秸秆还田的生态效应研究进展

论述了秸秆还田改善土壤理化性质、培肥地力、促进作物生长发育等对土壤的改良作用,指出了不同秸秆还田方式的生态效应差异显著,有时表现为负效应。     

邹平县秸秆直接还田应用研究

通过采取点面结合的方法,对作物秸秆进行直接盖田、粉碎耕翻和沟内铺垫等多种形式的还田研究。结果表明:秸秆还田后使土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾和孔隙度等均有明显增加,容重下降。同时还起到减少土壤水分蒸发、抑制杂草生长、平抑地温、增加田间CO2浓度、抑制返盐等作用,明显地提高了产量。     

实施秸秆还田效果对比试验

为验证秸秆还田腐熟技术的实施效果,开展秸秆还田加腐熟剂的效果对比试验。结果表明,秸秆腐烂速度快效果明显,水稻的生物性状、产量性状提高,改变了土壤理化性状,增加了土壤有机质含量。     

稻麦秸秆全量直接还田技术

通过4年的试验示范，证明秸秆还田能有效地提高土壤有机质含量，改善土壤理化性状和提高作物产量。稻草覆盖小麦、蚕豆能提高土壤表层湿度和温度，提高出苗，早生快发。     

秸秆还田对土壤肥力及酥梨产量的影响

3年的田间试验表明：秸秆还田能够改善土壤的理化性状，提高土壤肥力，增加酥梨的产量。梨园区每公顷施秸秆45001kg，土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾比未施秸秆分别上升14．7％、4．5％、5．9％、14．8％，每公顷增产4099kg，效果非常显著。     

机械化秸秆还田技术

将农作物的茎、叶、头粉碎还田，既能增加土壤有机质含量，又可减少虫源，还可减少环境污染。机械化秸秆还田技术，就是在作物收获后，用机械将秸秆粉碎翻埋或整秆编压还田，包括秸秆粉碎还田、根茬粉碎还田、整秆翻埋还田、整秆编压还田等多种形式，可一次完成多道工序，具有便捷、快速、低成本的优点。不仅抢农时、抢积温，解决了及时处理大量秸秆就地还田及避免腐烂焚烧带来的污染环境的问题，而且改善土壤团粒结构和保水、吸水、粘接、透气、保温等理化性状，增加土壤肥力和有机质含量，使大量废弃的秸秆变废为宝。据测算，机械化秸秆还田可使土壤有机质含量增加1．038％、全氨含量增加0．090％、全磷含量增加0．003％、全钾含量增加1．674％。     

稻麦秸秆全量直接还田对产量及土壤理化性状的影响

为探索稻麦秸秆全量直接还田对产量及土壤理化性状的影响效应,本研究与“稻麦秸秆直接还田适用技术研究”项目试验基地密切结合,连续3年定位跟踪土壤理化性状测定结果表明：稻麦在浅耕、免耕栽培条件下,稻麦秸秆粉碎全量直接还田,不但不会影响后茬稻麦产量,而且能提高土壤肥力,使有机质增加15．2％,稻麦产量增加3．2％-8．9％。     

秸秆还田对暗棕壤理化性状影响调查分析

黑龙江省军川农场耕地面积3.3hm2,其中暗棕壤面积为1.7万hm2,占总耕地面积的51.1%.由于连年耕作,土壤用养失调,致使该类土壤肥力明显下降,为此农场采取了秸秆还田、合理耕作等措施,以恢复和保持地力.     

玉米秸秆还田注意事项

秸秆还田可以增肥地力,改善土壤团粒结构和理化性状,提高粮食产量,是发展可持续农业的有效措施。但大多数农户对秸秆还田技术缺乏了解,导致玉米秸秆还田效果不佳,具体表现在部分玉米秸秆还田后的麦田出现出苗率低、苗黄苗弱甚至死苗现象。因此,玉米秸秆还田必须注意以下几点：     

