秸秆还田对长期连作棉田土壤微生物量碳氮磷的影响

通过棉花长期连作定点微区试验, 研究了秸秆还田条件下长期连作棉田土壤微生物量碳、氮、磷(SMBC、SMBN、SMBP)含量的变化规律, 为衡量和评价秸秆还田对长期连作棉田土壤质量和肥力的影响提供科学的理论依据。研究结果表明:秸秆还田可以显著提高不同土层SMBC、SMBN、SMBP含量, 且随着连作年限增加, SMBC、SMBN、SMBP含量逐渐升高;秸秆不还田条件下, 随着连作年限增加SMBC、SMBN、SMBP含量下降, 0~20 cm土层秸秆还田条件下连作5、10、15年SMBC比无秸秆还田条件下分别增加 20.8%、67.2%、70.4%, SMBN比无秸秆还田条件下分别增加22.2%、81.2%、85.4%, SMBP比无秸秆还田条件下分别增加22.3%、81.2%、85.3%;秸秆还田条件下, 0~20 cm土层连作30年棉田SMBC比连作5、10、15、20年和25年分别增加了116.6%、86.2%、101.6%、28.9%和7.99%;0~20 cm土层连作30年的SMBN含量比连作5、10、15、20年和25年的分别增加了114.1%、82.1%、99.65%、27.8%和7.15%;0~20 cm土层连作30年的SMBP含量比连作5、10、15、20年和25年的分别增加了65.7%、6.9%、34.2%、1.4%和2.22%。不同土层间微生物量差异表现为0~20 cm> 20~40 cm> 40~60 cm。秸秆还田可以显著提高连作棉田微生物量碳、氮、磷的含量, 且可以缓解棉花连作的不利影响, 有利于提高土壤质量和土壤肥力。     

秸秆还田对棉田土壤微生物和土壤呼吸速率的影响

通过基质诱导呼吸法和CO2释放量法研究了棉花秸秆还田对棉田土壤微生物生物量碳、土壤微生物活性和土壤呼吸速率的影响。结果表明,棉花秸秆还田提高了土壤微生物生物量碳含量,不同年份和土层土壤微生物生物量碳含量的变化趋势有所不同,两年试验结果0~20 cm土层除2012年8月和9月份外其它时期和20~40 cm土层除2013年8月份外其余时期土壤微生物生物量碳的含量均是秸秆还田显著高于秸秆未还田,而40~60 cm土层差异均未达显著水平。土壤微生物活性在不同年份和不同土层,除20~40 cm2013年4月和9月份以及40~60 cm土层的2013年5月和8月份差异未达显著水平外,其它时期秸秆还田均显著高于未还田处理。秸秆还田提高了土壤呼吸速率,不同年份和不同土层,除20~40 cm的2012年9月份和2013年6月份以及40~60 cm土层的2012年6月份、2013年5月份差异未达显著水平外,其它时期秸秆还田均显著高于未还田处理。     

长期秸秆还田对土壤理化特性及微生物数量的影响

在陇东黄土高原较为贫瘠的土壤依托定位试验,研究不同秸秆还田年限对土壤理化特性及微生物的影响。结果表明,秸秆还田能够显著提升土壤的贮水能力,降低土壤容重及增加土壤孔隙度,改善土壤的结构,同时还能增加土壤有机碳的含量,对较深耕层土壤有良好的改良效果。秸秆还田能增加0～30 cm耕层土壤的微生物数量,且随着还田年限的增加,显著改善土壤微生物群落结构。     

