秸秆还田对东北黑土水分特征及物理性质的影响

为明确秸秆还田对东北黑土水分特征及物理性质的影响,设置秸秆覆盖还田（FG）、秸秆翻埋还田（FM）和秸秆不还田翻耕(FD)3个处理,测定土壤含水量、水分特征曲线、容重、硬度、土壤三相比及结构稳定性等参数。结果表明：（1）秸秆覆盖还田可显著提高春季耕层（0~30 cm）土壤含水量,较秸秆不还田翻耕处理增幅为11.17%~150.84%;不同处理耕层土壤在水吸力中吸力段土壤含水量变化曲线平滑,秸秆覆盖还田处理具有较高的土壤持水性。（2）秸秆还田能显著提高土壤水分有效性,与秸秆不还田翻耕处理相比,秸秆覆盖还田处理0~10 cm土层土壤田间持水量提高4.85%~11.03%,土壤凋萎系数提高10.85%~18.00%;秸秆翻埋还田处理0~10 cm土层土壤重力水增加9.65%~80.73%。秸秆翻埋还田提升了土壤供水能力,土壤比水容量较秸秆不还田翻耕处理增加4.8%~10.0%。（3）与秸秆不还田翻耕处理相比,秸秆还田降低了收获后土壤紧实度,降低幅度为0.18~0.31 MPa;秸秆覆盖还田增加表层土壤容重,降低土壤孔隙度,促进三相结构趋于合理,显著增加土壤结构稳定性。（4）皮尔森相关分析表明,三相比R值与结构距离（r=0.73^*）、土壤容重（r=0.70^*）相关性显著,在一定范围内三相比R值的增加有利于改善并促进土壤结构稳定。综上可知,东北黑土农田实施秸秆还田是提高春季土壤含水量、增强土壤持水性、提升土壤供水能力、调节土壤紧实性、调控土壤三相比、改善土壤结构和提高土壤宜耕性的有效措施。     

不同耕作措施对旱地农田土壤物理特性的影响

通过在山西寿阳地区设置的田间试验,分析比较秸秆还田、免耕覆盖、浅旋耕和常规耕作等4种耕作措施不同时期土壤紧实度、容重、入渗速率、土壤含水量以及土壤温度的变化情况,以了解各耕作措施对旱地农田土壤物理特性的影响程度。结果表明,秸秆还田措施除引起旱地农田土壤入渗速率显著降低外,其他物理特性与常规耕作基本一致;免耕覆盖措施对旱地农田土壤物理特性的影响最大,可导致0~10 cm表层土壤紧实度和容重显著增加,土壤入渗速率在播前显著降低,但随着生育期推进与其他处理间差异逐渐减小,蓄水保墒效果显著,同时会引起土壤温度显著降低,播前较常规耕作平均降低2.0℃;浅旋耕措施则在改善表层土壤紧实度,增加土壤入渗速率方面较秸秆还田和免耕覆盖措施要好,土壤含水量显著高于其他处理,较常规耕作措施平均能提高10%,但同时会引起40~60 cm土层土壤容重增加。     

四川丘陵水旱轮作区保护性耕作对土壤水分和小麦产量的影响

在四川丘陵区水旱轮作田进行了保护性耕作与传统耕作栽培模式的对比研究,对秸秆还田条件下的不同耕作模式对土壤水分及小麦产量的影响进行了探讨.试验结果表明,在小麦整个生育期,覆盖处理土壤水分含量均明显地高于不覆盖处理(对照),且免耕覆盖处理又显著优于翻耕覆盖处理.小麦分蘖高峰期覆盖处理的土壤水分比不覆盖处理分别高4.9%～12.8%,对土壤有较好的保墒作用.覆盖处理的小麦最高茎蘖数比翻耕不覆盖增加11.4%～45.8%,由于增加了小麦成穗数、穗粒数和千粒重,保护性耕作条件下覆盖处理比翻耕覆盖增产3.2%～18.1%,对提高小麦产量有明显的作用.     