秸秆还田对日光温室土壤微环境的影响

为促进设施农业的循环发展提供理论依据,采用单因素分析方法研究内置式秸秆反应堆发酵后和秸秆粉碎后直接还田对日光温室网纹甜瓜土壤理化性状和微生物数量的影响。结果表明:内置式秸秆反应堆发酵后和秸秆粉碎后直接还田温室土壤有机质、有机碳、全氮、全磷、全钾、速效氮和速效钾含量及土壤pH均较对照(空白,无秸秆还田)显著提高,内置式秸秆反应堆处理各指标依次提高81.96%、102.88%、17.14%、37.50%、28.41%、32.98%、99.01%和12.41%,秸秆直接还田处理各指标依次提高28.35%、32.69%、21.90%、28.13%、31.87%、56.38%、43.07%和8.28%,但其对土壤速效磷含量影响不大;2种秸秆还田方式能显著提高土壤微生物总量,土壤放线菌和细菌数量分别提高186.18%和203.25%,375.94%和190.91%,但不同处理间真菌数量差异不大。     

全量麦草还田和不同施氮量对水稻的影响

通过研究3种施氮量、2种稻作方式对2个常规粳稻产量及其群体发育特性的影响,结果表明:全量麦草还田处理的产量、成熟期LAI、成穗率、总颖花量、孕穗后群体茎蘖数随施氮量的增加呈先增后减的趋势,以武运粳7号施氮270kg/hm2的产量水平最高,与其他处理间差异均达极显著水平。麦草不还田处理的产量、LAI、成穗率、总颖花量、群体茎蘖数、高峰苗随施氮量的增加而增加,且以300kg/hm2处理的产量水平较高。采用240kg/hm2和270kg/hm2施氮水平时,全量麦草还田处理的产量、成穗率、总颖花量显著高于麦草不还田处理,但施用300kg/hm2处理则相反。因此,可以在生产上推广应用全量麦草还田方法。     

不同复种制下秸秆还田对水稻生产能力的影响

对3种复种制度(稻–稻–肥(紫云英)、稻–稻–油(油菜)、稻–稻–闲(冬闲))下秸秆还田对水稻生产能力的影响进行研究。结果表明：冬作秸秆还田条件下,早稻产量以稻–稻–肥处理最高,稻–稻–油处理居中,两者分别比稻–稻–闲处理高3.1%和1.8%;冬作秸秆与早稻秸秆还田使晚稻显著增产,稻–稻–肥与稻–稻–油处理比稻–稻–闲处理分别增产15.4%和11.0%;秸秆还田使水稻增产的主要原因是显著提高了叶面积、干物质积累量、有效穗数、每穗粒数和粒叶比,不同冬作秸秆还田的增产效应有差异,绿肥(紫云英)效果好于油菜秸秆,且2种秸秆对增加早稻干物质积累的作用机制具有明显差异,绿肥主要增加孕穗前的干物质积累,而油菜秸秆主要增加齐穗后的干物质积累。     

氮肥施用和秸秆还田对东北地区褐土稳定性有机碳的影响

为探究长期施用氮肥和秸秆还田措施下农田土壤总有机碳（TOC）的稳定性,以辽宁省国家农业环境阜新观测实验站连续8 a施肥的定位试验田为研究对象,采用有机质酸碱提取和密度分级实验、金属氧化物形态提取实验、碳14定年和次氯酸钠氧化实验等手段,系统研究了长期施用氮肥和秸秆下农田土壤TOC的含量、化学组成及其年龄特征。结果表明：相对于对照组（不施氮肥）,单施氮肥处理组的TOC含量降低了5.5%,而氮肥配施秸秆组则升高了2.8%,但两个处理土壤碳氮比均高于对照。随着氮肥和秸秆的加入,土壤有机质酸碱可提取部分的总占比降低,其中胡敏酸从63.6%降低到49.5%,酸碱不可提取部分（即胡敏素）的占比升高（25.9%～39.0%）;各处理间土壤TOC的轻、重组分级没有显著差异,均以重组有机碳为主要成分,占TOC的62.3%±0.4%。同时,重组分中可提取的碳和铁铝的比值非常低,表明重组分里的土壤有机质除了与铁铝氧化物结合之外,很可能大部分以团聚或者包被的形式与黏土结合。碳14定年结果显示,3个处理组中土壤的年龄在距今2 000 a左右,试验区农田土壤以长期稳定有机碳为主。研究表明,氮肥施用和秸秆还田向土壤...     

