配施不同腐秆剂对还稻田麦秸腐解和水稻产量的影响

为阐明沿淮地区秸秆还田配施不同腐秆剂在秸秆腐解和水稻产量方面的差异,遴选出适合该区域使用的腐秆剂.本研究通过安徽省霍邱县的麦秆促腐还田定位试验,深入分析了秸秆还田和氮磷钾优化平衡施肥后不施腐秆剂(SF)、施腐秆剂1号(SFD1)、施腐秆剂2号(SFD2)和施腐秆剂3号(SFD3)等处理连续两年在秸秆腐解和水稻产量等方面...     

秸秆促腐还田对土壤养分及活性有机碳的影响

通过2年的小麦-玉米轮作田间定位试验,设置5个处理：不施肥（CK）、单施化肥（F）、化肥 秸秆（FS）、化肥 秸秆 腐秆剂（FSD）、磷钾肥减施20%（按P2O5和K2O计,与F比较） 秸秆 腐秆剂（F4/5SD）,通过分析作物收获后土壤耕层养分、活性有机碳和微生物生物量碳含量,计算土壤不同形态碳素有效率和碳库管理指数等,探讨秸秆促腐还田对沿淮砂姜黑土土壤养分和活性有机碳的影响。结果表明：1）与单施化肥处理相比,常规秸秆还田处理土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量分别增加了13.0%、4.6%和10.7%,土壤活性有机碳有效率增加12.0%和11.1%,土壤碳库管理指数提高了30.6%;2）秸秆促腐还田处理土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量分别增加了17.4%、40.5%和12.4%,土壤活性有机碳、活性有机碳有效率和可溶性有机碳分别增加了12.0%、9.5%和51.3%,土壤碳库管理指数提高了102.3%;3）土壤碳库管理指数与土壤养分含量、土壤碳素有效率等的相关性较土壤总有机碳含量有显著提高。可见,秸秆促腐还田较常规秸秆还田更利于提高沿淮砂姜黑土土壤养分含量、有机碳中活性组分含量及其有效率和土壤碳库管理指数;即使减施磷、钾肥20%,该措施的增肥和培土效果也不会明显下降。     

秸秆促腐还田对土壤养分和小麦产量的影响

利用布置在沿淮地区的两处田间试验,通过设计单施化肥(F)、单施化肥基础上加施秸秆(SF)、单施化肥基础上加施秸秆和腐秆剂(SFD)、单施化肥基础上减施20%磷钾肥(按P2O5和K2O计)后加施秸秆和腐秆剂(SF4/5D)和不施肥对照(CK)5个处理,研究秸秆促腐还田对沿淮中低产田土壤养分和小麦产量的影响。结果表明:不同处理小麦产量规律在水稻土上为SFD>SF>F>SF4/5D>CK,其中SFD较F有显著差异(P<0.05),在砂姜黑土上为SF>F>SFD>SF4/5D>CK,其中SF与F相比有显著差异(P<0.05);不同处理土壤全氮和碱解氮含量在水稻土上以SFD处理最高,在砂姜黑土上以SF处理最高,处理间无显著差异;不同处理土壤有机质、速效磷、速效钾和缓效钾含量在水稻土上以SFD最高,与F相比差异达到显著水平(P<0.05),在砂姜黑土上以SF最高,处理间无显著差异;两种土壤上处理SF4/5D与处理F相比,小麦产量和土壤养分元素含量均无显著差异(P<0.05)。从而得出以下结论:在腐秆剂品种选择恰当的条件下,秸秆与化肥配施并添加腐秆剂的秸秆促腐还田方式可以有效提高土壤肥力和作物当季产量,即使在单施化肥基础上减施20%磷钾肥(按P2O5和K2O计),也不会影响该处理的培肥和增产效果。     

水稻秸秆预处理还田对土壤养分淋溶及COD的影响

对秸秆进行预处理可以加快秸秆的腐解,为了探讨秸秆经过不同预处理后还田对土壤养分淋溶及COD淋出量的影响,利用白腐真菌、大球盖菇、尿素分别对秸秆进行预处理,通过室内人工土柱模拟试验方法,对秸秆配施有机肥还田后土壤中氮磷及COD淋出量进行分析。运用(SEM)扫描电镜、(FTIR)傅里叶红外光谱、(XRD)X射线多晶衍射对预处理前后秸秆结构及成分进行分析,并通过比较不同预处理秸秆与有机肥配施淋溶过程中总氮、硝态氮、铵态氮、总磷、溶磷、COD的变化来确定秸秆还田前最佳的预处理方式。结果表明:不同秸秆预处理方法使秸秆表面结构均产生不同程度的变化,分子间氢键集聚力减弱,部分碳水化合物被分解。相比空白对照组(CK),配施有机肥明显增加了淋溶液中养分及COD的含量(p<0.05);在配施有机肥的处理中,处理SF2(白腐真菌预处理秸秆还田+施肥)、SF3(尿素预处理秸秆还田+施肥)、SF4(未预处理秸秆还田+施肥)、SF5(大球盖菇预处理秸秆还田+施肥)相对于只施有机肥的处理SF1,总氮的淋溶量分别降低16.61%,20.42%,13.84%,33.22%,铵态氮的淋溶量分别降低了4.90%,22.77%,18.3%,38.39%,其中大球盖菇对总氮和铵态氮的累计淋溶损失量的降低作用更显著(p<0.05);各处理的淋溶液中硝态氮、总磷、溶磷的淋溶损失量差异不显著。直到淋溶结束,各个处理的COD的累计淋溶损失量从大到小为SF1(不秸秆还田+施肥)>SF4(未预处理秸秆还田+施肥)>SF3(尿素预处理秸秆还田+施肥)>SF2(白腐真菌预处理秸秆还田+施肥)>SF5(大球盖菇预处理秸秆还田+施肥)>CK(空白对照),SF5(大球盖菇预处理秸秆还田+施肥)处理的COD累计淋溶损失量低于其他处理,说明在配施有机肥条件下,大球盖菇预处理秸秆还田可以有效降低COD的累计淋溶损失量。总体来说,大球盖菇预处理秸秆还田对减少土壤氮素的淋溶损失和淋溶液中COD含量均有一定的积极作用。     