耕作方式及秸秆还田对土壤性质、微生物碳源代谢及小麦产量的影响

以小麦品种济麦22为试验材料,采用裂区试验设计,耕作方式为主区,分别设常规翻耕(C)、深松(S)、旋耕(R)处理,副区为秸秆还田量,分别设秸秆全还田(P)和秸秆不还田(A)处理,采用Biolog Eco技术测定土壤微生物碳源代谢功能,并分析土壤基本理化性质和作物产量。结果显示:深松与秸秆还田均有利于土壤含水量和有机碳含量的提高,0～15 cm土层分别提高了9.78%和24.00%,15～30 cm土层分别提高了7.08%和15.81%;深松提高了15～30 cm土层的pH值6.67%,秸秆还田提高了0～15 cm土层的pH值4.32%。深松和秸秆还田均有利于代谢多样性(丰富度指数、香浓多样性指数)、碳源代谢强度的提高,0～15 cm土层分别提高了26.84%、3.84%和38.02%,15～30 cm土层分别提高了11.87%、 3.63%和14.74%。主成分分析表明常规翻耕秸秆不还田和旋耕耕作秸秆不还田碳源代谢功能相近,15～30 cm层次内常规翻耕秸秆全还田碳源代谢功能和深松耕作秸秆全还田处理相近。深松和秸秆还田平均提高了小麦产量5.82%,微生物碳源代谢功能与小麦产量具有极显著的相关性。     

耕作方式对土壤活性有机碳和碳库管理指数的影响

基于在黄土高原半干旱地区的典型代表—定西市安定区连续进行6 a的保护性耕作试验,研究了不同耕作方式对土壤总有机碳和活性有机碳的影响,并对各处理的碳库活度(A)、碳库活度指数(AI)、碳库指数(CPI)和土壤碳库管理指数(CMPI)进行了计算。结果表明:与传统耕作不覆盖(T)相比,免耕秸秆覆盖(NTS)、传统耕作结合秸秆还田(TS)和免耕不覆盖(NT)有利于土壤总有机碳含量和活性有机碳含量的提高,并且有随着土层深度的增加而递减的趋势;NT、NTS和TS有助于提高0～5 cm土层土壤活性有机碳占土壤总有机碳的百分率,尤以NTS处理的效果最为明显,说明NTS处理的土壤碳素活性大、易转化;对碳库各项管理指数来说,总体上秸秆覆盖或还田的贡献大于耕作措施,说明对土壤进行秸秆覆盖或还田有利于土壤碳库管理指数提高。     

宁南山区保护性耕作对农田水分状况影响的研究

为研究保护性耕作对宁南山区农田水分状况的影响,在宁夏彭阳县对三种不同保护性耕作措施下玉米农田休耕期及生长期土壤水分、作物生长发育指标进行了实验研究。结果表明:(1)在休耕期,整秸秆覆盖处理的土壤水分贮存量(236.80mm)最高,半秸秆覆盖(224.10mm)次之,传统无覆盖(208.45mm)最低;(2)在生长期,采用秸秆覆盖方式可使春玉米的株高、穗长、生物产量及经济产量等指标得到显著提高,土壤的蓄水保墒性能增强,水分利用效率提高,增产增效明显;与传统方式相比,整秸秆覆盖可使春玉米的产量及水分利用效率分别提高3.5%及16.5%。研究认为,保护性耕作可有效改善玉米田土壤水分状况,促进玉米的生长发育。     

