长期稻草还田对烟田土壤氮素矿化特征的影响

为探明稻草还田对烟田土壤氮素释放的影响,进而有效调控并为配套的施肥技术提供理论依据,采用室内培养和田间原位培养试验,研究了长期稻草还田对烟田土壤有机氮矿化特征和进程的影响。结果表明:稻草还田提高了土壤氮矿化潜力(N0值)和矿化速率(k0),连续还田5年土壤的N0值为92.11kg/hm2,比对照增加了23.78%;稻草还田促进了烟田土壤氮的矿化,烟株生长期内还田5年的土壤矿化氮量为94.94kg/hm2,比对照高17.67%。在烟株生长中后期,稻草还田的烟田表层土壤无机氮数量明显增加。稻草还田增加了土壤微生物量氮,移栽时,还田5年土壤微生物量氮比对照增加20.18%,采烤后则高出40.71%。稻草还田1年后土壤微生物量氮处于调整平衡阶段。长期实行稻草还田提高了烟田土壤氮供应能力,增加了上部烟叶全氮和烟碱含量过高的风险。     

有机物料对土壤中外源铜形态及土壤化学性质的影响

在室内培养条件下 ,运用连续提取法研究了稻草、紫云英、猪粪对红壤、潮土中外源铜的形态及土壤化学性质的影响。结果表明 ,经过1个月培养后 ,两种土壤中外源铜主要以有机结合态铜为主 ,交换态铜的消长主要取决于有机结合态铜。在潮土中添加稻草和紫云英能比在红壤中添加稻草和紫云英更有效地降低交换态铜的含量。添加3种有机物料可以提高两种土壤中活性铁、活性硅、有机碳和pH。结果也表明交换态铜与土壤活性铁、活性锰呈正相关 ,与有机碳和pH、活性硅呈负相关 ;紧有机质结合态铜与pH呈正相关。     

秸秆还田方式对土壤有机质积累与转化影响的研究进展

土壤有机质(Soil organic matter,SOM)是农田地力的基础,也是评估农田质量的首要参数,对作物产量提升和国家粮食安全都有重大意义.秸秆还田作为秸秆资源化利用的重要方式,在消纳秸秆废弃物和改善土壤板结等问题上具有巨大潜力,尤其是其对SOM提升的影响成为海内外研究的热门话题.目前,关于秸秆还田对SOM含量...     

油菜秸还田对土壤氮素供应和积累的影响

试验采用＾１５Ｎ－硫铵、＾１５Ｎ－油菜秸单施，两者交叉标记的配施处理，于水稻生长期间研究了总Ｎ及肥料＾１５Ｎ的吸收和稻株体内的分布，还讨论了土壤氮素总供应量的变化，土壤全氮及腐殖质各组分含氮量的增长，显然，有机肥与无机肥配施能在多方面产生良好效应。     

秸秆还田深度对土壤微生物碳氮的影响

采用网袋的方法明确秸秆还田到不同深度(0、10、20、30、40cm)后对土壤微生物碳、氮的影响。结果表明:秸秆经过120d还田腐解,不同深度的微生物量碳、氮均呈现波浪型趋势。表层覆盖的微生物量碳含量最低在76~250mg·kg~(-1),10cm处理各层次最高,在133~422mg·kg~(-1),20cm处理各层次在134~328mg·kg~(-1),30cm处理各层次101~245mg·kg~(-1),40cm处理各层次在71~294mg·kg~(-1);各处理微生物量氮含量以表层覆盖和10cm处理最高,在2~83mg·kg~(-1),20cm处理和30cm各层次微生物量氮在11~50mg·kg~(-1),40cm处理各层次微生物量氮最低在4~33mg·kg~(-1)。在秸秆还田到各深度土壤后,比较每一深度秸秆的上层、中层、下层土壤的微生物碳氮含量,均以下层土壤微生物量碳、氮的含量高于中、上层土壤。     

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.     

