秸秆还田深度对土壤温室气体排放及玉米产量的影响

【目的】秸秆还田是培肥地力、增加土壤有机质和改善土壤结构的重要技术手段,但以往的研究表明秸秆还田会加速土壤温室气体的排放。本研究通过对秸秆不同还田深度下农田土壤温室气体排放特征和产量的研究,明确降低温室气体排放量的最佳还田深度,以期为合理利用秸秆、提高作物产量,实现农业可持续发展提供科学依据。【方法】采用大田微区试验,以玉米为供试作物,设置4个还田深度,采用静态箱-气相色谱法测定整个玉米生长季不同还田深度下温室气体（CO₂、CH₄、N₂O）的排放特征,产量及产量构成因素。试验共设5个处理,还田深度分别为0—10 cm（T1）、10—20 cm（T2）、20—30 cm（T3）和30—40 cm（T4）,同时以不还田处理作为对照（CK）。【结果】（1）在整个玉米生长季CO₂和N₂O均表现为排放,CH₄表现为吸收。CO₂累积排放量为T3处理最高,较CK显著增加了28.6%,T4处理增加最少,较CK显著增加了17.1%（P<0.05）,但T1与T4处理之间差异不显著;而N₂O的累积排放量T2处理为最高,与CK相比,累积排放量显著增加111.3%,T4处理增加最少,与CK相比显著增加了12.8%（P<0.05）;CH₄则表现为吸收,且秸秆还田后降低了农田土壤对CH₄的吸收能力,吸收量表现为CK处理>T4处理>T3处理>T1处理>T2处理,且各还田处理与CK之间差异显著（P<0.05）。（2）秸秆不同还田深度下,与对照相比,各处理玉米产量均显著增加,增产在5.6%—20.8%（P<0.05）,但各处理之间的穗长、穗粗和行粒数差异不显著。当秸秆还至30—40 cm时,产量最高,较CK增加了20.8%,表明秸秆还田对提升土壤肥力及作物增产有重要作用。（3）从温室气体综合增温潜势（GWP）和温室气体排放强度（GHGI）来看,在100年尺度上,GWP表现为T2处理>T3处理>T1处理>T4处理>CK处理,而GHGI表现为T2处理>T3处理>T1处理>CK处理>T4处理,表明与CK相比,各处理均增加了玉米季温室气体的综合增温潜势,而T4处理则降低了玉米季温室气体排放强度,说明秸秆深还至30—40 cm可在一定程度上缓解全球增温潜势。【结论】秸秆还田会显著增加CO₂和N₂O排放,降低对CH₄的吸收能力;秸秆深还至30—40 cm可相对降低综合增温潜势,降低温室气体排放强度,同时显著增加玉米产量。因此,为实现较高的玉米产量和较低的温室气体排放强度,秸秆深还至30—40 cm是较为合理的土壤改良培肥方式。     

不同施肥方式对设施番茄生理指标和品质的影响

以"粉太郎"番茄为试材,采用日光温室微区试验,设置5个不同施肥处理,即50％化肥N+50％有机肥N+改良剂组(HYG)、50％化肥N+50％有机肥N组(HY)、100％有机肥N组(Y)、100％化肥N组(H)和不施肥处理组(CK),研究了不同施肥方式对设施番茄生长、光合作用及品质的影响,以期为设施土壤提高番茄产量和合理施肥提供参考依据.结果 表明:HYG处理的根系总长度、总表面积、总体积、根尖数、平均直径和根干质量等性状表现上优于其它处理,表现为HYG＞Y＞HY＞H＞CK,与常规施肥(H处理)相比分别高出41.75％、39.57％、137.80％、60.66％、33.33％和49.65％;果实的可溶性糖和可溶性蛋白质含量也高于其它处理,与CK相比增加了7.26％和44.76％,果实中总酸含量得到了显著降低;同时番茄叶片的蒸腾速率、净光合速率、气孔导度和叶绿素含量的值也显著高于其它处理,并显著降低了胞间CO2浓度.因此,该试验条件下,采用50％化肥N+50％有机肥N+改良剂处理,能够促进设施番茄植株的生长,增强其光合作用及提高其品质.     

