秸秆腐熟剂对寒地玉米秸秆降解率和土壤理化性状影响

为探讨我国不同产地的秸秆腐熟剂对寒地黑土区的玉米秸秆腐熟和土壤理化性状的影响,采用田间框栽和微区试验法研究3种秸秆腐熟剂对黑龙江省玉米秸秆降解率和土壤肥力的影响。结果显示,北京正农农业科技有限公司的秸秆腐熟还田专用菌剂(30 kg/hm2腐熟剂与45 kg/hm2尿素混用撒施)和山东金山生物工程有限公司的金山生物-秸秆快腐剂(7.5 kg/hm2与45.0 kg/hm2尿素混用喷施)180 d后玉米秸秆降解率达70%以上,对土壤p H值、全氮、碱解氮、速效磷、有机碳和有机质无明显影响,但能提升土壤速效钾含量,分别较对照高6.23%和7.94%。2种秸秆腐熟剂降低土壤容重分别为0.10,0.12 g/cm3。北京正农腐熟剂可增加土壤含水量,较对照高1.4个百分点。所以2种秸秆腐熟剂能加快黑龙江省黑土区玉米秸秆的腐解速度,且有助于改善土壤理化性状。     

低温秸秆降解菌的研究进展

秸秆原位还田是提高秸秆的综合利用率、培肥改土、提高土壤肥力的有效方法之一,已经成为持续农业和生态农业的重要内容,具有十分重要的作用。但是秸秆进入土壤之后,腐解缓慢,很难得到广泛的推广,因此通过开发秸秆降解菌加快秸秆纤维素的降解速度提高秸秆腐解效率成为秸秆还田技术的关键。本文对低温微生物、低温秸秆降解菌、以及施加菌剂对土壤养分、土壤酶活及微生物多样性的影响的研究现状进行了概述。     

长期免耕秸秆还田对寒地土壤有机碳及大豆产量的影响

为了优化寒地免耕覆盖栽培技术,利用长期定位试验,研究免耕条件下0%、30%、60%和100%秸秆覆盖还田量对土壤有机碳及微生物生物量碳含量的影响。结果表明,免耕秸秆还田具有显著的固碳效应,有助于提高土壤总有机碳（4.1%~22.3%）、土壤活性有机碳（52.5%~75.5%）及土壤微生物生物量碳含量（14.6%~44.7%）;随秸秆覆盖还田量增加,表层土壤有机碳、土壤活性有机碳和土壤微生物生物量碳含量呈上升趋势,60%秸秆覆盖还田量处理的亚表层土壤总有机碳含量最高,60%和100%处理的亚表层土壤微生物生物量碳含量较高;30%处理的大豆产量最高,60%处理次之。在本试验寒地免耕9年条件下,60%秸秆覆盖还田量对土壤整体有机碳固持及大豆产量提升作用显著。     

高粱、玉米残体的腐解特征及微生物群落结构分析

为研究高粱、玉米残体腐解特征及腐解进程中秸秆腐解微生物群落功能多样性的变化,设置残体类型(高粱茎叶、玉米茎叶、高粱根系、玉米根系)、土壤类型(潮褐土、黄壤土)、氮处理(调节碳氮比、不调节)3个变量,通过2次试验分析不同腐解条件下残体的腐解特征(干物质降解率、碳矿化特征、纤维素、半纤维素和木质素的降解率),并使用BIOL...     

长期定位秸秆还田对土壤团聚体及有机碳组分的影响

为合理利用秸秆并进行碳固定,在青岛农业大学长期定位秸秆还田试验站开展田间试验,设置5个处理,包括相同施氮条件下小麦、玉米两季秸秆还田(WCN)和一季小麦秸秆还田(WN),小麦玉米两季秸秆还田(WC),对照(CK)及单施有机肥处理(M),测定玉米-小麦轮作收获后土壤中的总有机碳、土壤的活性碳组分(轻组有机碳、颗粒有机碳、水溶性有机碳、易氧化有机碳)、土壤团聚体、土壤团聚体有机碳含量。结果表明,土壤总有机碳及各活性碳组分含量均表现为MWCNWNWCCK,其中M处理和WCN处理总有机碳含量在小麦季和玉米季较对照分别提高了99.78%,117.94%和84.73%,98.03%,差异显著;土壤水稳性团聚体0.25～2.00 mm粒级占比、团聚体几何平均直径、平均质量直径及各粒级团聚体有机碳含量亦表现为MWCNWNWCCK,与对照相比,M处理和WCN处理在0.25～2.00 mm粒级占比提高了10.2,9.6百分点,几何平均直径和平均质量直径分别提高了53.1%,45.8%和10.9%,5.4%,各粒级有机碳含量分别提高129.9%～330.2%,69.0%～188.4%。综上,有机肥处理及两季秸秆还田配施氮肥能显著提高土壤有机碳及各活性有机碳含量,有利于土壤大团聚体的形成,提高了团聚体稳定性和各粒级团聚体有机碳含量。     

