关中平原农田作物秸秆还田对土壤有机碳和作物产量的影响

结合关中平原农业生产现状,通过对不同秸秆还田模式组合下土壤有机碳、活性有机碳含量和作物产量变化趋势的研究,揭示秸秆还田效应,为研究区筛选合理的还田模式以及农田土壤培肥和农业可持续发展提供理论依据.结果表明,小麦秸秆还田后经过一季夏玉米生长,能使耕层土壤(0 ～40 cm)有机碳有所提升;高留茬还田使0～20 cm土层土...     

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...     

长期定位条件下秸秆还田对土壤有机碳及腐殖质含量的影响

为了探讨不同秸秆还田条件对土壤有机碳与腐殖物质含量的影响,利用连续进行6年的莱阳潮土区长期定位秸秆还田试验,研究了小麦-玉米秸秆还田条件下,施用氮肥以及不施肥或单施有机肥对土壤有机碳及腐殖物质的影响。结果表明,在供试的5个处理中,两季秸秆还田施肥处理(WCN)的有机碳以及腐殖物质含量最大,为最优处理。主要效应从大到小依次是氮肥、有机肥、秸秆还田+氮肥、秸秆还田。与对照(CK)相比,氮肥与秸秆配施大幅增加土壤胡敏酸(HA)、胡敏素(HM)、富里酸(FA)含量并使之处于稳定水平上,与单施有机肥相比,随着年限增加,秸秆与氮肥配施(WN、WCN)能够显著增加土壤腐殖质各组分含量,其中两季秸秆还田施氮肥(WCN)处理增幅最显著。通过对不同秸秆还田模式下土壤有机碳、腐殖质含量变化趋势的研究,表明秸秆还田与氮肥配施能够提高土壤有机碳含量,提高土壤腐殖质品质。     

小麦秸秆还田对水稻生长及土壤肥力的影响

采用田间单因素随机区组试验。研究了小麦秸秆在不同处理条件下还田对水稻生长和产量的影响，以及对土壤肥力的影响。研究表明，在麦秸量足的条件下以7500kg／hm^2还田效果最佳，水稻产量比对照增产9．3％，土壤有机质含量比对照提高0．08个百分点，比试验前提高0．06个百分点。低于3750kg／hm^2效果则不明显。     

秸秆还田下化肥减量处理对马铃薯产量及土壤肥力的影响

在西南乌蒙高原地区进行腐熟秸秆还田与化肥减量处理试验,探究化肥减量、秸秆还田对马铃薯产量的影响。结果表明,对比试验前后,试验地块土壤酸碱度降低,有机质含量大幅增加,土壤耕作层全氮、速效钾及有效磷含量全面提高。腐熟秸秆还田对马铃薯产量提高具有影响作用,其中以常规施肥化肥减量10%+腐熟秸秆处理效果最好。     

不同冬季覆盖作物轮作对农田土壤碳氮影响

风蚀是干旱区农田生态系统中土壤质量降低的关键因素,冬季作物覆盖可有效减少农田的土壤风蚀。通过探究河西灌区不同冬季覆盖作物轮作复种绿肥对农田土壤碳氮影响,以期为构建合理的周年覆盖轮作模式提供理论依据。本研究在热量一熟有余两熟不足的河西灌区春小麦种植区把冬小麦、冬油菜两种冬季覆盖作物和绿肥还田处理嵌套种植形成：（1）春小麦—冬油菜—箭筈豌豆(WCP)、（2）春小麦—冬小麦—箭筈豌豆(WWP)、（3）春小麦—箭筈豌豆(WP)、(4)春小麦—春小麦(W,CK)不同种植模式,在360 kg/hm² (N2)、270 kg/hm² (N1)、0 kg/hm² (N0) 3个施氮水平下,研究不同轮作模式对农田土壤碳、氮含量的提升效应。结果表明：在同一种植模式下土壤有机碳、土壤可溶性有机碳、热提取态有机碳、硝态氮、氨态氮、微生物量碳氮含量随施氮量的增加而增加,但在氮肥减量(N1)的条件下,与常规施氮(N2)相比较WCP轮作模式土壤有机碳、土壤可溶性有机碳、热提取态有机碳含量及微生物量氮无显著降低。相同施氮条件下,轮作模式间差异不显著,但与CK间差异显著;其中,0~10 cm土层,WCP轮作模式土壤有机碳、土壤可溶性有机碳、土壤热提取态有机碳、硝态氮、氨态氮、微生物量碳氮含量平均较CK提高5.42%、9.78%、10.96%、20.51%、15.76%、18.94%;10~30 cm土层,提高9.54%、7.06%、12.99%、20.12%、16.51%、18.16%。因此,春小麦轮作冬油菜复种绿肥模式在氮肥减量条件下仍对农田土壤碳氮有明显的提升效应,为河西灌区良好的周年覆盖作物轮作模式。     

