秸秆还田后效对玉米氮肥利用率的影响

【目的】玉米秸秆还田已经成为培肥土壤的重要农艺措施之一,研究玉米秸秆还田后效对氮肥利用率的影响,旨在为提出提高氮肥利用率的秸秆还田方式提供理论依据。【方法】以中国科学院海伦农业生态实验站为研究平台,以质地黏重的黑土为研究对象,运用¹⁵N同位素示踪技术,以2011年进行秸秆还田的田间试验为基础,于2016年开展不同秸秆还田方式后效对化肥氮利用率影响的研究。以未进行秸秆还田的处理为对照（CK）,在同等秸秆还田量下（10 000 kg·hm^-2）设置免耕秸秆覆盖（D₀）,粉碎后的秸秆均匀混于0—20 cm土层（D_0-20）、0—35 cm土层（D_0-35）和20—35 cm土层（D_20-35）,秸秆平铺于35 cm深度（D₃₅）和50 cm深度（D₅₀）7个处理。【结果】不同秸秆还田方式后效通过促进玉米干物质积累,提高玉米对氮素的吸收,增加玉米的氮素积累进而提高氮素利用率。不同处理对玉米各器官干物质积累的影响表现为D_0-35>D_20-35>D_0-20>CK≥D₀>D₃₅>D₅₀,其中D_0-35和D_20-35（秸秆深混还田后效）处理比其他处理分别显著提高了7.1%—47.7%和2.0%—39.1%（P<0.05）（叶子除外）。不同秸秆还田方式后效对玉米各器官氮含量没有显著影响（P>0.05）,但是D_0-35、D_20-35和D_0-20处理显著增加了玉米各器官氮素积累量（P<0.05）,与CK、D₀、D₃₅、D₅₀处理相比分别提高了15.8%—20.2%、8.5%—18.2%和27.9%—39.5%（P<0.05）。与其他处理相比,D_0-35和D_20-35处理玉米各器官¹⁵N累积量分别显著提高了5.1%—38.4%和9.3%—31.8%。74.1%以上的¹⁵N累积在玉米的籽粒中,不同秸秆还田方式后效没有显著影响¹⁵N在玉米各器官的分配比例,说明玉米秸秆还田后效通过促进玉米植株整体对肥料氮的吸收来提高氮肥的利用率。D_0-35处理氮肥利用率和¹⁵N肥料氮的残留率与其他处理相比分别提高了1.9—12.7个百分点和6.9—21.2个百分点,而氮肥损失率则降低了8.8—31.3个百分点;但是与CK处理相比,D₀、D₃₅和D₅₀（秸秆层铺后效）处理没有显著增加氮肥利用率,同时D₀和D₅₀处理氮素损失率提高了3.6和4.4个百分点;说明秸秆层铺后效有增加氮素损失的风险,而通过秸秆深混还田后效构建肥沃耕层是一种提高氮肥利用率的有效地途径。与CK处理相比,D_20-35、D₃₅和D₅₀处理的氮肥贡献率分别显著提高了3.74、4.26、3.79和4.51个百分点（P<0.05）,但是不同秸秆还田方式后效之间没有显著查差异（P>0.05）。Pearson相关分析结果表明秸秆还田后效通过促进玉米根系生长、增加土壤中轻组有机碳含量及改善土壤物理性质来提高氮肥利用率。【结论】对于质地黏重的黑土,可以通过增加秸秆还田混合深度,构建肥沃耕层提升土壤肥力和改善土壤结构,能够有效提高氮肥的利用率。     

豆科绿肥覆盖还田对春玉米产量和氮素吸收利用的影响

为探明豆科绿肥光叶紫花苕(Vicia villosa Roth var. glabrescens)覆盖还田对春玉米产量和氮素利用的影响,采用盆栽试验,测定不施氮肥(N0)、单施氮肥(N1)、豆科绿肥半量还田配施氮肥(N2)、全量还田配施氮肥(N3)处理下春玉米的产量、氮素吸收与转运、氮肥利用率以及土壤残留~(15)N的当季回收率。结果表明:绿肥覆盖还田配施氮肥处理(N2、N3)的籽粒产量和生物产量比单施氮(N1)处理的有所提高,且叶、籽粒和地上部植株氮素吸收量均显著高于N1处理的,但茎、叶氮素转运量及转运率与N1处理的无显著差异;与N1处理相比,绿肥覆盖还田配施氮肥处理显著提高或明显提高玉米氮肥利用率,但土壤残留~(15)N当季回收率(28.13%～31.43%)处理间无显著差异。2种绿肥覆盖还田处理对玉米产量、植株氮素吸收与转运、氮肥利用率和土壤残留~(15)N回收率的影响无显著差异。     

