秸秆还田对小麦玉米轮作田土壤有机碳质量的影响

利用小麦-玉米轮条件下不同秸秆还田方式进行定位试验,对不同秸秆还田方式下土壤有机碳和活性有机碳含量进行了6a11季的连续监测,结果表明:单施化肥和秸秆还田配施化肥均能提高土壤有机碳含量;3种还田方式均能显著提高活性有机碳和碳库管理指数,表现为玉米秸秆还田>两季秸秆还田>小麦秸秆还田;3种秸秆还田处理的土壤有机碳增长速率为玉米秸秆还田>两季秸秆还田>小麦秸秆还田。小麦季玉米秸秆还田对有机碳活性提升效果优于两季秸秆还田和玉米季小麦秸秆还田。     

秸秆还田深度对春玉米农田土壤有机碳、氮含量和土壤酶活性的影响

为研究秸秆还田旋耕深度对土壤理化性质和酶活性的影响,明确不同秸秆还田深度条件下土壤理化性质与酶活性的关系,在3年（2016—2018年）田间微区定位试验条件下,研究秸秆旋耕还田10 cm（S₁D₁）、20 cm（S₁D₂）、30 cm（S₁D₃）和秸秆移除旋耕10 cm（S₂D₁）、20 cm（S₂D₂）、30 cm（S₂D₃） 6个处理对东北春玉米农田土壤理化性质和酶活性的影响。结果表明：旋耕深度（D）及其与秸秆处理（S）交互作用（S×D）显著影响土壤有机碳（SOC）含量,0~20 cm土层S₁D₁、S₁D₂处理SOC含量较S₁D₃处理高1.2%~16.0%,而20~40 cm土层S₂D₃处理SOC含量最高。旋耕深度、秸秆处理及两者交互作用对土壤硝态氮（NO₃^--N）和铵态氮（NH₄⁺-N）含量、蔗糖酶和过氧化氢酶活性影响显著。在0~40 cm土层,D₁、D₂旋耕深度下秸秆还田处理NO₃^--N含量比秸秆移除处理平均提高46.9%和34.9%,NH₄⁺-N含量平均降低31.6%和4.4%。在各旋耕深度下,S₁处理0~20 cm土层蔗糖酶和脲酶活性高于S₂处理,20~30 cm土层过氧化氢酶活性低于S₂处理。相关性分析表明,SOC、土壤全氮（TN）与NO₃^--N、NH₄⁺-N含量和蔗糖酶活性呈显著正相关,与pH、土壤含水量（SWC）呈显著负相关。主成分分析表明,与S₁D₁相比,S₁D₂对0~20土层蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶活性和0~40 cm土层SOC、TN含量影响更明显。综上所述,秸秆旋耕还田20 cm可改善0~40 cm土层养分水平,提高土壤酶活性,推荐为东北春玉米产区农田土壤培肥的合理秸秆还田方式。     

免耕对土壤有机碳和微生物碳含量及作物产量的影响

研究了不同免耕方式对土壤有机碳和微生物碳含量及作物产量的影响,结果表明,免耕对土壤有机碳的含量影响较小,但能显著增加土壤微生物碳的含量。作物种类及种植方式不同,其免耕的增产效果不同。     

秸秆还田对宁南旱区土壤有机碳含量及土壤碳矿化的影响

为了探明秸秆还田对宁南旱区土壤有机碳及土壤碳矿化的影响,为该区作物生产及土壤培肥制度的建立提供参考,通过4a(2007-2010年)秸秆还田定位试验,设置不同秸秆还田量处理,谷子秸秆按3000 kg·hm-2(低L)、6000 kg·hm-2(中M)、9000 kg·hm-2(高H)粉碎还田,玉米秸秆按4 500 kg...     