秸秆不同处理还田对晚稻产量及土壤的影响

【目的】为大面积推广秸秆还田腐熟技术提供科学依据,促进有机废弃物的资源化利用,提高耕地质量。【方法】设3个处理3次重复共9个小区,通过水稻秸秆不同处理还田试验,测定土壤理化性状及晚稻产量的变化。【结果】每处理种植穴数、基本苗差异不大,而不同处理667m2有效穗数差异较大,秸秆还田的处理2、处理3的株高、穗长、总粒、实粒、结实率、千粒重、产量均比对照的处理1高。处理3腐熟剂秸秆还田毛收入最高,效益最好。处理2、处理3的土壤容重都略有下降,以腐熟剂秸秆还田的处理3土壤容重下降最大,达1.28g/cm3,比实施前及对照处理1下降了0.03g/cm3。以秸秆腐熟剂还田的处理3有机质含量提高最为显著,达到35.5g/kg,比对照处理1提高了3g/kg。而无秸秆还田的对照处理1土壤有机质、有效磷及速效钾等养分含量均下降。【结论】腐熟剂秸秆全量还田产量最高、经济效益最大、土壤理化性状明显改善、土壤肥力明显提高,值得大力推广。     

稻草还田与施氮量对水稻氮素吸收及产量影响

以寒地水稻品种为试验材料,设置稻草不还田、0.5倍、1.0倍、1.5倍、2倍还田5个处理,N0(不施入尿素)、N1(150 kg·hm~(-2))、N2(300 kg·hm~(-2))3个氮肥施用水平,研究不同时期水稻氮素吸收情况、氮素积累量、氮素分配率以及水稻产量。结果表明,分蘖期稻草还田量增加抑制水稻氮素吸收及积累,抑制作用随施氮量增加而降低;幼穗分化期稻草还田促进水稻地下部分氮素吸收,在不同施氮量条件下,0.5倍还田处理氮素积累量达最高值;收获期水稻地上和地下部分氮素均向籽粒部分转移,稻草还田配施氮肥情况下水稻分蘖及有效分蘖提升,N1施肥水平下1.0倍还田处理产量达最高值,N2施肥水平下0.5倍还田处理达最高值,稻草还田不配施氮肥或配施氮肥情况下稻草还田过量均降低水稻产量。     

秸秆还田的土壤酶效应初探

【目的】研究不同秸秆还田模式对土壤有机碳含量及酶活性的影响,探讨秸秆还田适宜模式。【方法】试验地位于陕西关中平原的三原县,在小麦-夏玉米一年二熟轮作模式下,采用田间试验,进行2因素3水平试验设计,分别设置小麦、玉米秸秆还田2个因素,每个因素下设3个水平(小麦秸秆还田:小麦秸秆高留茬覆盖还田模式、小麦秸秆粉碎还田模式和小麦秸秆不还田模式;玉米秸秆还田:玉米秸秆粉碎还田模式、玉米秸秆粉碎深松还田模式和玉米秸秆不还田模式),共组成9种模式,分析不同秸秆还田模式下5~30和30~60cm土层土壤有机碳、易氧化碳含量及β-葡萄糖苷酶、FDA水解酶、蔗糖酶、多酚氧化酶、碱性磷酸酶、脱氢酶活性和总体酶活性(TEI)的变化特征。【结果】与对照(玉米秸秆不还田+小麦秸秆不还田)相比,8种秸秆还田模式有机碳、易氧化碳含量均明显增加,其中小麦秸秆不还田+玉米秸秆粉碎还田模式5~30cm土层土壤有机碳含量增幅最大,达到34.72%;小麦秸秆粉碎还田+玉米秸秆不还田模式5~30cm土层土壤易氧化碳含量增幅最大,达到27.02%。与对照相比,秸秆还田模式总体上提高了5~60cm土层β-葡萄糖苷酶、FDA水解酶、蔗糖酶、多酚氧化酶、碱性磷酸酶和脱氢酶6种酶的活性,除脱氢酶外差异均达到了显著水平;在5~60cm土层,所有秸秆还田模式TEI均高于对照,总体上差异达显著水平,其中小麦秸秆不还田+玉米秸秆粉碎还田模式5~30cm土层TEI增幅最大,达到40.23%。土壤FDA水解酶、蔗糖酶和TEI可在一定程度上用于表征秸秆还田模式的优劣。【结论】综合考虑可知,小麦秸秆不还田+玉米秸秆粉碎还田模式是陕西关中地区适宜的秸秆还田模式。     

