秸秆还田对稻田土壤磷素形态及磷循环微生物功能基因的影响

【目的】以南方酸性土壤连续8年秸秆还田定位试验田为研究对象，探究秸秆还田对水稻分蘖期与成熟期土壤磷循环微生物功能基因的影响。【方法】定位试验共设置5个处理：化肥+无秸秆还田(CK)、化肥+当季秸秆全量还田(CKS)、化肥+当季秸秆全量还田+秸秆替代10%钾肥(S10)、化肥+当季秸秆全量还田+秸秆替代20%钾肥(S20)和化肥+当季秸秆全量还田+秸秆替代30%钾肥(S30)。利用Guppy土壤磷素连续浸提法和宏基因组测序技术，分别测定土壤磷素组分和磷循环微生物功能基因数据。【结果】秸秆还田处理显著提高了Guppy土壤磷分级中可利用磷组分NaHCO₃-Pi的含量(P<0.05)，其中S10、S20处理较CK处理提升了5.88%～8.73%；中等可利用磷组分中NaOH-Pi为南方酸性稻田土壤最主要的磷素形态，含量为154.03～202.11 mg·kg^-1。同时，秸秆还田还显著影响了土壤磷循环微生物功能基因的丰度，其中无机磷溶解基因pqqC对秸秆全量还田处理的响应更为明显。秸秆还田条件下磷循环功能基因(如phnW、phnO、pqqB、pqq...     

秸秆还田对土壤脲酶活性·微生物量氮的影响

[目的]研究秸秆还田对小麦、玉米一年两熟制下淮北地区砂姜黑土微生物量氮、土壤氮素养分及土壤酶活性的影响,同时探索发展低碳农业、构建资源节约型和环境友好型农业,为实现粮食生产的可持续发展提供理论依据。[方法]通过多年的田间定位试验,并且结合室内分析。[结果]小麦、玉米秸秆能显著提高土壤的全氮含量、土壤脲酶活性和土壤微生物量氮含量。与对照相比,小麦、玉米秸秆还田不施肥处理在2010年小麦播种期、拔节期、开花期、灌浆期、成熟期和2011年玉米播种期、拔节期、大喇叭口期、吐丝期、灌浆期、收获期土壤脲酶的活性增幅分别为21.93%、4.92%、35.88%、4.71%、21.79%、0.99%、31.52%、21.77%、8.52%、3.74%、12.89%,小麦、玉米秸秆还田加施肥能显著提高土壤脲酶活性。小麦、玉米秸秆还田不施肥处理的土壤微生物量氮含量比单独施肥处理高出19.32%。[结论]秸秆还田是提高土壤微生物量氮的关键因素。     

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。     

不同施肥及秸秆还田方式对稻田土壤微生物区系的影响

不同施肥及秸秆还田方式对土壤微生物数量及分布有很大影响。从微生物总数看,秸秆翻埋处理JH3>常规处理JH1>秸秆全层还田处理JH2;分层施肥秸秆表面覆盖处理BH3>分层施肥保护性耕作处理BH1>干混施肥保护性耕作处理BH2。秸秆还田有利于土壤微生物数量的增加,其中秸秆全层还田对于微生物总数的增加不明显,但有利于耕作层土壤中放线菌数量的增加。保护性耕作和秸秆表面覆盖只进行土壤表层耕作造成了土层的"上富下贫",保护性耕作有利于土壤0～10cm土层内微生物数量的提高。     