秸秆还田和氮肥用量对冬小麦产量和氮素利用的影响

【目的】在陕西关中小麦-玉米轮作区通过连续7年田间定位试验,探索秸秆还田配施化学氮肥对冬小麦产量、籽粒蛋白质含量、地上部吸氮量、收获期土壤硝态氮残留量及土壤氮素平衡的影响,为小麦增产及氮素高效利用提供科学依据。【方法】试验采用裂区设计,主处理为玉米秸秆还田和不还田,副处理设置5个施氮水平,分别为0(N0,不施用氮肥)、84 kg·hm^-2(N84,当地推荐氮肥用量的一半)、168 kg·hm^-2(N168,当地推荐氮肥用量)、252 kg·hm^-2(N252,高氮肥用量)、336 kg·hm^-2(N336,超高氮肥用量)。【结果】与秸秆不还田处理相比秸秆还田未提高冬小麦籽粒产量,施用氮肥较不施氮肥小麦增产18%—29%,而超高氮肥用量较推荐氮肥用量有减产风险。秸秆还田和氮肥用量对小麦产量有交互效应。与秸秆不还田处理相比,秸秆还田在氮肥用量为252和336 kg·hm^-2时,公顷小麦穗数增加5%—7%,产量平均增加5%—6%。秸秆还田对小麦籽粒蛋白质含量无显著影响,施用氮肥的籽粒...     

黑龙江省半干旱区秸秆还田与氮肥配施对玉米产量及经济效益的影响

为促进作物高产稳产,设置秸秆还田(S)与不还田(即秸秆移出,N)两种模式,氮肥共设8个处理,分别为0(不施氮肥)、CK(常规施氮肥,播种时一次性施入氮肥75 kg·hm^-2、磷肥120 kg·hm^-2和钾肥55 kg·hm^-2作基肥,春玉米拔节期追施氮肥150 kg·hm^-2)、常规氮肥分别加10%、20%、30%处理(+10%、+20%、+30%)和常规氮肥分别减10%、20%、30%处理(-10%、-20%、-30%)探索秸秆还田模式下不同氮肥处理对玉米产量及经济效益的影响。结果表明,不施氮肥处理,秸秆移出模式下玉米产量高于秸秆还田,增产18.35%;施氮处理秸秆还田模式下玉米产量均高于秸秆移出模式,增幅为0.22%～7.94%。秸秆还田模式下+10%处理玉米净收益高于其他处理,至少增收486.41元·hm^-2,农户在生产中可以采用秸秆还田适当增加氮肥的方式提高玉米产量,进而获得更好的经济效益。     

玉米秸秆还田配施氮肥对不同土层土壤理化性质的影响

基于11 a肥料定位试验,解析玉米秸秆还田配施氮肥模式下不同土层的土壤理化性质变化,为作物高产栽培的田间养分管理提供科学理论和实践依据.试验以玉米秸秆还田、秸秆不还田为主因素,5个氮肥处理水平0(CK)、90(N1)、180(N2)、270(N3)、360(N4)kg·hm-2为辅因素进行裂区设计,测定了0～20 cm...     

