秸秆心土混合犁改良白浆土效果

为将表层秸秆施入心土,改善贫瘠的心土层创造有利条件,该文设计了将白浆土"上翻20 cm,下混30~40 cm,同时将有机物料施入心土层"的秸秆心土混合犁。该研究通过设置秸秆心土混合区和浅翻深松区田间对比试验,调查机械作业后土壤理化性质,指示作物农艺性状以及产量指标等,明确秸秆心土混合的改土增产机理,进一步拓宽白浆土改良途径,为机械改土技术的广泛应用提供技术支撑。研究结果表明:与浅翻深松相比,秸秆心土混合改善心土层土壤物理性质,20~40 cm土层土壤含水率提高2.69~4.90个百分点;硬度降低44.45%左右,且没有出现峰值;改善土壤通透性,固相降低幅度为4.51~2.14个百分点,液相增加幅度为1.17~4.13个百分点,气相增加幅度为0.38~0.98个百分点,容重下降幅度为0.16~0.11 g/cm~3;提高心土层养分含量,碱解氮提高17.33%,有效磷提高116.39%,速效钾提高37.86%,有机质提高36.66%,同时提高心土层全量养分含量,缓解土壤酸性。连续2 a调查大豆产量,秸秆心土混合区比对照区增产15.77%~16.33%,一次改土后效时间长,增产效果显著。该研究结果可为白浆土及其同类低产土壤改良及作物高产提供技术支撑。     

不同改土物料对白浆土磷吸附解吸的影响

向白浆土各层次土壤施入不同改土物料,比较不同处理土壤对 P 的吸附解吸情况.结果表明:各土层土壤对 P的吸附量均随着平衡液浓度的增加而增加;不同土层间土壤吸附 P 量大小顺序为淀积层＞混拌层＞白浆层＞黑土层;随着平衡液浓度的增大,P 吸附的增加率递减;施 Ca 加大了土壤对 P 的吸附,其中黑土层增加220.16%,白浆层增加54.50%,淀积层增加 52.36%;而施有机肥减弱了土壤对 P 的吸附,其中黑土层降低70.16%,白浆层降低45.50%,淀积层降低55.27%.Ca 有降低土壤 P 解吸率的趋势,有机肥能大幅度地提高其解吸率.     

心土培肥改良白浆土的研究Ⅰ白浆土心土培肥的效果

采用心土培肥犁将白浆土的白浆层和淀积层混拌,并向混拌层施入改土物料钙肥和磷肥。试验结果显示:心土培肥的增产效果稳定,磷培肥区比对照区增产17.4%～26.4%,钙培肥区比对照区增产9.2%～16.3%。在心土混层耕基础上进行心土培肥,磷培肥的增产效果明显。对白浆土进行心土培肥,改善了其障碍层次,从而达到培肥土壤的目的。     

三段式心土混层犁及其改良白浆土效果的研究

三段式心土混层犁为改造白浆土土体构型实现了“上翻20 cm，下混30～40 cm”的农艺要求，白浆层与淀积层的土壤混拌率M_x达到0.7，白浆层向淀积层的土壤转移率T_Aw→B达到了0.3。0～40 cm土层土壤物理性状明显改善，疏松透水，硬度下降，农田表涝现象得到缓解，效果持久稳定，连续4年测定，耕翻一次后至第4年其土壤硬度仍然明显低于常规耕作田块。1996年～1998年大面积示范试验，使用该犁耕翻地块作物增产达10%～27.9%。该犁作业幅宽50 cm，深度60 cm，总牵引阻力30～35 kN。     

心土培肥改良白浆土的研究Ⅱ心土对作物产量的贡献及磷、钙培肥心土的效果

为明确心土对作物产量的贡献和P、Ca培肥心土的效果,采用盆栽试验与室内模拟试验相结合的方法,研究心土层对作物产量贡献和白浆土心土培肥的机理。结果表明:良好的心土层对作物产量影响十分明显。黑土厚度从20 cm增加到60cm,大豆增产40.4%;不同土层位置对大豆产量的贡献率分别为:20～40 cm土层10%以上,40～50 cm土层为4.57%;50 cm以下土层为1%。磷培肥后心土层吸附磷的能力降低、解吸率增加,土壤中有效磷含量提高;钙培肥后心土层土壤电导率和pH提高,但使土壤中磷的有效性降低;磷培肥后磷在土壤中主要转化为Ca2-P、Ca8-P、Al-P和Ca10-P。     

