长期施用秸秆生物炭对土壤养分及作物生长的影响

于2011—2020年在山西榆次区开展田间定位试验,设不施肥(CK)、不施肥施生物炭(CK+B)、施氮磷钾肥(NPK)和氮磷钾肥配施生物炭(NPK+B)共4个处理,种植模式为玉米-高粱轮作,研究有机碳施用5 a和10 a对0～20 cm土层土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量和土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶活性的影响,及各处理累积秸秆干物质量、养分积累量和籽粒产量的变化。结果表明：(1)生物炭施用5 a和10 a后,与CK比较,CK+B处理土壤有机质含量分别提高了46.3%和61.2%;与NPK比较,NPK+B处理土壤有机质含量分别提高了67.8%和77.7%。施用10 a后CK+B处理全氮含量显著高于CK处理,但NPK+B和NPK处理土壤全氮含量间没有显著差异。生物炭对土壤速效钾含量提升效果显著,施用10 a后CK+B和NPK+B处理土壤速效钾含量较CK和NPK处理提升86.4%～46.6%。(2)生物炭施用10 a显著提升了土壤蔗糖酶和碱性磷酸酶的活性,增幅分别为11.4%～11.9%和7.9%～16.2%,但对脲酶、过氧化氢酶和有效磷没有影响。(3)生物炭施用10 a明...     

促腐条件下小麦玉米秸秆还田土壤养分变化特征研究

采用盆钵培养法,模拟定西市李家堡镇典型的黄土高原旱作农业区旱作覆膜方式,通过秸秆添加腐解剂还田研究小麦秸秆、玉米秸秆腐解120 d土壤养分含量的动态变化特征。结果表明:在小麦秸秆、玉米秸秆120 d的腐解过程中,各处理土壤有机质、碱解氮、全氮的增加速率一致表现为先增后减,土壤磷素、钾素的增加速率变化趋势为增—减—增—减;添加腐解剂处理的土壤养分增加速率均大于秸秆直接还田(对照),培肥土壤效果明显;小麦、玉米秸秆添加腐解剂F3的处理土壤养分含量高于其他处理,即内含具特殊功能的芽孢杆菌、丝状真菌、放线菌和酵母菌的秸秆腐解剂F3增加土壤养分的效果最好;相同腐解剂下不同种类秸秆处理的土壤养分含量表现为:WF1CF1,WF2≥CF2,WF3CF3,即由好氧性的多个菌种复合培养而成的秸秆腐解剂F1对小麦秸秆促腐优势最大;F3对玉米秸秆的促腐作用优于F1和F2;富含分解纤维素、半纤维素、木质素和其他生物有机物质的微生物菌群的秸秆腐解剂F2对小麦、玉米秸秆的促腐效果基本相似。     

施钾和秸秆还田对栗钙土区土壤养分及小麦产量的长期效应研究

1993～2006青海省栗钙土区施钾与小麦秸秆还田对耕层(0～20 cm)土壤钾素与其它养分指标以及小麦产量的长期影响定位试验结果表明:长期施钾或秸秆还田处理土壤速效钾、缓效钾和全钾含量均高于长期不施钾处理(NP),其中钾肥配合秸秆还田处理(NPK+St)三种类型钾含量均与NP处理差异显著;施钾或秸秆还田可提高速效钾和缓效钾在全钾中的比例,同时降低矿物钾的比例;与原始土壤相比,钾肥投入处理(NPK与NPK+St)的速效钾及NPK+St处理的缓效钾含量均高于原始土,其它处理三种类型钾含量均不同程度低于原始土壤;不同处理土壤钾素年均消耗K2O在175.5 kg/hm2以上,四个处理中只有NPK+St处理土壤钾素表观有盈余,其钾素平衡系数为1.55;相比只施氮磷肥,长期施钾或秸秆还田可降低土壤铵态氮、有效硫、钙、镁以及全磷的含量而提高有机质、有效磷、铜、铁、锰、锌以及全氮的含量,影响程度不一;定位14年间小麦产量基本不受施钾与秸秆还田措施的影响,处理之间差异不显著.     