深耕加秸秆还田下施氮量对土壤碳氮比、玉米产量及氮效率的影响

为明确深耕加秸秆还田条件下的适宜施氮量,研究了深耕加秸秆还田条件下不同施氮量[0、240、270、300(当地生产平均施氮水平)、330、360 kg/hm2N]对土壤碳氮比、玉米产量及氮效率的影响。结果表明,深耕加秸秆还田下增施氮肥可以提高玉米植株干物质和氮素积累量,增加土壤有机质和全氮含量,调节土壤碳氮比,进而提高玉米籽粒产量和氮效率。深耕加秸秆还田条件下,随着施氮量的增加,土壤有机质和全氮含量增加,碳氮比降低;玉米植株干物质积累量、氮素积累量、籽粒产量及氮素农学效率、氮素表观利用率均先增加后降低,以330 kg/hm2处理最高,其籽粒产量、氮素农学效率、氮素表观利用率比当地生产平均施氮水平300 kg/hm2处理分别显著提高9.3%、23.6%、46.7%,但其产量与360 kg/hm2处理差异不显著。表明,深耕加秸秆还田条件下,玉米需适当增加氮肥施用量,试验区玉米适宜氮肥用量以330 kg/hm2(较当地平均施氮水平高10%)为宜。     

玉米秸秆还田模式对土壤肥力和玉米产量的影响

为探讨西辽河平原灌区玉米秸秆还田适宜模式,于2016年在连作玉米田设深翻秸秆还田(DR)、旋耕秸秆还田(RR)、深翻秸秆还田施用腐熟剂(DR+D)和旋耕秸秆还田施用腐熟剂(RR+D)4个处理,以旋耕不还田(CK)为对照,研究不同还田模式对土壤速效养分、土壤酶活性和玉米产量的影响。结果表明:RR+D和RR分别较CK增产24.56%和28.00%,DR和DR+D产量与CK无显著差异。RR+D处理显著(P<0.05)提高了表层(0~10 cm)土壤碱解氮含量(增幅94.56%),其他处理表层土壤速效养分含量与CK无显著差异。各秸秆还田处理可不同程度提高不同土层土壤酶的活性。综合来看,该地区以旋耕秸秆还田施用腐熟剂模式的效果较好。     

苜蓿秸秆配施玉米秸秆还田对氮矿化、微生物生物量和酶活性的影响

秸秆的质量是影响秸秆还田后氮素矿化的重要因子.玉米秸秆C/N比较高,还田后往往造成对土壤氮素的固持,因此秸秆直接还田要补施氮肥,而在如今的农业生产中为满足对粮食产量的需求,氮肥的施用越来越多,不仅增加了生产成本还危害了土壤质量.在秸秆还田条件下,如何能够更加科学合理地施用氮肥是一个关键问题.该试验在可控条件下,研究苜蓿秸秆和玉米秸秆共同还田对氮矿化、土壤微生物生物量碳氮和酶活性的影响,比较豆科作物秸秆或者氮肥配施玉米秸秆在相同C/N下(25:1)还田对土壤供氮、土壤微生物生物量和酶活性的影响.室内实验共设置4个处理:(1)对照(CK);(2)玉米秸秆单施(M);(3)苜蓿秸秆配施玉米秸秆调节C/N为25:1 (MM);(4)无机氮肥配施玉米秸秆调节C/N为25:1(MF),在25℃下共培养270 d.玉米秸秆单施在整个培养过程中均表现为对土壤氮素的固持作用,苜蓿秸秆与氮肥配施米秸秆均缓解了土壤微生物对土壤氮素固持作用,提高了土壤无机氮含量,苜蓿秸秆配施相比于氮肥配施延长了氮素的可利用性.苜蓿秸秆与氮肥配施提高了土壤微生物生物量碳氮含量以及转化酶和β-葡萄糖苷酶活性,并且以苜蓿配施处理最高.与玉米秸秆单施相比,苜蓿秸秆配施对脲酶活性影响没有差异,氮肥配施显著降低了脲酶活性.相关性分析表明,氮输入量显著影响了土壤无机氮含量、土壤微生物生物量和酶活性.相比于氮肥配施玉米秸秆还田,苜蓿秸秆配施玉米秸秆还田具有较高的土壤无机氮含量、土壤微生物量和酶活性.因此,我们认为相比于氮肥配施玉米秸秆还田,苜蓿秸秆配施玉米秸秆还田是一个比较好的农业生产实践模式.     