秸秆还田对长期连作棉田土壤腐殖质组分含量的影响

【目的】以棉花长期连作定位试验田为研究对象,分析秸秆还田条件下长期连作棉田土壤腐殖质组分含量变化特征,为衡量和评价秸秆还田对长期连作棉田土壤质量和肥力的影响提供科学的理论依据。【方法】试验在石河子大学农学院试验站棉花长期连作定位试验田进行。设秸秆还田模式下5、10、15、20、25和30 a棉田连作小区,无秸秆还田模式下1、5、10和15 a连作小区,共计10个处理,每个处理3次重复,小区土壤初始背景值相近。棉花种植品种为“新陆早46号”,按“30+60+30”宽窄行距配置,种植密度为每公顷19.8万株/hm²。全生育期滴灌11次,滴灌总量5 400 m³·hm^-2,采用膜下滴灌。共施纯氮495 kg·hm^-2,30%基施,其余随水滴施,其他管理措施同一般大田管理。【结果】秸秆还田可以显著提高3个土层土壤胡敏酸含量,随着连作年限增加, 胡敏酸含量逐渐升高,20-40 cm土层土壤胡敏酸积累幅度最大,连作30 a棉田土壤胡敏酸含量比连作5、10、15、20和25 a分别增加139.90%、86.68%、93.33%、58.60%和22.86%;秸秆还田长期连作棉田0-20、20-40和40-60 cm土层土壤富里酸含量随着连作年限的增加而保持稳定不变, 分别维持在（2.79±0.19）、（2.56±0.10）和（1.77±0.15）g·kg^-1的水平上,而且0-20 cm和20-40 cm土层富里酸含量明显大于40-60 cm土层。秸秆还田能够显著地增加长期连作棉田各个土层胡敏素含量,胡敏素含量0-20＞20-40＞40-60 cm土层。秸秆还田不同连作年限C_HA/C_FA值均大于1,PQ值均大于0.5,且随着年限增加而增大,连作5 a最小,连作30 a最大,0-20、20-40和40-60cm土层连作30年C_HA/C_FA比连作5 a分别增加120.04%、116.39%和112.91%,PQ值连作30 a比连作5 a分别增加37.15%、36.44%和36.81%。【结论】秸秆还田能够提高长期连作棉田土壤胡敏酸和胡敏素的含量,增加富里酸含量并使之处于稳定水平上,还能够显著地提高 C_HA/C_FA和PQ值,使土壤腐殖质品质朝好的方向转化。     

玉米套作及秸秆还田对草莓连作土壤养分及微生物区系的影响

以连作草莓大田为试验对象,设置玉米套作棚与对照棚2个处理,分别于玉米苗期、成熟期和秸秆腐熟期调查两棚土壤养分含量及微生物区系状况。结果表明:玉米套作及秸秆还田处理后的连作土壤有机质含量提高19.64%,碱解氮含量提高11.68%,有效铁含量提高56.49%～78.74%,有效钙含量提高7.16%,过剩的有效镁含量降低9.20%～17.65%;套作棚的土壤细菌数量和细菌/真菌值均比对照棚提升了22.24%和20.62%,土壤微生物结构由"真菌型"向"细菌型"转变;玉米套作及秸秆还田处理后的放线菌数量是对照的2.64倍,增强了抵御病虫害侵染的能力。因此,玉米套作及秸秆还田处理可以有效改善草莓连作土壤的养分状况和微生物群落结构,缓解连作土壤碱化和次生盐渍化。     

秸秆还田对设施土壤微生物种群数量的影响

对不同年限的秸秆还田土壤样品进行测试,采用培养计数法分析秸秆还田对土壤微生物种群数量的影响。结果表明：秸秆还田能明显增加设施土壤中固氮菌、钾细菌、有机磷细菌的数量,并随施用年限的增加而增加;亦能减少土壤中无机磷细菌的数量。     

秸秆还田不同处理方式对黑土微生物数量和土壤酶活性的影响

[目的]采用大田试验的方法,探讨了秸秆还田不同处理方式对黑土微生物数量和土壤酶活性的影响。[方法]土壤微生物采用稀释平板法及四分法进行测定。过氧化氢酶和脲酶的测定分别采用高锰酸钾滴定法和靛酚比色法。[结果]在秸秆施入量相同的情况下,施腐熟秸秆处理显著增加了土壤细菌、真菌和放线菌的数量,增幅分别为61.1%、111.3%和113.5%。秸秆还田处理和施用有机肥处理对土壤脲酶和过氧化氢酶有促进作用,其活性明显高于对照。[结论]该研究可为退化黑土耕地的恢复和秸秆还田模式的选择提供参考。     

