不同秸秆还田方式对土壤腐殖质组成的影响

针对东北黑土肥力下降和秸秆未能合理利用问题,研究了玉米秸秆不同还田方式对黑土土壤有机碳和腐殖质组成的影响.试验共设置未施用秸秆(ck)、秸秆浅施(CS2)、秸秆深还(CS3)、秸秆与土壤混合浅施(CS4)、秸秆与土壤混合深还(CS5)5种处理.使用腐殖质组成修改法提取水溶性物质(WSS)、富里酸(Fulvic acid...     

不同玉米秸秆还田方式对土壤腐殖质结合形态影响

通过微区试验,研究玉米秸秆4种还田方式对土体联合态腐殖质的含量及组成影响。采用熊毅—傅积平改进法对土壤进行不同结合态的腐殖质提取,再分别测定有机碳含量、胡敏酸含量及富里酸含量。结果表明,秸秆不同方式还田对土壤总有机碳、松结态和联结态腐殖质影响显著。总有机碳、松结态、联结态的碳含量和HA、FA的含量以秸秆混合覆盖还田处理最高,玉米秸秆深还田处理总有机碳、FA的含量与松联结合态的HA含量最低,差异显著;稳结态、紧结态的腐殖质碳和HA含量为粉碎混合覆盖处理最高,差异不显著。不同玉米秸秆还田方式,各腐殖质形态含量各异。秸秆一年内还田以粉碎秸秆与土混合覆盖还田方式整体表现最好。     

黑土地保护与秸秆富集深还

介绍了吉林省黑土地保护的范围、存在的问题和保护措施,特别介绍了秸秆富集深还技术模式及其优点、适用条件和实施效果。我国黑土是世界上四大黑土区之一,吉林省的黑土区(软土)为8.63万km~2,其中发生学分类的黑土为1.1万km~2,分别占全国的32%和15%。黑土退化的主要表现是黑土"变少了""变薄了""变瘦了",其主要原因是建设占用和不当耕作。黑土地保护的主要措施是通过合理耕作和秸秆深还来形成深厚、肥沃、健康的耕作层和亚表层;对于不可避免的建设占用耕地实施表土剥离与再利用,同时尽快完成城市边界、永久基本农田边界、生态边界的"三界"划定,保护黑土资源。就秸秆深还而言,提倡机械化秸秆富集深还,即将玉米秸秆粉碎并富集到一个条带后,以风力注入的方式埋入土壤亚表层20~40 cm的技术模式。其优点是土层顺序不变,并可2~4倍量富集秸秆,达到连年条带轮耕深还秸秆的目的,彻底解决秸秆焚烧和土壤培肥之急需。     

不同施肥处理对黑土腐殖质组成的影响

以中国科学院海伦生态试验站为平台,利用小区长期定位试验研究了不同施肥处理在相同气候条件、轮作制度及相同管理措施下对黑土有机质积累及土壤腐殖质组分动态变化的影响.结果表明:有机肥与化肥配合施用不仅显著提高土壤中有机碳及胡敏酸的含量,而且能提高胡敏酸/富里酸(H_A/F_A)比值,促进土壤有机碳活化与更新,改善腐殖质的品质.施用化肥虽然也能在一定程度上提高土壤有机碳、胡敏酸等的含量,但其培肥效果明显低于有机肥与化肥配合施用.     

深松结合秸秆还田对黑土孔隙结构的影响

【目的】东北黑土实施深松结合秸秆还田对土壤孔隙结构影响的研究缺乏明确性结论,为此开展本研究,旨在研究深松结合秸秆还田对黑土结构的影响机制,为合理耕层创建提供科学依据。【方法】利用在东北典型黑土区——黑龙江省绥化市青冈县开展的5年田间定位试验为平台,设置农民常规耕作（FP）、单独深松25 cm(T2)、深松25 cm结合秸秆还田（T3）和深松35 cm结合秸秆还田（T4）等处理,采用CT扫描技术开展土壤孔隙结构可视化和定量化研究,并结合田间持水量和容重等指标,探究深松结合秸秆还田对黑土孔隙结构的影响。【结果】通过土壤孔隙二维和三维图像可以清晰看出,各处理0—20 cm土层孔隙分布均明显少于20—40 cm土层,深松结合秸秆还田（T3、T4）的孔隙分布明显多于FP,增加了结构更为复杂的大孔隙。定量化分析表明,相较于FP,单独深松25 cm(T2)显著提高20—30 cm土层总孔隙度103.0%(P<0.05),主要通过显著提高小孔隙（孔隙直径d≤0.50 mm）孔隙度91.3%和中孔隙（0.50 mm相似文献   