秸秆还田配施化肥对稻油轮作土壤有机碳组分及产量影响

【目的】水稻-油菜轮作是我国重要的农业种植模式。秸秆还田是目前我国秸秆利用最主要、最直接的途径。因此,研究水稻-油菜轮作系统下,秸秆还田配施化肥对水稻和油菜产量、土壤有机质组分及其养分含量的影响,有助于提高水稻和油菜产量,培肥土壤,推进秸秆还田技术的应用。 【方法】通过水稻和油菜7年13季作物的田间定位小区试验,设置了不施氮肥不还田处理（CK）、农民习惯处理（FPP）和3个秸秆还田配施化肥处理（SF1、SF2、SF3:每年水稻秸秆以3000 kg/hm2的量还田,配施不同量氮、磷、钾肥）,分析了各处理土壤有机碳及其组分、土壤养分含量、作物产量和经济效益。 【结果】与不施氮肥处理比较,秸秆还田配合氮、磷、钾平衡施肥能显著提高土壤总有机碳及其各组分、土壤养分含量、作物产量和经济效益。与农民习惯处理相比,秸秆还田配施化肥处理土壤总有机碳、胡敏酸和胡敏素分别显著增加了5.62%~12.08%、9.05%~22.57%和7.93%~10.23%,而水溶性有机碳和富里酸含量差异则不明显;土壤全氮、有效磷和速效钾含量分别显著提高了6.74%~14.04%、134.67%~249.46%和40.18%~70.54%;水稻、油菜和周年平均产量分别增加了8.55%~19.34%、19.06%~27.27%和10.34%~24.08%;净利润提高了1651~4905 yuan/hm2,但总投入增加了1427~2882 yuan/hm2。秸秆还田配施化肥处理中,以氮、磷、钾肥用量与运筹次数最多的SF3处理土壤各项指标、作物产量和经济效益最高,与之相比,SF2处理在水稻和油菜两季共减少肥料用量255 kg/hm2,而作物周年产量减少不明显。土壤有机碳组分、土壤养分含量及作物产量之间有较好的相关性,而逐步回归分析表明,土壤总氮、胡敏酸、水溶性有机碳含量是水稻和油菜产量主要决定因素。 【结论】秸秆还田配施化肥可以提高土壤有机碳、胡敏酸、胡敏素含量及土壤养分含量,培肥土壤并提高其稳定性,促进作物增产。虽然秸秆还田配施化肥增加了人工和肥料投入,但适宜的化肥用量配合秸秆还田提高了水稻油菜轮作体系的经济效益。     

化肥减施下有机物料对砂姜黑土有机碳组分和养分含量的影响

为探明氮、磷、钾化肥减施下有机物料对砂姜黑土固碳培肥的影响,于2018—2020年开展大田试验,设置常规单施化肥(F)、常规施肥+生物炭(F+B)、化肥减量20%+生物炭(80%F+B)、常规施肥+秸秆还田(F+S)、化肥减量20%+秸秆还田(80%F+S)5个处理,分析水稻季化肥减量配施生物炭或秸秆还田对土壤总有机碳和活性有机碳含量、所占比例,碳库管理指数及养分含量的影响。结果表明,相较于单施化肥,常规施肥下增施生物炭土壤总有机碳含量显著提高19.6%。化肥减量配施有机物料显著提高了土壤水溶性有机碳、颗粒有机碳和易氧化有机碳含量,较F处理分别增加21.6%~28.6%、46.2%~61.1%和16.2%~36.3%,其中80%F+S处理土壤易氧化有机碳和颗粒有机碳含量、所占比例及土壤碳库管理指数均最高。F+B处理土壤有效磷和速效钾含量最高,较F处理分别提高11.1%和30.8%,其他处理有效磷含量则降低6.5%~15.7%。主成分分析表明,活性有机碳组分和碳库管理指数在80%F+S处理中具有较高载荷,而F+B处理土壤有效磷、pH和速效钾因子得分较高。化肥减施下秸秆还田有利于提高砂姜黑土活性有机碳含量、所占比例及碳库管理指数,而常规施肥下配施生物炭能够促进土壤总有机碳积累和磷、钾有效性。本研究结果可为沿淮平原稻麦轮作区化肥减量增效、农业废弃物资源化利用提供技术支撑。     