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...     

太湖稻麦地区秸秆直接还田的增产及培肥效果研究

太湖地区以稻麦 (油 )轮作为主 ,长期以来 ,由于稻麦连续种植以及作物生产的集约化 ,产量大幅度增加 ,农产品商品率提高 ,作物自土壤中移走的养分越来越多 ,而近数年来大量氮肥的施用 ,有机肥用量大幅度减少 ,更加剧了土壤养分的失调 ,引起土壤肥力的下降。为了作物稳产高产和培肥土壤 ,充分利用开发土壤资源 ,实现农业的可持续发展 ,我们进行了秸秆直接还田对稻麦增产及土壤培肥效果定位实验 ,本文是所得部分结果的总结。1　材料与方法1.1　试验设计1.1.1　田间小区定位实验在江苏太湖地区农科所实验场进行。供试土壤为太湖高平田爽水型水…     

寒地水旱轮作及秸秆还田对土壤相关酶活性的影响

以黑龙江省水稻→玉米轮作系统为研究对象,结合秸秆还田长期定位试验,研究了水稻→玉米轮作及秸秆还田对土壤酶活性的影响,为确定适宜的寒地水稻→玉米轮作技术模式提供理论支撑。试验结果表明,与水稻连作相比,水稻→水稻→玉米轮作提高了土壤碱性磷酸酶和乙酰基β-葡萄糖胺酶活性;与玉米连作相比,水稻→水稻→玉米轮作降低了木聚糖酶活性。秸秆还田条件下,玉米连作处理提高了过氧化氢酶（CAT）活性,而水稻→水稻→玉米轮作和水稻连作处理却降低了土壤CAT活性;秸秆还田条件下,玉米连作处理降低了乙酰基β-葡萄糖胺酶活性,水稻→水稻→玉米轮作处理提高了蔗糖酶活性。     

石灰配施有机物料对稻麦轮作土壤镉影响研究

研究旨在开展探究田间试验条件下铜陵市矿区附近镉重度污染农田土壤经石灰和有机物料修复后土壤镉形态的变化,为农田镉污染提供依据.通过水稻和小麦生长田间试验,研究生物有机肥、生物炭、生物肥3种有机物料与石灰配施对稻麦轮作土壤中镉形态变化的影响.研究结果显示:石灰配合有机物料施用后,小麦季土壤酸碱度范围为pH 4.72～5.3...     

周年秸秆还田对农田土壤固碳及冬小麦-夏玉米产量的影响

为明确不同秸秆还田模式对黄淮海东部小麦-玉米周年产量与农田土壤固碳的影响,研究了双季秸秆不还田(NS),夏玉米季秸秆还田(SS),冬小麦季秸秆还田(WS)和双季秸秆还田(DS)对0～40cm各土层土壤容重(SBD),有机碳含量(SOC)、储量(SCS)和土壤团聚体分布及固碳能力(CPC)的影响。结果表明,秸秆还田尤其是双季秸秆还田模式显著降低土壤容重,促进0～30 cm各土层0.25 mm粒级团聚体向大团聚体团聚,5 mm、5～2 mm和1～0.5 mm粒级团聚体质量比例显著升高,平均增加57.2%、25.0%和13.7%;同时,土壤团聚体的平均重量直径(MWD)提高22.7%;与NS相比,秸秆还田显著提高了土壤有机碳含量,增幅为4.0%～20.7%;有机碳储量增幅为0.2%～14.7%。且双季秸秆还田对0～30 cm各粒级团聚体关联SOC和土壤固碳能力的提升作用最为显著。0～30 cm土层中秸秆还田量与SOC、SOC与MWD均呈显著正相关;而SOC与SBD则呈显著负相关。在30～40 cm土层中,各处理差异不显著。与不还田处理相比,各还田处理均提高小麦-玉米周年产量,其中, DS处理增产幅度最大,两个周年平均增产达14.3%。双季还田模式是当前黄淮海区域土质提升和作物增产的最佳措施;单季秸秆还田能维持较高的土壤生产力,同时提供大量秸秆的饲料化、能源化和原料化多元利用。     

