长期定位秸秆还田不同施肥处理对土壤腐殖质组分含量的影响

通过6年的田间定位比较试验,探究了小麦-玉米秸秆还田条件下不同施肥处理对土壤腐殖质含量变化的影响。结果表明:随着秸秆还田年限的增长,胡敏酸(HA)、富里酸(FA)和胡敏素(HM)含量逐渐上升,与对照(CK)比较,3种秸秆还田模式土壤腐殖酸平均增幅为3.84%~62.16%,差异较明显。两季秸秆还田施氮肥(WCN)土壤腐殖质(HA、FA、HM)含量最高,比对照(CK)平均增加98.16%。一季秸秆还田施氮肥(WN)、两季秸秆还田施氮肥(WCN)以及有机肥(M)处理都可以提高土壤水溶性物质(WSS)的含量,两季秸秆还田(WC)处理土壤WSS含量稳定在(0.29±0.11)g/kg水平,两季秸秆还田配施氮肥处理(WCN)相较于对照(CK)增加89.29%。随着还田年限增加,两季秸秆还田施氮肥(WCN)处理HA/FA和PQ值到2014年达到最大,分别为1.08,0.52。说明两季秸秆还田与化肥配施能够提高土壤胡敏酸(HA)、胡敏素(HM)和富里酸(FA)的含量,还能够显著地提高土壤腐殖质腐殖化程度,增加腐殖酸含量并使之稳定增长。     

长期定位条件下秸秆还田对土壤有机碳及腐殖质含量的影响

为了探讨不同秸秆还田条件对土壤有机碳与腐殖物质含量的影响,利用连续进行6年的莱阳潮土区长期定位秸秆还田试验,研究了小麦-玉米秸秆还田条件下,施用氮肥以及不施肥或单施有机肥对土壤有机碳及腐殖物质的影响。结果表明,在供试的5个处理中,两季秸秆还田施肥处理(WCN)的有机碳以及腐殖物质含量最大,为最优处理。主要效应从大到小依次是氮肥、有机肥、秸秆还田+氮肥、秸秆还田。与对照(CK)相比,氮肥与秸秆配施大幅增加土壤胡敏酸(HA)、胡敏素(HM)、富里酸(FA)含量并使之处于稳定水平上,与单施有机肥相比,随着年限增加,秸秆与氮肥配施(WN、WCN)能够显著增加土壤腐殖质各组分含量,其中两季秸秆还田施氮肥(WCN)处理增幅最显著。通过对不同秸秆还田模式下土壤有机碳、腐殖质含量变化趋势的研究,表明秸秆还田与氮肥配施能够提高土壤有机碳含量,提高土壤腐殖质品质。     

长期定位秸秆还田对土壤团聚体及有机碳组分的影响

为合理利用秸秆并进行碳固定,在青岛农业大学长期定位秸秆还田试验站开展田间试验,设置5个处理,包括相同施氮条件下小麦、玉米两季秸秆还田(WCN)和一季小麦秸秆还田(WN),小麦玉米两季秸秆还田(WC),对照(CK)及单施有机肥处理(M),测定玉米-小麦轮作收获后土壤中的总有机碳、土壤的活性碳组分(轻组有机碳、颗粒有机碳、水溶性有机碳、易氧化有机碳)、土壤团聚体、土壤团聚体有机碳含量。结果表明,土壤总有机碳及各活性碳组分含量均表现为MWCNWNWCCK,其中M处理和WCN处理总有机碳含量在小麦季和玉米季较对照分别提高了99.78%,117.94%和84.73%,98.03%,差异显著;土壤水稳性团聚体0.25～2.00 mm粒级占比、团聚体几何平均直径、平均质量直径及各粒级团聚体有机碳含量亦表现为MWCNWNWCCK,与对照相比,M处理和WCN处理在0.25～2.00 mm粒级占比提高了10.2,9.6百分点,几何平均直径和平均质量直径分别提高了53.1%,45.8%和10.9%,5.4%,各粒级有机碳含量分别提高129.9%～330.2%,69.0%～188.4%。综上,有机肥处理及两季秸秆还田配施氮肥能显著提高土壤有机碳及各活性有机碳含量,有利于土壤大团聚体的形成,提高了团聚体稳定性和各粒级团聚体有机碳含量。     