镉污染稻草还田对土壤镉形态转化的影响

采用模拟培养实验,研究了镉污染稻草还田后清洁土壤(pH=4.72)和镉污染土壤(pH=7.90)中有效态镉含量及镉形态分布的变化特征。结果表明:添加稻草和淹水培养使土壤pH值向6.0~7.5的区间转变,并显著提高了土壤可溶性有机碳(DOC)含量。清洁土壤添加镉污染稻草后,土壤DTPA(Diethylene triamine pentacetate acid)提取态Cd含量增加23.5%~225.0%,土壤酸提取态和可还原态镉的相对比例显著提高,而残渣态和可氧化态镉的比例则相对降低,其效果随稻草添加量的增加显著增强;镉污染土壤添加镉污染稻草后,DTPA提取态镉仅在培养初期(2 d)略有提高,随培养时间的延长,DTPA提取态镉含量显著降低(28.6%~41.1%),且添加稻草促使酸提取态镉向可还原态镉和残渣态镉转化。研究表明,镉污染稻草进入清洁土壤会带来镉污染的扩散风险,而进入供试污染土壤后则能在一定程度上降低污染土壤中镉的有效性。     

秸秆还田和肥料配施对玉米田土壤氮含量的影响

为研究秸秆还田和不同肥料配施对土壤的影响,以京科968为试验材料,设置秸秆不还田化肥、秸秆还田化肥、有机肥、有机肥化肥配施4个处理,研究玉米土壤养分变化特性.结果表明,秸秆还田化肥和有机肥化肥配施处理的铵态氮和硝态氮含量在拔节期较高,在灌浆到成熟期有机肥化肥配施效果显著,说明秸秆还田条件下有机肥和化肥配施能够显著提高玉...     

干旱区棉花秸秆还田和施肥对土壤氮素有效性及根系生物量的影响

【目的】本研究探讨干旱区棉田土壤氮素转化过程及对棉花根系生物量的影响,明确棉田土壤氮素有效性对农业管理措施的响应,为棉田制定高产高效管理措施,实现棉花高产优质低成本及环境友好生产服务。【方法】在定位试验条件下,采用裂区设计,以秸秆不还田(S0)与秸秆还田(S1)为主区,4种施肥处理(不施肥(F0)、施氮磷钾化肥(F1)、施有机肥(F2)、施氮磷钾化肥+有机肥(F3))为副区,分析了秸秆还田和施肥对土壤氮素有效性的影响,探讨了棉田土壤氮素转化过程,包括净矿化速率、净硝化速率、总硝化速率和反硝化速率的变化,明确了土壤有效氮含量和棉花根系生物量对秸秆还田和施肥措施的响应。【结果】(1)秸秆还田和施肥显著增加了土壤净矿化速率、总硝化速率和反硝化速率,棉花不同生育时期不同施肥处理间各指标的变化不同,但秸秆还田下施肥处理间差异不显著,在盛花期均有最大速率;(2)秸秆还田和施肥显著增加了土壤铵态氮、硝态氮和无机氮含量,但秸秆还田下施肥处理间差异不显著,棉花盛花期和盛铃期土壤无机氮含量显著高于收获期;(3)秸秆还田显著降低了棉花根冠比,对根系生物量、细根/粗根比影响不显著,施肥显著增加了根冠比、根系生物量及细根生物量,施肥处理之间差异不显著。综上所述,秸秆还田能增加土壤净矿化速率、净硝化速率、总硝化速率、反硝化速率、硝态氮、铵态氮和可吸出无机氮含量以及根系生物量。有机肥无机肥配施有最大的土壤净矿化速率、净硝化速率、总硝化速率、反硝化速率、硝态氮和可吸出无机氮含量。有机肥无机肥配施也有最大的根系生物量和粗根细根比。【结论】秸秆还田和施肥有利于促进土壤氮素转化过程,增加土壤有效氮含量,对根系生长及生物量产生影响。在干旱区实施秸秆还田,结合有机无机肥配施技术有利于加速土壤养分转化,提高肥料利用效率,增加有效养分含量,促进作物根系生长和地上部碳同化能力。     

秸秆还田与有机肥对黑土区土壤团聚性的影响

土地长期处于过度开垦状态,化肥大量施用,使土壤肥力下降,有机碳含量下降,作物产量降低。通过两组试验,1组施用有机肥,另1组秸秆全量还田,2组均以单施化肥处理(CK)作为对照。结果表明,秸秆还田和施用有机肥可增加黑土5 mm粒径大团聚体含量,有效缓解土壤大团聚体减少;有机肥和秸秆还田处理下机械稳定性团聚体平均重量直径(MWD)和水稳性团聚体MWD均高于CK;施用有机肥和秸秆还田显著提高土壤有机碳含量SOC,增幅2.4%～40.8%;施用有机肥和秸秆还田可有效提高作物产量,秸秆还田平均增产17.09%,施用有机肥平均增产23.41%。     

