整合分析中国农田腐秆剂施用对秸秆腐解和作物产量的影响

【目的】农田中施用腐秆剂能否有效地促进秸秆腐解和养分释放,进而提高作物产量一直存在争议。在全国尺度上,整合分析腐秆剂田间施用的秸秆促腐和作物增产效果,探明不同气候和土壤状况、秸秆特征以及还田条件下腐秆剂施用对还田秸秆降解和作物产量的影响,为科学合理地使用腐秆剂提供指导。【方法】 本研究利用整合分析的方法（meta-analysis）,系统分析了2001—2019年公开发表的腐秆剂田间应用相关研究论文（共89篇,含腐秆剂促腐秸秆数据63条、腐秆剂提高作物产量数据207条）,探讨了气候类型、还田条件、秸秆种类、还田初始碳氮比（C/N）、土壤pH和土壤有机质（SOM）含量等6方面因素对腐秆剂促腐和增产作用的影响。【结果】 研究发现,与不施腐秆剂相比,施用腐秆剂总体上可有效促进还田秸秆的降解,但在温带大陆性气候地区,秸秆还田初始C/N≤15以及土壤为中性时,腐秆剂的促腐效应却不显著,效应值的范围分别为-0.010-0.716、-0.302-0.568和-1.01-0.475;还田条件、秸秆种类和SOM含量会显著影响腐秆剂的促腐作用强度。类似地,腐秆剂的田间施用对作物产量的作用总体也表现为显著提升,但在土壤为中性时腐秆剂的增产作用并不稳定,其效应值范围为-0.284—0.751;除了还田环境、SOM含量外,其余4方面因素均会显著改变腐秆剂的增产幅度。此外,线性拟合结果显示秸秆促腐率与作物增产率之间呈现显著正相关关系（R²=0.307,P<0.0001）。【结论】 施用腐秆剂可有效促进秸秆腐解和增加作物产量,且在温带季风性气候条件下,将玉米秸秆于旱地条件下还田,在还田初始C/N大于30以及土壤呈酸或碱性时配施腐秆剂效果最佳。     

秸秆还田配施腐秆剂下不同氮肥运筹对土壤养分 及活性有机碳库的影响

为探明秸秆促腐还田条件下沿淮地区不同氮肥运筹对土壤养分及活性有机碳库的影响,为秸秆还田后氮肥的合理施用提供依据,通过沿淮麦田的定位试验,设置4个处理,分别为稻秸还田+腐秆剂（CN₅₂,C/N=52∶1）、稻秸还田+腐秆剂+增基减拔施N肥（CN₁₁,C/N=11∶1）、稻秸还田+腐秆剂+常规施肥（CN₁₇,C/N=17∶1）和稻秸还田+腐秆剂+减基增拔施N肥（CN₂₂,C/N=22∶1）,并对耕层土壤养分、不同形态碳素、不同形态碳素有效率和碳库管理指数等进行分析。结果发现：土壤碱解氮以CN₁₇最高,为166.23 mg·kg^-1,而土壤速效磷和速效钾以CN₁₁最高,分别为22.12和138.75 mg·kg^-1;土壤总有机碳、活性有机碳、可溶性有机碳、活性有机碳有效率和可溶性有机碳有效率均以CN₁₁最高,分别为15.52 g·kg^-1、11.87 g·kg^-1、38.04 μg·kg^-1、76.49% 和0.25%;土壤碳库管理指数也以CN₁₁最高,为204.19;土壤养分含量、碳素有效率与土壤碳库指数的相关性最高。总之,沿淮地区稻秸促腐还田施用氮肥调节土壤初始C/N至11时,土壤养分含量、有机碳中活性组分含量及其有效率和土壤碳库管理指数的提升效果最大。