秸秆还田量对陇中旱作麦田土壤团聚体稳定性和有机碳含量的影响

为探明秸秆还田后土壤团聚体与有机碳的变化特征和作用机制,依托2019年布设于甘肃省定西市李家堡镇的不同秸秆还田试验,设置两种秸秆类型：小麦秸秆和玉米秸秆,秸秆还田量分别为：0（CK）、3 500（低量）、7 000（中量）、14 000 kg·hm^-2（高量）,研究了秸秆还田对陇中黄土高原旱作农田土壤团聚体稳定性和有机碳的影响。结果表明：土壤机械稳定性团聚体以>0.25 mm团聚体为主,且随土层加深粒径逐渐增大,水稳性团聚体均与之相反;秸秆还田较不还田处理的机械稳定性和水稳性<0.25 mm粒级团聚体含量分别降低了3.53%～21.74%和2.73%～8.95%,土壤机械稳定性和水稳性团聚体平均重量直径MWD、几何平均直径GMD的提升幅度最大分别达到16.29%、30.12%和20.93%、12.12%,团聚体破碎率PAD降低了2.53%～13.23%,在中量秸秆还田时效果最好,且玉米秸秆比小麦秸秆效果更明显。秸秆还田提升了土壤有机碳含量,且在表层土壤秸秆还田量越高,对土壤有机碳的提升效果越显著,其中玉米秸秆高量还田处理的土壤有机碳含量较CK显著提高了...     

耕作措施与秸秆还田对小麦-玉米轮作体系土壤质量的影响

通过在陕西关中平原地区连续7年的田间定位试验,运用多元方差分析及因子分析法比较评价了冬小麦-夏玉米轮作体系下4种耕作措施(深松、旋耕、免耕、传统耕作)及2种秸秆管理措施(玉米秸秆还田、不还田)对土壤质量的影响。结果表明:玉米收获后0~20 cm土壤容重免耕处理最大,旋耕、翻耕处理次之,深松处理最小;秸秆还田0~10 cm土壤容重较不还田处理降低2.33%,达显著水平。小麦、玉米收获后0~20 cm土壤养分组、有机质环境组及酶活性组指标变量受不同耕作措施的影响均大于受秸秆管理措施的影响。传统耕作两季土壤质量均最差。深松、旋耕有一定后效,且有机质养分因子得分较高,免耕则相反。综合土壤质量、作物产量及经济效益,玉米秸秆还田/深松/旋耕/播种小麦-小麦秸秆高留茬/免耕/播种玉米模式适宜在该区推广。     

覆膜和灌溉对小麦秸秆还田土壤酶活性的影响

为研究西北半干旱区小麦秸秆还田高效利用措施,采用大田模拟试验研究了覆膜和灌溉对小麦秸秆还田后土壤酶活性的影响。结果表明:与秸秆不还田(CK)相比,秸秆还田处理均显著增大了土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性。与秸秆还田(S)相比,秸秆还田+覆膜处理(SC)增大了低温时土壤的酶活性,秸秆还田+灌溉处理(SW)对不同还田时期,还田深度10cm和20cm处土壤中的4种酶活性影响显著,均增大了酶活性。土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性总体均以秸秆还田+覆膜+灌溉处理(SCW)的最高。从土壤总体酶活性大小考虑,在西北半干旱地区进行小麦秸秆还田,SCW处理为最佳的还田方式,可显著增大土壤中的酶活性。     

玉米秸秆深翻还田对土壤有益微生物和土壤酶活性的影响

为探索玉米秸秆深翻还田后,土壤中有益微生物的消长动态规律,文中应用传统的土壤微生物学和土壤酶学测定方法,研究常规旋耕秸秆不还田、玉米秸秆深翻还田一年和连续两年玉米秸秆深翻还田等3种耕作方式对土壤有益微生物和土壤酶活性的影响。试验结果表明:玉米秸秆深翻还田可以显著提高土壤有益微生物数量和土壤酶活性;玉米全生育期内,土壤有益微生物数量和土壤酶活性均表现为连续两年玉米秸秆深翻还田(SF-Ⅱ)玉米秸秆深翻还田一年(SF-Ⅰ)常规旋耕秸秆不还田(CK),其中,SF-Ⅱ各指标与CK间差异显著(p0.05)。SF-Ⅱ对自生固氮菌数量的增幅最高,为157.61%;对土壤脲酶活性的增幅最高,为40.12%。可见,高寒灌溉农区实施玉米秸秆深翻还田耕作措施,既有利于土壤有益微生物的繁殖,也可以提高耕层土壤酶活性。     