麦秆还田配施不同腐秆剂对水稻产量、秸秆腐解和土壤养分的影响

为了探讨南方稻田秸秆还田配施腐秆剂对水稻产量、秸秆腐解和土壤养分含量的影响,2011年度在江汉平原开展麦秆全量直接腐熟还田试验,确定合适的指标来评估不同腐秆剂产品腐解的效果并为该区域秸秆机械还田配套技术应用提供依据。结果表明,秸秆全量还田能提高水稻产量5.0%。秸秆还田配施腐秆剂2号的地上部干物质量和产量增量最高,分别为1125 kg/hm2和435 kg/hm2,增幅分别为6.9%和7.6%。秸秆腐解特征表明,翻压15天时,腐秆剂2号腐解效果最好,累积腐解率为30.3%,腐秆剂3号基本没有效果,之后腐解速率减缓、处理间差距缩小。养分释放特征表明,翻压30天内秸秆C、N和P快速释放,100天时养分累积释放率最高的是腐秆剂1号和2号;钾素在5天内释放95%以上,不受腐秆剂影响。通过测定指标之间的相关性分析得出,网袋法测定秸秆腐解率是评价腐秆剂最简单、最有效的方法。短期内秸秆还田配施腐秆剂对土壤有机质和全氮含量没有明显影响。建议实际生产中秸秆应于水稻移栽前5天还田,降低秸秆腐解对幼苗根系的毒害作用并加强前期氮素供应,保证作物养分需求。     

不同耕作方式对玉米田土壤微生物功能多样性的影响

为提高黑土土壤地力,对玉米秸秆还田和耕作方式进行筛选研究.以位于吉林省公主岭市的不同耕作方式试验为基础,设置3个秸秆还田耕作方式处理:秸秆粉碎深翻还田(CK),玉米高留茬宽窄行栽培+秸秆覆盖+快速腐解菌剂处理(KZF),秸秆粉碎深翻+快速腐解剂(SF).利用Biolog生态板法,测定黑土玉米田土壤微生物功能多样性对不同...     

5株纤维菌属菌株的分离、鉴定及产酶活性研究

旨在将贵州的玉米秸秆生物质资源通过微生物降解还田,应用到烤烟轮作生产上。以植烟土壤为材料,采用刚果红染色法以及CMCase活性测定进行菌株的筛选,通过失重法测定秸秆降解率。实验共获得44株分解纤维素菌株;初筛获得20株纤维素分解菌。选择D/d较大的5株菌株,通过拮抗实验共获得复合菌剂10株。5株高效纤维素分解菌初步鉴定为Cellulosimicrobium cellulans与Cellulosimicrobium funkei（同源性都达100%）;通过CMCase活性测定,复合菌剂酶活高于单一菌剂,选择酶活高(314.39 U/mL)且作用时间短（5天）的菌剂进行秸秆降解实验,25天降解率达53.35%,是对照的1.87倍。因此,5株菌株可作为贵州烟区玉米秸秆还田的潜在开发菌种,这对于资源有效利用、环境友好和植烟土壤连作障碍改良具有重要意义。     