不同机械改土方式对白浆土物理特性及酶活性的影响

白浆土是我国东北地区主要低产土壤之一,土体中白浆层通气透水能力极差,生物酶活性很低,导致土壤表旱表涝严重,旱田作物根系有效土层一般只有20 cm左右。自20世纪80年代开始,包括深松在内的机械改土逐渐演变为白浆土的主要改良方式。为了探讨不同机械改土方式的改土效果,研究采用3种机械改土方式,依次为普通深松犁、秸秆心土混合犁、心土间隔混拌犁,并以普通深松犁为对照,在典型白浆土上开展改土试验。机械作业后,分别测定土壤物理性质及土壤酶活性。结果表明:秸秆心土混合犁、心土间隔混拌犁处理后,白浆层的硬度降低至7~9 kg cm-2,远低于对照白浆层硬度10~14 kg cm-2;固相分别为47.74%、50.13%,均低于对照53.16%;容重与对照相比分别降低了14.01%、10.19%。与对照相比,秸秆心土混合犁、心土间隔混拌犁降低了白浆层过氧化氢酶活性,秸秆心土混合犁处理降低了白浆层脲酶和蔗糖酶活性、增加了淀积层脲酶和蔗糖酶活性;两个处理与对照相比大豆分别增产21.34%、4.94%。秸秆心土混合犁、心土间隔混拌犁改善了土壤不良的理化性质,同时对土壤酶活性有很大的影响。研究为机械改良白浆土的评价方法探索了新途径。     

白浆土心土间隔改良对土壤理化性状及作物产量的影响

为了探索机械作业改良白浆土新途径,在原有改土原理"上翻20 cm,下混30~40 cm"的农艺参数下,自主设计了将白浆土"上翻20 cm,下混30~40 cm,同时间隔62 cm不混拌"的新农艺参数及配套机械,即所谓的心土间隔混拌。应用该犁在白浆土上作业,2 a后调查土壤理化性状:结果显示,20~60 cm混拌层土壤含水量提高,两地提高分别为2.25%~1.43%和3.70%~2.48%;硬度降低,幅度为300~1300 kPa;改善土壤三相比和容重,固相降低幅度为4.71%~2.63%,液相增加幅度为2.19%~1.67%,气相增加幅度为2.52%~0.96%,容重下降幅度为0.12~0.07 g cm-3;提高心土土壤速效养分和全量养分、pH和有机质含量。连续2a调查作物产量,种植大豆第1 a、第2 a改土区分别比对照区增产4.8%和4.9%;种植玉米增产20.4%和21.3%。研究结果可为低产土壤改良及作物高产提供技术支撑。     

心土间隔混层技术改善白浆土理化性质提高大豆产量

为了提高改土效率,打破白浆土障碍层次白浆层,改善贫瘠的心土层创造有利条件,该文设计了将白浆土"上翻20 cm,下混30 cm,同时间隔62 cm不混拌"的心土间隔混层犁。2016-2017年在黑龙江省八五四农场设置心土间隔混层区和浅翻深松区大区对比试验,研究改土作业后土壤理化性质、大豆产量及其农艺性状变化,明确改土机械作业效果与作物增产机理。结果表明:与浅翻深松相比,心土间隔处理改土2 a内:改善白浆土心土层土壤物理性质,提高土壤含水率,20～40 cm土层土壤含水率提高幅度为2.13～3.20个百分点;降低心土层土壤硬度,硬度值降低40%～50%,且在20～40cm心土层没有出现峰值,改善土壤三相比例,固相值降低5.06个百分点,液相值增加3.17个百分点,气相值增加1.89个百分点。改善心土层化学性质,20～40 cm土层碱解氮提高33.77%,有效磷提高39.25%,速效钾提高4.16%,有机质提高15.85%,同时提高心土层全量养分含量,降低土壤pH值,但效果不明显。连续调查两年大豆产量,心土间隔混层区比浅翻深松区增产12.66%～13.28%,一次改土后效时间长,增产效果显著。该研究结果可为旱地白浆土及其同类低产土壤的改良提供技术支撑。     

不同种类有机物料等碳量输入对白浆土腐殖质组成的影响

以腐殖质组成为评价依据,揭示等碳量不同种类有机物料对白浆土培肥效果的差异.采用室内培养试验,以白浆土为研究对象,基于等碳量原则,分别在白浆土中添加黄腐酸(BFA)、腐熟羊粪(M)、玉米秸秆粉末(Pr)和固化秸秆颗粒(Ps),探索白浆土经4种有机物料培肥后水溶性物质(WSS)、可提取腐殖酸(HE)、富里酸(FA)、胡敏酸...     

