添加畜禽粪对秸秆田间条带堆腐土壤团聚体特征及有机碳的影响

为了明确秸秆田间条带原位堆腐最佳还田方式,以吉林省范家屯农业科技示范园黑土为研究对象,通过湿筛法,探讨秸秆添加不同畜禽粪田间条带堆腐还田对土壤团聚体分布及有机碳的影响。以玉米秸秆为供试材料,进行田间条带堆腐试验,对比秸秆条带堆腐无畜禽粪（ck）、秸秆条带堆腐+腐熟猪粪（STP）、秸秆条带堆腐+腐熟鸡粪（STC）对土壤团聚体的影响。结果表明：与ck处理相比,添加畜禽粪秸秆条带堆腐各处理影响土壤不同粒径团聚体的分布及有机碳的含量,增加了土壤团聚体平均质量直径和几何平均直径,降低了土壤不稳定团粒指数、土壤团聚体破坏率和土壤分形维数。添加畜禽粪秸秆条带堆腐各处理对土壤团聚体各粒级有机碳含量影响显著,土壤水稳性团聚体中以0.25～0.053 mm粒级团聚体有机碳含量最高。总体来说,玉米秸秆田间条带堆腐添加畜禽粪,提高了土壤团聚体有机碳含量、增加大团聚体含量,优化团聚体稳定性结构,其中,以秸秆条带堆腐添加鸡粪处理效果最佳,对土壤的物理性质有一定的改善作用,提高了土壤地力,该结果对指导东北地区黑土秸秆还田具有重要意义。     

耕作方式与秸秆还田对表层土壤活性有机碳组分与产量的短期影响

为探明耕作方式和小麦秸秆还田对稻田表层(0～20cm)土壤活性有机碳(LOC)、碳库管理指数(CPMI)和作物产量的短期影响,于2011年在湖北省随州市均川镇,设置了免耕(NT)和翻耕(PT)两种耕作方式以及6000(SR3)、4000(SR2)、2000(SR1)、0kg·hm-2(SR0)4种还田量。结果表明:相对于翻耕,免耕显著提高水溶性有机碳(WSOC)23%～68%(P<0.0001)、微生物生物量碳(MBC)21%～40%和易氧化态碳(EOC)10%～63%(P<0.0001),但不影响颗粒态碳。相对于秸秆不还田处理(SR0),SR2和SR1显著提高WSOC37%～74%(P<0.0003);EOC含量随还田量增加而增加。对CPMI的影响,耕作处理表现为免耕>翻耕,秸秆还田处理为SR3>SR2>SR1>SR0。处理SR3、SR2和SR1比SR0分别使产量提高了7.7%～16%、17%～35%和23%～28%。线性相关分析表明,WSOC与产量有极显著相关性(P<0.01),表明土壤水溶性碳对短期土壤管理措施的改变反应敏感。     

玉米秸秆对不同有机碳含量的黑土有机碳库的影响

【目的】研究玉米秸秆不同添加量对不同有机碳含量的黑土土壤有机碳库的影响,为提高退化的黑土质量以及利用秸秆修复退化黑土提供重要参考。【方法】通过室外培养法,在2种不同有机碳含量的黑土中添加不同量(w)的玉米秸秆(0.5%、1.5%和2.5%),研究黑土有机碳库中总有机碳(TOC)、易氧化有机碳(ROC)、微生物量碳(MBC)、溶解性有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)、轻组有机碳(LFOC)、矿物结合态有机碳(MOC)、重组有机碳(HFOC)和惰性碳(IOC)的含量变化及各组分之间的相关关系。【结果】不同添加量的玉米秸秆均可增加2种有机碳含量黑土的TOC、ROC、MBC、DOC、POC、LFOC、MOC和IOC含量,且对低有机碳含量的黑土提高效果更明显,但却降低了2种黑土的HFOC含量。土壤有机碳库各组分除LFOC和HFOC之外均与TOC具有极显著正相关关系,ROC、MBC、DOC和POC含量之间具有极显著相关性。【结论】添加不同量玉米秸秆对2种有机碳含量的黑土均有一定的影响,高添加量秸秆施入可以有效提升高、低有机碳含量黑土的有机碳库组分,对低有机碳含量的黑土效果更好。在本试验玉米秸秆添加范围内,最佳添加质量分数为2.5%。     