不同连作年限棉田土壤微生物和酶的特征

[目的]测定不同连作年限土壤微生物主要类群及其数量变化以及土壤酶的活性.[方法]以新疆高产棉花连作5、10、15和20年的土壤为研究对象,测定土壤微生物数量和酶活性.[结果]棉花不同连作年限对土壤微生物环境产生了显著的影响.土壤中三大类微生物总数随着连作年限的增长呈下降趋势,细菌数量变化有极显著差异,真菌和放线菌变化无显著差异,棉田土壤B/F呈下降的趋势.[结论]对不同连作年限棉田土壤的脲酶、磷酸酶、蔗糖酶进行测定,结果脲酶、蔗糖酶的变化趋势一致,均随着连作年限的增加呈增强的趋势,磷酸酶活性随连作年限的增加先呈下降趋势,再随连作年限增加呈上升趋势.     

秸秆还田对土壤理化性状和土壤微生物的影响

本文综合分析了不同秸秆形态还田、秸秆与土壤不同混合方式还田、不同耕作措施配合秸秆还田对土壤理化性状和土壤微生物的影响,以期为秸秆还田模式的选择与推广提供技术参考与实践依据。     

有机肥对连作西瓜生长和土壤微生物区系的影响

在产生西瓜连作障碍土壤上增施有机肥,促进了连作西瓜生长,显著提高了西瓜根系活性,西瓜总根长、根表面积增大,改善了连作西瓜土壤中微生物的数量和区系,细菌和放线菌数量增加显著。4种有机肥料相比,3号、4号肥料优于1号、2号肥料。     

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...     

棉花连作对渭干河-库车河三角洲绿洲土壤理化性质的影响

以渭干河-库车河三角洲绿洲连作5、10、15、20 a和25 a的棉田土壤为研究对象,对棉田土壤的理化性质和酶活性进行分析。结果表明： 随着棉花连作年限的增长棉田土壤容重增大、孔隙度下降,粗砂和细沙含量增加,粘粒含 量下降,其变化连作15 a极为明显; 随着连作年限的增长盐分含量和pH值逐渐降低,有机质和碱解氮含量大幅度升高,速效磷比较稳定或略有减小,而钾的含量显著下降,致使氮、磷、钾比例失调,其增减变化连作15 a极为显著; 随着连作年限的增长脲酶、过氧化氢酶和转化酶的活性呈现先升后降的趋势,连作15 a都达到最高值,蛋白酶和磷酸酶活性也呈现先升后降的趋势,但其活性连作20 a达到最高值。 由研究结果可以得出研究区棉花连作年限不宜超过15 a,棉花连作年限超过15 a时,会导致土壤容重增大、孔隙度下降,土体紧实板结,结构性差,土壤养分含量失衡,酶活性降低,土壤质量下降等连作障碍,使得棉花产出和效益受到影响。     

稻秆全量还田减量施肥对土壤养分及莴苣产量的影响

在水稻秸秆全量还田条件下,研究不同化肥用量对土壤养分及后季莴苣产量的影响,结果表明：稻秆还田处理与单施100％化肥处理相比,土壤碱解氮、有效磷含量平均增幅分别为5.04％、6.32％;土壤速效钾含量平均增幅19.35％,差异达显著水平.稻秆还田、减量施肥有利于提高莴苣株高、增加茎直径,显著提高莴苣产量;NP肥各减10％,K肥减30％、40％与单施100％化肥处理的莴苣产量相当.     

