长期秸秆还田与氮肥调控对稻田土壤质量及产量的影响

为了揭示土壤对长期秸秆还田及氮肥调控的响应,采用大田小区试验,考察了秸秆不还田+N 300kg/hm~2(TB)、秸秆全量还田+不施肥(T0)、秸秆全量还田+N 255 kg/hm~2(T17)、秸秆全量还田+N 300kg/hm~2(T20)、秸秆还田+N 345 kg/hm~2(T23)对稻田土壤理化特性、重金属含量、活性有机质、微生物炭、碳库管理指数及水稻产量的影响,探索长期秸秆还田(5年)条件下土壤质量对氮肥配施的响应,为提高氮肥利用率、减轻环境污染、提高资源利用效率,提供理论依据和技术支撑。结果表明:长期秸秆还田条件下,随着氮肥施用量的增加,T17、T20、T23 3个处理的全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾、总有机质、活性有机质、微生物量碳含量上升,但总有机质、全氮、全磷、全钾的差异不明显;土壤容重下降;土壤中汞、砷、铅、镉、铬、铜、锌7种重金属(全量)未出现明显积累现象。施肥量相同的条件下,秸秆还田(T20)显著提高了土壤速效氮、速效磷的含量,较秸秆不还田(TB)速效氮、速效磷、速效钾分别提高21. 1%,8. 9%。综合考量经济、土壤质量、产量等因素,无污染的秸秆还田后,合理的配施氮肥(300 kg/hm~2)不仅可以避免秸秆腐解过程中与作物争夺氮肥,而且可以促进土壤碳、氮的更新,培肥土壤,提高产量,改善土壤质量。     

秸秆还田下配施石灰、尿素和腐熟剂对水稻Cd吸收累积的影响研究

为安全利用秸秆资源,选取四川省绵竹市Cd污染稻田为研究对象,开展小区试验,研究秸秆还田配施石灰、尿素和腐熟剂对土壤特性以及2个水稻品种(低富集水稻品种‘川优6203’、高富集水稻品种‘宜香2115’)的Cd吸收累积和产量的影响。结果表明:与对照(CK)相比,秸秆还田配施石灰后土壤pH值显著提高(P0.05),土壤溶解性有机碳(DOC)含量轻微增加,土壤有效态Cd含量有效降低;配施尿素后土壤p H值、DOC含量和有效态Cd含量轻微增加;而配施腐熟剂则能有效降低土壤pH值,显著提高DOC含量和土壤有效态Cd含量(P0.05)。秸秆还田配施石灰后,稻米Cd含量减少13.1%～14.4%,而配施尿素和腐熟剂后,稻米Cd含量则分别增加3.4%～13.1%和21.2%～35.6%;配施石灰、尿素和腐熟剂均能增加水稻产量,增幅分别为5.7%～7.1%、9.4%～9.7%和10.6%～11.4%。综合考虑水稻Cd吸收累积以及产量,成都平原秸秆还田配施石灰技术是较为理想的秸秆安全利用模式。     

玉米秸秆还田配施腐熟剂对土壤理化性质及玉米产量的影响

为研究玉米秸秆还田及配施腐熟剂对土壤理化性质和玉米产量的影响。在博乐市小营盘镇玉米种植区设置了3个处理的田间试验,测定土壤理化性质及土壤酶活性,并调查玉米产量。结果表明,玉米秸秆还田能增加玉米产量,增加土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾,提高土壤酶活性,降低土壤容重。尤其以秸秆还田配施有机物料腐熟剂效果显著。     

