秸秆深还对黑土耕层根区养分空间分布的影响

针对秸秆深还对黑土养分空间变异影响机理不清的问题,在吉林省榆树市恩育乡黑土耕地,进行了秸秆深还试验,设CK(对照)、CS(秸秆深还CSDI)2种处理。建立根区土壤立体模型和坐标系,采用三维立体取样的方法研究了在垂直方向和水平方向上黑土耕层根区速效N、P、K养分的空间分布。结果表明:(1)垂直方向上,秸秆深还对表层土壤速效N、P、K的含量影响不大,对深层土壤(10~25cm)具有明显的增加作用,且增加幅度随着深度的增加而增加。水平方向上,距离玉米主根越近,秸秆深还对养分的增加作用越明显。(2)用三维立体取样研究根区土壤养分分布是可行的,研究结果为秸秆深还养分运移机理和空间分布提供理论依据,也为进行秸秆深还实践提供支撑。     

长期定位施肥对暗棕壤肥力和作物产量的影响

根据29年肥料效应长期定位监测试验结果,研究了不同施肥处理对作物产量及土壤肥力、养分水平等指标的影响.结果表明:不同施肥处理作物产量差异较大,有机肥和氮、磷化肥的配合施用对提高作物产量、增加土壤养分作用十分明显.     

秸秆深还对土壤水分转移及产量的影响

采用田间试验方法,将玉米秸秆切段、粗粉碎、细粉碎、细粉碎后压粒和细粉碎后氨化处理,研究玉米秸秆深施还田对土壤水分转移及产量的影响。结果表明,秸秆粉碎程度越细,吸水能力越强,深施后土壤渗水速度越快;粉碎的秸秆较其他处理更能促进土壤水分竖直方向转移;各处理的蓄水能力表现为粉碎状秸秆处理段状秸秆处理CK(不施秸秆),且细粉碎、细粉碎后氨化处理在还田初期就能呈现出明显的蓄水效果;秸秆粉碎状态越细,深施后土壤容重减小的速度和幅度越大,细粉碎处理和细粉碎后氨化处理能在还田初期对减小土壤容重产生明显作用,播种后25 d,土壤容重减小幅度最大,分别达0.052和0.045 g/cm3;秸秆深施还田有效提高玉米产量,产量排序为细粉碎细粉碎后氨化处理粗粉碎细粉碎后压粒秸秆切段CK(不施秸秆),其中细粉碎处理对玉米产量的增加影响最明显。     

里氏木霉利用玉米秸秆形成类胡敏酸（HAL）的特异性研究

为探明里氏木霉(Trichoderma reesei)在腐殖化过程中,不同培养时间下利用玉米秸秆得到的培养产物(HLS)的碱提取物——类胡敏酸(HAL)的结构特征是否具有与土壤胡敏酸相似的特异性,通过固体培养的方式模拟秸秆堆肥,在玉米秸秆中添加里氏木霉进行为期30 d的腐殖化培养,并以灭菌后不添加微生物的处理作为对照,在培养的0、15、30 d采样观察研究。通过元素组成、红外光谱及差热的技术手段对里氏木霉利用玉米秸秆形成的类胡敏酸(HAL)进行分析,与土壤的胡敏酸(HA)比较观察其特异性。对比CK,在模拟腐殖化的过程中,接种里氏木霉可以显著改变其HAL的结构特征,其芳香性/脂族性的比例变化符合多酚学说。里氏木霉可以在30 d内将HAL的元素结构集中在O/C=0.528、H/C=1.322左右,与土壤HA的O/C值、H/C值差异缩减了71.08%、49.25%,使其更加接近土壤HA的结构特征。总体来看,里氏木霉在分解矿化玉米秸秆中纤维素和木质素的同时,可以有效促进玉米秸秆向腐殖质的转化,其形成的HAL的结构变化支持了多酚学说。里氏木霉培养下的HAL可随着腐殖化培养时间的增加,与土壤HA的结构特征差异持续缩小,逐渐具有特异性。     