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。     

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。     

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。     

施肥对红壤水稻土团聚体分布及其碳氮含量的影响

依托中国科学院千烟洲生态试验站,利用1998年建立的红壤水稻田长期定位施肥试验,研究秸秆还田(ST)、化肥(NPK)、有机肥(OM)等施肥方式对红壤水稻土各粒级团聚体分布及其碳氮含量影响。结果表明:在所有施肥处理条件下红壤水稻土团聚体分布以<63μm的粉砂和粘粒为主,占41%-54%,长期施肥特别是施用OM有利于促进红壤水稻土大粒级团聚体形成;分别施用ST、NPK和OM均能提高红壤水稻土全土及各粒级团聚体中的有机碳和全氮含量,施用OM提高幅度最大。因此,在我国南方红壤稻作区的农业生产过程中应施用有机肥,从而改善土壤结构、碳贮量和养分状况。     

不同施肥处理对黑土硝化作用和矿化作用的影响

通过室内培养试验,研究了不同施肥处理对黑土硝化作用和矿化作用的影响。结果表明,与不施肥对照处理相比,施用氮肥显著促进了硝化作用的进行,但抑制了培养初期的氮素矿化作用,培养期间施氮处理的平均净硝化速率为4.21 mg NO₃^--N·kg^-1·d^-1,是对照处理的2.38倍;平均净矿化速率为1.18 mg N·kg^-1·d^-1,与对照处理没有显著差异。与对照处理相比,在施用氮肥的基础上配施猪粪进一步促进了土壤有机氮的矿化作用和硝化作用,培养期间的平均净硝化速率为8.14 mg NO₃^--N·kg^-1·d^-1,分别为对照处理和单施氮肥处理的4.59、1.93倍;平均净矿化速率为3.69 mg N·kg^-1·d^-1,是单施氮肥处理的3.12倍。与单施氮肥处理相比,氮肥配施秸秆处理显著抑制了硝化作用,平均净硝化速率下降62.7%,但与对照处理相比没有显著差异。氮肥配施秸秆处理的净氮矿化量在整个培养期间都是负值,平均净氮矿化速率为-1.62 mg N·kg^-1·d^-1,说明添加秸秆促进了土壤无机氮的同化。     

玉米秸秆添加量对温室土壤氨挥发及辣椒氮素吸收的影响

为探明玉米秸秆添加量对设施土壤氨挥发和辣椒氮素累积的影响，采用室内盆栽的试验方法，以蔬菜大棚土壤作为研究对象，以辣椒为试材，设置4个处理，即在常规施肥（N 100 kg·hm^-2、P₂O₅ 70 kg·hm^-2、K2O 80 kg·hm^-2）的条件下不添加秸秆（CK）和加入秸秆量分别为4 500 kg·hm^-2（S1）、9 000 kg·hm^-2（S2）、13 500 kg·hm^-2（S3）。采用通气法对盆栽辣椒土壤原位氨挥发进行监测，并在不同时期对土壤铵态氮、硝态氮含量及辣椒地上部总氮量进行测定。结果表明：监测期内不同秸秆添加量土壤的氨挥发量和氨挥发速率均在第7天达到峰值，S2的氨挥发量较CK、S1、S3分别减少了43.0%、12.8%和17.9%，氨挥发速率平均值分别降低了30.0%、7.5%和20.0%；土壤铵态氮含量各处理均在第7天达到峰值，S2较其他3个处理分别减少了24.2%、11.5%和14.8%，且S2与CK差异极显著；硝态氮含量在第21天达到峰值，S2较其他3个处理分别增加62.8%、25.8%和47.2%，且处理之间均差异显著；辣椒成熟期地上部总氮含量在第60天时，S1、S2、S3较CK增加了13.7%、19.1%和9.3%，且S2与CK、S1、S3均呈显著差异（P<0.05）； S2处理辣椒产量与CK相比增加14.3%；在监测期内土壤氨挥发累积量与植株地上部氮素累积量和辣椒产量均呈显著负相关（P<0.01）。研究表明，秸秆添加量为9 000 kg·hm^-2时能够显著减少设施土壤氨挥发量，有效降低土壤铵态氮含量，提高硝态氮含量，对植株氮素累积具有显著的促进作用，可减少农业面源污染。     