麦秆还田配施不同腐秆剂对水稻产量、秸秆腐解和土壤养分的影响

为了探讨南方稻田秸秆还田配施腐秆剂对水稻产量、秸秆腐解和土壤养分含量的影响,2011年度在江汉平原开展麦秆全量直接腐熟还田试验,确定合适的指标来评估不同腐秆剂产品腐解的效果并为该区域秸秆机械还田配套技术应用提供依据。结果表明,秸秆全量还田能提高水稻产量5.0%。秸秆还田配施腐秆剂2号的地上部干物质量和产量增量最高,分别为1125 kg/hm2和435 kg/hm2,增幅分别为6.9%和7.6%。秸秆腐解特征表明,翻压15天时,腐秆剂2号腐解效果最好,累积腐解率为30.3%,腐秆剂3号基本没有效果,之后腐解速率减缓、处理间差距缩小。养分释放特征表明,翻压30天内秸秆C、N和P快速释放,100天时养分累积释放率最高的是腐秆剂1号和2号;钾素在5天内释放95%以上,不受腐秆剂影响。通过测定指标之间的相关性分析得出,网袋法测定秸秆腐解率是评价腐秆剂最简单、最有效的方法。短期内秸秆还田配施腐秆剂对土壤有机质和全氮含量没有明显影响。建议实际生产中秸秆应于水稻移栽前5天还田,降低秸秆腐解对幼苗根系的毒害作用并加强前期氮素供应,保证作物养分需求。     

河北省潮土长期定位施钾和秸秆还田对农田土壤钾素状况的影响

通过1992-2012年共20年的长期定位试验,探讨了施用钾肥和秸秆还田对河北省典型潮土区土壤钾肥力的影响,并对长期施肥和秸秆还田处理对土壤全钾含量、土壤速效钾和缓效钾以及农田钾素平衡对速效钾和缓效钾含量的影响等进行了分析。结果发现：连续20年不施用钾肥和秸秆还田,并未对河北省潮土的土壤全钾造成影响;秸秆还田（NPSt）、增施钾肥（NPK）和增施钾肥基础上秸秆还田（NPKSt）显著提高了土壤速效钾含量,提高幅度在44.2％～79．1％;而增施钾肥（ NPK）和增施钾肥基础上秸秆还田（ NPKSt ）显著提高了土壤缓效钾含量,提高幅度在7.66％～37．3％。单施氮磷肥（NP）的土壤速效钾含量没有明显变化,但单施氮磷（NP）和秸秆还田（NPSt）的土壤缓效钾含量分别降低了20．8,9．8 mg/kg。增施钾肥基础上秸秆还田（ NPKSt）的农田钾素平衡处于盈余状态,每盈余K2 O 100 kg /hm2,土壤速效钾和缓效钾分别增加2．71,24．4 mg/kg。试验结果表明,增施钾肥和秸秆还田对于提高农田土壤钾肥力具有重要促进作用。     

油菜秸秆还田对水稻产量、经济效益与土壤理化性状的影响

为探索油菜秸秆还田的土壤改良效果和对后季作物的产量影响,客观评价秸秆还田的综合效益,2016年在习水县开展油菜秸秆还田同田对比试验。结果表明,秸秆还田可改善产量构成因子,增加有效穗,穗大粒多粒重,促进水稻增产;油菜秸秆还田比CK增产14.29%,新增纯收益135.5元/667m~2;油菜秸秆还田+腐熟剂比CK增产21.16%,新增纯收益213.8元/667m~2;油菜秸秆还田+腐熟剂比油菜秸秆还田增产6.02%,新增纯收益78.3元/667m~2,秸秆还田+腐熟剂增产效果最明显。稻田施用油菜秸秆,能提升土壤有机质,增加全氮、有效磷,促进钾的释放,降低土壤pH、容重,改善土壤结构。     

麦秆全量还田对土壤肥力与水稻生长的影响

通过麦秆还田应用秸秆腐熟剂试验、麦秆还田数量对比试验的结果分析,明确了应用快腐剂能加快麦秆腐烂,且对水稻有一定增产效果、增幅达4.15%～7.15%;麦草全量还田水稻田成熟期土壤速效钾和碱解氮明显高于秸秆未还田块,土壤理化性状均有较大改善,容重有所降低,各种营养元素及有机质均有所提高;秸秆腐熟过程中会与植株争夺氮素养分...     