有机培肥与轮耕方式对夏玉米田土壤碳氮和产量的影响

探明不同轮耕和有机培肥方式对夏玉米田土壤碳氮及其酶活性的影响,对提升农田土壤肥力及促进玉米高产具有重要意义。设秸秆(P)与牛粪(F)两种有机培肥方式和小麦季旋耕-玉米季深松(RS)、小麦季深松-玉米季免耕(SN)、小麦季翻耕-玉米季免耕(CN) 3种轮耕方式,共6个处理,于2015—2016和2016—2017玉米收获期采样测定,研究了不同有机培肥和轮耕方式对土壤碳氮及其酶活性和作物产量的影响。结果表明,轮耕方式、有机肥及其交互效应对土壤肥力有显著影响。在0～10 cm和10～20 cm土层,与轮耕方式CN相比, RS和SN能够显著提高土壤有机碳、全氮含量和脲酶、蔗糖酶活性。在轮耕方式RS中,与施用牛粪相比,秸秆还田显著提高了10～20 cm、20～30 cm和30～40 cm土层的有机碳含量,增加了10～20 cm土层的全氮含量和蔗糖酶活性。在轮耕方式SN中,与秸秆还田相比,施用牛粪显著提高了0～10 cm和10～20 cm土层的有机碳、全氮含量和蔗糖酶活性,增加了各土层脲酶活性。与秸秆还田+翻耕-免耕(PCN)相比,秸秆还田+旋耕-深松(PRS)和施用牛粪+深松-免耕(FSN)能显著提高土壤肥力。在0～10 cm和10～20 cm土层,各处理中以FSN增加土壤有机碳、全氮含量和蔗糖酶、脲酶活性最为明显。轮耕方式、有机肥及其交互效应对产量有显著影响。轮耕方式RS和SN的产量较CN分别显著提高了1.89%～10.49%、5.44%～11.99%。在轮耕方式RS中,产量表现为秸秆还田较施用牛粪显著提高了2.91%～3.11%;而在轮耕方式SN中,则表现为秸秆还田较施用牛粪显著降低了5.02%～9.07%。两年玉米产量均表现为FSNPRSFRSPSNFCNPCN。综上所述,在6种处理中,处理FSN在提高土壤肥力和产量方面最为显著,可以作为试验及周边地区适宜的轮耕培肥方式。     

Long-term effects of crop rotation,manure and mineral fertilisation on carbon sequestration and soil fertility

Carbon sequestration, recently advocated to mitigate climate change, needs a thorough knowledge of the dynamics of soil organic carbon (SOC), whose study requires long-term experiments. A field trial started in 1967 is still in progress in the Southeast Po valley (Italy). It compares a 9-year rotation (corn–wheat–corn–wheat–corn–wheat–alfalfa–alfalfa–alfalfa), two 2-year successions (corn–wheat and sugarbeet–wheat), continuous corn and continuous wheat. During the first 18 years (up to 1984) wheat crops were always followed by catch crops of silage corn. Within each rotation, three rates of cattle manure have been factorially combined with three mineral NP rates. In 1984 the highest manure application was stopped. Wheat straw and corn stalks have always been removed from the field. Since 1972 up to now every year we have determined the organic C and total N contents in soil samples collected from 0.40-m depth. During the first 18 years (in the presence of the catch crop) SOC exponentially declined, probably as a consequence of the intensification of tillage depth and crop succession with respect to the previous conventional agriculture. The intensification regarded ploughing, which became deeper, the number of cropped species that in most treatments was reduced, and mineral N application, which, on average, increased. The drop was faster in the sugarbeet–wheat succession than in the 9-yr rotation and continuous wheat. After 1985, without the catch crop, SOC linearly increased, faster in the 9-yr rotation and continuous wheat than in sugarbeet–wheat. The results can be ascribed to the amount and C/N ratio of debris remaining in the field after each crop, even after having taken away wheat straw and corn stalks. The debris consisted of sugarbeet tops, with a low C/N ratio, and of roots and basal culms of the two cereal crops with higher C/N ratio. Mineral fertilizers significantly increased SOC, probably for the greater amount of cereal roots and sugarbeet tops in more fertilized plots. The influence of manure was less intense, but its benefits lasted longer than 18 years after its interruption. Soil N content was more related to accumulated organic matter than to mineral N fertilisation. In conclusion the highest C sequestration was obtained with manure addition, with the highest rate of mineral fertilizers, and in the rotation containing the alfalfa ley. The effects of these factors were not additive.     