秸秆还田方式对旱地草甸土活性有机碳组分的影响

为阐明不同秸秆还田方式下草甸土活性有机碳组分的分布特征,基于玉米田间定位试验,分析了不同耕作与秸秆还田方式下三个深度土层土壤有机碳及其活性组分的变化。结果表明：频繁的翻耕加速了表层（0~20 cm）土壤有机碳的矿化分解,使有机碳含量下降;免耕秸秆覆盖还田有利于表层土壤有机碳的增加,秸秆翻耕还田促进了中层（20~40 cm）土壤有机碳的积累;秸秆连续翻耕还田提高了中层土壤高活性和中活性有机碳的含量及土壤碳库管理指数,秸秆浅翻还田对表层和中层低活性有机碳的影响显著高于深翻还田与覆盖还田,但短期内秸秆连续浅翻还田与深翻还田对提高土壤碳库管理指数的差异不大。研究表明,土壤高活性和中活性有机碳对耕作深度的响应更加敏感,而秸秆还田主要使低活性有机碳增加,这也是玉米增产的主要原因。     

黑土活性有机碳库与土壤酶活性对玉米秸秆还田的响应

秸秆还田是培肥地力、控制焚烧导致大气污染的重要途径,探讨东北春玉米秸秆不同还田量对黑土活性有机碳库和酶活性的影响,为农业生产中实施秸秆还田措施提供理论基础。本研究设置了对照不施肥(CK)、单施氮磷钾肥(NPK)、化肥配施1/3秸秆还田(NPKS1)、化肥配施1/2秸秆还田(NPKS2)和化肥配施全量秸秆还田(NPKS3)5种处理,主要分析了不同处理对土壤活性有机碳组分、土壤碳库管理指数、土壤酶活性及春玉米产量的影响。结果表明,秸秆还田可以明显提高可溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)、颗粒有机碳(POC)和易氧化有机碳(ROC)的含量,且提升效果随着还田量增加而增加。不同秸秆还田量下碳库管理指数差异明显,NPKS1、NPKS2和NPKS3处理相对NPK处理分别增加了52.83%、86.92%和114.76%。秸秆还田后土壤木聚糖酶(BXYL)、纤维素酶(CBH)、乙酰基β-葡萄糖胺酶(NAG)和β-葡萄糖苷酶(BG)的活性均有不同程度提高,以NPKS3处理对BXYL酶活性提升效果最显著(P0.05)。秸秆还田明显提高春玉米产量,但是不同还田量之间差异不显著。相对NPK处理,NPKS2和NPKS3处理显著提高了活性碳组分DOC和POC含量、碳库活度、碳库活度指数及碳库管理指数、土壤CBH、BG和BXYL酶活性(P0.05)。综合来看,在本试验地区,玉米秸秆为4500~9000 kg·hm~(-2)是比较适宜的还田量。     

玉米秸秆添加量对黄土高原旱作农田土壤固碳特征的影响

【目的】探明不同玉米秸秆添加量对农田土壤固碳特征的影响.【方法】在甘肃省定西市李家堡镇进行玉米田间定位试验,设0(无秸秆还田,CK)、40g/kg(低量秸秆,T3)、60g/kg(中量秸秆,T2)、80g/kg(高量秸秆,T1)4个玉米秸秆还田处理.采用尼龙网袋法对540d观测期内的土壤总有机碳(SOC)、活性有机碳(ROC)、微生物量碳(MBC)动态变化特征进行分析.【结果】从整体来看,不同秸秆添加水平下SOC含量呈连续降低趋势;ROC含量于90d达到峰值后逐渐降低;MBC含量于180d达到峰值后逐渐降低.较之CK处理,T1、T2、T3水平均可提升土壤碳素含量,且随秸秆添加量的增加而增加.T2水平下土壤碳库活度指数最大,为1.25,该水平下秸秆残留率最小.【结论】秸秆还田处理土壤碳库管理指数(CPMI)随秸秆施入量的增加而增加.因此,在0~80g/kg玉米秸秆添加范围内,60g/kg水平更有利于土壤碳素的固持及土壤质量的改善.     

碳水耦合作用对土壤活性有机碳组分及碳库管理指数的影响

为了研究碳水耦合作用对土壤活性有机碳(LOC)组分及碳库管理指数的影响,通过有机碳含量高(H,4.0％)、中(M,2.0％)、低(L,0.5％)3个水平和含水量高(70％～80％)、中(50％～60％)、低(30％～40％)3个水平,进行室内裂区设计模拟培养试验,分析其活性有机碳含量和碳库指数的变化.结果表明:碳水耦合...     