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。     

玛纳斯河流域长期连作棉田土壤重金属剖面分布特征分析

以新疆玛纳斯河流域长期连作棉田土壤为材料,对长期连作棉花土壤As、Cd、Cr、Ni、Cu和Pb的含量和剖面分布特征进行研究,旨在为该地区合理施肥和棉田土壤环境质量保护提供理论依据。选取研究区荒地和连作棉花5、10、20、30 a的土壤,分5层采集1 m土壤样品(每层20 cm),分析土壤重金属As、Cd、Cr、Ni、Cu和Pb的含量和垂直分布特征,并对土壤重金属的来源进行了解析。结果表明:研究区棉田和荒地土壤重金属As、Cd、Cr、Ni、Cu和Pb含量均未超过国家土壤环境质量二级标准,Cr、Ni、Cu、Cd和As的含量明显高于新疆土壤背景值,除Pb元素外,棉田其他5种重金属含量均显著高于荒地;变异系数棉田大于荒地,Cd的变异系数最大为0.46。棉田和荒地土壤剖面重金属含量都表现出表层略高于底层,随着连作年限的增加,土壤重金属含量显著增加且表现出更为明显的表层富集趋势,对比荒地和连作30 a的各层土壤,Cr、Cu、Ni、Pb、As和Cd含量增加幅度分别在36.68%~102.81%、43.31%~74.33%、21.85%~64.95%、2.12%~18.94%、23.03%~45.68%和167.50%~269.19%之间,总体来看,棉田土壤重金属在1 m土体中均表现出不同程度的累积。棉田土壤重金属含量相关性分析表明,土壤P素含量与棉田土壤中As、Cd、Cr、Cu和Ni呈极显著和显著相关,其相关系数分别为0.622、0.689、0.611、0.513和0.560,棉田因子载荷矩阵第一主成分As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和P具有较大的载荷,分别为-0.875、-0.952、-0.868、-0.907、-0.964、-0.635和-0.864,累积贡献率达到了85.46%,说明化学磷肥的长期大量施入,是棉田土壤重金属含量累积的主要原因。     

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。     

专用微生物肥对不同连作障碍土壤根际微生物区系的影响

为探究专用微生物肥对不同连作障碍程度土壤根际微生物区系的影响,采用不同连作障碍程度的土壤为栽培介质,施用2%的专用微生物肥后进行辣椒土培盆栽试验,取根际土壤进行稀释平板计数和PCR-DGGE分析。结果表明:随着土壤连作障碍程度的增加,根际土壤细菌和放线菌数量减少,真菌数量增加;施用专用微生物肥后,土壤微生物种群密度发生显著性变化,其中土壤连作障碍程度轻、中、重组细菌数目分别增加了78.6%、66.7%、54.5%,真菌数目分别减少了5.0%、12.5%、7.5%,放线菌数目分别增加了18.2%、9.1%、23.5%。通过分析PCR-DGGE指纹图谱发现,随着生理性土壤连作障碍程度的加剧,根际土壤微生物的丰富度和多样性指数降低,施用专用微生物肥后,微生物种群数目和种群结构发生改变,多样性指数升高。说明专用微生物肥对根际土壤微生物种群密度和种群结构有显著性影响,但是由于土壤连作障碍程度的不同产生效果不同。     

还田棉秆腐解与土壤理化性质对氮肥施用的响应特征

[目的]研究棉花秸秆还田配施不同氮肥处理对棉秆腐解及土壤理化性质的影响.[方法]以干旱区典型农业土壤-灰漠土为研究对象,采用随机区组设计,以不添加秸秆与氮肥(CK)为对照,设置无氮(0 kg/hm2)、低氮(N1:112.5 kg/hm2、N2:225 kg/hm2)、中氮(N3:450 kg/hm2)、高氮(N4:7...     

木薯茎秆粉碎还田对土壤肥力的影响

将上季木薯茎秆粉碎堆沤腐熟,通过设计不同的还田量于木薯下种前还田,研究木薯茎秆粉碎还田对土壤肥力的影响。结果表明,木薯茎秆粉碎还田可以有效降低土壤容重,增加土壤孔隙度,显著改善土壤的物理性状;还可以提高土壤脲酶和过氧化氢酶活性,增加土壤碱解氮、速效钾等速效养分含量,但对土壤速效磷含量的增效不明显。在木薯茎秆粉碎还田各处理中,以18000kg／ha处理对土壤的培肥效果最佳。     

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。