秸秆还田方式与施氮量对秸秆腐解及玉米氮素利用的影响

为探究高效秸秆还田方式与施氮量结合模式，明确黑土区玉米秸秆腐解和氮素释放规律对还田方式和氮肥管理的响应及其对玉米产量和氮素利用效率的影响，以玉米秸秆为研究对象，在吉林省四平市设置连续两年(2021和2022年)的田间定位试验，采用尼龙网袋法探究覆盖(Straw mulch，SM)和翻压(Straw bury，SB)2 种秸秆还田方式和不施氮肥(N0)、180 kg/hm²(N1)、270 kg/hm²(N2)3个施氮水平的组合下，秸秆腐解率和氮素释放率。结果表明:秸秆还田方式和施氮量显著影响秸秆腐解特征，其中SB处理的秸秆两年累积腐解率平均为83.0%，显著高于SM处理的65.3%；与N0处理相比，施氮处理(N1和N2)秸秆腐解率提高9.8%。SB处理秸秆氮素两年累积释放率为62.5%，显著高于SM处理的46.0%，秸秆氮释放量分别为51和38 kg/hm²；施氮促进秸秆氮素释放，提高秸秆氮素释放率的比例为12.5%；秸秆还田方式与施氮量显著影响玉米产量和植株氮素吸收，且具有交互效应，其中SBN2处理的玉米产量和植株氮素吸收量均为最高，分别为11 017.0和184.9 kg/hm²。统计显示，SB处理中施氮量、秸秆氮素释放量、穗粒数与玉米产量和吸氮量间均具有明显的正相关关系。因此，在翻压还田和高施氮量组合时，可以促进秸秆腐解和玉米氮素利用。     

秸秆还田对苏打盐碱地水稻氮肥利用及产量的影响

为探究秸秆还田对苏打盐碱地水稻氮肥利用及产量的影响,试验于2017—2018年采用随机区组试验设计,设置无秸秆还田(S0)、秸秆40%还田(S1)、秸秆60%还田(S2)、秸秆80%还田(S3)和秸秆全量还田(S4)共5个秸秆还田水平,测定苏打盐碱地水稻的氮素积累量、氮肥偏生产力、氮肥农学利用率、氮素吸收利用率、干物质积累量、产量及其构成因素等指标。结果表明:秸秆还田可以增加水稻氮素积累量;与其他秸秆还田处理相比,S3处理的氮肥偏生产力、氮肥农学利用在2年平均分别增加22.05%～32.55%和27.55%～45.13%;秸秆还田显著提升水稻有效穗数、穗粒数和结实率,两年间干物质积累量分别比对照S0提高14.23%～35.41%和20.04%～53.80%,产量分别增加1.20～3.25 t/hm~2和1.78～2.89 t/hm~2。因此这说明秸秆还田可以提高苏打盐碱地水稻氮肥利用效率,促进水稻干物质积累,增加水稻产量。     

苜蓿秸秆配施玉米秸秆还田对氮矿化、微生物生物量和酶活性的影响（英文）

秸秆的质量是影响秸秆还田后氮素矿化的重要因子。玉米秸秆C/N比较高,还田后往往造成对土壤氮素的固持,因此秸秆直接还田要补施氮肥,而在如今的农业生产中为满足对粮食产量的需求,氮肥的施用越来越多,不仅增加了生产成本还危害了土壤质量。在秸秆还田条件下,如何能够更加科学合理地施用氮肥是一个关键问题。该试验在可控条件下,研究苜蓿秸秆和玉米秸秆共同还田对氮矿化、土壤微生物生物量碳氮和酶活性的影响,比较豆科作物秸秆或者氮肥配施玉米秸秆在相同C/N下(25:1)还田对土壤供氮、土壤微生物生物量和酶活性的影响。室内实验共设置4个处理:(1)对照(CK);(2)玉米秸秆单施(M);(3)苜蓿秸秆配施玉米秸秆调节C/N为25∶1(MM);(4)无机氮肥配施玉米秸秆调节C/N为25∶1(MF),在25℃下共培养270 d。玉米秸秆单施在整个培养过程中均表现为对土壤氮素的固持作用,苜蓿秸秆与氮肥配施米秸秆均缓解了土壤微生物对土壤氮素固持作用,提高了土壤无机氮含量,苜蓿秸秆配施相比于氮肥配施延长了氮素的可利用性。苜蓿秸秆与氮肥配施提高了土壤微生物生物量碳氮含量以及转化酶和β-葡萄糖苷酶活性,并且以苜蓿配施处理最高。与玉米秸秆单施相比,苜蓿秸秆配施对脲酶活性影响没有差异,氮肥配施显著降低了脲酶活性。相关性分析表明,氮输入量显著影响了土壤无机氮含量、土壤微生物生物量和酶活性。相比于氮肥配施玉米秸秆还田,苜蓿秸秆配施玉米秸秆还田具有较高的土壤无机氮含量、土壤微生物量和酶活性。因此,我们认为相比于氮肥配施玉米秸秆还田,苜蓿秸秆配施玉米秸秆还田是一个比较好的农业生产实践模式。     