不同改土物料对烤烟养分吸收及碳、氮代谢的影响

利用一定数量石灰、白云石粉、粉煤灰、废菌棒和化肥构成7种不同的改土物料组合,以常规化肥为对照,通过盆栽试验探讨不同改土物料组合对烤烟养分吸收及碳、氮代谢作用的影响。结果表明,土壤施用不同改土物料组合可以促进烟株对氮、磷、钾、钙、锰和锌等矿质养分吸收,提高烟叶光合色素和氨基酸含量,增强烟株光合作用,促进烟株碳、氮代谢,其中均以石灰+菌棒+常规化肥组合效果最好,其烟叶氮、磷、钾、钙、锰和锌含量分别比对照提高138.5%、80.0%、33.9%4、2.3%9、8.7%和85.1%。烟叶叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素含量分别比对照增加45.1%、69.2%、100.0%和336.7%;烟株净光合速率比对照高近6倍,烟叶氨基酸总量及谷氨酸、天冬氨酸和亮氨酸含量分别比对照提高31.54、.1、3.4和3.1.g/kg。表明石灰+废菌棒+常规化肥组合可作为福建烟区土壤较理想的改土物料。     

有机物料深耕还田改善石灰性黑钙土化学性质提高玉米产量

为明确不同深耕方式和有机物料配施还田对石灰性黑钙土化学性质影响及持续改土效果,在黑龙江省安达市石灰性黑钙土上开展了深松、秸秆心土还田、秸秆心土还田+鸡粪3种深耕处理对土壤p H值、盐基离子、有效氮、磷、钾和玉米持续增产效果研究,并与常规耕作进行了比较。结果表明:深耕处理可以改变土壤酸碱度及盐基离子浓度,明显降低土壤p H值,降低幅度分别为0.59~0.96,土壤的水溶性钾、水溶性钠、HCO3-离子质量分数降低幅度分别为0.9~6.9、79.6~272.1、19.5~46.6 mg/kg,提高水溶性钙离子质量分数,幅度为36.5~125.6 6 mg/kg,土壤p H值与水溶性钠、HCO3-离子含量显著正相关,与土壤水溶性钙离子含量呈显著负相关;深耕处理可提高深层土壤有效氮、磷、钾含量,在20~50 cm土层,各处理土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量高于对照,顺序为秸秆心土还田+鸡粪秸秆心土还田深松对照,其中秸秆心土还田+鸡粪处理对土壤有效氮、磷、钾影响最明显,高于对照幅度分别为13.5~36.0、2.4~4.1、41.2~71.3 mg/kg;深耕可以增加玉米产量,不同深耕技术增产效果不同,秸秆心土还田和秸秆心土还田+鸡粪处理一次改土后,连续3a均表现增产趋势,秸秆心土还田+鸡粪改土后第1年比对照增加47.1%,第2年和第3年分别比对照增产25.2%和24.7%,3a平均比对照增产32.3%,效果显著,秸秆心土还田处理与对照相比增产效果不如秸秆心土还田+鸡粪处理,第1、2和3年增产分别为11.2%、9.8%和18.1%,3a平均增产11.3%,深松处理增产效果在不同年份表现不一致,第1年没有增产,第2年增产6.3%,第3年增产14.3%,3a平均增产6.2%;从土壤化学性质的变化及改土后玉米产量看出,秸秆心土还田+鸡粪处理是比较适合石灰性黑钙土改良的耕作措施。     