免耕条件下秸秆还田与施肥对小麦-玉米轮作系统土壤养分和酶活性的影响

为研究免耕条件下秸秆还田与施肥对小麦-玉米轮作系统土壤养分和酶活性的影响,于西北农林科技大学校内试验地进行试验,设3个秸秆还田水平:秸秆全量还田、秸秆半量还田、秸秆不还田,施肥和不施肥2个施肥水平,共6个处理,以秸秆不还田+不施肥作为对照,研究秸秆还田与施肥对小麦-玉米轮作系统一年内两季不同作物收获期0~40 cm土层土壤养分含量和土壤酶活性的影响。结果表明,冬小麦和夏玉米收获期土壤不论是0~20 cm还是20~40 cm土层,秸秆全量还田+施肥和秸秆半量还田+施肥处理相比秸秆不还田+不施肥均能增加土壤有机碳、碱解氮、速效磷和速效钾的含量,并且高于秸秆还田+不施肥处理;秸秆全量还田+施肥处理下的冬小麦土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性比秸秆不还田+不施肥处理的0~20 cm土层分别提高92.34%,87.91%,4.94%,62.41%;对于夏玉米而言,秸秆全量还田+施肥相比秸秆不还田+不施肥处理的0~20 cm土层提高了土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶,分别提高了68.54%,49.11%,149.84%,10.38%。可见,土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶在秸秆全量还田+施肥的处理下活性最高,并且土壤脲酶与全氮和碱解氮相关性最好,碱性磷酸酶与全氮、速效钾和速效磷的相关性比较好,过氧化氢酶与速效钾和速效磷的相关性比较好,蔗糖酶与有机碳的相关性比较好,且均呈正相关。以上结果表明,秸秆还田配施化肥可以提高土壤质量。     

秸秆还田与优化施氮对稻田土壤碳氮含量及产量的影响

针对滨海盐碱地稻田土壤有机质较低、氮肥投入过量,采用田间微区试验研究了秸秆还田与优化施氮对稻田土壤全氮、铵态氮、硝态氮、有机碳、可溶性有机碳、微生物碳氮含量及水稻生长特征的影响。设秸秆还田与氮肥两因素,3个碳(秸秆还田)水平:C0:无秸秆还田; C1:秸秆还田4 500 kg/hm~2; C2:秸秆还田9 000 kg/hm~2; 2个氮水平:N1:255 kg/hm~2(优化施氮); N2:400 kg/hm~2(农民传统施氮)。结果表明,与C0、C1处理相比,C2处理时土壤有机碳含量分别增加了100. 46%,28. 06%;分蘖期时C2N2处理土壤全氮含量最高,而成熟期C1N1处理土壤全氮含量最高;秸秆还田与优化氮肥显著增加了DOC(可溶性有机碳)含量,分蘖期与成熟期土壤铵态氮、硝态氮含量均以C1N1最高,分蘖期与成熟期时,与未秸秆还田相比,土壤微生物量碳、氮含量显著增加,且C1N1、C1N2处理含量最高;秸秆还田量4 500 kg/hm~2与氮肥施用量255 kg/hm~2处理可有效增加水稻二次枝梗数、千粒质量、结实率及水稻产量,且高于其余处理。与农民传统施肥管理(C0N2)相比,秸秆还田与优化施氮(C1N1)处理水稻产量提高19. 02%,且显著提高滨海盐碱地稻田土壤碳氮含量。     