水耕对草甸黑土不同开垦年限土壤腐殖质组成含量的影响

为明确三江平原不同开垦年限下水田土壤腐殖质组分含量的变化规律,以东北三江平原水田不同开垦年限的草甸黑土为调查对象。试验结果表明,旱田耕作改为水田耕作后,随着开垦年限的增加,草甸黑土的土壤腐殖质各个组分含量的变化不同,草甸黑土胡敏酸和富里酸含量均随水耕年限的增加呈先降低再升高趋势,胡敏素含量表现为先降低后平稳趋势,且草甸黑土耕层土壤内各含量变化幅度均大于犁底层和心土层土壤。草甸黑土PQ值在改为水耕后,随着开垦年限的增加,耕层和犁底层土壤表现先上升后平稳趋势,而心土层土壤PQ值先下降再上升。草甸黑土在由旱田改为水耕后,土壤中腐殖质各组分含量变化速率不同,耕层土壤腐殖化程度均大于犁底层和心土层土壤,东北黑土区荒地开垦种稻后土壤向水田方向演变。     

深松秸秆还田措施对东北黑土土壤呼吸及有机碳平衡的影响

针对我国东北黑土深松结合秸秆还田措施对土壤呼吸变化特征影响不清晰、土壤有机碳平衡不确定的问题,以东北典型黑土区--绥化市青冈县为例,开展了田间原位监测试验,研究了不同深松深度(深松25 cm、深松35 cm)结合不同秸秆还田(秸秆还田、秸秆不还田)处理对土壤呼吸(包括根呼吸)和土壤有机碳平衡的影响。结果表明:不同田间管理条件下,土壤呼吸速率呈现"先升高,后降低",在7月中旬至8月初呼吸速率达到峰值的变化特征;各个生育期土壤累积呼吸量对总呼吸的贡献有所差别,其中以春玉米拔节期和吐丝期土壤呼吸对总呼吸贡献最大,分别占35.3%~41.2%和25.9%~31.9%。与农民习惯处理(不深松、秸秆不还田,FP)相比,深松结合秸秆还田处理提高了土壤呼吸速率并显著提高土壤呼吸累积量53.2%~108.0%(P<0.05);FP处理土壤有机碳表现为入不敷出,土壤有机碳平衡值为-647 kg C·hm^-2。单独深松处理(T1)土壤有机碳平衡表示为碳亏损,碳支出比FP高102.3%,有机碳损失最严重。单独秸秆还田处理(T2)、深松25 cm+秸秆还田处理(T3)和深松35 cm+秸秆还田处理(T4)较FP分别增加了土壤有机碳收入448.5%、477.7%和448.9%,土壤有机碳平衡均为正值,均能有效固存有机碳;与FP相比,深松和秸秆还田及两者结合的处理均能显著增加玉米产量13.8%~22.4%(P<0.05),达到12 t·hm^-2高产水平。深松结合秸秆还田措施能有效增加土壤活性,提高作物产量,是东北黑土地力提升和有机碳固存的推荐田间管理技术。     

长期施肥对黑土腐殖质组分的影响

利用Pallo法,将土壤腐殖质分为FAf、HAs、HAp、FAs、FAp和HM共6个组分（HAs和FAs为松结合态腐殖质工,HAp和FAp为稳结合态腐殖质Ⅱ,HM为紧结合态腐殖质Ⅲ）,研究了长期定位施肥（ck、M2、M4、NPK、M2＋NPK和M4＋NPK）对黑土腐殖质各组分的影响。结果表明：腐殖质各组分的碳量由高到低的顺序为HAp〉HAs〉FAp〉FM〉FAs。长期施肥有利于SOC、FAf碳量的积累和松、稳、紧结合态腐殖质碳量的增加,有利于土壤腐殖质Ⅰ／Ⅱ值的提高和Ⅰ／Ⅲ值的降低。各施肥处理中松、稳、紧结合态腐殖质积累效果相比,高量有机肥长期配施化肥的最好,而单施化肥的效果最差。长期单施化肥使土壤松结合态和稳结合态腐殖质的PQ值增加,腐殖化作用增强。     

水旱轮作对砂姜黑土腐殖质状态和组分的影响

研究了旱作改水旱轮作不同年限的砂姜黑土腐殖质状态和组分的变化,结果表明：轮作制度的改变引起土壤水热条件的剧烈变化,从而影响土壤有机无机复合体和腐殖质的状况。随着水旱轮作时间的延长,土壤有机无机复合度下降,紧结态复合体所占的比例增加,胡敏素含量也相应增加。旱改水初期,ＨＡ／ＦＡ比例减小,随后趋于增大。     

