不同还田方式下大豆秸秆腐解特征研究

利用网袋法模拟秸秆还田方式,研究不同还田方式不同阶段大豆秸秆有机碳、氮、磷、钾养分释放特征.结果表明:经过150 d的分解,大豆秸秆生物量有39.2%～55.9%被分解,埋于土壤的大豆秸秆分解速度明显高于露天处理.腐解后大豆秸秆从组织结构上变得松散.露天与土埋处理秸秆有机碳分解率均随着时间的延长而增加,150 d时大豆秸秆分解了40.7%～59.2%,加入腐熟剂效果不明显.经150 d腐解后,大豆秸秆的氮、磷、钾养分释放率分别为60.1%～65.4%、18.3%～39.4%和74.6%～86.4%.     

不同水肥管理配施腐解剂对小麦秸秆腐解及养分释放的影响

为探寻促进还田秸秆腐解的有效管理措施，以农民常规水肥管理+秸秆还田为对照（CK），设置常规水肥管理+秸秆还田+腐解剂（CKD）、滴灌+缓控释肥+秸秆还田（SS）、滴灌+缓控释肥+秸秆还田+腐解剂（SSD）、水肥一体+秸秆还田（SF）、水肥一体+秸秆还田+腐解剂（SFD）共5个处理，分析不同水肥管理配施秸秆腐解剂对小麦秸秆腐解率以及养分释放规律的影响。结果表明，（1）各处理秸秆腐解率均表现为前期快后期慢的变化趋势，CKD、SSD、SFD处理的秸秆腐解率在玉米收获期分别比对应的CK、SS、SF处理高2.1、4.4和4.2个百分点，其中SSD与SS处理间、SFD与SF处理间差异均达到显著水平；（2）各处理秸秆养分释放表现为钾>磷>氮，小麦生育期内养分释放规律与秸秆腐解变化趋势一致；SFD处理下的全磷投入量最多，为48.2 kg·hm^-2，而CKD处理下全钾和全氮投入量最高，分别为163.8和67.2 kg·hm^-2；（3）不同处理间， CK在0~20 cm土层的土壤速效养分含量最高，SSD和SFD处理的速效氮含量较对应的SS和SF处理分别增加了27.9%和19.5%，速效磷含量分别提升了42.9%和25.8%；（4）CKD处理的玉米产量最高，为10 387.9 kg·hm^-2，其次为SFD、SF、SSD处理，较CK分别提升了41.5%、31.0%、30.5%和0.8%，除SSD处理外，其余处理均与CK差异显著。综上，添加腐解剂不仅能有效促进小麦秸秆腐解和氮磷钾养分释放，提高玉米产量，还显著增加了水肥优化管理下土壤速效养分的含量，其中以水肥一体+秸秆还田+腐解剂、常规水肥管理+秸秆还田+腐解剂两处理效果最佳。     

玉米秸秆不同还田方式下腐解菌剂的应用效果研究

试验设置3种秸秆还田方式和2种剂型腐解菌剂处理,以秸秆离田和秸秆还田无菌剂为对照。在玉米收获后测定不同处理的秸秆腐解率、土壤养分含量、单株生物量和产量,研究还田方式对秸秆降解效果、土壤养分含量和玉米产量的影响,比较不同秸秆还田方式下腐解菌剂对秸秆腐解效果。结果表明,旋耕和深耕还田的秸秆腐解率要显著高于浅旋还田。秸秆深耕还田相较于浅旋和旋耕还田可以显著提高0～60 cm土壤有机质、速效钾含量和玉米产量。在施用腐解菌剂处理中,固体菌剂的秸秆腐解率高于液体菌剂,无显著差异。在秸秆浅旋和旋耕还田方式下,施用菌剂处理的秸秆腐解率显著高于未施用菌剂处理。在秸秆深耕还田条件下,施用菌剂显著增加了玉米单株生物量。腐解菌剂对秸秆腐解和玉米生长具有一定促进作用,在秸秆不同还田方式下腐解菌剂的应用效果存在一定差异。     