不同水肥条件对小麦生长及养分吸收的影响

采用盆栽试验研究了不同水肥条件对小麦地上部分和根系生物量、养分吸收状况及产量的影响。结果表明：随着水肥条件的改善，小麦地上部及整体植株生物量均呈明显增加趋势，而根系生物量在水肥条件适宜时较小，次适宜时较大；当水分进一步亏缺时，根系生长受阻，其生物量下降。水肥条件对小麦成穗率及穗粒数均有不同程度的影响，从而导致了籽粒产量在不同水肥条件下的差异；千粒重受水肥条件影响不大。适宜的水肥条件有利于作物对养分的吸收和运输，有利于植株的协调生长；而当水分供应不足时，根系与地上部分存在对养分和光合产物的竞争，根系成为光合产物的优势库，根系养分含量增加，根／冠亦增大。当土壤水分严重亏缺时，根系及茎秆中的养分向穗粒部运输受阻，养分相对积累在根系和茎秆中。     

施用生物菌肥对桃园土壤养分及微生物功能多样性的影响

以不同施肥处理下的桃园土壤为试验材料,设置不同梯度的生物菌肥T1(200 kg·667m^-2)、T2(300 kg·667m^-2)、T3(500 kg·667m^-2)及T4(1 000 kg·667m^-2 )4个处理,以鸡粪为CK(2 000 kg·667m^-2),研究生物菌肥对桃园土壤养分及微生物功能多样性的影响。结果表明:随生物菌肥施用量的增加,桃园土壤pH值、有机质、铵态氮、速效钾、有效磷含量、微生物单孔颜色平均变化率(AWCD)、微生物多样性指数及微生物对六类碳源的利用强度先增加后降低,硝态氮含量下降。生物菌肥200 kg·667m^-2处理下,0～20 cm土层有效磷含量较CK提高53.98%(P<0.05),而与生物菌肥300 kg·667m^-2处理差异不显著。生物菌肥300 kg·667m^-2处理下,土壤微生物对羧酸类化合物利用强度最高,较CK提高22.67%(P<0.05)。生物菌肥30...     

不同水肥处理对旱地土壤速效氮,磷养分的影响

在不同水肥处理的玉米试验田块上，分别于玉米，小麦收获后，采取０－１２０ｃｍ层次的土样，分析其有效氮磷的变化，研究水肥梧合对肥料中这两种养分的影响。试验表明，磷肥中残留的磷量与磷肥同量和作物对肥料磷的利用有关：用肥，作物作用少者，第一料作物收获后残量多；否则，残留量少，不管用肥量及作物利用多少，第二料作物收获后，肥料中的残留量已在土壤无迹可寻。试验又表明，ＮＯ＾－３－Ｎ能较灵敏地反映土壤的氮素动态和     

秸秆覆盖量对旱作小麦耗水特性及土壤性质的影响

为了解秸秆覆盖量对旱作小麦耗水特性和土壤性质的调控作用,在宁夏南部半干旱区连续两年进行了0(CK),3 000,6 000,9 000 kg·hm~(-2)四种不同秸秆覆盖量处理的栽培试验。结果表明:随着覆盖量的增加,小麦在各个生育阶段的耗水量逐渐减少,3 000,6 000 kg·hm~(-2)和9 000 kg·hm~(-2)覆盖量处理的小麦全生育期的平均耗水量较CK分别减少了12.7%,21.6%和27.5%,秸秆覆盖量与耗水量呈显著负相关(P0.01);进行秸秆覆盖以后,土壤的蓄水保墒能力得到明显提升,3 000,6 000 kg·hm~(-2)和9 000 kg·hm~(-2)覆盖量处理的小麦收获后土壤平均含水量较CK分别增加了13.1%,19.8%和26.1%;小麦的水分利用效率以覆盖量为9 000 kg·hm~(-2)的处理最大,水分利用效率较CK增加了42.4%(P0.01);不同覆盖量处理的小麦平均产量较CK增加了2.9%~16.7%,仅覆盖量为3 000 kg·hm~(-2)的处理较CK差异达到显著水平(P0.01);秸秆覆盖对表层土壤(0~10 cm)的温度变化有明显的调节作用,能够降低地温的日振幅,避免了地温的剧烈变化,能有效缓解地温的激变对作物根部产生的伤害。秸秆覆盖能够改善土壤肥力,提高土壤中碱解氮、速效钾和有机质的含量,而且有利于作物对土壤磷素的吸收。     