秸秆还田配施氮肥对稻田土壤活性碳氮动态变化的影响

【目的】土壤微生物量碳氮和水溶性有机碳氮是土壤中最活跃的碳氮组分,是衡量土壤碳氮周转与养分有效性的重要指标。探讨秸秆配施氮肥、氮肥用量及基追比例对稻田土壤微生物量碳氮、水溶性有机碳氮、易氧化有机碳和速效氮的影响,明确秸秆还田条件下水稻生长季不同氮肥用量与基追比的土壤活性碳氮变化特征,为稻麦轮作区秸秆还田的氮肥管理提供理论依据。【方法】2012—2015年在湖北省荆门市田间试验中设置施氮量、秸秆配施氮肥和施氮时期3个大田试验。施氮量:不施氮(N0),推荐施氮(165 kg·hm-2,N165),习惯施氮(195 kg·hm-2,N195);秸秆配施氮肥:秸秆移除(CK),秸秆还田(移栽前将上季小麦秸秆全部还田,S),秸秆还田+习惯施氮量(SN),秸秆还田+推荐施氮量(SF),秸秆还田+推荐施氮量+腐解菌剂(SM);施氮时期:基施﹕拔节期﹕抽穗期氮肥施用比例为7﹕3﹕0(R1),5﹕3﹕2(R2),10﹕0﹕0(R3)。【结果】秸秆还田+习惯施氮量(SN)显著提高了水稻拔节期土壤微生物量碳(SMBC)含量,但是其成熟期水溶性有机碳含量(DOC)显著降低。秸秆还田+推荐施氮量(SF)显著提高...     

秸秆还田对南方稻田土壤N2O排放及硝化和反硝化微生物群落的影响

【目的】以我国南方典型赤红壤水稻土为研究对象,探究不同秸秆还田量对双季稻区晚稻季土壤N₂O排放特征及硝化和反硝化微生物的影响,旨在为南方稻田N₂O减排提供科学依据。【方法】以2015年设置的定位试验为研究平台,设计5个处理：(1)CK,化肥+无秸秆还田;(2)CKS,化肥+当季秸秆全量还田;(3)S10,化肥+当季秸秆全量还田+秸秆替代10%钾肥;(4)S20,化肥+当季秸秆全量还田+秸秆替代20%钾肥;(5)S30,化肥+当季秸秆全量还田+秸秆替代30%钾肥。采用密闭静态暗箱-气相色谱法及宏基因组测序对气体和土壤微生物进行检测。【结果】稻田土壤N₂O排放主要集中在水稻分蘖期;较CK处理,秸秆还田各处理显著降低了稻田土壤N₂O累计排放量,其中,S30处理的N₂O累计排放量最低,为0.09 kg·hm^-2,其全球增温潜势也最低;硝化过程中,氨氧化细菌(amoA和amoB)在分蘖期和成熟期的优势菌属均为甲基孢囊菌属;反硝化过程中,nirK型反硝化细菌的芽单胞菌...     

添加碳氮对大豆秸秆还田土壤酶活性及微生物量碳的影响

试验设置3因素(秸秆(S)、红糖(T)、氮素(N))、2水平(添加(1)、未添加(0)),共8个处理STN1、STN0、SN1、SN0、TN1、TN0、N1、N0,在室温下进行60d的土壤培养试验,测定各处理在培养时期内的土壤呼吸、微生物量碳、3种土壤酶(蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶)的变化特征。结果表明:各处理的土壤呼吸速率均表现为前期快速增加,达到峰值后逐渐下降随之趋于稳定;随培养时间变化,各处理土壤酶活性呈现先升高后降低的趋势,大豆秸秆还田与不还田处理相比,对3种酶(蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶)以及微生物量碳含量有促进作用,其中秸秆+氮肥对土壤脲酶活性的提高最显著,秸秆+红糖+氮肥处理对土壤呼吸速率、蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性、微生物量碳含量的影响最显著。     