长期施肥对褐潮土氮、有机质动态变化的影响

通过北京昌平“国家褐潮土土壤肥力和肥料效益监测基地”的长期定位试验（1991-2003年）,研究了长期施肥条件下对褐潮土氮、有机质动态变化的影响。结果表明：氮磷钾化肥配施有机物料提高耕层土壤全氮的效果最为明显,配施有机肥和秸秆处理分别比不施肥增加21.11%和14.35%,明显高于单一施用化肥。长期单施氮肥,或氮磷配合,或氮磷钾配合也显著增加了土壤全氮含量,分别比对照增加10.03%,8.32%和8.40%,而磷钾配合降低了土壤全氮含量。土壤碱解氮含量仍然是氮磷钾配施有机肥或秸杆处理优于单施化肥,分别比对照增加34.97%和32.96%,长期单施氮肥,或氮磷配合,或氮钾配合,或氮磷钾配合,分别比对照增加17.26％,21.55%,23.83%和26.41%。配合施用有机肥处理耕层土壤有机质含量明显高于单施化肥处理;与不施肥比较,NPK＋秸秆以及NPK＋有机肥处理土壤有机质含量分别增加7.90％和14.56％,氮磷钾配合和氮磷配合分别比对照增加6.51％和5.89%,而单施氮肥仅增加2.56%。可见NPK平衡施用及其配施有机肥对增加土壤有机质含量具有重要作用。     

连作秸秆还田下玉米氮素积累与氮肥替代效应研究

针对东北地区农作物秸秆资源丰富,然而焚烧弃置严重,养分利用率较低等问题,探讨常年玉米连作下还田秸秆的氮肥替代效应在松嫩平原玉米种植生产上的可行性。试验于2017—2019年在东北农业大学校内试验场进行,采用框栽、连作方式,采用再裂区试验设计,主处理为秸秆不还田(S0)和秸秆还田(S1),副处理为3个施尿素梯度0(N0)、175 (N1)、350 (N2) kg hm^–2,再副处理为一次性施肥(基追比1∶0)和2次均匀施肥(基追比1∶1)。结果表明,每公顷还12 t玉米秸秆可替代单质氮36.80 kg, 2017—2019年黑龙江省产生的玉米秸秆量平均为4650.05万吨,秸秆还田可替代单质氮14.27万吨。在2次均匀施氮肥处理下,秸秆氮肥替代量比一次性施氮肥处理高26.88%。秸秆还田与玉米氮肥利用率负相关,在当地农业常用施尿素量350 kg hm^–2 (纯氮161 kg hm^–2)下,玉米氮肥利用率3年平均S0较S1高6.09%,产量S1较S0高4.66%,且在秸秆还田、2次等量施氮肥处理玉米产量最高为268.22 g...     

秸秆覆盖对土壤理化性状、微生物及生态环境的影响

研究表明,相对秸秆焚烧,秸秆还田不但可以减少大气污染,更重要的是秸秆还田可以有效调节土壤水、肥、气、热,提高土壤孔隙度、提高水分渗透率、增加土壤水稳性团聚体含量、提高土壤有机质、提高土壤有效养分（N、P、K等）、提高土壤微生物生物量、增强各种土壤酶的活性,同时还可以有效降低各种重金属对土壤的污染;从经济效益来讲,还可以提高作物的产量。总之,秸秆还田可以使生态、社会和经济效益显著提高,是农业持续发展的有效措施和途径之一。     