关中旱地小麦生育期土壤速效养分时空变异特征研究

为了揭示旱塬地区土壤主要养分的动态变化规律,探明其时空有效性,在较为精确的时空尺度条件下研究了关中地区小麦生育期间土壤剖面0～100 cm范围内硝态氮、碱解氮、速效磷和速效钾动态变化特征.结果表明:土壤硝态氮在0～100 cm范围内空间分布特征较为明显,在30～40 cm处为硝态氮累积峰值,第90～150天范围为剖面上硝态氮素快速消耗期;土壤碱解氮在0～100 cm范围内存在着二元变异结构,0～40 cm空间变异特征较明显,而40 cm以下则时间变异特征更为突出;土壤速效磷空间梯度变异明显,表现为从上至下速效磷含量递减,小麦生育期间土壤剖面速效磷几乎是同步递减;土壤速效钾则是时间变异特征比空间变异特征更显著,小麦生育期间剖面上各层土壤速效钾含量降低幅度均在50 mg/kg左右.     

生物炭配施沼液对番茄根区土壤养分环境的影响及评价

为探明施用生物炭对沼液灌溉时作物根区养分滞留量的影响,将生物炭的强吸附特性与沼液绿色有机的特点相结合,在2019年和2020年开展两季大田试验,设置1个当地常规化肥处理(CF)和4个沼液-生物炭处理(沼液浓度20%,T₀、T_0.5、T_1.0、T_2.0处理生物炭施用量分别为0%、0.5%、1.0%、2.0%,质量比),探求不同生物炭施加量配施沼液对番茄根区土壤养分环境的影响,并采用层次分析法(AHP)进行了评价。结果表明：灌溉沼液浓度为20%时,番茄根区0～60 cm土层土壤全氮、硝态氮、铵态氮、有机质含量以及0～40 cm土层土壤pH值随生物炭施加量的增加而逐渐增大,T_2.0处理土壤全氮、硝态氮、铵态氮和有机质含量均高于其他处理;层次分析法对生物炭配施沼液处理下番茄根区土壤养分环境质量评价的结果表明,各处理对根区土壤养分环境质量的影响表现为：T_2.0>T_1.0>T_0.5>T₀     

秸秆还田对半干旱区农田土壤养分含量及玉米光合作用的影响

为了提升和保育辽西半干旱区农田土壤质量,采用盆栽试验的方式探讨了不同处理方式、不同用量玉米秸秆还田对土壤养分含量的影响。结果表明,秸秆还田后,其土壤含水量比对照组提高了3%~7%;有机质含量比对照组提高幅度为1.9%~19%;全氮含量比对照组提高幅度为0.7%~14.4%;速效磷含量比对照组提高了2.51~14.75 mg/kg;速效钾含量比对照组提高了7.33~188.07 mg/kg;碱解氮含量比对照组提高了8.46mg/kg;净光合速率比对照组提高了3~11.03 CO2μmol/(m2.s);秸秆还田可以缓解土壤碱化。     

生物炭施用对冬麦田土壤水热环境及土壤呼吸的影响

探究施用生物炭对冬麦田土壤水热因子及土壤呼吸的影响,对生物炭在麦田应用及农田固碳减排有重要的实践意义。2018年10月至2021年6月在关中灌区连续3 a进行了麦田生物炭施用试验,试验设置生物炭施用量水平分别为：0 t·hm^-2·a^-1（C0）、10 t·hm^-2·a^-1（C10）、20 t·hm^-2·a^-1（C20）,通过测定小麦生长季的土壤温度、土壤水分、土壤呼吸速率及产量,明确不同施炭量对冬小麦田土壤水热因子及土壤呼吸的影响。各处理生育期内土壤呼吸速率及全生育期CO₂排放量存在显著性差异（P<0.05）,均表现为C0>C20>C10。生物炭施入增加了生育期内的平均土壤温度,同时显著提高了0～20 cm土壤含水量（P<0.05）,并减弱了土壤水分在生育期内的变化幅度。C10、C20处理3 a平均土壤含水量较C0分别增加了17.0%、29.0%。5 cm及10 cm土壤温度能分别解释土壤呼吸变化的54.7%～...     