秸秆还田对水稻-油菜轮作体系土壤活性有机碳组分及酶活性的影响

为研究成都平原油菜-水稻轮作体系下不同秸秆用量对土壤活性有机碳组分及碳循环酶活性的影响,于2017—2020年开展连续3 a的田间定位试验,分析秸秆不还田对照(CK)、常规化肥(NPK)、常规化肥+1/2量秸秆(SR1)、常规化肥+全量秸秆(SR2)、常规化肥+2倍秸秆(SR3)5个处理下土壤理化性质、活性有机碳组分含量、碳循环酶活性及其相互间的相关性。结果表明：相比试验前,秸秆还田能有效改善土壤理化性状,提高土壤速效氮、磷、钾等养分含量;与CK处理相比,秸秆还田处理的土壤有机碳、易氧化有机碳、溶解性有机碳以及微生物量碳含量分别显著提升了5.05%～8.55%,18.40%～36.80%,35.76%～66.93%,27.20%～52.10%,且均表现为秸秆用量越大活性有机碳组分含量越高。另一方面,与CK和NPK处理相比,3个秸秆还田处理土壤纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶活性均显著提升;其中SR2处理下的土壤纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、多酚氧化酶活性值最高,比SR1处理分别显著高出16.25%,8.49%,14.69%,SR3处理下的过氧化氢酶活性最高,比SR1处理显著...     

秸秆还田与化肥配施对汉中盆地稻麦轮作农田土壤固碳及经济效益的影响

为汉中盆地秸秆还田技术和合理化肥减量技术提供科学依据,2015—2017年小麦和水稻生长季,设置秸秆不还田+常规施肥(SN+NPK);秸秆常规还田+常规施肥(S+NPK);秸秆促腐还田+常规施肥(SD+NPK);秸秆促腐还田+化肥减量15%(SD+85%NPK);秸秆促腐还田+化肥减量30%(SD+70%NPK),共5个处理,研究其对土壤总有机碳(TOC)、活性有机碳(LOC)、碳储量(SCS)、作物产量及经济效益的影响。结果表明与秸秆不还田配施常规施肥处理(SN+NPK)相比,秸秆还田配施不同比例化肥处理显著提高了稻田0～15cm土层的TOC和LOC,增幅分别为3.62%～25.07%和23.01%～46.79%; S+NPK和SD+NPK处理提高了0～30 cm碳储量,增幅分别为4.67%和18.20%。而SD+85%NPK和SD+70%NPK分别降低8.31%和9.83%。S+NPK和SD+NPK处理显著增加了小麦和水稻籽粒产量,而SD+85%NPK和SD+70%NPK处理均降低了小麦和水稻产量,周年产量2年平均增幅分别为3.47%、8.70%、-3.65%、-8.12%。与SN...     

长期秸秆还田对旱地玉米土壤有机碳及碳库管理指数的影响

以山西省晋中市寿阳县长期玉米种植区褐土为研究对象,探讨秸秆还田方式对土壤有机碳、土壤活性有机碳组分和土壤碳库管理指数的影响,以期为北方旱地褐土培肥、提高土壤质量提供理论依据。基于连续30年（1992—2021年）秸秆还田长期定位试验,按照等碳量秸秆还田,设置4个处理[秸秆覆盖还田(SM)、秸秆粉碎直接还田(SC)、秸秆过腹还田(CM)、秸秆不还田(CK)]进行分析。结果表明：（1）CM处理的土壤总有机碳含量较SM、SC显著提高了29.23%、35.72%。（2）CM处理的土壤活性有机碳含量较CK显著提高了77.72%,且与SM、SC差异显著;SM、SC、CM处理的土壤微生物量碳含量较CK分别显著提高了26.39%、43.51%、70.83%;SM、SC、CM处理的土壤可溶性有机碳含量较CK分别显著提高了4.32%、31.47%、60.00%。（3）SM、SC、CM、CK间的土壤活性有机碳效率无显著差异,SC处理的土壤微生物量碳有效率和可溶性有机碳有效率较CK分别显著提高了28.04%、17.10%,SM处理的土壤可溶性有机碳有效率较CK显著降低了11.48%,CM对于土壤碳素效率无明显...     

小麦秸秆还田和施钾对棉花产量与养分吸收的效应

在长江流域麦棉两熟制条件下,以Bt转基因抗虫棉为材料,设置不同秸秆还田量(4500 kg hm^–2和9000 kg hm^–2,即半量还田和全量还田)与施钾量(K₂O,150 kg hm^-2和300 kg hm^-2)田间定位试验,研究小麦秸秆还田对棉花产量和主要养分吸收累积的影响及其与化肥钾的差异。结果表明,在施用氮磷肥的基础上,与对照相比,秸秆全量还田处理显著提高了铃数、铃重和皮棉产量,还田第2年和第3年产量增长率分别达143.5%和93.7%;显著提高了各生育时期尤其是吐絮期生物量和氮磷钾养分吸收量,延缓了棉花衰老。秸秆还田对钾吸收的促进效应大于氮磷,还田第3年棉株钾累积总量较对照增加335.1%,每生产100 kg皮棉钾吸收比例增大112.1%。秸秆全量还田处理(K₂O,约折合150 kg hm^–2)促进养分吸收、防止早衰及增产效应均显著大于秸秆半量还田处理,但显著低于施钾量300 kg K₂O hm^–2处理,与施钾量150 kg K₂O hm^–2处理的增产效果相当,但养分吸收量较150 kg K₂O hm^–2处理下降。     