施石灰和秸秆还田对双季稻田土壤钾素表观平衡的互作效应

土壤酸化和钾素亏缺是制约南方酸性稻田生产力持续提升的重要因素。施石灰和秸秆还田分别是改良土壤酸化和补充钾素的有效措施,但二者对土壤钾素盈亏平衡的互作效应还不甚清楚。于2015—2018年,在江西省上高县开展施石灰和秸秆还田两因素田间定位试验,共设置4个处理:(1)秸秆不还田,不施石灰;(2)秸秆不还田,仅2015年施一次石灰;(3)每季秸秆全量还田,不施石灰;(4)每季秸秆全量还田,仅2015年施一次石灰。结果表明,秸秆还田显著提高了水稻钾素吸收,施石灰仅显著增加了2016年晚稻钾素吸收。施石灰和秸秆还田仅对2016年晚稻钾素吸收有显著正向互作效应。在秸秆还田下,施石灰使2016年晚稻钾素吸收增加了25.7%;而在秸秆不还田下无显著影响。试验进行4年后,施石灰和秸秆还田对土壤全钾含量无显著影响。但4年土壤钾素表观平衡估算表明,在秸秆还田下土壤总累积钾素表观平衡表现为盈余,秸秆不还田下则为亏缺,而施石灰对其无显著影响。施石灰和秸秆还田对土壤总累积钾素表观平衡有显著的互作效应。在施石灰和不施石灰条件下,秸秆还田分别使土壤累积钾素平均表观盈余19.5 kg hm^–2 a...     

淮北地区麦茬机插优质食味粳稻氮肥减量的精确运筹

当前"减氮"成为优质食味粳稻种植措施之一,但减氮后的氮肥科学运筹方案尚不够明确,需进一步研究。2018—2019年,选用优质食味粳稻品种‘南粳505’和‘南粳2728’为材料,前茬麦秸秆全量还田,采用机插方式,在总施氮量较当地常规施氮量减少20%条件下,设置基蘖肥和穗肥比例分别为5∶5、6∶4、7∶3和8∶2四种氮肥运筹比例,研究了淮北地区麦茬机插优质食味粳稻氮肥减量精确运筹。结果表明,随着基蘖肥占总施氮量比例增加,产量呈先增后降趋势, 7∶3处理产量最高, 2年达11,134.80～11,280.19 kg hm–2,较CK增产1.23%～2.54%,但差异不显著; 7∶3处理群体高产,在于能获得充足的群体颖花量、较高的结实率和千粒重。随着基蘖肥比例增加,有效分蘖临界叶龄期、拔节期群体干物质积累量呈增加趋势;抽穗期、成熟期、抽穗至成熟期的干物质积累量、最终氮素积累量及氮素利用率,呈先增后降趋势,均以7∶3处理最高。与常规施氮处理相比,减氮处理通过增加前期施氮肥比例(7∶3),能确保群体后期获得较高的干物质积累量;成熟期氮素积累量较小,但显著提升了氮素吸收利用率,较CK高14.10%～...     

有机肥配施氮肥对滴灌春玉米产量及土壤肥力状况的影响

针对宁夏扬黄灌区沙质土壤肥力贫瘠、养分利用率低以及农田生产力弱等问题。通过两年连续田间定位试验,采用裂区试验设计,主处理为不施有机肥(+M)处理和施有机肥3000kghm^-2(+M)处理,副处理为施纯氮0(N0)、75(N75)、150(N125)、225(N225)和300kghm^-2(N300)5个不同氮肥用量,进行滴灌条件下有机肥与氮肥配合施用对玉米产量及土壤肥力状况的研究,探讨施肥对土壤养分、玉米产量的影响,以选择最佳的肥料配比,从而达到玉米高产、优质和土壤培肥的目的。结果表明,有机肥配施氮肥能有效增加土壤有机质、全氮、全磷、速效钾和速效磷含量,促进春玉米干物质累积并提高产量,以有机肥配施纯氮300kghm^-2和225kghm^-2处理的培肥效果最佳。有机肥配施氮150、225和300kghm^-2处理间的玉米产量无显著差异,但较不施氮肥处理产量分别提高了74.21%、91.33%和81.23%,施有机肥处理较不施有机肥处理平均增产24.28%。在试验区的推荐施肥量为3000kghm^-2有机肥配施225~300kghm^-2氮肥。