正反转旋耕作业的秸秆混埋效果比较

秸秆混埋是增强土壤碳汇的重要技术途经。为分析和比较正、反转旋耕作业的秸秆混埋效果,进行了正、反转旋耕秸秆混埋对比试验。测取旋耕处理后的地貌形态及秸秆在土壤空间中的分布状况,并使用Pro-E造型展示秸秆的空间分布状况。结果表明三维数字化仪配合虚拟造型技术能够直观反映混埋后秸秆在土壤空间的分布状态。2种旋耕处理方式的地表形态及土壤空间内秸秆分布对比分析表明,正转旋耕的秸秆埋覆率及纵向空间分布总体均匀率优于反转旋耕,而反转旋耕的秸秆在沿土壤深度方向的空间分布均匀率、秸秆-土壤混合效果、耕幅内地表平整度等优于正转旋耕。综合分析表明正转旋耕的秸秆混埋质量略有优势,但具体选择混埋模式时还应考虑田间秸秆残留情况。秸秆量较少时反转旋耕较适宜,反之正转旋耕更好。     

盐化草甸土和黑土型水田土壤连续深耕改土效果

为明确深耕在不同类型水田土壤上的改土效果及对水稻产量的影响,该研究应用自主研发水田深耕犁,在黑土和盐化草甸土上开展深翻、浅翻与旋耕对比试验研究。结果表明,深耕在不同类型土壤上对水稻产量及土壤理化性质影响存在差异:1)黑土深翻区增产7.28%~8.37%,浅翻区增产6.02%~7.72%,盐化草甸土深翻区和浅翻区与旋耕相比第1年水稻产量差异不大;第2年减产9.96%~11.03%;2)翻耕促进黑土土壤养分均一化,耕作层土壤养分降低不明显,土层间养分含量差异变小,盐化草甸土深耕后造成表层养分浓度降低,0~20 cm土层浅翻区和深翻区土壤有机质与对照相比分别下降4.57和6.68 g/kg,全氮分别下降0.24和0.29 g/kg,碱解氮0~10 cm土层分别比对照降低2.31和11.52 mg/kg,pH值明显增加,0~30cm土层交换性Na+浓度增加;3)与对照相比,浅翻和深翻降低了黑土下层土固相比率、容重,提高土壤通气、透水性,10~20 cm土层土壤固相比率比对照分别降低4.23%和3.23%,土壤容重下降0.09 g/cm3和0.08 g/cm3,通气系数分别提高3.04倍和3.42倍,透水系数提高1.71倍和1.14倍;20~30 cm土层深翻区土壤固相比率降低1.86%,通气系数和饱和透水系数比对照提高0.86倍和1.87倍;盐化草甸土浅翻区和深翻区均有增加下层土固相率和容重,降低通气、透水性的趋势。盐化草甸土水田不适合深耕,黑土型水田土壤深耕可改善土壤理化性质,提高水稻产量。     

产纤维素酶真菌混合发酵研究进展

总结了常见的分解纤维素真菌种类,并介绍了纤维素酶生产的方法。传统的利用单一菌种发酵纤维素材料的方法存在降解率低,发酵时间长等缺陷。而利用微生态原理,使用多个菌种进行混合发酵的方法被证明可以有效降解纤维素。重点介绍了固态混合发酵和液体混合发酵的工艺,并对产纤维素酶真菌混合发酵的前景作了预测。     

心土培肥犁改良瘠薄土壤的效果

研究根据心土培肥的改土技术要求研制出心土培肥犁,并分别在瘠薄黑土和碳酸盐草甸黑钙土上开展大面积机械改土试验,明确自主研发的心土培肥犁改土后对土壤理化性质影响及对作物产量的效果,为其广泛应用到低产土壤改良提供机械及技术支持。试验设深松、心土培肥和常规对照耕作,采用大田对比方法。研究结果表明:心土培肥和深松在不同类型土壤上对土壤理、化性质,对作物产量及产量性状影响后效不完全一致;心土培肥降低土壤抗剪强度后效明显,碳酸盐草甸黑钙土10~30 cm土层土壤抗剪强度比对照降低6.65~12.16 k Pa,黑土比对照降低8.20~11.31 k Pa,碳酸盐草甸黑钙土改土后效果明显,黑土改土后效长,心土培肥改土效果优于深松;土壤容质量和硬度趋势同上;心土培肥提高土壤透气系数为2.78~14.28倍,饱和导水率为2.38~11.62倍;深松和心土培肥可提高下层土水分消耗比例,30~60 cm土层耗水量为心土培肥区深松区对照区,心土培肥耗水量比照高10%;心土培肥处理可提高土壤磷含量和供磷强度,20~30 cm和30~40 cm土层土壤供磷强度比对照分别提高4.19~5.17倍和4.96~17倍,碳酸盐草甸黑钙土高于黑土;心土培肥可提高玉米产量,碳酸盐草甸黑钙土上心土培肥增产幅度为6.82%~18.01%,黑土增产幅度为6.45%~11.18%,平均增产效果碳酸盐草甸黑钙土薄层黑土,但黑土持续增产效果好。     