秸秆发酵液对玉米种子萌发及幼苗生长特性的影响

为了探究秸秆还田配施腐熟剂对玉米幼苗的影响,以40 g/L、50 g/L、60 g/L和70 g/L玉米秸秆-土壤浸出液自然发酵及腐熟剂发酵液为试材,用滤纸培养、盆栽法和常规方法测定种子发芽率、幼苗根长、根数、株高、幼苗鲜重、游离脯氨酸和丙二醛含量。结果表明,随发酵液浓度的增加,种子发芽率、根长、根数、根系鲜重、株高、叶片鲜重均先增加后降低的趋势;相同浓度腐熟剂发酵液的上述指标值均大于自然发酵液;其中50 g/L自然发酵和60 g/L腐熟剂发酵液种子发芽率较高;腐熟剂发酵液显著增加幼苗根长;50 g/L腐熟剂发酵液极显著增加根数;各处理对幼苗根鲜重、叶片鲜重和株高无显著影响。50 g/L自然发酵液、60 g/L腐熟剂发酵液根系和叶片游离脯氨酸及丙二醛含量与土壤浸出液无显著差异;总体看,50 g/L自然发酵及60 g/L腐熟剂发酵液对玉米幼苗生长有显著促进作用。玉米秸秆配施腐熟剂发酵可减弱其化感作用,秸秆还田配施腐熟剂时可适当增加秸秆还田量。     

施石灰和秸秆还田对双季稻田土壤钾素表观平衡的互作效应

土壤酸化和钾素亏缺是制约南方酸性稻田生产力持续提升的重要因素。施石灰和秸秆还田分别是改良土壤酸化和补充钾素的有效措施,但二者对土壤钾素盈亏平衡的互作效应还不甚清楚。于2015—2018年,在江西省上高县开展施石灰和秸秆还田两因素田间定位试验,共设置4个处理:(1)秸秆不还田,不施石灰;(2)秸秆不还田,仅2015年施一次石灰;(3)每季秸秆全量还田,不施石灰;(4)每季秸秆全量还田,仅2015年施一次石灰。结果表明,秸秆还田显著提高了水稻钾素吸收,施石灰仅显著增加了2016年晚稻钾素吸收。施石灰和秸秆还田仅对2016年晚稻钾素吸收有显著正向互作效应。在秸秆还田下,施石灰使2016年晚稻钾素吸收增加了25.7%;而在秸秆不还田下无显著影响。试验进行4年后,施石灰和秸秆还田对土壤全钾含量无显著影响。但4年土壤钾素表观平衡估算表明,在秸秆还田下土壤总累积钾素表观平衡表现为盈余,秸秆不还田下则为亏缺,而施石灰对其无显著影响。施石灰和秸秆还田对土壤总累积钾素表观平衡有显著的互作效应。在施石灰和不施石灰条件下,秸秆还田分别使土壤累积钾素平均表观盈余19.5 kg hm^–2 a...     

稻田养鱼与氮密互作对土壤肥力、水稻产量及其养分累积的影响

为了给稻田养鱼的施肥管理提供科学依据。试验以杂交中稻新品种‘内6优106’为材料,在3个鱼-氮处理（CK：不养鱼+不施氮、F：养鱼+不施氮、FN：养鱼+施氮150 kg/hm ²）和4个本田栽秧密度下,研究稻田养鱼与氮密耦合对土壤肥力、水稻产量及其养分吸收累积的影响。结果表明：稻田养鱼后的有机质显著提高、氮素能维持平衡、磷钾素则显著下降。鱼氮处理水稻产量、地上部干物质及氮、磷、钾累积的总体趋势表现为FN>F>CK,FN与F分别比CK显著增产22.98%和13.43%。栽秧密度在9.0万~22.5万穴/hm ²范围内稻谷产量无显著差异,干物质和氮累积影响随密增加而增加。每1000 kg稻谷的地上部植株氮、磷、钾素的需要量分别为10.24~16.74、1.31~2.72、34.38~56.49 kg/hm ²。中高产养鱼稻田在施肥管理上应控制氮肥和增施磷钾肥。     

盐渍化水田秸秆还田对水稻生长及产量的影响

选择盐渍化水田进行水稻秸秆30%、50%和70%还田处理,研究水稻秸秆还田对水稻生长及产量的影响。结果表明,与CK相比,30%、50%和70%秸秆还田对拔节期水稻生长及地上部干物质积累没有显著影响,对灌浆成熟期影响显著。50%秸秆还田可提高灌浆期水稻有效叶片数和有效叶片面积,增加地上部干物重;30%秸秆还田的水稻产量比对照提高4.0%,差异不显著(P>0.05);50%秸秆还田的水稻产量比对照提高9.4%,差异显著(P<0.05);70%秸秆还田水稻产量比对照降低1.2%,差异不显著(P>0.05)。说明在盐渍化水田秸秆还田时,秸秆还田量不能过多,控制在50%左右最佳,还田量过高不利于水稻生长发育,产量降低。     