不同秸秆还田处理对麦玉两熟制作物产量及氮素利用的影响

采用大田试验,设置秸秆还田+常规施肥(T1)、秸秆还田+有机肥(T2)、秸秆还田+HM(菌种)还田剂(T3)和秸秆还田不施肥(对照,T0)4个处理,探讨不同秸秆还田处理对氮素利用和麦玉两熟作物产量的影响。结果表明,与对照相比,秸秆还田配施不同肥料或还田剂使冬小麦和夏玉米产量分别提高了37.7%~57.2%,33.0%~41.4%,其中T2和T3处理的增产效果更为显著。T3处理冬小麦的千粒重显著低于T2处理,但两者其他产量构成要素、产量及生物量的差异均不显著。与单施化肥(T1)相比,秸秆还田配施腐熟剂(T3)或有机肥(T2)处理氮素收获指数、氮肥生理利用率和氮肥偏生产力在冬小麦季分别提高了1.0%~2.3%,8.2%~24.3%,8.3%~14.2%;在夏玉米季则分别提高了2.6%~3.3%,22.2%~39.0%,4.9%~5.1%。对周年氮素平衡来说,对照处理表现为氮素亏缺,T1,T2和T3处理均表现为氮素盈余;且同一氮素水平下,T3和T2处理比T1处理氮输出量分别增加了11.4%,14.7%。T3处理在秸秆还田配施肥料的基础上可以达到T2处理同样的增产效果;T3和T2处理可以明显提高作物氮素利用效果;从周年氮素平衡角度来说,在秸秆全量还田的基础上可以减少氮肥的施用量。     

秸秆还田与氮肥配施对小麦产量和收获指数的影响

以‘济麦22’为材料,研究玉米秸秆还田与不同用量氮肥配施对小麦群体动态、产量及收获指数等的影响。结果表明:与单施氮肥或单纯秸秆还田处理相比,秸秆还田配施氮肥能够显著促进小麦增产,且秸秆还田M+N肥(施氮量225 kg·hm~(-2))处理增产效果最佳,比对照(CK)、秸秆还田和单施氮肥处理分别增产16.1%,7.7%和6.1%。秸秆还田配施氮肥增加了单位面积穗数和穗粒数,增大冬前分蘖和春季最大分蘖,提高成穗率,促进收获指数的提高。本试验以M+N处理效果最佳。     

秸秆和秸秆炭对黑土肥力及氮素矿化过程的影响

为实现我国典型黑土区玉米秸秆有效还田与协同提高肥料氮素养分利用提供理论依据,以东北黑土区春玉米种植体系为研究对象,在4年田间连续定位试验基础上,利用15N示踪技术结合淹水培养试验,研究秸秆和秸秆炭对土壤肥力与氮素矿化的影响。试验共设5个处理:对照、单施化肥(N1)、N1+50%玉米秸秆(N2)、N1+100%玉米秸秆(N3)、N1+相当于50%玉米秸秆还田的玉米秸秆炭(N4)、N1+相当于100%玉米秸秆还田的玉米秸秆炭(N5)。结果表明:与N1处理相比较,N2、N3、N4、N5处理均增加了土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾、碱解氮含量、微生物量碳和氮含量,且等量秸秆还田处理高于相当于等量秸秆还田的秸秆炭处理,其中100%秸秆还田分别显著提高微生物量碳和氮含量15.1%和23.1%(P0.05);不同处理方式综合土壤肥力指数(IFI)由高到低依次为N3N5N4=N2N1,秸秆、秸秆炭还田可显著提高土壤综合肥力(P0.05);土壤有机氮的矿化量和矿化率随着秸秆和秸秆炭还田量的增加而增加,其中N2处理分别显著提高了23.4%和22.9%,N3处理分别显著提高了53.0%和35.8%(P0.05);N2、N3、N4、N5处理下外源肥料15N的矿化量和矿化率分别显著提高了66.5%和50.0%、213.3%和279.0%、39.4%和36.3%、92.0%和40.0%(P0.05),且随着秸秆炭还田量的增加而显著增加。土壤氮素矿化指标与土壤有机质、总氮、碱解氮、微生物量碳氮含量都存在着显著正相关关系。研究表明玉米秸秆、秸秆炭还田均可以显著提高土壤综合肥力;可协同提高土壤氮素矿化水平,且提高来自外源化肥氮占土壤矿化总氮的比重,其中以100%秸秆还田处理的影响更为明显。     