小麦-玉米轮作体系下长期定位秸秆还田对籽粒产量及品质的影响

以莱阳潮土区长期定位秸秆还田小麦-玉米轮作为研究对象,探讨秸秆还田条件下施用氮肥以及单施有机肥对小麦、玉米产量以及籽粒品质的影响。采用氨基酸组成分析法、半微量凯氏定氮法以及残余法,对不同秸秆还田施肥处理下籽粒品质做出分析,得出2季秸秆还田施氮肥(WCN)处理小麦、玉米籽粒粗脂肪含量较1季秸秆还田施氮肥(WN)处理显著提高5.72%和9.49%。秸秆所占比例越大越有利于提高籽粒粗脂肪含量。WCN处理小麦、玉米籽粒蛋白质含量较2季秸秆还田(WC)处理显著提高32.53%,72.44%,表明氮肥所占比例越大越有利于提高蛋白质含量。单施有机肥与2季秸秆还田施氮肥能显著提高小麦、玉米产量。不同秸秆还田处理对小麦籽粒赖氨酸、胱氨酸、丙氨酸影响较小,对玉米籽粒胱氨酸、谷氨酸、甘氨酸影响也较小,除天门冬氨酸、亮氨酸、缬氨酸、赖氨酸、胱氨酸、丙氨酸外,长期不同秸秆还田处理对其他氨基酸的影响趋势与氨基酸总量的变化规律类似。综上所述,在秸秆还田的基础上配施氮肥能够得到较高的产量,提高籽粒品质。     

长期定位秸秆还田对土壤真菌群落的影响

为了研究不同秸秆还田条件对土壤真菌群落的影响,利用连续进行6年的莱阳潮土区长期定位秸秆还田试验与ITS rRNA扩增子测序技术,研究了小麦、玉米秸秆还田条件下,各处理土壤真菌群落的微生物多样性变化。结果表明,施用秸秆和有机肥能够提高土壤真菌群落多样性。秸秆还田后土壤真菌优势种群为子囊菌、接合菌和担子菌。主成分分析表明,各处理间微生物含量存在差异。两季秸秆还田配施氮肥处理能显著增加土壤全氮、有效磷、有效钾、有机碳含量。两季秸秆还田配施氮肥处理的土壤全氮、有效磷、有效钾、有机碳含量与蔗糖酶、脲酶、纤维素酶活性显著高于两季秸秆还田处理,与此同时,两季秸秆还田配施氮肥提高了当季玉米产量。这说明,秸秆还田施用氮肥显著增加土壤养分含量,增强土壤酶活性,有利于土壤真菌群落的多样性和稳定性的提高,改善土壤生态环境,从而促进作物增产。     

长期定位施肥对非石灰性潮土水分保持 及腐殖质组成的影响

在非石灰性潮土26年的定位试验进行过程中，在12个不同处理CK、N1、N2、M1、M1N1、M1N2、M2、M2N1、M2N2、NP2K、N2P和N2K中，于2003年研究了长期定位施肥对非石灰性潮土水分保持及腐殖质组成的影响，结果表明，各施肥处理0~20cm土层土壤孔隙度皆高于不施肥对照处理，单施有机肥及其配施无机氮肥的处理比对照提高了11.49%~19.24%，土壤含水量与孔隙度呈显著正相关（r=0.7076*）。有机肥配施无机氮肥能提高土壤中有机碳总量、胡敏酸碳、富里酸碳和胡敏素碳，最明显的是每年每公顷施含氮276kg有机肥配合施含氮276kg的无机氮肥，比不施肥增加了73.45%、198.58%、140.85%和39.35%。长期施用有机肥能提高胡敏酸的含量，施用无机化肥可提高富里酸降低胡敏酸的含量。可见长期有机肥与无机化肥合理配施可明显提高土壤的环境质量，增强土壤蓄水保肥能力。     

长期施肥措施下潮土土壤碳氮及小麦产量稳定性的变化特征

研究了长期不同施肥方式对潮土区土壤有机碳、全氮含量的影响,以期为小麦高产稳产及培肥技术提供指导。以长期定位肥料试验为平台,选择4个处理:不施肥(CK)、氮磷钾化肥(NPK)、氮磷钾化肥配施有机肥(MNPK)、氮磷钾化肥配施秸秆还田(SNPK)。测定1990-2018年间土壤有机碳、全氮含量及小麦产量。结果表明,施肥处理下小麦产量总体表现为上升趋势,其中前18 a SNPK和MNPK处理小麦产量大体上低于NPK处理,后11 a SNPK和MNPK处理大体上高于NPK处理,分别提高8.90%,8.93%。与CK相比,NPK、MNPK、SNPK处理均增加产量的稳定性;在施肥处理中,SNPK处理产量可持续性指数最高,为0.66。拟合方程表明,农田基础地力每增加1 000 kg/hm~2,肥料贡献率降低14.35～19.57百分点。长期施肥能提高土壤有机碳、全氮含量,其中MNPK处理有机碳、全氮提升作用最明显,年均增幅分别为0.158,0.014 g/kg。土壤全氮含量与有机碳含量呈现正相关(R~2=0.620),有机碳含量每升高1 g/kg,土壤全氮含量增加0.078 g/kg。施肥可提高小麦产量,提升小麦产量稳定性和可持续性指数。在小麦-玉米轮作体系下,氮磷钾化肥配施秸秆还田最有利于维持可持续生产能力。氮磷钾化肥配施有机肥可有效提高土壤有机碳、全氮含量。在潮土区施有机肥及秸秆还田是提升土壤肥力和保障可持续利用的重要措施。     

