸秆还田能显著提高土壤微生物量碳、氮、磷含量和酶活性;在相同秸秆还田处理条件下,与常规耕作和垄耕处理相比,免耕处理能显著提高土壤微生物量碳、氮、磷含量和土壤酶活性;免耕秸秆还田处理下,花生产量高出未还田处理4.32%。综上,免耕秸秆还田处理能显著提高土壤微生物量碳、氮、磷含量和土壤酶活性,提高耕层土壤生物学肥力,促进作物增产。