玉米秸秆不同还田方式对黑土有机碳组成和结构特征的影响

为研究玉米秸秆不同还田方式对黑土有机碳组成和结构特征的影响,以吉林农业大学微区试验田黑土为研究对象,设置CK(未施用秸秆)、C1(秸秆浅施)和C2(秸秆深还)共3种处理,通过腐殖质组成修改法提取富里酸(Fulvic acid,FA)、胡敏酸(Humic acid,HA)和胡敏素(Humin,HM),IHSS方法提取HA样品,并测定其元素组成、红外光谱和差热性质等结构性质。结果表明:秸秆还田有利于土壤和各腐殖质组分有机碳含量提高,土壤腐殖质PQ值(HA在可提取腐殖质中所占的比例)显著增加;与CK相比,C1处理表层(0~20 cm)的SOC、HA、FA和HM有机碳含量明显增加,分别增加了21.8%、27.3%、11.5%和30%;C2处理亚表层(20~40cm)的SOC、HA、FA和HM有机碳含量显著增加,分别增加了26.3%、32%、13.4%和31.9%。C1和C2处理均使HA的氧化度、缩合度和热稳定性降低,脂族链烃和芳香碳含量增加,结构趋于简单化。这些变化在C1处理中主要体现在表层,与CK相比,C1处理表层HA的(O+S)/C比值降低了11.3%,I2920/I1620的比值增加了23.4%;C2处理主要为亚表层HA结构的变化,与CK相比,C2处理亚表层HA的(O+S)/C比值降低了9.1%,I2920/I1620的比值增加了23%。这一研究结果对阐明土壤培肥机理和指导秸秆还田实践有重要意义。     

秸秆深还机具特点和作业效率分析

秸秆深埋还田(秸秆深还)作为一种新兴的秸秆还田模式,其机具有别于地表覆盖还田和铧式犁翻压还田。为了科学管理、合理运用秸秆深还机械,提高机组的作业效率,在调查测试秸秆深还作业的基础上,对机具的特点进行了分析,同时对测试机组分别进行了时间利用率和作业效率分析。结果表明:对于各个机具的作业时间利用率和总作业效率影响因素有所不同。作业速度、幅宽、故障维修和地头转向是影响机械作业效率的主要因素。根据调查和分析的结果,针对秸秆深还作业中存在的问题提出了机组的合理运行模式。     

玉米秸秆在土壤中的分解速率及其对腐殖质组成的影响

为研究秸秆还田后玉米秸秆在土壤中的分解速率及其对土壤腐殖质组成的影响,采用室内培养试验,以黑土和暗棕壤为研究对象,每种类型土壤分别模拟设置:ck(未施用秸秆)、I2(2倍量秸秆与土混合)、I(全量秸秆与土混合)、I1/2(1/2量秸秆与土混合)、C(全量秸秆覆盖)和D(全量秸秆埋置)共6种处理。利用碱液吸收法测定秸秆分解过程中CO_2-C释放量,腐殖质组成修改法提取土壤腐殖质,富里酸(Fulvic acid,FA)、胡敏酸(Humic acid,HA)和胡敏素(Humin,HM)。研究结果表明:玉米秸秆分解过程中其分解速率迅速增加,在第4天各处理秸秆分解速率达到顶峰为194~1 103 mg/(kg·d),随后迅速下降;在第24天到第260天各处理秸秆分解速率缓慢下降趋于稳定,平均在40~160 mg/(kg·d)。不同秸秆用量下,秸秆分解速率表现为I2II1/2;等量秸秆不同处理方式下,秸秆分解速率表现为IDC;黑土中秸秆分解速率高于暗棕壤中相对应处理。培养260 d后,各处理秸秆分解率为43%~78%;黑土中全量秸秆与混合处理的秸秆分解率最高(78%);不同土壤类型下,黑土各处理的秸秆分解率高于暗棕壤相对应处理4%~13%。相对于ck,各处理下土壤有机碳及腐殖质含量显著增加,2倍量秸秆与土壤混合后累积效果更显著,黑土中秸秆还田的培肥效果优于暗棕壤。各处理下土壤PQ值略有增加,无显著差异。     

土壤施用有机物料后重组有机质变化规律的探讨Ⅰ.对有机无机复合及腐殖质结合形态的影响

通过在粉壤质黑钙土和粘壤质轻度盐化草甸土上进行田间、盆栽及培养试验,研究了施用各种有机物料后两年来重组有机质的变化状况.施用有机物料可以提高土壤有机质和重组有机质的含量,可以提高有机无机复合量,降低原土复合度.各种有机物料的效果并不一样,追加复合量和追加复合度均随玉米秸秆施用量的增加而提高,但复合系数却因用量的增加而降低.施用有机物料后重组有机质中各种结合形态的腐殖质在绝对含量上都明显提高,但以松结合态的增加较多,松/稳、松/紧比值提高.这种作用主要表现在施用的第一年.