秸秆还田与水氮管理对水稻氮素利用及土壤理化性质的影响

在川西平原稻油轮作典型的砂质壤土区,设置不同秸秆还田方式(堆腐还田和直接还田)、灌溉方式(淹灌和有氧灌溉)和施氮水平(0、75、150、225 kg/hm2)的3因素裂区试验,分析秸秆还田与水氮管理对水稻氮素利用特征与土壤理化性质的影响.结果表明:秸秆还田与水氮管理对主要生育时期水稻氮素积累、结实期(抽穗和成熟期)氮素转运与利用、稻谷产量及成熟期稻田耕层(0～20 cm)土壤脲酶活性、铵态氮和硝态氮质量分数均存在显著或极显著的互作效应;秸秆堆腐还田对水稻氮素利用和产量及土壤理化性质的调控作用显著高于秸秆直接还田的,同一水氮管理下,成熟期植株和籽粒氮积累量分别提高了9.7％～32.9％和7.5％～45.3％,增产7.3％～18.5％,各生育期的平均土壤脲酶活性提高4.8％～9.7％;同一秸秆还田和施氮量处理下,相比于淹灌处理,有氧灌溉能不同程度的提高产量和氮肥表观利用率,并能提高多数处理的氮肥农学利用率、土壤铵态氮和硝态氮质量分数及脲酶活性;同一秸秆还田和灌溉方式,随着氮肥用量的增加,水稻氮肥表观利用率、农学利用率、产量、各器官(除2017年成熟期的穗外)和植株的氮素积累量及抽穗至成熟期茎鞘的氮素转运量、转运率、贡献率、土壤脲酶活性和硝态氮质量分数均先增加,施氮量为150 kg/hm2时最高,继续增加施氮量,这些指标反而降低.本研究条件下,油菜秸秆堆腐还田和有氧灌溉与配施150 kg/hm2氮肥的综合管理模式可有效增强结实期土壤耕层脲酶活性,提高植株氮素积累量、结实期茎鞘的氮素转运量和转运率,从而促进水稻产量及氮肥利用率的同步提高.     