秸秆还田配合氮肥减量对稻田土壤养分、碳库及水稻产量的影响

通过大田定位试验,研究秸秆还田和氮肥减量对稻田土壤养分、碳库及水稻产量的影响。结果表明,采用适当的秸秆还田配合氮肥减量处理可以有效改善土壤理化性状,提高水稻产量。与单施纯氮270 kg·hm^-2处理相比,等氮量的秸秆还田配施纯氮240 kg·hm^-2处理的稻田土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾、总有机碳含量分别显著(P<0.05)增加了33.86%、13.83%、54.64%、21.60%、33.81%,而铵态氮、可溶性有机碳和微生物碳含量分别显著(P<0.05)减少了13.69%、49.22%和32.36%。在产量方面,秸秆还田配施纯氮240 kg·hm^-2的产量最高,较秸秆不还田不施氮肥处理和秸秆还田不施氮肥处理分别显著(P<0.05)增产57.90%、62.22%。在本试验条件下,秸秆还田配施纯氮240 kg·hm^-2为最优的秸秆还田配合氮肥减量模式,对改善土壤养分、增加土壤碳库、提高水稻产量具有一定作用。     

秸秆粉碎和焚烧还田对石灰性紫色土耕层土壤孔隙和有机碳的影响

为明确川中丘陵区长期不同秸秆还田方式对石灰性紫色土耕层土壤孔隙及有机碳的影响,利用田间原位监测和计算机断层扫描技术,测定夏玉米-冬小麦轮作、秸秆不还田（RMW₀）,夏玉米-冬小麦轮作、秸秆50%粉碎还田（RMW_shred）和夏玉米-冬小麦轮作、秸秆50%焚烧还田（RMW_burn）处理耕层土壤有机碳浓度、储量及孔隙特征参数。结果表明：RMW_shred和RMW_burn均能显著增加耕层土壤总孔隙度、降低土壤容重,RMW_burn耕层土壤大孔隙度是RMW_shred的2.7倍。RMW_shred和RMW_burn较RMW₀能有效改善土壤大孔隙集中分布现象,使层间大孔隙分布更均匀,3个处理孔隙数量均以当量孔径100~500μm孔隙为主,RMW_shred和RMW_burn优化了耕层土壤不同当量孔径孔隙数量比和体积比,且以RMW_shred更优。RMW_burn有利于增加耕层土壤>1000μm孔径的孔隙数量,RMW_shred耕层土壤>1000μm孔径的孔隙平均直径趋小。RMW_shred和RMW_burn平均喉道截面积、平均喉道截面形状因子、平均孔隙形状因子均较RMW₀低,长期秸秆还田使耕层土壤孔隙向有利于保水保肥的方向转变,且RMW_shred保水保肥能力较RMW_burn更优。秸秆连续还田15a后,只有RMW_shred耕层土壤有机碳浓度增幅显著。综合比较两种还田方式在改善川中丘陵区石灰性紫色土耕层土壤孔隙特征和固碳效果的差异表明,长期秸秆粉碎还田较焚烧还田更有利于改善耕层土壤孔隙特征,更能有效积累耕层土壤有机碳,更有利于川中丘陵区农业绿色发展。     

氮素和生物调控下稻草还田对土壤肥力和产量的影响

采用稻草整株全量还田方式,设置了高氮和低氮2个水平,配合有无生物腐解剂处理,以当地农民习惯施肥为对照,对稻草还田前后的理化性质做了系统的分析,进而确定最佳的还田方式。结果表明,稻草还田提高了土壤的碱解氮、速效磷、速效钾和有效硅含量,降低了土壤容重,其中稻草还田2年高氮加生物腐解剂处理的各项指标最佳,碱解氮、速效磷、速效钾和有效硅含量分别比未还田前提高了14.3%、9.7%、8.5%、23.9%,土壤容重较农民习惯施肥处理降低了9.34%,水稻产量提高了10.6%。