秸秆覆盖条件下冬小麦棵间蒸发规律研究

在大田条件下,研究分析多覆盖(覆盖量6 000 kg/hm2),少覆盖(覆盖量3 000 kg/hm2)和不覆盖处理对冬小麦棵间蒸发的影响,结果表明:冬小麦逐日棵间蒸发表现为10月中旬、3月下旬和6月上旬较大,多覆盖、少覆盖和对照三个处理逐日变化量和逐日累计量有相同变化趋势;三个处理日均棵间最大蒸发量均出现在灌浆～成熟期、最小值出现在越冬～返青期;覆盖处理对对照抑制率都是在播种～分集期最大,越冬～返青期最小;覆盖处理中,多覆盖抑蒸效果最好.     

秸秆连续还田对苏打盐碱水稻土养分及真菌群落的影响

为探明水稻秸秆长期还田对苏打盐碱土养分状况以及土壤真菌群落结构的影响,采用盆栽试验,设置0(CK)、3.0(RS1)、7.5(RS2)、12.0(RS3)、16.5(RS4)t·hm-25个梯度秸秆还田量,于连续还田5 a后测定土壤的pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、速效养分含量以及真菌的相对丰度、Alpha多样性和群...     

玉米秸秆还田对冬小麦产量和不同生育期土壤硝态氮累积量的影响

以田间试验方法研究了玉米秸秆还田配施氮肥对后茬冬小麦产量和小麦生育期土壤硝态氮累积量的影响。试验采用裂区设计,主处理包括玉米秸秆还田(S1)和不还田(S0)2个处理,副处理为5个不同施氮水平,分别为0、84、168、252 kg·hm~(-2)和336 kg·hm~(-2)。结果表明,施氮量较低时(分别低于99 kg·hm~(-2)和79 kg·hm~(-2)时),秸秆还田处理小麦产量低于秸秆不还田处理,施氮量较高时则相反;两条氮肥肥效曲线呈相交规律。施氮252 kg·hm~(-2)时,秸秆还田处理分别增产9.5%和2.1%,施氮336 kg·hm~(-2)时,秸秆还田处理分别增产7.0%和5.6%。冬小麦冬前分蘖期土壤硝态氮主要累积在0~40 cm土层;施氮量高于84 kg·hm~(-2)时,秸秆还田处理硝态氮累积量有高于相同施氮量下不还田处理的趋势,其中0~20 cm土层N336+秸秆还田处理硝态氮累积量比不还田处理提高25%(武功试验地)。冬小麦返青期土壤硝态氮较冬前分蘖期大幅降低,此期秸秆还田处理0~20 cm土层硝态氮累积量有低于秸秆不还田处理的趋势。周至县连续三年田间试验结果表明,秸秆还田处理冬小麦收获期土壤硝态氮累积量有高于秸秆不还田处理的趋势,不施氮肥处理0~1 m土层秸秆还田比不还田处理累积量显著提高43.4%。秸秆还田对冬小麦产量和土壤硝态氮累积量的影响与施氮量有关,施氮量较低时秸秆还田条件下冬小麦返青期土壤硝态氮含量较低,引起作物速效氮供应的短期(返青期追施氮肥前)缺乏,影响小麦生长,进而导致小麦减产。连续秸秆还田处理有利于小麦收获期2 m土壤硝态氮累积,减少向下淋溶。     

秸秆带状覆盖对旱地冬小麦农田土壤特性及产量的影响

2019—2020年在黄土高原雨养条件下以不覆盖露地（CK）和地膜覆盖（PM）为对照,设置3种秸秆带状覆盖处理：SM3（覆盖带50 cm,种植带35 cm,播种3行）,SM4（覆盖带50 cm,种植带50 cm,播种4行）及SM5（覆盖带50 cm,种植带70 cm,播种5行）,研究了不同带幅秸秆带状覆盖对冬小麦农田土壤特性、籽粒产量和水分利用效率的影响。结果表明,秸秆带状覆盖较CK和PM显著降低土壤0~20 cm土层土壤容重4.49%~7.07%,增加土壤孔隙度4.41%~7.28%,且>0.25 mm机械稳定性团聚体含量增加5.30%~5.31%,水稳性团聚体含量增加4.55%~7.21%,平均重量直径(MWD)提高6.45%~60.31%,平均几何直径(GMD)提高8.73%~20.57%,土壤有机碳含量提高6.06%~6.15%。地膜覆盖对土壤各特征指标影响较小。秸秆带状覆盖处理较CK提高小麦籽粒产量5.07%,水分利用效率提高12.04%。3种秸秆带状覆盖处理中,SM3处理对土壤各特征指标影响最大,SM5处理在改善土壤理化性状的基础上,对小麦籽粒产量及水分利用效率的提升表现出较大优势。因此,SM5处理（覆盖带50 cm,种植带70 cm,播种5行）是适宜于西北半干旱区冬小麦种植的“绿色高效”措施。     