不同保护性耕作对渭北旱塬麦玉轮作田肥力和产量的影响

2007～2010年在渭北旱塬实施了冬小麦-春玉米轮作模式连续保护性耕作定位试验,研究了秸秆覆盖免耕、秸秆覆盖深松和秸秆还田翻耕等不同保护性耕作方式和平衡施肥、无肥(或低肥)和常规施肥处理组合对土壤养分、WUE和作物产量的影响.结果表明:随着保护性耕作年限延长,0～40 cm土层土壤养分含量显著增加;有机质含量由研究初...     

不同配料颗粒秸秆施用对土壤速效养分及小麦生长的影响

我国西北地区气温较低，秸秆直接还田腐解慢、养分循环慢、当季利用率低、影响作物出苗，导致秸秆还田率不高。针对以上问题，本研究以小麦秸秆为原料，以硫磺粉（养分活化剂）和麦秸生物炭（养分吸附剂）为外源添加材料，制成秸秆颗粒。硫磺粉的添加质量比为3%（WS3）、5%（WS5）、10%（WS10），生物质炭的添加质量比为5%（WC5）、10%（WC10）、15%（WC15），以秸秆颗粒（WK）、剪碎秸秆（W，W6）及无秸秆（CK）为对照，通过盆栽试验探究了秸秆颗粒对土壤速效养分及小麦生长的影响。结果表明：秸秆颗粒较剪碎秸秆处理相比，能显著提高土壤速效养分及小麦生物量和植株全量氮、磷、钾含量，添加硫磺或生物炭的秸秆颗粒提升效果更明显。各处理土壤硝态氮含量以WS3处理最高，较W处理提高14.44%；铵态氮含量以WC5处理最高，较W处理提高40.93%；速效磷含量以WS10处理最高，较W处理提高23.42%；速效钾含量以WC5处理最高，较W处理提高9.05%；差异均达显著水平（P<0.05）。小麦生物量以WS5处理最高，较WK处理提高29.61%；全氮含量以WS10最高，较WK处理提高11.44%；全磷含量以WS10处理最高，较WK处理提高21.82%；全钾含量以WC15最高，较WK处理提高12.53%；差异均达显著水平（P<0.05）。综上可知，秸秆颗粒在西北地区实现秸秆还田和养分循环，维持土壤肥力等方面具有很大应用前景。     

不同耕作措施下春小麦产量对温度变化的敏感性分析

为了研究温度变化对不同耕作条件下春小麦产量的影响,利用修正参数后的APSIM模型,自变量因子分别为最低温度、最高温度,在9种变化条件下对传统耕作+秸秆还田(TS)、免耕(NT)、免耕覆盖(NTS)3种耕作措施下的春小麦产量进行了模拟,并利用Surfer软件对产量变化率进行了敏感性分析。结果表明:在三种不同耕作措施下,春小麦产量变化率对最高温度的变化更为敏感,最高温度升高,产量变化率呈负敏感;在传统耕作+秸秆还田和免耕覆盖耕作措施下,春小麦平均产量分别是2 268.8 kg·hm-2和2 274.0 kg·hm-2,明显高于免耕耕作措施下的春小麦平均产量1 815.4 kg·hm-2;传统耕作+秸秆还田和免耕覆盖耕作措施下,小麦产量随温度变化相对稳定;当最低温度和最高温度在一定区域范围内变化时,传统耕作+秸秆还田和免耕覆盖产量表现更稳定。     