秸秆还田深度对土壤温室气体排放及玉米产量的影响

【目的】秸秆还田是培肥地力、增加土壤有机质和改善土壤结构的重要技术手段,但以往的研究表明秸秆还田会加速土壤温室气体的排放。本研究通过对秸秆不同还田深度下农田土壤温室气体排放特征和产量的研究,明确降低温室气体排放量的最佳还田深度,以期为合理利用秸秆、提高作物产量,实现农业可持续发展提供科学依据。【方法】采用大田微区试验,以玉米为供试作物,设置4个还田深度,采用静态箱-气相色谱法测定整个玉米生长季不同还田深度下温室气体(CO_2、CH_4、N_2O)的排放特征,产量及产量构成因素。试验共设5个处理,还田深度分别为0—10 cm(T1)、10—20 cm(T2)、20—30 cm(T3)和30—40 cm(T4),同时以不还田处理作为对照(CK)。【结果】(1)在整个玉米生长季CO_2和N_2O均表现为排放,CH_4表现为吸收。CO_2累积排放量为T3处理最高,较CK显著增加了28.6%,T4处理增加最少,较CK显著增加了17.1%(P0.05),但T1与T4处理之间差异不显著;而N_2O的累积排放量T2处理为最高,与CK相比,累积排放量显著增加111.3%,T4处理增加最少,与CK相比显著增加了12.8%(P0.05);CH_4则表现为吸收,且秸秆还田后降低了农田土壤对CH_4的吸收能力,吸收量表现为CK处理T4处理T3处理T1处理T2处理,且各还田处理与CK之间差异显著(P0.05)。(2)秸秆不同还田深度下,与对照相比,各处理玉米产量均显著增加,增产在5.6%—20.8%(P0.05),但各处理之间的穗长、穗粗和行粒数差异不显著。当秸秆还至30—40 cm时,产量最高,较CK增加了20.8%,表明秸秆还田对提升土壤肥力及作物增产有重要作用。(3)从温室气体综合增温潜势(GWP)和温室气体排放强度(GHGI)来看,在100年尺度上,GWP表现为T2处理T3处理T1处理T4处理CK处理,而GHGI表现为T2处理T3处理T1处理CK处理T4处理,表明与CK相比,各处理均增加了玉米季温室气体的综合增温潜势,而T4处理则降低了玉米季温室气体排放强度,说明秸秆深还至30—40 cm可在一定程度上缓解全球增温潜势。【结论】秸秆还田会显著增加CO_2和N_2O排放,降低对CH_4的吸收能力;秸秆深还至30—40 cm可相对降低综合增温潜势,降低温室气体排放强度,同时显著增加玉米产量。因此,为实现较高的玉米产量和较低的温室气体排放强度,秸秆深还至30—40 cm是较为合理的土壤改良培肥方式。     

不同秸秆还田对小麦生长、产量及经济效益的影响

为了探讨不同秸秆还田对土壤及作物的影响,设置了玉米秸秆直接还田(Ms)、小麦秸秆直接还田(Ws)、玉米秸秆+牛粪还田(Ms+Cd)、小麦秸秆+牛粪还田(Ws+Cd)及秸秆不还田(CK)对小麦土壤碳、氮、水和小麦产量的变化研究。结果表明,小麦成熟后4种秸秆还田处理土壤有机碳含量提高了3.31%~31.97%、全氮含量提高了9.48%~28.43%。提高了土壤保水能力,灌浆期0~80 cm土层、成熟期0~20 cm土层土壤含水量均显著高于CK;显著促进小麦拔节期与成熟期植株生长、增加叶面积系数,比CK增产6.43%~29.82%,经济效益显著,以小麦秸秆+牛粪还田(Ws+Cd)处理最高。因此4种秸秆还田处理均能达到改善土壤质量、提高小麦产量的效果,其中以小麦秸秆+牛粪还田(Ws+Cd)综合效应最好。     

氮肥用量对小麦开花后根际土壤特性和产量的影响

【目的】明确小麦开花后根际土壤特性动态特征及其与产量和籽粒氮素积累量之间的关系,能够为生产上合理施肥、提高氮肥利用效率和减轻环境污染提供理论依据。【方法】2014—2015和2015—2016年在小麦季设置4个氮肥水平(0,CK;150 kg N·hm~(-2),N150;240 kg N·hm~(-2),N240和300 kg N·hm~(-2),N300)并于小麦开花期、灌浆中期和成熟期分层(0—20 cm和20—40 cm)测定小麦根际和非根际土壤铵态氮、硝态氮、蔗糖酶、脲酶,同时测定根、茎、叶和穗生物量及其氮素含量;重点分析根际土壤特性与小麦籽粒产量和氮素积累量之间的关系。【结果】(1)与CK相比,N150、N240和N300处理2年小麦籽粒产量的平均值分别增加99%、130%和107%,且处理之间差异显著。随施氮量的增加小麦根、茎、叶、穗生物量和地上部氮素积累量均呈增加趋势;氮肥回收率呈下降趋势,且处理之间差异显著。(2)从开花到成熟期,0—20 cm和20—40 cm土层小麦根际和非根际土壤铵态氮、硝态氮含量、土壤蔗糖酶和脲酶(0—20 cm除外)活性均呈下降趋势。处理CK、N150、N240和N300根际土壤铵态氮和硝态氮含量显著低于非根际土壤。4个处理2年0—20 cm根际土壤铵态氮含量平均值比非根际土壤降低29%,硝态氮含量降低22%;20—40 cm根际土壤铵态氮含量比非根际土降低34%,硝态氮含量降低14%。而根际土壤蔗糖酶和脲酶活性显著高于非根际土。4个处理2年0—20 cm根际土壤蔗糖酶活性比非根际土壤提高29%,脲酶活性提高15%;20—40 cm根际土壤蔗糖酶活性比非根际土壤提高33%,脲酶活性提高13%。(3)相关分析结果表明,小麦籽粒产量和籽粒氮素积累量均与0—20 cm和20—40 cm根际和非根际土壤无机氮(铵态氮+硝态氮)、脲酶和蔗糖酶(2016年籽粒氮素积累量除外)呈显著正相关。【结论】小麦根际土壤可利用性氮素含量小于非根际土壤,而酶活性高于非根际土;根际和非根际土壤与籽粒产量和籽粒氮素积累量呈显著正相关。根际和非根际土壤特性显著影响小麦籽粒产量。     