秸秆还田与生物炭配施对麦-玉轮作体系产量和氮素利用率的影响

通过探究秸秆还田与生物炭配施对麦-玉轮作体系产量和氮素利用率的影响,为黄褐土粮食生产科学施肥提供指导。本研究选取不施肥(CK)、单施生物炭(B)、单施化肥(NPK)、化肥配施秸秆(NPKS)、化肥配施生物炭(NPKB)和化肥配施生物炭和秸秆处理(NPKBS),分析不同处理对作物产量、养分含量和氮肥利用率的影响。结果表明：秸秆与生物炭配施化肥均可显著提高作物穗粒数、产量、土壤全氮、碱解氮、植株籽粒氮积累量;秸秆与生物炭配施化肥均可以显著提高氮素利用率,且小麦利用率高于玉米,真实利用率较当季利用率提高了17.72%~37.43%,其中化肥配施生物炭和秸秆效果最好。综上,化肥配施生物炭和秸秆可以显著提高作物产量,提高氮素真实利用率。     

16S rDNA扩增子测序揭示长期定位秸秆还田对土壤细菌群落的影响

为探究典型的长期定位秸秆还田耕作模式对土壤微生物多样性的影响以及土地施肥变化与生态环境效应之间的关系,利用连续进行6年的长期定位秸秆还田试验,采用16S r DNA扩增子测序技术,分析土壤细菌群落结构组成的情况。结果表明,土壤长期施入秸秆和有机肥可提升土壤细菌群落多样性及物种丰富度。秸秆还田后土壤中细菌优势种群为变形杆菌和酸杆菌。主成分分析显示,各处理间微生物种类及含量有明显差别。WC与WCN处理N、P、K等速效养分含量有明显差别。WCN处理中的N、P、K等速效养分,有机碳含量与蔗糖酶、脲酶、纤维素酶活性显著高于WC。秸秆还田施用氮肥显著增加土壤养分含量,增强土壤酶活性,有利于土壤细菌群落的多样性和稳定性的提高,改善土壤生态环境,从而促进作物增产。     

玉米秸秆还田方式和氮肥处理对土壤理化性质及冬小麦产量的影响

为了探讨玉米秸秆还田条件下不同耕作方式及施氮量对土壤耕性及冬小麦产量的影响,于2012年10月至2015年6月连续3个小麦生长季进行了田间定位试验。设3种耕作方式,分别为连续3年旋耕秸秆不还田、连续3年旋耕秸秆还田和前2年旋耕秸秆还田第3年深耕秸秆还田,每种耕作方式下均设4个施氮水平,施氮量依次为165、225、300和360 kg hm?2。与旋耕相比,深耕促进还田玉米秸秆的腐解,且增施氮肥能提高秸秆腐解速度,从而提高耕层土壤的有机质含量。秸秆不还田条件下,连续旋耕降低了0~30 cm土层的有机质含量,结果土壤容重增大,孔隙度降低,且增施氮肥不利于土壤物理性状的改善;秸秆还田条件下,连续旋耕提高了0~10 cm土层有机质含量,土壤容重随之减小,孔隙度增加;秸秆还田条件下,连续2年旋耕1年深耕比连续旋耕增加了10~30 cm土层有机质含量,显著降低了0~20 cm土层容重,增加了0~20 cm土层的总孔隙度和10~30 cm土层的毛管孔隙度。连续3年旋耕造成冬小麦减产,尤其是秸秆不还田处理,第3年产量较第1年下降5.0%~8.7%;旋耕秸秆还田较旋耕不还田平均增产7.3%~8.9%,但在第3年产量下滑;而旋耕还田后适时深耕还田比连续旋耕还田平均增加有效穗数14.5%,增加穗粒数5.7%,产量平均提高7.6%。在玉米秸秆还田条件下,增施氮肥有助于改善土壤理化性质,但225、300和360 kg hm?2氮肥水平的产量无显著差异。本研究结果表明,山东省小麦高产高效栽培技术宜采取秸秆还田、2年旋耕1年深耕、配施纯氮225 kg hm?2的种植模式。     