长期秸秆还田对褐土农田土壤有机碳、氮组分及玉米产量的影响

基于1992—2022年连续30 a的长期定位试验,研究秸秆不还田（CK）、秸秆覆盖还田（SM）、秸秆粉碎直接还田（SC）和秸秆过腹还田（CM）4种不同秸秆还田方式对土壤有机碳、氮组分和作物产量的影响。结果表明：（1）不同秸秆还田方式均可增加耕层土壤有机碳、全氮及其组分含量;与CK相比,CM处理0~20 cm土层土壤的总有机碳（SOC）、轻组有机碳（LFOC）、微生物量碳（MBC）、水溶性有机碳（DOC）和颗粒有机碳（POC）的含量分别显著增加42.85%、93.51%、80.09%、190.42%和123.38%;土壤全氮（TN）、轻组有机氮（LFON）、微生物量氮（MBN）、水溶性有机氮（WSON）和颗粒有机氮（PON）的含量分别显著增加49.37%、34.26%、69.49%、172.73%和129.29%。（2）各活性有机碳组分与土壤有机碳的比值表现为LFOC>POC>MBC>DOC;各氮组分与土壤全氮的比值表现为LFON>PON>MBN>WSON。（3）CM和SC处理下敏感指数最高的指标为DOC,DOC可作为CM和SC处理早期有机物变化的指示物;SM处理下敏感指数最高的指标为LFOC,LFOC可作为SM处理早期有机物变化的指示物。（4）土壤有机碳、氮组分间均呈显著正相关关系,其中DOC可以较好地反映SOC的变化情况,WSON可较好地反映TN的变化情况。（5）与CK相比,长期秸秆还田均可以显著提高玉米产量,SM、SC和CM处理30 a累计产量分别增加6.38%、7.82%和23.00%。综上,长期秸秆还田是提高土壤有机碳氮组分含量和作物产量的有效耕作措施,以秸秆过腹还田效果最为突出,可在黄土高原旱地玉米种植区域推广。     

保护性耕作对小麦生长和水分利用效率的影响

采用对比试验法研究了紫色土丘陵区保护性耕作对小麦光合特性、干物质积累和水分利用效率的影响。结果表明:秸秆覆盖和秸秆覆盖+施用腐熟剂均能提高小麦生育后期叶面积指数,净光合速率比传统耕作分别提高了2.90%和5.74%;两种处理能在一定程度上控制株高,并在小麦抽穗~成熟期促进干物质积累,使麦穗分配指数提高238.46%和242.31%;秸秆覆盖+腐熟剂使小麦增产8.07%,水分利用效率和降水利用效率也分别提高了5.80%和8.02%。     

长期保护性耕作对黄土高原旱地土壤养分和作物产量的影响

通过长期定位试验,研究了黄土高原西部旱农区传统耕作措施(T)和5种保护性耕作措施免耕+秸秆覆盖(NTS)、免耕(NT)、传统耕作+秸秆还田(TS)、传统耕作+地膜覆盖(TP)和免耕+地膜覆盖(NTP)对土壤有机质、速效养分以及作物产量的影响。结果表明,经过6 a不同耕作措施后,各处理土壤有机C、NO3-N以及速效P含量均有所提高,其中有机C含量比试验初期提高了4.92%~18.05%,NO3-N含量提高了17.98%~31.08%,速效P含量提高143.04%~212.87%。各处理土壤速效钾含量均有所下降,其中以NTS和TS降幅较小,仅为2.75%和6.26%。6 a间小麦和豌豆平均产量均以NTS最高(分别为2 030 kg·hm-2和1 381 kg·hm-2),而NT最低(1 608 kg·hm-2和1 060 kg·hm-2)。传统耕作秸秆还田能促进土壤耕层肥力的提高,但产量效应不明显;地膜覆盖有些年份增产效应明显,但不利于土壤肥力的持续提高。因此,在黄土高原西部旱农区实施免耕秸秆覆盖既有利于作物产量的提高,也可以改善耕层土壤肥力。     