秸秆还田条件下减量施磷对玉米产量、磷素利用率及土壤磷含量的影响

为了探明秸秆还田条件下磷肥的合适用量,在2013—2016年通过田间定位试验,研究了秸秆还田条件下减量施磷对玉米产量、磷素利用率及土壤磷含量的影响。结果表明,与常规施肥处理相比,除秸秆还田初期(2013年)外,其余年份秸秆还田配施化肥处理均提高了玉米产量,且秸秆还田配施磷肥减量20%处理与秸秆还田磷全量处理之间的差异不显著,其中2016年秸秆还田配施磷肥减量20%处理的玉米籽粒产量增加8.08%;总体上,2013—2016年秸秆还田配施化肥处理提高了玉米植株氮、磷、钾吸收量及磷素利用率,其中秸秆还田配施磷肥减量20%处理在秸秆还田初期降低了对磷的吸收量,但随着秸秆还田时间的增加,其不再影响植株对磷素的吸收,磷素利用率为28.32%,提高了5.73个百分点;秸秆还田配施化肥处理土壤有机质含量平均提高了13.49%,有效磷含量平均提高了6.76%,但对土壤全磷含量影响不大。对于上述所有指标,秸秆还田配施磷肥减量20%处理与秸秆还田磷全量处理之间的差异均不显著。因此,玉米生产上采用秸秆还田的方式,能够降低磷肥用量,提高磷素利用率和产量,即使磷肥减量20%也不影响上述指标的提高。     

秸秆还田与水分管理对双季水稻氮素吸收及氮肥?利用率的影响

秸秆还田是促进农田养分循环的重要方式,也对提升农田地力有较好效果。以南方典型双季稻田为研究对象,设置三个秸秆还田水平和两种水分管理方式的两因子田间定位试验,于定位试验开展后的第5年通过测定早稻和晚稻季稻田土壤无机氮、微生物生物量氮动态、植株吸氮量动态以及收获期主要土壤肥力因子、水稻产量和植株各部分氮素累积量,分析秸秆还田与水分管理制度下水稻氮素吸收和氮肥利用率的特征及其影响因素。结果表明:秸秆还田提高了土壤有机碳和全氮含量以及土壤p H,长期淹水较之间歇灌溉降低了土壤有机碳、全氮和全磷含量。在氮肥用量一致条件下,早稻季秸秆还田降低了分蘖期土壤氮素有效性,导致水稻生育期内氮素吸收量显著下降,且显著降低水稻籽粒产量及氮肥利用率;氮肥利用率较对照下降2.0~7.6个百分点,且随秸秆还田量的增加而降低。晚稻季秸秆还田提高了生育期内土壤氮素有效性,显著提高了水稻生育期内氮素吸收量,增加水稻产量且显著提高氮肥利用率;氮肥利用率较对照提高8.6~13个百分点,且随秸秆还田量的增加而增加。研究表明,间歇灌溉和长期淹水灌溉两种水分管理方式对水稻氮素吸收、籽粒产量及氮肥利用率的影响差异不显著。早稻季秸秆还田配合长期淹水灌溉将加剧水稻产量和氮肥利用率下降。双季稻稻田实行间歇灌溉下的早稻季秸秆不还田、晚稻季秸秆全量还田(6 t/hm2)有利于获得较高水稻产量和氮肥利用率。