连续秸秆还田对黑土团聚体中有机碳含量及土壤肥力的影响

为了研究传统耕作方式下连续秸秆还田对黑土团聚体中有机碳分布及土壤肥力的影响,采用中国黑土区进行8年田间定位试验的大田土壤为研究对象,研究了无肥(CK)、单施化肥(NPK)和秸秆还田配施化肥(NPK+S)3种处理对土壤水稳性团聚体中的有机碳含量及土壤养分的影响,并与2004年试验初期土壤进行比较。结果表明,与起始土壤相比,连续8年秸秆还田后,土壤大团聚体的含量显著提高,且NPK+S处理下土壤大团聚体的含量及团聚体的平均重量直径(MWD)显著高于CK处理和NPK处理;连续秸秆还田8年后土壤的有机质(SOM)含量显著提高了6.59%,而CK处理和NPK处理均导致SOM含量下降,分别降低了1.95%和2.56%。与CK处理、NPK处理和起始土壤相比,NPK+S处理提高了土壤各级团聚体内的有机碳含量,而且显著提高了大团聚体中有机碳对土壤有机碳的贡献率,降低了微团聚体中有机碳对土壤有机碳的贡献率;同时,秸秆还田配施化肥显著提高了土壤的碱解氮、速效磷和速效钾含量,其对土壤速效养分的改善程度要明显强于单施化肥处理。通过试验可以得出,秸秆还田配施化肥不仅能提高黑土团聚体的稳定性及其有机碳含量,还能明显改善土壤的养分状况,对黑土肥力提升具有积极意义。     

紫云英和秸秆还田对土壤团聚体及有机碳分布的影响

为了研究紫云英和秸秆还田下土壤团聚体及有机碳的分布特征。选取湖北省荆州市水稻—紫云英轮作定位试验,通过湿筛和密度分级的方法研究团聚体和有机碳。结果表明：各粒级团聚体含量以>5 mm为主(57.08%~80.01%),紫云英和秸秆还田增加>5 mm团聚体的含量与团聚体的稳定性。紫云英还田配施化肥(NPK+G)和紫云英和秸秆还田配施化肥(NPK+G+S)处理显著增加5~2、2~0.25 mm团聚体中有机碳的含量。团聚体内以矿物结合态有机碳为主,不同处理均提高团聚体内矿物结合态有机碳及微团聚体内细颗粒有机碳的含量,降低粗颗粒有机碳的含量。相比于对照(CK),紫云英和秸秆还田提高了团聚体的稳定性,并促进了团聚体内细颗粒有机碳的积累。     

秸秆膨化还田对水稻产量、品质及土壤养分的影响

为提高水稻栽培过程中秸秆资源的高效利用,将膨化技术与秸秆还田相结合,以水稻品种垦粳8号为试验材料,进行盆栽试验,探讨秸秆膨化和未膨化2种还田形态在25%、50%、75%和100%还田量下对水稻产量、品质及土壤养分的影响。结果表明,与秸秆不还田（CK）相比,分蘖期秸秆还田虽抑制了水稻叶面积、干物质积累量以及根系性状,但膨化还田抑制小于未膨化还田,膨化还田水稻齐穗期叶面积指数和干物质积累量均高于其他处理,灌浆期水稻叶面积指数和干物质积累量呈膨化还田>未膨化还田>CK的趋势;2种还田处理对水稻产量均有促进作用,穗数和结实率的增加是其增产的主要原因。同时,膨化还田增加了稻米的精米率、钙和铁含量,降低了垩白粒率、垩白度和蛋白质含量,提高了稻米的食味;2种还田方式均提高了土壤中有机质、全氮、碱解氮和速效钾含量,膨化还田和未膨化还田分别以100%和75%还田量提升效果最佳。总体来说,膨化还田对水稻前期生长抑制较小,有利于提高水稻后期产量、改善食味品质以及提高土壤养分含量。     