甘蔗-绿豆间作压青还田和施氮水平对甘蔗性状的影响

【目的】探讨甘蔗Saccharum officinarum-绿豆Vigna radiata间作和不同施氮水平对甘蔗生长、产量及氮素营养的影响,为甘蔗合理间作提供参考依据。【方法】试验设计3种种植方式(绿豆单作、甘蔗单作、甘蔗–绿豆间作压青还田)和3个施氮水平(不施氮、减量施氮、常规施氮),测定甘蔗不同时期的生长性状。【结果】种植方式和施氮水平都显著影响甘蔗的分蘖数、干物质量、氮素吸收量、有效茎数和蔗茎产量;种植方式显著影响甘蔗的出苗数;施氮水平×种植方式显著影响甘蔗的有效茎数、成茎率、收获期干物质量和氮素吸收量。与甘蔗单作处理相比,间作处理使甘蔗出苗数和分蘖数分别降低了9.61%～10.52%和10.30%～11.05%,使有效茎数、干物质量、氮素吸收量和蔗茎产量分别提高了0.15%～14.28%、14.28%～34.76%、24.00%～29.58%和15.88%～20.16%。对于间作处理,甘蔗生长80 d的土地当量比为1.47～1.53,甘蔗收获期的土地当量比为1.76～1.94,甘蔗的竞争能力大于绿豆。与常规施氮的单作甘蔗相比,减量施氮的间作处理不会降低甘蔗的蔗茎产量和土壤氮素营养。【结论】甘蔗–绿豆间作处理能提高土地当量比和土壤氮含量,促进甘蔗生长,提高甘蔗产量和氮素吸收。     

麦草全量还田稻作氮肥运筹研究

以早熟晚粳稻品种宁粳1号为材料,研究麦草全量还田对水稻氮肥运筹规律及产量和产量形成的影响。结果表明:(1)在同等施肥条件下,麦草还田能提高水稻产量。(2)麦草还田处理,在水稻生长初期对分蘖发生有一定的抑制作用,到移栽15 d(麦草还田22 d)以后对分蘖发生有一定的促进作用;增加基施氮肥用量能降低麦草还田后的抑蘖作用;麦草还田效应主要表现在分蘖中后期。(3)在本试验条件下,麦草还田最佳施氮量为20.9 kg/667m2,其中基蘖肥最佳用量为9.23 kg/667m2,基蘖肥与穗肥施用比例为4.5∶5.5,此时,麦草腐熟释氮与氮肥运筹产生互作效应最佳,稻谷产量较高,可在750 kg/667m2左右。     

晚稻秸秆腐熟还田、减量施肥效果初报

在晚稻上进行秸秆腐熟还田、减量施肥试验,结果表明:每667 m2早稻秸秆还田量350kg、施肥量降低10％处理的晚稻产量增加39.2 kg,增产率8.87％,增产极显著,节本增收113.03元.     

玉米秸秆还田对土壤酶活性的影响

【目的】研究不同玉米秸秆还田量对土壤酶活性的影响,为秸秆还田提供一定的理论依据。【方法】以采自陕西杨凌农田的土娄土为供试土样,采用室内模拟恒温培养方法,研究玉米秸秆不同还田量(0,6,12,18,24g/kg)处理下,影响碳、氮循环及微生物活性的主要土壤酶类(蔗糖酶、纤维素酶、脲酶、脱氢酶和荧光素二乙酸酯(FDA)水解酶)活性在不同培养时间(1,4,7,15,30,60d)的变化规律,并引入"倍增剂量"的概念评价酶活性的变化幅度。【结果】玉米秸秆还田后5种土壤酶活性均增强,随着培养时间延长,土壤蔗糖酶和纤维素酶活性总体呈减少趋势;脲酶和FDA水解酶酶活性总体呈先增后减的趋势;土壤脱氢酶活性培养初期较低,随着培养时间延长维持在一个较高水平,至培养60d时明显降低。拟合结果显示,5种土壤酶活性与玉米秸秆还田量间均呈极显著正相关,不同酶活性的倍增剂量在不同培养时间下的变化有所差异。5种土壤酶中,以土壤FDA水解酶活性对玉米秸秆腐解过程最为敏感;当玉米秸秆还田量为10g/kg时土壤总体酶活性较高。同时,玉米秸秆还田后,5种土壤酶活性间呈极显著正相关,表明其变化是密切相关的。【结论】玉米秸秆还田对5种土壤酶活性均具有较强的促进作用,从土壤总体酶活性角度得到当地玉米秸秆还田的最佳用量是10g/kg。