免耕秸秆覆盖对土壤活性有机碳库的影响

为探索免耕秸秆覆盖对土壤有机碳库的影响,通过定位试验研究内蒙古武川县旱作免耕覆盖耕作模式下农田不同形态碳素含量、碳素有效率及碳库管理指数变化。结果表明,免耕秸秆覆盖处理比传统耕作显著提高土壤总有机碳、可溶性碳、微生物量碳及易氧化碳的含量及土壤碳库各项指数,且免耕同一留茬高度不同覆盖量处理间各项指标值差异显著,随秸秆覆盖量的增加各项指标值也增加。土壤易氧化碳与碳素有效率A、B、C及土壤碳库管理指数均呈极显著正相关关系,与土壤碳库管理指数的相关系数达0.991,易氧化碳作为土壤活性碳的指标可以更灵敏更直接地反映土壤有机碳短期的变化状况,免耕秸秆覆盖对于提高土壤有机碳库中各项指标值的贡献大于传统耕作。     

不同配肥方案对黑土有机碳含量及碳库管理指数的影响

 【目的】研究减施化学氮肥而相应增施有机肥对土壤有机碳含量及碳库管理指数的影响,寻找最佳的有机无机配比施肥方案。【方法】以黑龙江双城黑土为研究对象,共设5个施肥处理,分别为单施化肥(T1)、施5/6(N)+1/6有机肥(T2)、施4/6(N)+ 2/6有机肥(T3)、施3/6(N)+3/6有机肥(T4)、施2/6(N)+ 4/6有机肥(T5)。选用经典测定方法对各处理进行有机碳、活性有机碳的测定,进而算出碳库管理指数。【结果】施2/6(N)+ 4/6有机肥与施3/6(N)+3/6有机肥土壤有机碳含量和活性有机碳含量分别比单施无机肥高15.7%、6.4%和8.2%、10.9%;施3/6(N)+ 3/6有机肥与施5/6(N)+1/6有机肥碳库管理指数(CPMI)最高,其平均值比施2/6(N)+ 4/6有机肥和单施无机肥处理均高13.0%;单施无机肥、施5/6(N)+1/6有机肥与施3/6(N)+ 3/6有机肥粮食产量平均值高于其它处理9.1%。【结论】有机肥无机肥的不同配比对土壤有机碳、活性有机碳、碳库管理指数及粮食产量均有显著影响,施3/6(N)+ 3/6有机肥的处理能显著提高土壤有机碳、活性有机碳、碳库管理指数及粮食产量,是双城有机无机配肥的最佳方式。     

畜禽废弃物的基质化处理研究

畜禽废弃物的基质化处理试验采用木屑、茶渣和药渣为调理剂,分别配合0、20%、30%、40%质量比的猪粪,进行有机基质的腐熟对照实验.在整个腐熟周期,各组堆料的主要理化指标(堆温、pH值、电导率(EC)、有机质、全碳(TC)、全氮(TN)、全磷(TP)和总孔隙率等)随堆制时间呈现一定的变化规律.综合堆料的堆温变化、发酵周期和设施无土栽培对有机基质的理化指标要求,30%猪粪含量的腐熟后的有机基质,其理化性质比较适合作物栽培,腐熟周期适于工厂化生产.     

畜禽粪便超高温好氧堆肥工程案例

超高温好氧堆肥是高效、绿色的有机固体废弃物资源化技术,为了弥补超高温好氧堆肥在大规模工程性处理研究中的不足,通过对规模化畜禽粪便超高温好氧堆肥工程案例（处理量300 t·d^-1）的分析,阐述了超高温好氧堆肥在工程应用中的原理、工艺选择、运行参数以及经济效益。槽式及条垛式规模化畜禽粪便超高温好氧堆肥的最高温度可超过80℃,20~30 d完成堆肥。堆肥结束后,含水率和有机质分别保持在44%和35%左右,EC值为2.9 mS·cm^-1,水溶性有机碳和水溶性总氮的含量分别保持在3.0mg·kg^-1和0.9 mg·kg^-1。此外,腐熟料经过二次加工,可制备为功能性有机肥料。超高温好氧堆肥投资成本小、产品价值高,具有更高的经济效益。目前,已形成的可复制的畜禽粪便循环利用新模式,可为农林残余、生活垃圾、厨房残余等其他有机固废的规模化超高温好氧堆肥处置提供参考。     

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%。     

免耕稻草覆盖种植红薯对稻田土壤碳库及微生物数量的影响

以传统栽培为对照,探讨免耕稻草覆盖种植红薯对土壤总有机碳、活性有机碳、碳库以及微生物数量的影响。结果表明,免耕稻草覆盖能提高0～10cm耕层土壤的总有机碳、活性有机碳含量及各项碳库指数,而对10-20cm土层的影响不明显;免耕稻草覆盖0～10cm、10—20em土层的细菌、真菌、放线菌数量均明显高于传统栽培,说明免耕稻草覆盖可以提高土壤微生物的数量。生产上长期采用免耕稻草覆盖栽培措施,将更有利于提高土壤活性有机碳含量,改善土壤微生物生存环境,培肥土壤。     