农用石灰在酸性及镉污染稻田中试效果

在往年正规试验的基础上开展本次简比中间试验,以进一步验证在酸性及镉污染稻田施用石灰对调酸改土、水稻增产和降低稻谷镉量的效果。中试结果显示：在供试稻田土壤pH 5.64情况下,施用石灰平均750 kg/hm²能提升土壤pH 0.153个单位。施用石灰3000 kg/hm²比未施用石灰平均增产稻谷1529.98 kg/hm²,增产率14.74%,t检验达极显著水平。施用石灰3000 kg/hm²比未施用石灰平均增收1738.15元/hm²。增产的主要原因是促进了水稻长势和分蘖,增加了每蔸谷重。中试结果显示,施用石灰3000 kg/hm²比未施用石灰可降低稻谷镉量0.21 mg/kg,降低率37.8%,t检验达极显著水平。中试再次表明,在酸性及镉污染稻田中施用石灰对调酸改土、增产增收和降低稻谷镉量都具有良好效果,可以因地制宜加以科学推广应用。     

生物炭及其与化肥配施对灰潮土土壤理化性质、微生物数量和冬小麦产量的影响

为弄清生物炭在灰潮土上的施用效果,促进生物炭的科学应用。采用田间试验,研究了空白对照(CK)、单施生物炭(B)、单施化肥(F)和生物炭与化肥配施(BF)4个处理对灰潮土土壤理化性质、微生物数量和冬小麦产量的影响。结果表明：单施生物炭与空白对照相比,以及生物炭化肥配施与单施化肥处理相比,施用生物炭均能显著提高土壤有机碳和速效钾含量,但对土壤容重、pH、碱解氮、速效磷的影响不显著;施用生物炭后土壤中的细菌和放线菌数量增加且在越冬期达到显著差异水平,但真菌数量表现出一定的降低趋势。与空白对照相比,单施生物炭秸秆和籽粒干重分别增加6.8%和4.2%;与单施化肥相比,生物炭与化肥配施秸秆和籽粒干重分别提高4.4%和16.5%。因此,生物炭能有效改善灰潮土土壤理化性质,提高细菌和放线菌数量,且在一定程度上促进冬小麦产量的提高。     

福建稻区连续3年稻秆还田腐熟的培肥增产效应

为了研究连续稻秆还田腐熟对稻田土壤的培肥增产效应,采用定点监测的方法,在福建6个典型县（市）布置定位试验3年。结果表明,与基础土壤相比,连续3年稻秆还田腐熟,各试验区土壤有机质提升11.3%,容重下降12.9%,均达到极显著差异水平;土壤全氮、全磷、全钾、有效磷、速效钾、缓效钾和阳离子交换量分别增加17.3%、12.6%、12.7%、21.6%、37.7%、5.2%和10.1%,pH变化不明显;比常规施肥(CK),后季作物平均增产7.1%,增产效应为马铃薯(8.8%)＞莴苣(7.2%)＞水稻(6.8%)＞烟叶(5.5%)。稻秆还田腐熟不仅培肥地力,而且促进增产稳产。     