耕作方式和秸秆还田对稻田表层土壤微生物群落的短期影响

土壤微生物作为土壤生态系统的重要组成部分,对农艺措施响应敏感,为此采用磷脂脂肪酸(PLFA)法研究短期耕作和小麦秸秆还田对稻田表层土壤(0～5cm)微生物群落结构和多样性的影响。2011年在湖北省均川镇,设置了免耕(NT)和翻耕(PT)两种耕作方式以及6000kg·hm-2(SR3)、4000kg·hm-2(SR2)、2000kg·hm-2(SR1)、0kg·hm-2(SR0)四种还田量试验。为期两年的试验结果表明,试验田土壤共检测出了21种不同的磷脂脂肪酸类型,以iC15:0、C16:0、10Me17:0、Cyc19:0为主,分别占总磷脂脂肪酸的9.6%～11.6%、16.1%～19.0%、8.7%～13.0%和7.6%～9.8%,各处理土壤总磷脂脂肪酸含量在25.35～43.06nmol·g-1波动;免耕显著提高了表层土壤革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌,显著降低真菌和革兰氏阴性菌的生物量以及真菌/细菌、单不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸和Shannon-Winner指数;秸秆还田显著提高了细菌、真菌、革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的生物量以及真菌/细菌、Shannon-Winner指数、Simpson指数和Margalf丰度指数。因此,秸秆还田提高了表层土壤微生物生物量和微生物多样性,短期免耕主要影响微生物群落结构。     

轮耕模式与秸秆还田量对土壤碳氮及相关酶活性变化的影响

为探究轮耕模式与秸秆还田量对小麦-花生轮作田土壤碳氮及相关酶活性变化的影响,通过3年定位试验,设置旋耕/旋耕/秸秆半量还田(T1)、免耕/旋耕/秸秆半量还田(T2)、免耕/深松/秸秆半量还田(T3)、旋耕/旋耕/秸秆全量还田(T4)、免耕/旋耕/秸秆全量还田(T5)、免耕/深松/秸秆全量还田(T6),共6种轮耕方式与秸秆还田量组合处理,研究其对土壤有机碳、全氮、微生物量碳氮含量以及微生物熵碳氮和土壤蔗糖酶、脲酶活性变化的影响。结果表明：与其他处理相比,T6处理能够明显增加不同深度土层土壤有机碳、全氮、微生物量碳氮含量以及土壤碳氮比值、微生物熵碳氮,并提高10～20、20～40 cm土层土壤蔗糖酶、脲酶活性,其中土壤有机碳、全氮、微生物量碳氮含量差异达显著水平。0～10 cm土层,T6处理土壤微生物熵氮最大,较其他处理提高5.57%～15.19%;T5处理蔗糖酶、脲酶活性最高,较其他处理分别提高1.94%～5.95%、1.63%～11.61%;T3处理土壤微生物量碳氮比值最大,较其他处理提高2.43%～12.55%,除与T6处理无显著差异外,显著高于其他处理。10～20、20～40 cm...     

氮肥调控对浙北地区秸秆全量还田稻田土壤及水稻产量的影响

于2016—2017年连续开展大田定位试验,采用随机区组设计,以嘉优中科6号为材料,设置4种施氮水平(以纯N计:N0,不施氮;N1,225 kg·hm^-2;N2,300 kg·hm^-2;N3,375 kg·hm^-2),研究秸秆全量还田下氮肥调控对浙北地区稻田土壤养分、碳库、微生物,及水稻产量的影响。结果表明,在秸秆全量还田下,随着施氮量的增加,稻田土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾、碳库和微生物数量呈先增后减的趋势。与N0相比,N1处理的全氮、铵态氮、硝态氮、易氧化有机碳含量分别显著(P<0.05)增加了7.14%、9.86%、54.74%和21.70%;N2处理的全氮、速效钾、铵态氮、硝态氮、可溶性碳、易氧化有机碳、微生物碳、土壤细菌、真菌和放线菌数量分别显著(P<0.05)增加了32.59%、20.16%、12.12%、58.34%、54.45%、29.57%、56.49%、211.16%、241.61%和96.10%; N3处理的全氮、铵态氮、硝态氮、易氧化有机碳、微生物碳含量和真菌数量分别显著(P<...     