剑麻麻茎腐解及养分释放特征研究

应用网袋法研究剑麻茎秆在大田条件下的腐解及养分释放特征。结果表明:麻茎在覆土还田后的300 d内,鲜茎、干叶基、鲜叶基的腐解率分别达82.7%、57.9%、34.5%,氮素释放率分别为89.2%、81.3%、34.0%,磷素释放率分别达84.6%、53.8%、32.1%,钾素释放率分别为94.9%、86.5%、34.5%。麻茎还田300 d内,每667 m~2麻茎约释放氮(纯N)、磷(纯P)、钾(纯K)量分别为24.3、6.3、15.2 kg,相当于剑麻年平均施肥量所施入的化学氮、磷、钾肥养分量。麻茎完全腐解约需4年半,麻茎腐解和养分释放速率均表现为前期(30 d)快速而后期缓慢,不同部位顺序为鲜茎干叶基鲜叶基。通过麻茎还田,可以有效降低运输成本,减少肥料用量。     

秸秆还田量对免耕黑土速效养分和玉米产量的影响

研究了不同秸秆还田量对免耕黑土速效养分含量和玉米产量的影响.结果表明:秸秆还田可以增加土壤表层(0～10 cm)碱解氮、速效磷和速效钾含量,以5000 kg/hm~2秸秆还田处理效果最为明显.研究同时发现,玉米产量与碱解氮含量呈显著的相关性(P<0.05).     

石灰对红壤稻田油菜秸秆腐解、养分释放及早稻产量的短期效应

2018年早稻季在典型的酸性红壤双季稻田开展小区试验,探究石灰对红壤稻田油菜秸秆腐解、养分释放及早稻产量的影响。结果表明,施用石灰或油菜秸秆还田均显著提高早稻产量,且二者具有显著的互作效应。施用石灰显著促进了油菜秸秆还田后前中期的腐解和氮素释放,而对磷和钾元素的释放无显著影响。油菜秸秆还田并配施石灰能促进早稻分蘖成穗、地上部养分（氮、磷、钾）吸收及干物质积累,提高总颖花量,从而扩大有效穗数和每穗粒数。可见,在酸性红壤稻田,油菜秸秆还田并配施石灰可加速自身腐解与氮素释放,实现水稻增产。     

土壤水分对玉米秸秆还田腐解率、土壤肥力及小麦籽粒蛋白质产量的影响

为提高玉米秸秆还田效果,通过防雨棚微区控水设施,研究了土壤水分对还田玉米秸秆腐解、土壤肥力及小麦籽粒蛋白质产量的影响,3个土壤水分水平分别为田间持水量的50%～55%(干旱)、60%～65%(轻旱)和70%～75%(适宜水分)。结果表明,小麦季还田玉米秸秆腐解速率表现为"快-慢-快"的变化趋势。随着土壤水分含量的增加,秸秆量减少率逐渐增加。秸秆腐解前期(0～70 d),干旱条件下秸秆量累计减少率、氮素释放率显著降低(P0.05);成熟期,不同土壤水分条件下秸秆量累计减少率及氮素释放率分别为66.50%～69.51%和75.88%～77.31%,不同土壤水分处理间差异不显著。与播前相比,成熟期不同处理0～25 cm耕层土壤有机质含量基本表现为降低趋势,但秸秆还田(RS)处理土壤有机质含量下降幅度较对照(CK)显著降低。与CK相比,RS处理0～25 cm耕层土壤有机质含量显著提高(16.1%～17.2%);不同生育时期土壤0～25 cm耕层的碱解氮含量显著提高(11.65%～23.10%);小麦籽粒蛋白质含量略有降低,籽粒蛋白质产量显著降低(4.63%)。在秸秆还田条件下,干旱处理的小麦籽粒蛋白质含量均显著高于轻旱和适宜水分处理。综上,还田玉米秸秆的腐解和氮素释放需要较好的土壤水分条件;土壤水分适宜时进行秸秆粉碎翻压还田有利于提高土壤有机质和碱解氮含量;干旱条件下秸秆还田导致小麦籽粒产量和蛋白质产量均显著降低。     