长期小麦秸秆还田对壤质潮土磷素含量及磷盈亏的影响

明确长期小麦秸秆还田壤质潮土土壤中磷素演变特征,可为潮土区土壤磷素管理和磷肥高效施用提供理论依据。利用壤质潮土长期定位试验（1992-2015年）,比较单施化肥处理（NP、NPK）和小麦秸秆还田配施化肥处理（NPS、NPKS）土壤有效磷、全磷含量变化,量化土壤磷盈亏和累积磷盈亏,并解析土壤有效磷变化量与累积磷盈亏之间的关系。结果表明,长期施用磷肥和小麦秸秆还田显著提高了土壤有效磷和全磷含量,提升了磷活化系数（PAC）,其年增量分别为0.68~0.78mg/kg、0.0031~0.0047g/kg和0.07%~0.09%,且小麦秸秆还田对土壤有效磷含量的增加速率有抑制作用,对全磷含量的增加有促进作用,但效应不显著。小麦秸秆还田增加土壤磷盈余。在土壤磷盈余时,土壤每盈余100kg/hm²磷,有效磷增加9.7~10.0mg/kg,小麦秸秆还田对其影响不大;在土壤磷亏缺时,土壤每亏缺100kg/hm²磷,秸秆不还田土壤有效磷含量降低12.6mg/kg,小麦秸秆还田土壤降低1.95mg/kg,小麦秸秆还田对土壤有效磷含量的维持有缓冲作用。小麦秸秆配施磷肥是提高和维持壤质潮土土壤磷素水平、增强土壤供磷潜力的重要措施。     

2种还田模式下小麦秸秆腐解菌剂应用效果研究

为了研究2种不同还田模式下秸秆腐解菌剂的应用效果,选取北京大兴小麦—玉米常年轮作田当季小麦秸秆,使用自行研制秸秆腐解菌剂,考察了覆盖还田和翻压还田2种还田方式下,不同秸秆腐解菌剂对秸秆各组分的影响,并进一步分析了原位生物腐解还田小麦秸秆对土壤活性有机碳的影响。结果表明：翻压还田4周后,接种不同菌剂小麦秸秆纤维素降解速率为BW2≈BW3>BW1,分别比对照提高24.95%、24.57%、2.10%;翻压还田6周后,接种不同菌剂秸秆半纤维素降解速率为BW2>BW3>BW1,与对照相比分别提高12.67%、8.80%、1.47%。覆盖还田方式下,秸秆纤维素降解较翻压还田缓慢,还田4周小麦秸秆纤维素降解率为BW2>BW3>BW1,分别比对照提高26.52%、24.01%、21.02%;半纤维素在还田6周后降解明显,BW2>BW3>BW1,与对照相比分别提高22.90%、20.00%、9.32%。在2种还田方式中,腐解菌剂对小麦秸秆木质素降解能力有限,3种菌剂腐解效果差别不大。在秸秆翻压还田过程中复合菌剂BW2提升土壤活性有机碳含量最快,提升了54.09%;而在覆盖还田中复合菌剂BW3提升土壤活性有机碳较快,提升了34.58%。复合菌剂BW2和BW3在2种不同的还田模式下均能高效快速的降解秸秆,其中翻压还田模式比覆盖还田模式秸秆降解效果更好,并能显著提高土壤活性有机碳含量。     

不同制炭材料与温度对水稻生长发育影响

旨在找到适合南通地区秸秆生物质炭还田的最适条件。在南通科技职业学院试验基地，设7 组不同处理CK、3SD、4SD、5SD、3YM、4YM、5YM。测定生物质炭施用后稻田土壤的物理性状、养分含量、酶活性以及微生物群落结构的变化状况，采用水稻产量以及多指标的冗余分析评价不同制炭条件与生物质炭施用量对水稻生长发育的影响。结果表明，5SD 与5YM均能使水稻增产，分别为28.01%和29.86%，5SD对水稻增产效果更高；在成熟时期5SD与CK相比，对水稻生物量具有增产的效果增幅为65.99%；对稻田土壤微生物总量具有增幅效果为243.90%。而稻田土壤微生物量碳、微生物量氮、土壤酶脲活性、土壤蔗糖酶活性均会降低，降幅为-41.01%、-82.78%、-48.92%、-57.29%。在本实验条件下施加500℃、水稻秸秆制成的生物炭对水稻的增产效果最好，而且还能改善土壤理化性质以及土壤酶活性。