不同有机物料对黑土腐殖质结合形态影响差异性的研究

通过盆栽试验,研究了施用不同有机物料后黑土腐殖质结合形态含量及特征变化。结果表明,草本处理松结态腐殖质总量始终高于CK,并且在施用有机物料1a后差异显著,而动物粪便在施用5a后显著高于CK。各处理松结态腐殖质胡敏酸/富里酸(H/F)只在施用1a后表现出明显差异,光密度也只在施用1a后有明显差异,而各处理联结态腐殖质含量表现为施用1a后显著低于CK,随时间延长显著高于CK,施用5a后则无明显差异;光密度在施用5a后才表现出明显差异,草本残体、动物残体显著高于其他处理,木本残体、动物粪便、CK之间则无明显差异。各处理对于稳结态腐殖质含量的影响无明显差异,但对其组成影响并不相同。与CK相比,施用有机物料1a后,紧结态腐殖质含量显著提高,但有机物料之间差异不显著。各处理松/紧表现为,施用1a后,草本残体显著高于其他处理,而木本处理、动物粪便处理显著低于CK,随时间的延长各处理则无明显差异。     

小麦玉米秸秆长期还田对砂姜黑土磷库组成的影响

为优化管理小麦-玉米轮作体系秸秆还田条件下的土壤磷素,本研究依托皖北砂姜黑土区秸秆还田定位试验,设置不施肥（CK）、常规施肥（F）、常规施肥+小麦秸秆单季还田（FWS）、常规施肥+玉米秸秆单季还田（FMS）、常规施肥+小麦玉米秸秆双季还田（FWMS）5个处理,采用蒋柏藩-顾益初法及Bowman-Cole法分别测定了砂姜黑土无机磷和有机磷组分含量,运用相关分析和通径分析探究了土壤不同磷组分与有效磷之间的关系。结果表明：小麦玉米秸秆还田显著提高了砂姜黑土全磷和有效磷含量及土壤磷活化系数。秸秆还田可显著提高砂姜黑土无机磷组分中磷酸二钙（Ca₂-P）、磷酸铝（Al-P）及磷酸铁（Fe-P）的含量,与F处理相比,FWS、FMS和FWMS的土壤Ca₂-P含量分别增加32.3%、28.4%和43.8%,Al-P含量分别增加15.3%、10.7%和13.4%。土壤有机磷组分中活性有机磷（LOP）、中活性有机磷（MLOP）和中稳性有机磷（MROP）含量在秸秆还田条件下均明显增加。秸秆还田下砂姜黑土闭蓄态磷（O-P）含量无显著变化,FMS和FWMS处理的磷酸八钙（Ca₈-P）含量显著增加,磷灰石（Ca₁₀-P）和高稳性有机磷（HROP）含量下降。秸秆还田可显著增加砂姜黑土中Ca₂-P所占比例,降低O-P、Ca₁₀-P和HROP的占比。砂姜黑土中Al-P、Fe-P、Ca₂-P及MLOP与有效磷呈极显著正相关关系,其中Al-P、Ca₂-P和MLOP对有效磷的正向直接影响较大。研究表明,小麦-玉米轮作制中秸秆单季或双季还田均可促进砂姜黑土中无效态磷向有效态磷和缓效态磷转化,从而提升土壤磷素有效性,秸秆单季和双季还田处理在砂姜黑土磷素活化效果方面无显著差异。     

玉米秸秆与土壤不同混合方式对腐殖质组成及结构的影响

为了优选不同秸秆还田方式,通过室内模拟试验,采用元素组成、红外光谱和差热分析等方法,研究了玉米秸秆与土壤不同混合方式对土壤腐殖质组成及其分子结构特征差异的影响.设置4个处理,分别为不添加秸秆的对照(ck)、秸秆与土壤充分混合(SI)、秸秆覆盖(SM)、秸秆埋置于土层中间(SE).结果表明:与ck相比,SI、SE和SM处理土壤有机碳含量分别增加12.41％、4.23％和3.05％,其中SI和SE处理与ck处理相比差异显著(P＜0.05),SM处理与ck之间差异不显著;各处理中腐殖质各组分的有机碳含量均有不同程度增加,其中SI处理的胡敏酸和胡敏素含量与ck处理相比差异显著(P＜0.05).秸秆与土壤不同混合方式均使得胡敏酸脂肪链烃的比例增强,热稳定性下降.添加玉米秸秆处理之间相比,秸秆覆盖处理的胡敏酸芳香性和热稳定性最高.     