隔年秸秆还田对连作玉米养分积累及叶片生理特性的影响

以秸秆不还田为对照,设置秸秆深翻还田和旋耕还田配施秸秆腐熟剂、深翻和旋耕还田不施秸秆腐熟剂5个处理,测定玉米茎秆、叶片、穗部和子粒氮磷钾养分积累量及叶片生理活性,研究秸秆还田配施秸秆腐熟剂对玉米生长及产量的影响。结果表明,不同秸秆还田方式显著提高玉米穗位叶以上第3叶(上位叶)及穗位叶以下第3叶(下位叶)叶绿素含量、叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性、茎鞘氮和钾积累量,并提高玉米产量,增产率为7.56%～28.00%。旋耕和深翻秸秆还田配施腐熟剂处理显著提高穗位叶叶绿素含量,显著降低叶片丙二醛(MDA)活性,显著提高叶片磷积累量;深翻还田配施腐熟剂极显著提高叶片、穗部、子粒氮积累量。冷凉地区玉米秸秆还田提高玉米叶片生理活性,旋耕还田配施秸秆腐熟剂增产率高,干物质积累量较多;深翻还田配施腐熟剂显著提高玉米叶片、穗部和子粒氮积累量。     

秸秆还田对黄壤农田氮、磷养分平衡的影响

分析2018～2020年不同处理土壤养分、玉米产量、土壤氮磷平衡的差异,筛选出集增产、土壤养分维系及生态环境保护为一体的施肥模式。结果表明,秸秆还田后,土壤有机质、全磷、碱解氮、有效磷含量均有提高,以T4处理(氮、磷减量10%,秸秆还田)最高。秸秆还田增产效果随还田时间增加逐渐明显;T1处理(不施肥、秸秆不还田)经济产量逐年降低,其他处理产量均显著提高。各施肥处理土壤氮素均有盈余,其中,T4处理盈余量随时间增加有下降趋势,T5处理(氮、磷减量30%,秸秆还田)盈余量最低。各施肥处理磷盈余量为165.41～270.16 kg/hm²。相较T2处理(单施化肥),秸秆还田伴随氮、磷化肥减施利于降低环境污染风险。秸秆还田伴随化肥减施能提升土壤养分含量,增加玉米产量,减轻环境污染风险,综合结果显示,T4处理较优。     

玉米不同部位秸秆腐解特征及其影响因素研究

采用尼龙网袋法,研究不同还田方式(覆盖、深埋)、不同还田环境(室内高温环境、生产田自然环境)条件下,不同秸秆长度(10 cm、20 cm、30 cm、40 cm)、不同植株部位(茎、叶、穗轴)秸秆的腐解规律及其相互影响作用,探索适宜当地生产和生态条件的玉米秸秆还田方式。结果表明,玉米茎秆腐解过程总体呈"快-慢-快-慢"趋势,两年腐解率达62.10%～73.23%;玉米叶还田的腐解规律表现为前期快后期慢,第一个月腐解率达22.80%～40.78%。秸秆腐解速率显著受秸秆部位、还田环境、还田深度及秸秆长度影响,且各影响因素间交互作用对秸秆腐解速率影响显著(P0.01)。不同部位秸秆腐解速率常数k差异较大。在本试验条件下,小秸秆深埋还田最有利于秸秆腐解。     

氮肥运筹对春玉米产量、养分吸收和转运的影响

研究氮肥不同运筹方式对玉米产量、养分吸收利用、转运及分配的影响。结果表明,基肥:拔节期:抽雄期施氮比例为3∶4∶3处理玉米产量和氮肥利用效率最高,较其他基追比例处理增产3.2%~20.5%,氮收获指数、当季回收率、农学利用率和偏生产力分别提高2.0~5.3个百分点、2.0~21.3个百分点、2.3~10.0 kg/kg和2.3~10.0 kg/kg。施氮可显著增加玉米主要生育期氮、磷、钾吸收量,并可提高玉米抽雄期氮、磷、钾养分向子粒转运和子粒养分增加量,其中基肥∶拔节期∶抽雄期施氮比例为3∶4∶3处理玉米灌浆期氮、磷、钾吸收量最高,成熟期子粒氮、磷、钾积累总量高于其他基追比例处理。相关分析结果表明,玉米各生育期氮、磷、钾吸收间存在显著或极显著的正向相关,且除苗期外,其他生育期氮、磷、钾吸收量与产量均存在极显著正相关,灌浆期氮、磷、钾吸收状况与产量相关系数最大。     