秸秆覆盖对核桃园土壤性状及果实产量和品质的影响

本试验以15年生的‘辽宁1号’核桃树为试材,探究秸秆覆盖对北方旱地核桃园土壤水温变化、有机质含量、果树根系生长及果实产量和品质的影响。结果表明：秸秆覆盖可在气温较低时提高土壤温度,而在气温较高时降低土壤温度。此外,秸秆覆盖可有效提高土壤0~40 cm土层土壤含水量,并显著提高0~60 cm土层土壤有机质含量。与对照相比,秸秆覆盖增加了0~60 cm土层细根的长度和表面积,同时显著提高了果实的含油量及产量。可见,核桃园经秸秆覆盖可以起到蓄水保墒,增加土壤肥力的作用,并最终达到果树增产的目的。     

稻-油轮作条件下长期秸秆还田对土壤肥力的影响

在湖北省2个秸秆还田长期定位试验(武穴市8年和荆州市3年)的基础上,研究武穴的传统耕作(W1)、秸秆还田配合传统耕作(W2)、免耕(W3)、秸秆还田配合免耕(W4)以及荆州的施氮磷肥(J1)、氮磷钾肥(J2)、秸秆还田配合氮磷肥(J3)、秸秆还田配合氮磷钾肥(J4)处理对土壤肥力的影响。结果表明:(1)两地耕层(0~20 cm)土壤中各养分(全氮、有机质、碱解氮、速效磷和速效钾)的含量均显著高于20~40 cm土层的,秸秆还田和免耕均能有效提高耕层土壤中有机质和全氮的含量,其中W4和J4处理效果最好;W4比W1有机质和全氮分别增加了1.72%~37.55%和2.09%~15.79%,J4比J1增加了1.41%~21.90%和5.83%~16.38%;油菜季土壤有机质含量普遍高于水稻季;(2)秸秆还田显著提高耕层土壤的速效养分(碱解氮、速效磷、速效钾)的含量,尤其是速效钾,增幅最大;(3)与W1和J1相比,W2和J3减小了耕层土壤的容重(分别减小7.81%和2.39%),增大土壤总孔隙度(分别增大4.75%和1.14%)和毛管孔隙度(分别增大3.77%和9.40%)。稻-油轮作条件下长期秸秆还田显著提高耕层土壤养分的含量,降低土壤容重和增大孔隙度,对培肥土壤有积极的作用。     

添加外源物料对秸秆降解的影响及其效应研究

秸秆还田是秸秆利用的有效途径之一,但田间生产秸秆量大且降解缓慢,添加外源物料对加快秸秆降解、促进养分释放有重要意义。基于网袋法,添加不同浓度的生化黄腐酸和微纤维岩棉,研究其对玉米秸秆降解及土壤碳氮、作物生长的影响。外源物料施入量设计3个梯度,分别为土重的0.5%、1%、2%。设计7个处理：单秸秆(CK)、秸秆+0.5%生化黄腐酸(T1)、秸秆+1%生化黄腐酸(T2)、秸秆+2%生化黄腐酸(T3)、秸秆+0.5%微纤维岩棉(T4)、秸秆+1%微纤维岩棉(T5)、秸秆+2%微纤维岩棉(T6)。结果表明：（1）添加生化黄腐酸的各处理降解前100天慢后快,降解率、降解速率与浓度呈反比,360天后降解率达75.97%~82.60%,处理间无显著差异;秸秆氮释放率以100天为转折点,360天氮释放率达71.51%~74.75%;与CK相比,降低土壤容重19.85%~30.53%,增加土壤总孔隙度19.57%~26.09%,提升土壤碳氮含量;除T1外,对作物生长起抑制作用。（2）微纤维岩棉在各时期均能加快玉米降解,快速释放氮（除T4）,360天达63.60%~78.13%;相比CK土壤容重降低24.43%~29.77%,总孔隙度增加21.74%~26.09%,土壤碳氮含量显著提升;有效提高玉米产量,促进根系发育。两物料一定程度上均能加快秸秆降解,促进养分释放,提高土壤碳氮含量,作物生长受物料浓度影响差异显著,整体效果添加微纤维岩棉各处理优于生化黄腐酸,以土重0.5%、1%为宜。