稻田秸秆还田添加腐熟剂试验初报

早稻收获后秸秆还田,并添加腐熟剂以加速稻草腐熟,提高稻草翻压效果,对后茬连作晚稻有很好的增产作用,同时对土壤理化性状有较好的改善。     

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%。     

稻草还田对土壤脲酶活性及土壤溶液无机氮含量影响

试验针对我国寒地水稻种植区,采用室外连续多年稻草还田小区和室内培养方式,研究水稻种植条件与非种植条件下稻草还田对土壤脲酶活性及土壤溶液无机氮含量影响,为我国寒地水稻秸秆还田技术提供参考。结果表明,整个取样时期,稻草还田处理与不还田处理土壤脲酶活性及土壤溶液无机氮含量变化趋势基本相同,小区试验呈先降后升再降趋势,室内培养试验呈下降趋势,土壤脲酶活性与土壤溶液无机氮含量呈显著正相关;土壤脲酶活性及土壤溶液无机氮含量随稻草还田量增加而降低;土壤脲酶活性及土壤溶液无机氮含量在室内条件下比较稳定,而在室外条件下波动较大。稻草还田使水稻产量略有增加,但差异不显著。     

浙江省稻田系统秸秆还田问题及对策

秸秆还田是实施肥药减施及有机养分替代的主要技术。稻-麦轮作是浙江北部和中部稻区的主要栽培模式,稻-油和稻-稻模式则主要分布在浙江中部和南部稻区。调查表明,浙江稻区不同栽培模式的秸秆还田与耕作方式主要有:双季稻田秸秆翻耕还田,稻-麦(油)轮作水稻秸秆覆盖还田,以及稻-麦(油)轮作水稻季的4种秸秆还田耕作方式——麦(油)秸秆覆盖还田免耕水稻直播方式、麦(油)秸秆还田浅耕水稻直播方式、麦(油)秸秆还田深耕水稻插秧方式、麦(油)秸秆还田深耕水稻直播方式。不同耕作及还田方式各有利弊,但同时存在秸秆量大、还田困难,肥料配施没有定量计算方法,病虫害加剧,土壤水分需要科学管理,农机需要合理选择与操作等问题。通过调查研究,参考已有的研究技术资料,针对秸秆还田存在的问题进行分析与总结,提出以下对策。1)采取方式轮换措施调和不同耕作类型及不同秸秆还田方式产生的不足。2)中等肥力农田以单季秸秆还田量5~6 t·hm^-2、全年秸秆还田量10~12 t·hm^-2比较适宜,超过的秸秆量建议通过综合利用方式加以解决。3)肥料配施采取以氮肥全季调施、前期适当增施,钾肥适当减施为主的秸秆还田施肥策略。4)病虫害防治采取提前翻耕、秸秆深埋、淹水闷田的措施。5)水分管理以易于机械耕作和秸秆还田后保持土壤湿度促进秸秆腐解为原则,晚稻提倡干湿交替的灌溉管理方式。6)机械类型应选择带有秸秆切碎装置的收割机,耕作机械要保证翻埋深度,以实现稳定与均匀的还田作业。     

稻草还田、施用腐熟剂对晚稻产量及土壤肥力的影响

研究秸秆还田且施用秸秆腐熟剂对晚稻产量及土壤肥力的影响,结果表明：秸秆腐熟剂能明显加快水稻秸秆腐解速度,秸秆还田能改善土壤理化性状,提高土壤肥力;施用“肥老伴”和“宁粮”腐熟剂处理的水稻增产极显著。     

秸秆残茬对低温潜沼性稻田土壤还原性物质含量及稻谷产量的影响

采用盆栽实验的方法，研究了秸秆残茬对低温潜沼性稻田土壤氧化还原电位、土壤还原性物质总量、土壤Fe²⁺含量及其稻谷产量的影响。研究结果表明：(1) 在低温潜沼性稻田中，与无秸秆残茬田(T0)相比，随着秸秆残茬量的增加（2.5～10.0 t·hm^-2），T1,T2和T3处理的土壤还原性物质总量增加2.2～4.8 cmol·kg^-1；土壤Fe²⁺含量增加10.8～40.8 mg·kg^-1，土壤氧化还原电位降低23.2～96.5 mV。其中，当秸秆残茬量超过5.0 t·hm^-2时，秧苗移栽-返青期土壤Fe²⁺含量增加88.2 mg·kg^-1，土壤氧化还原电位降低196 mv，不利于水稻生长。(2) 在低温潜沼性稻田中，与无秸秆残茬田(T0)相比，随着秸秆残茬量的增加（2.5～10.0 t·hm^-2），T1,T2和T3处理的稻谷产量降低1 140～1 560 kg·hm^-2；当秸秆残茬量高于5.0 t·hm^-2时，稻谷千粒重降低0.2 g，结实率等显著降低4.2%。     