不同保护性耕作措施对黄土高原旱作农田土壤物理结构的影响

选取黄土高原半干旱区连续4年进行保护性耕作的玉米样地,定位试验,研究了不同耕作方式对耕层土壤理化性质的影响。结果表明:免耕秸秆覆盖(NTS)可显著降低0~5 cm表层土壤容重,传统耕作秸秆粉粹还田(TS)和NTS处理可显著降低5~10 cm、10~30 cm土层的土壤容重;NTS处理可显著增大0~5 cm表层土壤孔隙度,TS和NTS处理可显著提高5~10 cm1、0~30 cm土层的土壤孔隙度;NTS处理可显著降低各层土壤的坚实度,其它处理对表层0~5 cm无显著影响,免耕无秸秆覆盖(NT)处理显著增加了5 cm以下的土壤坚实度;NTS处理0~5 cm表层土壤水分入渗率显著加强,而NT处理则显著减弱;土壤水稳性大团聚体含量均为:NTSNTTS传统耕作(T)。本试验中NT处理对土壤结构的改良效应不明显,NTS处理对于黄土高原土壤结构改良效果最佳。     

不同耕作措施对麦—豆轮作条件下土壤有机碳库与微生物商的影响

以长期定位试验为基础,对麦-豆轮作次序下不同耕作措施间的土壤有机碳、易氧化碳以及微生物生物量碳进行了测定,计算了土壤微生物商在各个序列中变化并对土壤各级有机碳库进行了相关分析.结果表明:两种轮作次序下传统耕作结合秸秆还田、免耕不覆盖、免耕秸秆覆盖与传统耕作不覆盖相比更有利于土壤有机碳库含量的提高,同时各处理表层有机碳含量明显高于其它层次并且随着土层的增加而递减.相关分析结果显示,土壤活性有机碳较大程度上依赖土壤有机碳的含量,同时也说明易氧化碳与微生物都在一定程度上表征了土壤中活性较高部分的有机碳含量.不同耕作处理的土壤微生物商均表现为NTS、NT、TS处理大于T处理,和不同耕作处理下土壤总有机碳含量的变化趋势一致.相较于其它处理免耕秸秆覆盖的土壤微生物商在各个序列中变化最明显,说明免耕秸秆覆盖对土壤有机碳含量的增加和土壤有机质的累积的贡献最大.     

秸秆覆盖还田的整体功能效应与系列化技术研究

１９８９－１９９２年，在宁南山区黑垆土耕地采用裂区设计，通过定位主试验并辅以年度副试验，研究了秸秆覆盖还田的效应与技术。结果表明，秸秆覆盖还田具有蓄水保墒，平抑地温，保持水土，抑制杂草等覆盖效应和改善土壤结构，提高土壤有机质与矿质营养水平，增强土壤生物活性等培肥效应。４５００ｋｇ／ｈｍ＾２秸秆配施１．１％Ｎ素覆盖还田，４年粮油总产增加２９．８４％。覆盖方式，覆盖期，覆盖还田量及氮磷化配施构成秸秆覆     

四川盆地丘陵区秸秆还田少免耕对土壤水分特征的影响

四川盆地丘陵区季节性干旱严重,为了阐明秸秆还田少免耕对土壤持水保水性能的影响和抗旱节水效果,采用压力膜法,测定了4年定位试验田的土壤水分及其能态变化特征.结果表明:秸秆还田少免耕土壤水吸力与土壤含水量之间具有明显的幂函数关系,可用幂函数方程θ=a S~b进行拟合;秸秆还田免耕增加了10～20 cm土层通气空隙的当量孔径,降低了无效空隙的当量孔径,改善了心土层土壤结构;秸秆还田提高稻田耕层土壤持水性能,增加土壤水分库容量;秸秆还田后通过增加土壤有机质提高了土壤毛管空隙含量,提高土壤有效水含量;秸秆还田提高土壤耐旱性能和供水能力,不同耕作方式的耐旱性秸秆还田免耕优于秸秆还田间耕.