有机物料深耕还田改善石灰性黑钙土物理性状

为明确不同深耕方式和有机物料配施还田的改土效果,在黑龙江省安达市石灰性黑钙土上开展了深松、秸秆心土还田、秸秆心土还田+鸡粪3种深耕处理对不同土层土壤物理性状影响的研究,并与常规耕作进行了比较。结果表明:耕层土壤三相比处理间变化无规律,20 cm以下土层秸秆心土还田处理和秸秆心土还田+鸡粪处理降低土壤固相效果明显;深耕处理不同土层含水率均高于对照,其中30~50 cm土层差异明显;秸秆心土还田+鸡粪处理有增加土壤孔隙率、孔隙比和土壤饱和导水率的效果;各深耕处理20~50 cm土层土壤容重和硬度与对照相比降低;深松处理增产效果不明显,秸秆心土还田处理比对照平均增产10.5%,秸秆心土还田+鸡粪处理平均增产36.14%,该研究通过明确有机物料不同深耕改土措施对土壤物理性质的影响及与玉米产量的关系,为有机物料深耕还田改善石灰性黑钙土提供理论参考依据。     

秸秆还田配施氮肥改善土壤理化性状提高春玉米产量

为了探明秸秆还田配施氮肥耕层构造对春玉米产量及土壤物理性状的影响,2014-2015年在辽宁铁岭设置了秸秆0 kg/hm~2+纯N 0 kg/hm~2(S0F0),秸秆9 000 kg/hm~2+纯N 0 kg/hm~2(SN0),秸秆9 000 kg/hm~2+纯N 112.5 kg/hm~2(SN1),秸秆0 kg/hm~2+纯N 225 kg/hm~2(S0N2)(当地传统种植方式,CK),秸秆9 000 kg/hm~2+纯N 225 kg/hm~2(SN2),秸秆9 000 kg/hm~2+纯N 337.5 kg/hm~2(SN3)6个处理开展了研究。结果表明,秸秆还田配施氮肥耕层构造对春玉米产量、土壤物理性状、根系形态等指标影响显著(P0.05)。全量还田9 000 kg/hm~2和配施纯氮225 kg/hm~2产量最高,比秸秆不还田2 a增产1.10%~11.56%,但产量并未随着施氮量的增加而持续增加;群体生物产量随着施氮量的增加而增加,收获指数在0.46~0.59之间。秸秆还田配施氮肥耕层构造可显著提高土壤含水量,降低土壤容重,调节土壤三相比;秸秆还田配施氮肥耕层构造春玉米根数、根长、根体积、根干质量等根系形态指标均优于秸秆不还田,且随着氮肥施入量的增加,各项指标均表现越好。因此,综合分析认为,秸秆还田量9 000 kg/hm~2和配施氮肥225 kg/hm~2是辽北棕壤区比较理想的耕层构造模式和秸秆还田技术,在该区域农业发展中具有一定的应用价值。     

麦稻轮作下耕作模式对土壤理化性质和作物产量的影响

为了探明不同耕作模式对土壤理化性质和作物产量的影响,采用田间定位试验方法,于2007-2010连续4a在麦稻轮作制下开展了本试验研究。结果表明,免耕提高了耕层土壤体积质量,降低了土壤含水率。但是免耕土壤表层(0～10cm)的体积质量仍在作物适宜生长的范围内,并未对作物的生长产生不利影响。免耕促进了土壤有机质和全氮在表层土壤的富集。0～10cm土层有机质和全氮含量比翻耕处理显著增加,而>10～20cm土层上述养分含量明显低于翻耕处理。小麦季免耕土壤的碱解氮、速效磷和速效钾含量的变化趋势与有机质和全氮含量相似,而水稻季免耕处理整个耕层土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量均低于翻耕处理。免耕显著的提高了小麦产量,但降低了水稻产量,起主要作用的产量构成因素是小麦和水稻的有效穗数。整个轮作周期的作物产量以小麦免耕水稻翻耕模式的产量较高,比小麦翻耕水稻免耕模式产量增加了5.70%。