秸秆集中沟埋还田对土壤氮素分布及微生物群落的影响

秸秆集中沟埋还田(DB-SR)是一种新型土壤耕作方式,能够形成特殊的"秸秆层"结构。通过研究秸秆层及其界面土壤的氮素含量和微生物群落结构,以期阐明秸秆层对土壤氮素分布以及微生物群落的影响。设置秸秆沟埋还田深度为20 cm、40 cm以及对照(秸秆不还田)3个处理,测定秸秆层及其界面土层(±5 cm)的NH~+_4-N与NO~-_3-N含量,分析微生物量碳(MBC)及群落结构特征。研究发现,"秸秆层"对氮素具有滞留作用,并能够持续60个月。在20 cm埋深下,秸秆层提高了其界面上下土层的MBC,但对多样性指数的影响不显著;在40 cm埋深下,水稻秸秆层界面土壤MBC随时间先减小后增大,多样性指数随时间延长而增加;小麦秸秆层界面土壤MBC随时间先增大后减小,多样性指数随时间先减小后增大。微生物群落碳源利用主成分分析表明,秸秆层微生物能很好地利用各类碳源,其界面土壤的微生物代谢活性也比CK处理有所提高。对应分析表明,小麦秸秆在20 cm埋深下,NH~+_4-N、NO~-_3-N与界面土层微生物群落具有相关性,MBC与秸秆层微生物群落显著相关;在40 cm埋深下,NH~+_4-N、NO~-_3-N和MBC与秸秆层微生物群落变异显著相关。综上可知,"秸秆层"能有效滞留氮素,减少土壤氮素淋失,增加土壤微生物群落功能多样性。     

秸秆还田条件下减量施氮对作物产量及土壤碳氮含量的影响

【目的】探讨关中平原小麦-玉米轮作体系中,秸秆机械化全量还田条件下减量施N对作物产量、土壤碳库及NO-3-N累积的影响,为该地区粮食生产的合理氮肥用量提供理论依据。【方法】2008-06-2012-06在陕西关中平原进行了4年田间定位试验,在作物秸秆全量还田条件下,设置了常规施N(玉米和小麦季施N量分别为188,150kg/hm2)、15%减量施N(玉米和小麦季施N量分别为160,128kg/hm2)、30%减量施N(玉米和小麦季施N量分别为130,105kg/hm2)3个处理,对3个处理的玉米和小麦秸秆、籽粒产量以及植物全氮、土壤硝态氮含量、土壤有机碳及活性有机碳含量进行分析。【结果】与常规施N处理相比,15%减量施N有一定增产效果,作物周年籽粒产量可提高7.2%;且30%减量施N处理并未显著减少小麦和玉米籽粒产量以及小麦秸秆产量。减量施N处理明显降低了土壤NO-3-N累积量,且根据表观氮平衡结果,N肥施用量仍可减少。减量施N处理对土壤有机碳及活性有机碳含量均无显著影响。随着每季作物秸秆还田以及土壤有机碳含量的逐年增加,活性有机碳含量显著增加。【结论】在秸秆还田条件下适量减N,不仅能保证作物不减产,而且还可逐步增加土壤有机碳含量,降低土壤NO-3-N累积量,达到环境效益和经济效益的统一。     

秸秆还田对冬小麦品种百农矮抗58根际土壤微生物及土壤酶活性的影响

在大田条件下,以冬小麦百农矮抗58为试材,研究了秸秆还田对其根际土壤微生物数量及土壤酶活性的影响.结果表明,随着生育进程的推进,根际土壤微生物数量和土壤酶活性呈先升高后降低的趋势,其中以开花期表现较高.根际土壤微生物数量和土壤酶活性不同处理间表现为玉米秸秆还田翻耕＞玉米秸秆还田旋耕＞玉米秸秆清除旋耕.由此可知,应进一步...