稻草还田配施化肥与腐秆菌剂下的土壤微生物及有机碳组分特征

通过田间试验,研究了稻草还田配施化肥与腐秆菌剂对早稻土壤微生物、酶活性及有机碳组分和产量的影响。结果表明:稻草还田配施化肥与菌剂可以有效地提高土壤细菌、真菌、放线菌数量,增强蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶的活性。与稻草不还田施肥(F)和不施肥(CK)相比,稻草还田配施化肥与菌剂(SFM),提高了土壤不同形态有机碳含量和碳库管理指数,其中活性有机碳、碳库管理指数分别提高了10.33%～28.88%、12.85%～30%;并且因为有利于早稻分蘖,产量增加3.56%～23.29%。可见,稻草还田配施化肥与菌剂,不仅可以提高产量,而且对改善稻田土壤肥力也有重要的作用。     

不同添加剂处理秸秆腐解产物对土壤生物活性和花生苗生长的影响

在温室盆栽试验条件下,研究不同添加剂处理的花生秸秆腐解产物对土壤pH、生物学性质以及花生苗期生长状况的影响。试验设置5%碱渣处理秸秆腐解产物配施化肥(A)、3%FeSO4处理秸秆腐解产物配施化肥(F)、5%碱渣和3%FeSO4处理秸秆腐解产物配施化肥(AF)、无添加剂处理秸秆腐解产物配施化肥(N)、单施化肥(NPK)和不施肥对照(CK)等6个处理,于花生苗期采样测定土壤pH、微生物生物量和酶活性的变化,观测花生苗生物量和株高的生长状况。结果显示,单施化肥容易引起红壤酸化加剧,导致土壤生物活性下降。化肥配施碱渣和化肥配施FeSO4两个处理的秸秆腐解产物能够有效减缓红壤酸化;碱渣处理秸秆腐解产物配施化肥可显著提高土壤脲酶、转化酶活性、微生物生物量碳和微生物生物量氮,同时该处理下的花生出苗和植株生长情况较好,苗期秸秆生物量和株高等均高于其他处理。由此可见,碱渣处理的花生秸秆腐解产物配施化肥对提升土壤质量,促进作物生长效果显著。     

秸秆还田对酸性水稻土培肥增产、土壤微生物生物量及酶活性的影响研究

通过田间定位试验,研究了稻草秸秆还田对土壤有机质及其养分含量、土壤微生物生物量、土壤酶活性及水稻产量的影响。试验结果表明:秸秆还田显著提高了土壤有机质及养分含量,与对照相比,秸秆还田的处理土壤有机质含量提高了7.00%,土壤全氮、速效磷、速效钾和缓效钾含量分别提高了3.57%、3.49%、4.11%和3.39%;秸秆还田显著提高了土壤微生物生物量碳、氮,与对照相比,土壤微生物量碳、氮分别提高了37.4%和21.8%;秸秆还田显著提高了土壤酶活性,与对照相比,土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性分别提高了67.4%、12.4%和7.43%;秸秆还田显著提高了水稻产量,与对照相比,秸秆还田的处理和秸秆还田并配施腐熟剂的处理水稻实际产量分别增加了4.85%和5.96%。     

不同秸秆还田模式对风沙土玉米生育特性及土壤活性碳、氮的影响

研究设计两年风沙土玉米盆栽试验,设置五个处理:秸秆不还田(CK)、秸秆春还田配合还田灌溉一次(SI),秸秆春还田配施菌剂及还田灌溉一次(SIB),秸秆秋还田配合还田灌溉两次,还田一次,上冻前一次(FI),秸秆秋还田配施菌剂及还田灌溉两次(FIB),其他田间管理相同,所有处理均常规施肥,通过分析作物苗期的生物量、根冠比及产量等植株信息,以及地下土壤部分可溶性碳、氮等指标,探讨秋季秸秆坐水还田模式对风沙土土壤养分的影响及对当季作物生长发育的贡献。结果表明:(1)与常规施肥处理CK相比,秋季坐水还田FIB处理植株鲜重增加了49.82%,干重增加了45.19%,粒重增加了131.74%;(2)植株苗期,与常规施肥处理CK相比,FIB处理地下部分增加了70.32%,根冠比增加了63.50%,存活率也大幅度提高,达到100%;(3)在植株整个生育期内,FIB处理从拔节期到大喇叭口期植株茎粗生长速度最快,高度增级幅度最大达22.08%;(4)在大喇叭口期,与常规施肥处理CK相比,FIB处理土壤微生物碳增加了103.98%,土壤微生物氮增加了312.11%,土壤可溶性碳增加了3.93%,土壤可溶性氮略有下降。可见,秸秆经秋季坐水还田冬季冻融作用后,比常规还田和菌剂配施还田腐熟更快,更有利于提高风沙土土壤养分以及作物的生长发育。