秸秆不同还田方式对轮作小麦—玉米产量、土壤养分及蔗糖酶活性的影响

为探究轮作小麦—玉米栽培较好的秸秆还田方式，减少秸秆还田产生的不良影响，探寻秸秆还田与耕作、施肥方式的最佳搭配，进行不同还田方式对比研究。采用大田小区试验，以秸秆不还田为对照，设计秸秆粉碎直接还田配施有机肥后旋耕1次、秸秆粉碎直接还田旋耕1次、秸秆粉碎直接还田旋耕2次、秸秆粉碎直接还田添加菌剂后旋耕2次、秸秆粉碎直接还田翻耕1次后耙地这5种处理方式进行对比试验。结果表明，秸秆还田处理能显著提高土壤中氮、磷、钾及有机质的含量(P<0.05),秸秆还田处理与对照相比，灌浆期土壤硝态氮含量最大提高了38.51%;拔节期和灌浆期土壤有效磷含量最大提高了86.35%和32.13%,土壤速效钾含量最大提高了35.51%和36.50%,土壤有机质含量最大提高了12.15%和10.97%。秸秆还田处理还能显著提高土壤蔗糖酶活性和物种多样性(Shannon指数),秸秆还田处理与对照相比，拔节期和灌浆期土壤酶活性最大提高了81.72%和137.98%;抽穗末期Shannon指数提高了1.67%～3.09%;秸秆还田处理与对照相比能显著提高小麦、玉米产量，分别提高了2.04%～10.16%、2.20%...     

活化腐植酸–尿素施用对小麦–玉米轮作土壤氮肥利用率及其控制因素的影响

腐植酸-尿素是近年来的一种新型有机无机复合肥料,其增产效应显著,但是在小麦-玉米轮作中该肥料的利用率和环境调控因素尚不清楚。本研究通过田间定位与室内培养试验,以不施肥处理(Control)和单施尿素处理(Urea)为对照,研究腐植酸-尿素直接掺混处理(U+HA1)、腐植酸-尿素活化处理(U+HA2)和腐植酸-尿素活化催化处理(U+HA3)对小麦和玉米生长、土壤理化性质、氮肥利用率和土壤氮转化及土壤脲酶含量的影响。研究结果表明:活化腐植酸-尿素处理的小麦、玉米籽粒产量分别较Urea处理增产15%~28%和8%~10%。活化腐植酸-尿素施用显著地降低土壤容重、p H和土壤颗粒粒径的中位粒径,提高了土壤的比表面积、电导率、有机碳含量和矿质态氮含量。小麦季活化腐植酸-尿素处理下氮肥回收利用率较Urea处理显著增加,增加幅度为37%~91%,玉米季的增加幅度为78%~93%。活化腐植酸-尿素处理下小麦和玉米的氮肥农艺利用率和偏生产力均较Urea处理高。此外,回归分析表明活化腐植酸-尿素的氮肥当季回收利用率随土壤硝化比率、有机氮的矿化量及脲酶含量的增加而降低,而随土壤颗粒比表面积的增大而提高。本研究结果明确了腐植酸-尿素活化处理对小麦、玉米的增产效果较好,可改善土壤理化性质,其中腐植酸-尿素活化催化处理(U+HA3)的效果最好。研究结果为活化腐植酸-尿素肥料的深入研发与推广提供基础资料。     

不同活化处理腐植酸–尿素对褐土小麦–玉米产量及有机碳氮矿化的影响

腐植酸–尿素是一种新型有机无机肥料,不同活化方式对其肥效的发挥具有重要作用。本研究利用田间定位试验和室内培养试验,设计不施肥处理(CK)、无机肥处理(U)、腐植酸–尿素直接掺混处理(U+HA1)、腐植酸–尿素硫化活化处理(U+HA2)、腐植酸–尿素硫化加超声波处理(U+HA3),在褐土上研究不同活化处理腐植酸–尿素肥料对小麦–玉米产量和土壤有机碳氮矿化的影响。结果表明:施用腐植酸–尿素显著提高小麦–玉米产量,小麦、玉米产量分别比U处理增产15%~28%、8%~10%,比CK处理增产63%~81%、55%~57%。U+HA3处理比U+HA1和U+HA2处理具有更强的增产效果。土壤养分在不同施肥处理间存在差异,土壤NO3–-N含量的变化趋势为U+HA1、U+HA3U+HA2UCK。土壤NH4+-N含量在不同处理间与NO3–-N含量具有相似的趋势,其中U+HA1处理土壤NH4+-N含量较其他两种腐植酸–尿素处理有显著的降低。施肥处理提高了土壤有效磷、速效钾含量,但是腐殖酸–尿素处理与U处理的影响未见差异。腐殖酸-尿素处理对土壤有机碳含量未产生显著影响,但提高了土壤有机碳的矿化速率与累积矿化量,其中U+HA3处理比U+HA1和U+HA2处理效果明显。土壤有机碳的累积矿化量与作物总产量、土壤速效氮、有效磷、速效钾含量具有显著的正相关关系。与CK处理相比,腐植酸的添加对土壤有机氮矿化比率影响不显著,但U处理土壤有机氮矿化比率显著提高。通过本研究验证腐植酸-尿素肥料比无机肥料具有更强的提高土壤生产力和肥力的作用,硫化超声波活化处理效果比其他两种活化处理效果显著。硫化超声波活化处理腐植酸-尿素肥料是值得推广的新型肥料,对丰富肥料资源具有重要作用。     

不同分子量腐植酸的结构特征及其对土壤镉有效性的影响

为探究不同分子量腐植酸组分的结构特征,本研究利用褐煤粉提取腐植酸进行超滤分级,获得四个不同分子量的腐植酸组分。研究发现,分子量大于50 kDa和小于1 kDa的腐植酸分别占总腐植酸的49.66%、47.07%,中间两个组分占比很小；腐植酸的理化性质和功能主要是由1 kDa以下的腐植酸和50 kDa以上的腐植酸所决定的。1 kDa以下的腐植酸总酸性基、羧基和酚羟基官能团含量最高,酚羟基占总酸性基的比例也较高,腐植酸的芳香化程度、缩合度随分子量的增大而增大,含氧官能团含量、E4/E6值随分子量的增大而减少。通过盆栽试验,探索了不同分子量腐植酸对土壤镉有效性的影响,土壤对镉的吸附量随腐植酸分子量的增大而减少,各处理均在500 mg/L时达到吸附平衡；土壤镉的解吸量亦随腐植酸分子量的增大而减少。小分子量腐植酸的酸性官能团丰富,对土壤重金属的吸附络合能力更强,可以降低土壤对镉的吸持能力,提高其移动性和生物有效性；大分子腐植酸则主要起吸持和固定作用,降低重金属的移动性和生物有效性。