长期秸秆还田不同施肥对土壤腐殖质含量及结构的影响

为了给提高耕层肥力、合理利用农业废弃秸秆提供良好的依据,采用腐殖质组成修改法与红外光谱法分析了不同秸秆还田条件下各施肥处理对非石灰性潮土腐殖质含量及结构的变化。以青岛农业大学长期定位秸秆还田试验为基础,设5个试验处理,施氮肥条件下设小麦、玉米秸秆还田(WCN)、一季小麦秸秆还田(WN)2个处理,同时设小麦玉米两季秸秆还田(WC)、对照(CK)、单施有机肥(M)处理。结果表明:随着时间的延续,秸秆还田条件下,2015年各处理土壤中胡敏酸(HA)、富里酸(FA)含量分别平均较2009年提高了117.68%,102.5%。与CK相比,秸秆还田模式各处理土壤腐殖酸总含量(HE)平均增幅21.8%~47.9%,其中腐殖质含量最高为WCN,2015年较CK增长118.8%,较2009年原始土壤增长了183.63%。两季秸秆还田配施化肥处理,能够增加土壤胡敏酸和富里酸的含量,胡富比值增大,增加腐殖酸含量并使之平稳增长。土壤腐殖物质活力从高到低为:WCNWNMWC。两季秸秆还田及配施有机肥,提高了芳香族类、羧基类化合物含量,而多糖类化合物含量减少,可提升土壤腐殖质的活性及芳化程度。两季秸秆还田配施氮肥可提高土壤中有机碳含量,提高土壤地力。     

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。     

长期定位施肥土壤硝态氮和铵态氮积累特征及其与玉米产量的关系

为潮土中硝态氮和铵态氮的运移、积累特征及其与夏玉米产量之间的关系,以始于1978年的莱阳长期定位施肥试验为基础,在2014,2015年夏玉米收获后,分别测定0~20,20~40,40~60,60~80,80~100 cm土层硝态氮、铵态氮含量,并计算0~100 cm不同土层硝态氮、铵态氮积累量及夏玉米产量。结果表明:施用有机肥或化学氮肥均能提高土壤硝态氮或铵态氮含量及其积累量;在0~100 cm土层中各处理硝态氮的垂直迁移趋势不同,而铵态氮的垂直迁移趋势基本一致;与化肥相比,施用有机肥可滞缓硝态氮向土壤深层淋溶,但两者对铵态氮向土壤深层迁移趋势的影响不明显;长期施用有机肥、氮肥对硝态氮、铵态氮积累量的影响均达极显著水平,且对土壤硝态氮积累量存在极显著的交互效应;与长期不施肥M_0N_0(CK)相比,施肥处理(M_0N_1、M_0N_2、M_1N_0、M_1N_1、M_1N_2、M_2N_0、M_2N_1、M_2N_2)硝态氮积累量、铵态氮积累量分别显著增加112%~396%和69%~259%(P0.05);在0~20,0~40,0~60,0~80,0~100 cm各土层中,硝态氮、铵态氮积累量与夏玉米产量具有不同线性关系。研究表明,合理的有机无机肥配施可以降低土壤硝态氮、铵态氮淋溶及其积累,从而有利于提高作物产量,维持农田土壤生态系统的稳定性,促进农业可持续发展并保护地下水源。     

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。     

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。     

长期定位施肥对潮土土壤黏土矿物影响的研究

为研究不同施肥对潮土土壤黏土矿物变化的影响。利用连续进行39年的长期定位施肥试验,选取1978,1984,1990,1996,2002,2008,2014年的土壤,采用X射线衍射法,分析了各施肥处理黏土矿物相对含量变化,结果表明:长期不同施肥可改变土壤黏土矿物的相对含量。蒙脱石的年际相对含量均高于CK,呈上升趋势,M_1N_2最显著(R~2=0.991 80),其次是M_2(R~2=0.952 86),伴随时间的推延,高岭石的相对含量M_2N_1降低最显著(R~2=0.993 10),其次为M_2N2(R~2=0.938 89)、M_1N_2(R~2=0.900 00),且所有处理的高岭石含量均低于CK。土壤中绿泥石相对含量,有机肥配施氮肥处理较CK有所降低,根据2014年数据可知,M_2N2降低最明显,降低5个百分点。单施氮肥处理中水云母相对含量随时间的推移呈下降趋势,且N2(R~2=0.948 03)低于N1(R~2=0.883 27),单施有机肥及有机肥配施氮肥水云母相对含量逐年提高,M_2N2最高(R~2=0.971 26),其次是M_1N_2(R~2=0.903 18)、M_2N_1(R~2=0.890 89),表明有机肥有利于水云母的生成。长期单施氮肥造成钾素缺失,水云母矿物层间的非交换性钾不断释放,形成蒙脱石-水云母混层的相对含量也随时间的推移呈上升趋势。     

不同施肥种类对黄瓜生长发育及产量品质的影响

以黄瓜为试材,通过不同施肥试验研究了常规施肥(CK)、硝态氮肥(NN)及其减量硝态氮肥20%(N-N)、脲态氮肥(UN)、粒状有机肥(MN)对黄瓜生长发育及产量品质的影响。结果表明:不同施肥种类对黄瓜生长发育及产量品质的影响不同。MN处理黄瓜产量比CK提高了2.8%,且黄瓜果实中有机酸、可溶性固形物和维生素C含量最高,较CK分别提高了6.82%、19.05%和25.14%,说明MN处理在改善黄瓜果实品质和提高产量效果明显。表明该试验条件下施用与化肥等量氮的有机肥可明显提高番茄产量和改善果实品质。     

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。