施用玉米秸秆生物质炭对黑土腐殖质组成和胡敏酸结构特征的影响

为探究不同施加量生物质炭对黑土中腐殖质组成和胡敏酸(Humic acid,HA)结构的影响,进行了盆栽试验研究,设置4个处理,分别为空白,生物质炭施加量为6、12、24 t·hm~(-2)。结果表明:施加生物质炭3年能明显提高土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)含量,SOC随施加生物质炭量增加而提高,不同处理SOC含量较空白分别上升3.61%、13.40%和30.64%;不同处理水溶性物质(Water-soluble substances,WSS)中有机碳含量较空白分别上升30.88%、86.29%和116.18%;不同处理胡敏素(Humin,Hu)中有机碳含量较空白分别上升5.44%、19.46%和51.16%;不同处理HA中有机碳含量较空白分别上升7.89%、13.60%和25%;不同处理富里酸(Fulvic acid,FA)中有机碳含量较空白降低13.11%、24.60%和45.90%。施加生物质炭3年,能使HA分子结构发生变化。相较于空白,不同处理H/C摩尔比值分别降低0.01%、0.03%和0.05%;相对于空白,不同处理O/C摩尔比值分别降低0.05%、0.11%和0.17%,不同处理在2920 cm~(-1)处相对强度分别提高0.38%、0.41%和0.49%,在1620 cm~(-1)处相对强度分别提高0.94%、0.24%和0.39%。施用生物质炭能提高HA缩合度,降低HA的氧化度,增加HA的脂族性和芳香性,使HA结构复杂化。     

蔬菜废弃物还田量及配施菌剂对土壤腐殖质组成的影响

为了促进蔬菜废弃物资源化还田,在室内模拟不同量[全量:每亩(667 m2)1.8 t,半量:每亩0.9 t]番茄秸秆和甘蓝叶残体还田,并设置添加菌剂(秸秆腐熟剂、农用酵素)和未添加菌剂处理,测定还田后7、14、21、28、35 d的土壤温度、pH、电导率、有机碳、养分含量以及腐殖质各组分含量,探究蔬菜废弃物还田量及配施菌剂对土壤理化性质和腐殖质组成的影响.结果 表明:各还田处理的土壤pH值呈先降低后增加趋势,其中配施菌剂处理的pH值变化幅度较小.蔬菜废弃物还田后7 d各处理的有机碳含量均迅速增加,增加范围为0.55～1.73 g·kg-1.与未施菌剂还田相比,还田35 d后番茄秸秆添加酵素全量还田处理的土壤全氮、碱解氮和速效钾含量分别增加了14.49％、9.30％和5.61％,甘蓝叶残体添加酵素全量还田处理的有效磷含量增幅最大,达到34.98％.在还田处理期间,番茄秸秆在第21 d的土壤水溶性物质含量达到最大,而甘蓝叶残体还田处理则是在第7 d上升到最大值,并且甘蓝叶残体各还田处理的土壤水溶性物质含量整体比番茄秸秆还田处理高.蔬菜废弃物配施酵素全量还田能够有效促进土壤腐殖质和胡敏酸含量增加,且两种蔬菜废弃物还田处理的土壤腐殖化程度均在还田第7d达到最大.综合比较而言,蔬菜废弃物配施酵素全量还田在提高秸秆资源化利用效率、降低还田成本方面效果最佳,更适宜推广应用.     

长期微区试验模拟不同土地利用方式对黑土有机碳与腐殖质组成的影响

为了研究裸地（BS）、植被自然生长地（NG）、秸秆还田裸地（BS+CS）和秸秆还田玉米用地（CS）土壤有机碳和腐殖质组分的变化,以吉林农业大学试验田黑土区12年长期微区试验处理下的土壤为研究对象,研究不同土地利用方式对黑土有机碳及腐殖质组分的影响。结果表明：土壤有机碳含量为NG>CS>BS>BS+CS,植被自然生长地和秸秆还田玉米用地有利于提高土壤有机碳含量。NG土壤可提取腐殖质（HE）、胡敏酸（HA）、富里酸（FA）和胡敏素（HM）含量较高,CS土壤HA次之。不同土地利用方式土壤中各腐殖质组分占有机碳的比例为富里酸碳（FAC）<胡敏酸碳（HAC）<胡敏素碳（HMC）。CS土壤腐殖化程度在表层最大,BS在亚表层土壤腐殖化程度明显加快。NG有利于表层土壤HA在土壤有机碳比例的增加,NG不利于表层土壤FA相对含量的增加,CS处理较BS高。植被自然生长地（NG）亚表层土壤FA相对含量降低,秸秆还田玉米用地（CS）提高了土壤HM的相对含量。总的来说,植被自然生长地和秸秆还田用地有利于土壤有机碳和腐殖质组分碳含量的增加,土壤腐殖质化进程加快,但不利于增加土壤腐殖质在...     