不同灌水下限设施番茄土壤CO2排放特征及其影响因素研究

【目的】探讨不同灌水下限设施土壤CO2排放特征及其影响因素,为调控设施土壤水分和碳排放提供理论依据。【方法】在番茄生育期内采用LI-8100A土壤碳通量自动测定仪观测不同灌水下限[20 kPa(D20)、30 kPa(D30)、40 kPa(D40)]下的土壤CO2排放速率,并分析其影响因素。【结果】在番茄生育期内,不同灌水下限设施土壤CO2排放速率变化趋势基本一致,D20处理最高,平均速率为2.759μmol/(m2·s),其次是D30处理,为2.601μmol/(m2·s),D40处理最低,为2.559μmol/(m2·s)。在土壤CO2累积排放量方面,D20处理显著高于其他2个处理,而D30和D40处理之间无显著差异。就单因素模型而言,不同灌水下限处理的土壤CO2排放速率与15 cm土壤温度呈指数回归关系,且均达显著水平(P<0.05);不同灌水下限处理的土壤CO2排放速率与15 cm土壤含水率均呈显著二次回归关系(P<0.05);与单因素模型相比,土壤温度和土壤含水率的双因素复合模型(68.5%~83.8%)可以更好地解释土壤CO2排放的变化。土壤温度敏感系数Q10值在1.442~1.498之间,其中D20处理最敏感,D40处理最不敏感。相关分析结果表明,土壤CO2累积排放量与0~20 cm土层土壤有机质量、pH值、全氮量、速效磷量、速效钾量、碱解氮量和微生物量碳呈显著相关关系。采用PCA分析提取出的2个主成分累积贡献率为85.79%。【结论】灌水下限影响设施土壤CO2的排放,其中D20处理促进了设施土壤CO2的排放。     

金樱子开发利用研究进展

<正>金樱子果实风味独特,有蜂蜜的幽香,营养极为丰富,同时具有多种药理和保健功能,由于分布广、生长快、产量大,又安全绿色等特点, 受到人们的极大关注,成为有关科研与生产技术人员研究的重要课题,产生了一批重要的研究成果和特色产品。本文从野生植物资源开     

东北半干旱区秋后玉米地不同处理方式对土壤水分状况的影响

探讨了秋收后玉米地灭茬、灭茬后覆膜、留茬等不同处理方式对春播前土壤含水量的影响;测定结果表明,各处理春播前田间的表层土壤水分含量为覆膜>灭茬>留茬,且覆膜和灭茬处理的土壤含水量随时间延长变化较小,而留茬处理的土壤含水量随时间延长下降明显。     

设施土壤有机氮组分及番茄产量对水氮调控的响应

【目的】酸解铵态氮和酸解氨基酸氮是土壤有机氮的主要组分,可表征土壤的供氮能力,并在氮素矿化、固定、迁移以及为植物生长供氮过程中起到至关重要的作用。研究水、氮调控下设施土壤有机氮组分和番茄产量的相互关系,为评价设施土壤肥力变化和制定科学合理的水、氮管理措施提供科学依据。【方法】田间定位试验在沈阳农业大学的温室内进行了5年,供试作物为番茄,栽培垄上覆盖薄膜,打孔移栽番茄幼苗,膜下滴灌。定位试验三个氮肥处理为施N75、300、525kg/hm^2,记为N1、N2和N3;三个灌水量为25、35和45kPa灌水下限(灌水始点土壤水吸力),记为W1、W2和W3,共9个肥水处理组合。在试验第五年番茄生长期(2016年4—8月)调查了番茄产量及其构成,在休闲期(2016年9月)测定0—10、10—20和20—30cm土层土壤有机氮组分、有机碳和全氮含量。【结果】9个处理中,土壤全氮、有机碳和除酸解氨基糖氮外的有机氮组分含量均随土层深度的增加而降低,且0—10、10—20和20—30cm土层间含量差异显著(P<0.05)。三个土层中酸解总氮占土壤全氮的66.0%、64.6%和55.2%,是土壤有机氮的主要存在形态。土壤酸解总氮中各组分含量及其所占比例的大小顺序为酸解氨基酸氮、酸解铵态氮>酸解未知态氮>酸解氨基糖氮。灌水下限和施氮量对番茄产量及单果重的影响均达极显著水平(P<0.01),水氮交互效应也达显著水平(P<0.05)。休闲期土壤酸解铵态氮与番茄产量间显著负相关(P<0.05)。番茄产量W1N2(25kPa+N300kg/hm^2)、W2N1(35kPa+N75kg/hm^2)和W1N1(25kPa+75kg/hm^2)处理间差异不显著。【结论】灌水和施氮量及其交互效应对各土层土壤全氮、酸解总氮、酸解铵态氮和酸解氨基酸氮的影响均达到极显著水平(P<0.01),而对土壤有机碳的影响不显著(P>0.05)。相同施氮量下,0—30cm土层酸解铵态氮和0—20cm土层酸解氨基酸氮含量均在土壤水吸力维持在35~6kPa范围内达最高值,此土壤水分含量下的0—20cm土层酸解氨基酸氮含量在施N75kg/hm^2时达到最大值。从节水减氮和番茄产量的角度考虑,控制土壤水吸力不低于35kPa、每季随水施N75kg/hm^2为供试番茄生产条件下最佳的水、氮组合量。     

