利用响应曲面法优化秸秆腐熟剂的腐解条件

以水稻秸秆为代表,研究了4种腐熟剂对秸秆腐解性能的影响。基于施用腐熟剂后的秸秆腐解率和碳氮比,选择其中1种腐解性能较好的腐熟剂,采用Box-Behnken设计对其秸秆腐解条件进行优化,主要考查腐熟剂用量、温度、含水量和外加氮源(浓缩沼液)量等4个因素。结果表明,腐解温度、含水量和腐熟剂用量对腐解率的影响达到极显著水平(P<0.01),最佳腐解条件是温度29.6 ℃,含水量90%,腐熟剂和浓缩沼液氮添加量分别为秸秆质量的2.0%和0.17%。数学模型分析预测得知,在该条件下腐熟剂添加后25 d水稻秸秆腐解率可达63.25%,与验证试验结果基本相符。     

秸秆碳对不同施肥水平低肥力土壤碳组分的影响

为探明不同施肥水平下秸秆碳对低肥力土壤溶解性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)和颗粒有机碳(POC)含量的影响,采用碳化硅管原位法,向不同施肥水平(0、120、240 kg·hm~(-2),以纯氮计)的低肥力土壤添加~(13)C标记小麦秸秆,定期取土样测定不同有机碳组分的含量及其δ~(13)C值,并计算秸秆碳在各有机碳库中的转化及贡献比例。研究结果显示,秸秆添加后7 d是快速转化阶段,此后秸秆碳转化渐缓,以向POC转化为主。相较于DOC,秸秆碳更倾向转化为MBC和POC,秸秆添加60 d后的转化比例分别为0.12%～0.38%、4.01%～6.25%15.01%、13.20%～32.85%和33.62%～59.69%。相较于0、240 kg·hm~(-2)的施氮处理,施氮量为120 kg·hm~(-2)时,秸秆添加能同时大幅提高试验土壤的活性和缓效性有机碳库含量。由此表明,秸秆还田条件下,适量施加氮肥更有利于低肥力土壤的培肥与固碳。     

秸秆碳对不同施肥水平低肥力土壤碳组分的影响

为探明不同施肥水平下秸秆碳对低肥力土壤溶解性有机碳（DOC）、微生物量碳（MBC）和颗粒有机碳（POC）含量的影响,采用碳化硅管原位法,向不同施肥水平（0、120、240 kg·hm^-2,以纯氮计）的低肥力土壤添加¹³C标记小麦秸秆,定期取土样测定不同有机碳组分的含量及其δ¹³C值,并计算秸秆碳在各有机碳库中的转化及贡献比例。研究结果显示,秸秆添加后7 d是快速转化阶段,此后秸秆碳转化渐缓,以向POC转化为主。相较于DOC,秸秆碳更倾向转化为MBC和POC,秸秆添加60 d后的转化比例分别为0.12%~0.38%、4.01%~6.25%和4.74%~9.54%。秸秆添加后,土壤DOC、MBC和POC含量均显著增加,来自于秸秆碳的贡献分别为0.29%~15.01%、13.20%~32.85%和33.62%~59.69%。相较于0、240 kg·hm^-2的施氮处理,施氮量为120 kg·hm^-2时,秸秆添加能同时大幅提高试验土壤的活性和缓效性有机碳库含量。由此表明,秸秆还田条件下,适量施加氮肥更有利于低肥力土壤的培肥与固碳。     

绿肥-小麦套作生态控草技术初探

针对现有化学除草技术在防控杂草方面的问题,该研究选用紫云英为绿肥材料,提出采用绿肥与小麦套作的方式对田间杂草进行生态防控。设置了不喷施除草剂(CK)、喷施常规除草剂(T1)、信紫1号套作小麦不喷除草剂(T2)和紫云英宁波种套作小麦不喷除草剂(T3)等4个处理,对不同处理下麦田杂草发生和防控情况进行了调查与分析。研究结果显示,除草剂喷施后15 d,T3处理对麦田杂草的生长有较好的抑制,相对CK组其株防效为56.6%,显著高于T1(22.3%)和T2(-19.8%)处理;30 d时,T1处理对麦田杂草抑制效果最好,其相对株防效和相对鲜质量防效分别为71.1%和81.2%,其次是T3、T2,其相对株防效分别为54.8%和29.9%,相对鲜质量防效分别为69.1%和25.0%。相较于信紫1号,紫云英宁波种与小麦套作可实现有效的杂草防控。但是,T2和T3处理对小麦群体结构形成了不良影响,导致小麦有效穗数、穗长和穗粒数均有所下降,小麦产量相较于T1处理分别下降20.6%和22.5%。本研究结果表明,选用当地适宜的绿肥品种与小麦套作可有效抑制田间杂草,但可能会在一定程度上影响小麦产量。