畜禽粪便堆肥过程中碳氮损失及温室气体排放综述

堆肥是畜禽粪便资源化利用的重要技术,但堆肥过程中碳氮损失会降低产品的农用价值并造成温室气体排放。堆肥过程中的污染气体排放受多种因素影响,本文综述了堆肥原料类型、辅料类型、初始C/N、含水率和通风速率对畜禽粪便堆肥过程碳氮损失和温室气体（CH₄、NH₃、N₂O）排放的影响。结果发现：48.7%的C和27.7%的N在堆肥过程中损失,其中CH₄-C损失平均占初始总碳的0.5%,NH₃-N和N₂O-N损失分别占初始总氮的18.9%和1.1%。不同种类粪便堆肥碳氮损失差异明显,猪粪和鸡粪堆肥的温室气体排放量高于牛粪和羊粪。选择富含C的辅料与畜禽粪便联合堆肥均可促进有机物降解,其中以稻草或锯末为辅料时的温室气体排放量较低。初始C/N对堆肥过程N损失影响较大,总氮、NH₃和N₂O的损失均随C/N的增加而降低,其中C/N为20~25时最适宜N素保留。初始含水率显著影响CH₄和N₂O的排放,其排放量随含水率的增加呈显著上升趋势,以含水率为60%~65%最为适宜。通风速率（以堆肥干基计）为0.1~0.2 L·kg^-1·min^-1时,CH₄排放和总碳损失较低;通风速率为0.1~0.3 L·kg^-1·min^-1时,N₂O、NH₃和总氮损失较低。因此,为降低畜禽粪便堆肥过程碳氮损失和温室气体排放量,建议采用的工艺参数为：通风速率0.1~0.3 L·kg^-1·min^-1、含水率60%~65%、C/N为20~25。     

好氧堆肥去除畜禽粪便病原体的研究进展

近年来,非洲猪瘟、甲型H1N1流感、禽流感和新冠肺炎等疫情频发,其中甲型H1N1流感和禽流感等人畜共患病的病原体引发的疫情传播逐渐受到固体废弃物处理利用领域的关注。携带大量病原体的畜禽粪便若不能合理循环利用,会对人体健康和生态安全造成威胁。高温好氧堆肥是一种处理固体废弃物的常用方法,堆肥过程的高温阶段能够有效降低病原体数量,但仍有部分堆肥产品因病原体残留而存在安全风险。本文综述了堆肥过程对病原体的去除效果及其影响因素,探讨了堆肥产品中病原体残留的可能原因和存在的风险,并基于此提出了可以提高堆肥病原体去除效果的工艺优化方向,这将最大程度降低堆肥产品的安全风险,确保畜禽粪便堆肥产品的安全高效使用。     

施肥对玉米/大豆套作土壤活性有机碳组分及碳库管理指数的影响

【目的】研究不同施肥模式对玉米/大豆套作下土壤有机碳组分和碳库管理指数的影响。【方法】通过长期定位田间试验,以不施肥(CK)作为对照,按照氮磷钾施用量相同原则,设单施化肥(NPK)、70%NPK+30%秸秆(J1)、70%NPK+30%牛粪(N1)、40%NPK+60%秸秆(J2)和40%NPK+60%牛粪(N2)施肥处理,测定土壤有机碳、可溶性有机碳、易氧化有机碳和微生物量碳含量,并计算土壤碳库管理指数。【结果】与CK相比,2013年N1、J2和N2处理显著地提高了土壤有机碳含量;2014年各施肥处理均显著地提高了土壤有机碳含量。除2013年NPK处理外,2013年和2014年各施肥处理土壤可溶性有机碳含量均显著高于CK,其中J2处理可溶性有机碳含量最高,2013年显著高于NPK。土壤易氧化有机碳含量在2年内均表现为N1、J2和N2处理显著高于CK,其中N2处理土壤易氧化有机碳含量最高。各施肥处理土壤微生物量碳含量均显著高于CK,其中N2处理土壤微生物量碳含量最高。与同年CK相比,各施肥处理均显著地提高了土壤碳库管理指数,其中N2处理土壤碳库管理指数最高。【结论】玉米/大豆套作下,40%化肥与60%牛粪配施(N2)是提高桂西北喀斯特地区土壤活性有机碳组分和碳库管理指数的最佳方案。