连续秸秆还田对黑土团聚体中有机碳含量及土壤肥力的影响

为了研究传统耕作方式下连续秸秆还田对黑土团聚体中有机碳分布及土壤肥力的影响,采用中国黑土区进行8年田间定位试验的大田土壤为研究对象,研究了无肥(CK)、单施化肥(NPK)和秸秆还田配施化肥(NPK+S)3种处理对土壤水稳性团聚体中的有机碳含量及土壤养分的影响,并与2004年试验初期土壤进行比较。结果表明,与起始土壤相比,连续8年秸秆还田后,土壤大团聚体的含量显著提高,且NPK+S处理下土壤大团聚体的含量及团聚体的平均重量直径(MWD)显著高于CK处理和NPK处理;连续秸秆还田8年后土壤的有机质(SOM)含量显著提高了6.59%,而CK处理和NPK处理均导致SOM含量下降,分别降低了1.95%和2.56%。与CK处理、NPK处理和起始土壤相比,NPK+S处理提高了土壤各级团聚体内的有机碳含量,而且显著提高了大团聚体中有机碳对土壤有机碳的贡献率,降低了微团聚体中有机碳对土壤有机碳的贡献率;同时,秸秆还田配施化肥显著提高了土壤的碱解氮、速效磷和速效钾含量,其对土壤速效养分的改善程度要明显强于单施化肥处理。通过试验可以得出,秸秆还田配施化肥不仅能提高黑土团聚体的稳定性及其有机碳含量,还能明显改善土壤的养分状况,对黑土肥力提升具有积极意义。     

稻-油轮作条件下长期秸秆还田对土壤肥力的影响

在湖北省2个秸秆还田长期定位试验(武穴市8年和荆州市3年)的基础上,研究武穴的传统耕作(W1)、秸秆还田配合传统耕作(W2)、免耕(W3)、秸秆还田配合免耕(W4)以及荆州的施氮磷肥(J1)、氮磷钾肥(J2)、秸秆还田配合氮磷肥(J3)、秸秆还田配合氮磷钾肥(J4)处理对土壤肥力的影响。结果表明:(1)两地耕层(0~20 cm)土壤中各养分(全氮、有机质、碱解氮、速效磷和速效钾)的含量均显著高于20~40 cm土层的,秸秆还田和免耕均能有效提高耕层土壤中有机质和全氮的含量,其中W4和J4处理效果最好;W4比W1有机质和全氮分别增加了1.72%~37.55%和2.09%~15.79%,J4比J1增加了1.41%~21.90%和5.83%~16.38%;油菜季土壤有机质含量普遍高于水稻季;(2)秸秆还田显著提高耕层土壤的速效养分(碱解氮、速效磷、速效钾)的含量,尤其是速效钾,增幅最大;(3)与W1和J1相比,W2和J3减小了耕层土壤的容重(分别减小7.81%和2.39%),增大土壤总孔隙度(分别增大4.75%和1.14%)和毛管孔隙度(分别增大3.77%和9.40%)。稻-油轮作条件下长期秸秆还田显著提高耕层土壤养分的含量,降低土壤容重和增大孔隙度,对培肥土壤有积极的作用。     

长期定位施肥对土壤有机质、不同形态氮含量及作物产量的影响

通过长期定位试验,研究不同施肥处理对河北省低平原区土壤有机质、不同氮形态含量及作物产量的影响,旨在为该区冬小麦–夏玉米轮作系统秸秆全量还田下土壤肥力和作物产量的提高提供理论依据。结果表明,经过36个小麦玉米轮作周期的不同施肥处理后,与不施肥处理（CK）相比,施肥可以提高土壤有机质和全氮含量,且随化肥施用量的增加而逐渐增加。在化肥施用量≤N 360kg/hm²+P₂O₅ 240kg/hm²时,秸秆还田较不还田可显著提高土壤有机质和全氮含量,在化肥施用量为N 540kg/hm²+P₂O₅ 360kg/hm²时,增加速度减缓。与CK相比,长期施肥提高了土壤碱解氮和硝态氮含量,而对土壤铵态氮含量没有显著影响。单施化肥时,表层土壤碱解氮和硝态氮含量随氮肥施用量的增加而增加;在秸秆还田下,N360+P240+S9000处理表层土壤碱解氮和硝态氮含量最高。施肥显著提高了作物产量,单施化肥处理,小麦、玉米产量均随施肥量的增加而逐渐增加;秸秆还田条件下,小麦产量在化肥施用量≤N 360kg/hm²+P₂O₅ 240kg/hm²时较单独施用化肥的处理增产。由以上结果可知,长期施肥可提高土壤肥力,增加土壤有机质和全氮含量,适宜的氮肥施用量配合秸秆还田可固持土壤有机碳和全氮,过量氮肥不利于土壤有机质的累积。长期单施化肥或化肥配合秸秆还田均可提高土壤碱解氮和硝态氮含量,对土壤铵态氮含量无显著影响。长期施肥可提高作物产量,在秸秆还田条件下,化肥施用量为N 360kg/hm²+P₂O₅ 240kg/hm²时,增产效果较好。     

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。