不同材料包膜氮肥氮素挥发特征及对油菜产量的影响

【目的】施用包膜缓/控释肥料是减少氮素损失,提高氮肥利用率的重要途径之一。新型有机-无机复合包膜氮肥具有缓释性能好、环境友好等优点。研究不同有机-无机复合包膜氮肥的气态氮损失特征,可为新型包膜缓/控释肥料的研发与应用提供科学依据。【方法】本研究以改性聚乙烯醇分别与无机材料硅藻土、沸石粉、生物质炭、磷矿粉、硫磺进行混合作为包膜材料制备包膜尿素（分别记作Ag、Af、Ac、Ap、As肥料）,采用室内培养方法,以普通尿素为对照（CK）,通过测定60 d内土壤的氨挥发速率和氮氧化物排放速率,揭示不同膜材料包膜氮肥施入土壤后的氨挥发和氮氧化物排放特征。并设计盆栽试验,研究施用不同包膜氮肥对油菜生长和产量影响。【结果】施肥后土壤氨挥发从培养的第1天开始出现,且不同包膜氮肥的氨挥发速率均在培养的第3-10天达到最大值,CK、Ag、Af、Ac、Ap和As肥料的最大氨挥发速率分别为1.132、0.373、0.508、0.696、0.347和 0.304 mg·L^-1·d^-1,各包膜肥料氨挥发峰值的出现时间迟于普通尿素,说明包膜肥料的包裹层可以有效地阻碍外界水分同其内部的尿素核心相接触,使尿素溶解时间延长,减缓尿素溶出速率。氨挥发速率呈现先快后趋于平稳的趋势。CK、Ag、Af、Ac、Ap和As肥料的氨挥发总量分别为104.0、88.2、93.4、95.6、81.9和79.4 mg,Ag、Af、Ac、Ap和As肥料氨挥发总量较普通尿素CK分别降低了15%、10%、8%、21%和23%。包膜肥料的氮氧化物排放特征与氨挥发相似,氮氧化物排放速率峰值与氨挥发相比明显后移。排放高峰期出现在第6-23天,CK、Ag、Af、Ac、Ap和As肥料的氮氧化物排放速率峰值分别为 0.092、0.033、0.039、0.051、0.027和0.022 mg·L^-1·d^-1,其氮氧化物排放总量分别为15.8、11.1、12.4、13.2、10.3和8.5 mg,包膜肥处理氮氧化物排放总量均低于普通尿素处理。各处理氨挥发占氮素气态损失总量的80%-90%。施用包膜肥料的油菜产量与普通尿素（CK）相比均有提高,提高量分别为 47%（Ag）、37%（Af）、31%（Ac）、52 %（Ap）、63%（As）。【结论】氨挥发是肥料氮素气态损失的主要形式,发生在施肥后的前两周。硅藻土、沸石粉、生物质炭、磷矿粉和硫磺与改性聚乙烯醇制备的包膜肥料对氨气和氮氧化物的排放具有抑制作用,能够提高油菜产量。     

不同水分条件对东北风沙土花生生长发育及水分利用率的影响

研究不同水分条件对东北风沙土花生各生长期植株形态、生理指标、产量及水分利用率的影响。采用盆栽的方式对花生各生长期的土壤水分进行调控,对上述指标进行测定。结果表明,风沙土栽培花生苗期适当干旱对花生生长发育没有显著影响;花针期对水分要求明显增高,土壤含水量为田间持水量的60%为宜;结荚期必须提供充足的水分,否则严重影响荚果生长,导致减产。在各组处理中全生育期土壤含水量下限控制在田间持水量60%时,水分利用率最高,达到1.53 g/kg,产量92.9 g/盆也达到了较高的水平,该指标可用来指导东北风沙土花生补水灌溉。     

秸秆集中深还田两年后对土壤主要性状及玉米根系的影响

采用翻转犁开沟的方式,在秋收后将秸秆集中深还田,探讨该模式实施两年后对土壤主要理化性质及玉米根系的影响。结果表明,随着秸秆还田量的增加,各层次土壤容重较CK处理降低了2.42%~10.67%;土壤含水量较CK处理增加了3.99%~14.68%;土壤有机质及全氮含量较CK处理均有显著提高,提高幅度分别为4.34%~97.97%、1.53%~44.36%;玉米根系总根长、总根表面积、总根体积以及平均根系直径均大于CK处理,以12 000 kg·hm-2处理效果最为显著。综上,秸秆集中深还田对降低土壤容重,提高土壤蓄水量、有机质和氮素含量,促进根系生长效应明显。     

土壤水分对包膜尿素氮素溶出特性影响的研究

研究土壤水分对自行研制的包膜尿素(BG、BF)氮素溶出特性的影响.采用室内恒温土壤培养方式,探讨土壤水分为田间持水量的10％、40％、80％和100％条件下包膜尿素氮素溶出特性.结果表明:土壤水分为田间持水量的40％以下时,BG和BF在各培养时期内的氮素溶出率都比较低,在培养第42天氮素溶出率仅为66.3％和68.4％,土壤水分在田间持水量的80％以上时,溶出率均达到了80％以上;土壤水分在田间持水量40％、80％和100％条件下,氮素溶出50％所需要的天数,BG型包膜尿素比BF型延长了4.6d 、0.2d和0.9d;氮素溶出特性可以用一级反应动力学方程N1=N0[1-exp(-kt)]描述,k为氮素溶出速率常数,包膜尿素BG的k值小于BF.土壤水分对包膜尿素氮素溶出率影响较大,随着土壤含水量的增加,氮素溶出率增大;硅藻土作为包膜材料对养分的缓释效果要好于沸石粉.