平衡施肥对春玉米产量及养分吸收的影响

在吉林省玉米主产区采用田间试验研究平衡施肥对玉米产量、养分吸收利用和土壤养分表观平衡的影响。结果表明,与农民习惯施肥（FP）相比,平衡施肥（OPT）在减施氮肥17.0%～37.7%、减施磷肥39.2%～48.7%的情况下,玉米产量提高2.3%～3.1%。OPT处理的养分吸收总量和肥料利用效率有不同程度的提高,其中氮吸收量提高12.3～25.4 kg/hm²,磷吸收量提高0.8～2.9 kg/hm²,钾吸收量提高2.8～4.5 kg/hm²,肥料利用效率提高13.7～19.6个百分点。平衡施肥处理的氮、磷、钾养分平衡系数分别为0.92～1.11、0.83～0.96、0.67～0.77,均好于农民习惯施肥,说明平衡施肥的氮、磷、钾等养分投入基本合理。     

不同磷钾水平下云南旱地玉米养分吸收利用及产量响应

在云南省曲靖市开展2组旱地玉米田间小区试验,研究不同磷钾施肥量对玉米生物量和养分的积累、养分利用和产量的影响。结果表明,玉米氮磷钾养分吸收积累高峰期在抽雄期;磷素和钾素的供应对玉米产量有显著影响,钾素的影响大于磷素。P 120 kg/hm²、K 75 kg/hm²(P2K2)处理搭配合理,地上部分的生物量积累和子粒产量在所有处理中最高,产量比其他处理高3.90%～24.74%。P 60 kg/hm²、K 75 kg/hm²(P1K2)处理的磷肥利用率和磷素农学效率较高。P2K2处理的钾肥利用率和钾素农学效率较高。     

氮钾互作对春玉米养分吸收动态及模式的影响

采用田间试验与植株分析等方法研究了不同氮钾配比下春玉米养分吸收动态及模式,结果表明,不同氮钾配比下春玉米氮磷钾绝对量的积累均符合Logistic方程,肥料用量与比例可明显影响到玉米养分吸收最大速率及其出现日期。用量及比例适宜可获得较高的养分最大吸收速率,且其最大速率出现日期相对较早;玉米氮素最大吸收速率出现在中后期,应注意氮肥的分次施用。每生产100kg玉米子粒,适宜氮(N)、磷(P)、钾(K)的吸收量分别为1.954、0.376和1.390kg。植株养分吸收适宜比例为1:0.19:0.71。     

氮磷用量与施肥方式对玉米生长发育的影响

通过田间试验,研究在不同施肥方式和不同氮磷肥用量条件下,玉米根系和地上部的生育特征、根际脲酶和磷酸酶特征、氮磷养分吸收量。结果表明,施肥量为800 kg/hm2(种子侧下方6 cm)处理的玉米地上部分生物量和根系生物量最高,成熟期根系和地上部分的吸氮、吸磷量也最高,子粒产量也较高;各处理玉米不同生育期根际土壤脲酶和磷酸酶的活性明显高于非根际;在肥力相对较高的土壤,减施20%～40%氮磷肥至少可以维持玉米当年的产量,施肥方式对玉米的子粒产量影响很小。     