秸秆还田下减量施氮对作物产量及养分吸收利用的影响

秸秆还田条件下,采用多年田间定位试验研究了N肥减量施用对作物产量、养分吸收利用以及土壤表观N平衡的影响,旨在为关中小麦／玉米一年二熟轮作区合理施用N肥提供依据。结果表明：与常规施N处理（玉米季施氮187．5 kg·hm－2,小麦季施氮150 kg·hm－2）相比,2008—2011年三年中,15％减N、30％减N两个处理均未显著降低作物籽粒与秸秆产量;2010—2011年生长季中,15％减N处理降低了作物秸秆N、P、K周年总吸收量,增加了籽粒N、P、K周年总吸收量,其中籽粒P周年总吸收量增加达显著性水平;30％减N处理显著降低了籽粒N和秸秆N、K周年总吸收量,降幅分别为12．9％、41．9％、18．5％,在小麦收获后,30％减N处理的N素盈余量只有11．3 kg·hm－2,有潜在缺N危险。综合考虑产量、养分吸收利用及土壤表观N平衡,在秸秆还田条件下,15％减N处理的施N量（即玉米季施氮159 kg·hm－2,小麦季施氮127．5 kg·hm－2）为本地区最佳N肥用量。     

不同覆草量苹果园土壤水温效应及对树体生长的影响

将麦草覆盖应用于果园,研究不同覆盖用量22 000 kg·hm-2(T1)、33 000 kg·hm-2(T2)、44 000 kg·hm-2(T3)和清耕(CK)在整个生长期对19年生长富2号苹果园0~100 cm土壤水分、5~25 cm土壤温度、树体生长量及果实品质的影响。结果表明:在旱情较重的4—7月,3种覆草处理的平均含水量随覆草量的增加而增大,其中T2和T3处理极显著(P0.01)高于CK,高出8.98%~27.09%;且3种覆草处理0~20、20~40 cm土层的含水量极显著(P0.01)高于CK,高出9.36%~73.77%;4—8月3种覆草处理的各深度地温低于CK,4—6月份极显著(P0.01)低于CK,低出2.11℃~8.02℃;相反,9—11月份高于CK。覆草处理5~20 cm深度土温日变幅极显著(P0.01)低于CK,低出0.39℃~3.63℃。果实单果重和产量以T2处理最高,3种覆草处理每公顷产量较CK极显著(P0.01)提高,高出10.70%~20.83%;产量水分利用效率覆草处理较CK极显著(P0.01)增高,高出9.87%~20.87%。覆草对树体生长量、枝类比例影响不大。综合各种效应及投入产出比,陇东黄土高原苹果园覆草量以22 000~33 000 kg·hm-2较经济适宜。     

秸秆还田及蚯蚓活动对小麦-玉米轮作下土壤水分运移的影响

为探讨关中平原小麦-玉米水分高效利用的栽培技术方式,采用田间定点观测方法,研究秸秆还田+接种蚯蚓处理对土壤含水量的影响。设置CK(对照)、S₁(秸秆还田3 000 kg·hm^-2)、S₂(秸秆还田6 000 kg·hm^-2)、E(接种蚯蚓)、S₁E(秸秆还田3 000 kg·hm^-2+接种蚯蚓)、S₂E(秸秆还田6 000 kg·hm^-2+接种蚯蚓)共6个处理。结果表明：各处理较CK处理均提高了土壤含水量,S₁、S₂、E、S₁E、S₂E处理下土壤含水量分别增加0.21%～27.47%、0.43%～32.85%、1.00%～15.53%、3.25%～36.52%、2.97%～51.24%。CK、S₁、S₂、E、S₁E、S₂E处理下土壤含水量分...