秸秆还田与有机肥对黑土区土壤团聚性的影响

土地长期处于过度开垦状态,化肥大量施用,使土壤肥力下降,有机碳含量下降,作物产量降低。通过两组试验,1组施用有机肥,另1组秸秆全量还田,2组均以单施化肥处理(CK)作为对照。结果表明,秸秆还田和施用有机肥可增加黑土5 mm粒径大团聚体含量,有效缓解土壤大团聚体减少;有机肥和秸秆还田处理下机械稳定性团聚体平均重量直径(MWD)和水稳性团聚体MWD均高于CK;施用有机肥和秸秆还田显著提高土壤有机碳含量SOC,增幅2.4%～40.8%;施用有机肥和秸秆还田可有效提高作物产量,秸秆还田平均增产17.09%,施用有机肥平均增产23.41%。     

玉米秸秆在土壤中的分解速率及其对腐殖质组成的影响

为研究秸秆还田后玉米秸秆在土壤中的分解速率及其对土壤腐殖质组成的影响,采用室内培养试验,以黑土和暗棕壤为研究对象,每种类型土壤分别模拟设置:ck(未施用秸秆)、I2(2倍量秸秆与土混合)、I(全量秸秆与土混合)、I1/2(1/2量秸秆与土混合)、C(全量秸秆覆盖)和D(全量秸秆埋置)共6种处理。利用碱液吸收法测定秸秆分解过程中CO_2-C释放量,腐殖质组成修改法提取土壤腐殖质,富里酸(Fulvic acid,FA)、胡敏酸(Humic acid,HA)和胡敏素(Humin,HM)。研究结果表明:玉米秸秆分解过程中其分解速率迅速增加,在第4天各处理秸秆分解速率达到顶峰为194~1 103 mg/(kg·d),随后迅速下降;在第24天到第260天各处理秸秆分解速率缓慢下降趋于稳定,平均在40~160 mg/(kg·d)。不同秸秆用量下,秸秆分解速率表现为I2II1/2;等量秸秆不同处理方式下,秸秆分解速率表现为IDC;黑土中秸秆分解速率高于暗棕壤中相对应处理。培养260 d后,各处理秸秆分解率为43%~78%;黑土中全量秸秆与混合处理的秸秆分解率最高(78%);不同土壤类型下,黑土各处理的秸秆分解率高于暗棕壤相对应处理4%~13%。相对于ck,各处理下土壤有机碳及腐殖质含量显著增加,2倍量秸秆与土壤混合后累积效果更显著,黑土中秸秆还田的培肥效果优于暗棕壤。各处理下土壤PQ值略有增加,无显著差异。     

不同年限秸秆深还对土壤团聚体中胡敏酸含量的影响

为了探究秸秆深还不同年限对土壤团聚体胡敏酸(HA)含量的影响,以吉林农业大学玉米连作试验田的黑土为研究对象,设置ck代表未施入秸秆、CSDI(2012)代表2012年秸秆深还(深还第3年)、CSDI(2013)代表2013年秸秆深还(深还第2年)、CSDI(2014)代表2014年秸秆深还(深还第1年) 4个处理,并采用湿筛法将土壤团聚体分为>2 mm、2～0.25 mm、0.25～0.053 mm和<0.053 mm 4个粒级。结果表明:黑土团聚体的2～0.25 mm粒级为优势粒级,秸秆深还1年后,CSDI(2014)处理的优势粒级含量显著增加,表层占51.97%,亚表层占49.76%,但随着秸秆深还年限的增加,优势粒级含量逐渐减少,表层和亚表层2～0.25 mm含量均表现为CSDI(2014)>CSDI(2013)>CSDI(2012)>ck;对于土壤团聚体有机碳含量而言,深还1年后,表层有机碳含量由11.72～13.18 g/kg(ck)增加到13.11～16.21 g/kg,亚表层有机碳含量由11.58～12.86 g/kg(ck)增加到12.21...