玉米单作及间作紫花苜蓿对产量性状及白浆土供肥特性的影响

以不施肥为对照,设4个不同施氮量,通过玉米单作及间作紫花苜蓿栽培模式,探索两种栽培模式对玉米产量性状及白浆土碱解氮/全氮、有效磷/全磷和速效钾/全钾等供肥特性的影响。结果表明,在供试4个施氮水平下,与玉米单作相比,间作紫花苜蓿均可显著提高玉米产量。225 kg/hm~2的施氮量在玉米单作及间作紫花苜蓿模式下均可极大促进作物对碱解氮的消耗,在降低白浆土碱解氮/全氮幅度上最具优势。施氮量为175和225 kg/hm~2时,与玉米单作相比,间作紫花苜蓿能极大减少全氮中碱解氮的损失。在低供氮水平下(140 kg/hm~2),玉米间作紫花苜蓿能够使磷素活化系数(PAC)保持稳定;在较高施氮条件(225 kg/hm~2),玉米间作紫花苜蓿能显著提升PAC。在玉米单作条件,200和225 kg/hm~2的施氮量更有助于玉米消耗白浆土中的有效磷,使PAC降至1.4%和1.2%,此时全磷各形态很难转化为有效磷。玉米间作紫花苜蓿可有效防止白浆土磷素有效性的降低,PAC处于3.2%～6.4%。无论间作与否,200 kg/hm~2施氮量均可使白浆土速效钾/全钾显著增加,将施氮量提升至225 kg/hm~2,两种栽培模式下白浆土的速效钾/全钾均显著降低。     

马铃薯施肥肥效及养分利用率的研究

对6年14项次的马铃薯氮磷钾肥肥效试验,研究了施用氮磷钾化肥对马铃薯的增产效果、肥料利用率和施肥对淀粉含量的影响。结果表明,增施氮肥(N)平均增产21.3%,每千克N增产马铃薯37.9kg;增施磷肥(P2O5)增产18.4%,每千克P2O5增产马铃薯51.8kg;增施钾肥(K2O)平均增产15.3%,每千克K2O增产马铃薯35.9kg。总的增产效果:氮肥>磷肥>钾肥。14项次试验中增施氮肥的肥料利用率(N)为24.3%～45.2%,平均32.9%;增施磷肥的肥料利用率(P2O5)为7.5%～20.9%,平均14.8%。增施钾肥的肥料利用率(K2O)为38.3%～92.6%,平均49.8%。平均生产1t马铃薯吸收N为6.15kg,吸收P2O5为1.36kg,吸收K2O为6.17kg。马铃薯淀粉含量旱地明显大于水浇地。减N处理马铃薯淀粉含量最高,其次是NPK配合处理。     

吉林省半干旱区春玉米干物质与氮、磷、钾养分累积与分配

在大田条件下研究4种栽培方式(农户习惯、高产高效、高产、保产增效)产量构成、干物质及氮、磷、钾的累积转运特征.结果表明,高产栽培方式下产量最高,为11 135.8 kg/hm²,较农户习惯增产112.7%.高产高效栽培方式下玉米生育后期子粒干物质分配比例高于其他3种栽培方式;成熟期后高产栽培方式下氮素子粒分配比例最高,保产增效栽培方式下磷素子粒分配比例最高.农户习惯栽培方式下子粒氮、磷、钾累积量与转运量显著低于其他3种栽培方式.高产高效栽培方式下子粒氮、磷、钾累积量最大,氮、磷、钾转运量保产增效栽培方式下最大.高产高效栽培方式下子粒中钾的累积比例显著低于氮、磷,其钾转运贡献率比氮、磷转运贡献率高20%~200%.     

淹水胁迫对不同土壤类型养分及玉米苗期养分吸收分配的影响

采用池栽试验,以潮土和砂姜黑土为对象,研究淹水胁迫下不同土壤类型速效养分变化及玉米苗期养分吸收分配的特征。结果表明,淹水胁迫导致两类土壤速效氮含量显著下降,随着淹水时间延长降低幅度增大;土壤速效磷含量呈倒抛物线型,在淹水3 d达最低值;速效钾含量呈上升趋势,潮土速效钾含量呈曲线上升趋势,砂姜黑土速效钾含量呈线性增加趋势。玉米养分及干物质的累积量和产量随着淹水时间延长而降低,氮、磷、钾的累积量分别降低21.37%~72.22%、22.00%~42.10%和11.71%~60.36%;干物质的累积量下降37.49%~57.17%;玉米产量下降9.05%~30.15%,砂姜黑土的下降幅度大于潮土。淹水减少了叶片和茎秆的养分及干物质累积量,增加了茎秆中的养分和干物质分配比例,平均增加25.95%和43.34%。