深松与秸秆覆盖还田对半干旱区土壤碳组分和玉米产量的影响

为促进黑龙江省西部半干旱区土壤固碳和玉米增产,以黑龙江省农业科学院耕作与秸秆长期定位试验田为研究对象,以CK(常规种植)、NFG(秸秆覆盖还田)、SFG(深松+秸秆覆盖还田)3种处理对土壤有机碳、不同粒径有机碳、水溶性有机碳含量及玉米产量的影响进行分析,研究深松与秸秆覆盖还田对半干旱区土壤碳组分和玉米产量的影响。结果表明,(1)本试验中,在0～10 cm和10～20 cm土层的土壤有机碳和水溶性有机碳含量顺序均为SFG>NFG>CK。(2)<0.053 mm粒级团聚体有机碳含量明显高于>0.250 mm和0.053～0.250 mm粒级,在0～10 cm土层,SFG、NFG处理土层>0.250 mm、<0.053 mm和0.053～0.250 mm粒级团聚体有机碳含量均比对照CK提高10%以上。(3)在10～20 cm土层,SFG处理>0.250 mm粒级和NFG处理0.053～0.250 mm粒级团聚体有机碳含量增加较为明显。(4)不同处理之间玉米穗长、穗粗和穗行数差异不显著,穗粒数和产量差异达到显著水平,其中SFG和NFG处理分别较CK产量...     

耕作方式和秸秆还田对直播稻产量及稻田土壤碳固定的影响

土壤有机碳贮量巨大,其较小幅度的变化就可能影响到CO2向大气的排放,以温室效应影响全球气候变化.人类不当利用下的土壤碳库的损失可能是陆地失汇和大气碳库不断增加的原因之一[1-3].水稻土作为一种特殊利用方式下形成的人为耕作土壤,具有较高的碳密度和较大的固碳潜力[3-4].     

长期秸秆还田对稻麦轮作区土壤有机碳组分构成的影响

为研究长期秸秆还田对太湖地区稻麦轮作土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)含量的影响,依托10a田间定位试验,以无秸秆还田为对照(CK),设置稻秸秆不还田+麦秸秆全量还田(W)、稻秸秆全量还田+麦秸秆不还田(R)、稻麦秸秆均半量还田(HRW)、稻麦秸秆均全量还田(ARW)4个秸秆还田处理,分析5种...     

连续秸秆还田对作物产量和土壤养分的影响

5年连续秸秆还田定位试验结果表明，在施用化肥或不施化肥前提下，秸秆还田对作物产量和土壤有机质含量提高均较为明显，土壤全氮，速效磷含量也有提高；而速效钾含量虽比秸秆不还田处理提高，但比试验前有所下降，因此，连续秸秆还田还须适当增加钾肥的施用量，才能满足作物高产需求，达到土壤钾素平衡。     

稻麦秸秆全量还田对作物产量和土壤的影响

秸秆还田在农业生产中被普遍应用,对秸秆还田的作用已有不少研究[2～5 ].但较多报道论及的秸秆还田量一般较少,为秸秆总量的1/3～1/2.目前农作物秸秆作为燃料、垫料等应用在减少,秸秆焚烧、丢弃现象日益严重,既浪费有机肥资源,又污染环境.     

玉米秸秆还田对土壤有机碳、微生物功能多样性及甘蓝产量的影响

在甘蓝蔬菜地采用随机区组设计,共设4个秸秆还田试验处理,即JG1（低用量,秸秆7 500 kg·hm-2）,JG2（中用量,秸秆11 250 kg·hm-2）,JG3（高用量,秸秆22 500 kg·hm-2）和CK（秸秆不还田）,采集分析不同处理土壤有机碳及微生物功能多样性。结果表明：秸秆还田后显著提高土壤微生物量碳（MBC）和水溶性有机碳（WSOC）含量,MBC增加了127.0%～147.7%,WSOC提高了54.1%～69.4%。中、高用量玉米秸秆还田后,土壤微生物活性（AWCD）、微生物Shannon指数（H）和均匀度指数（E）均显著高于对照,甘蓝产量分别提高16.6%和11.1%。研究结果表明,秸秆还田是一种有效提高土壤有机碳及微生物功能多样性的土壤管理方法。     

不同有机物料还田对农田土壤有机碳以及微生物量碳的影响

为促进农业有机废弃物料的循环利用,选用来自5个涉农系统的有机物料(酒渣、沼渣、菌渣、猪粪和农田秸秆)进行还田,以单施化肥为对照研究其对土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)、微生物量碳(Microbial carbon,MBC)以及微生物商(Microbial quotient,Qmb)的影响。2011—2013年的数据结果表明:1)与无机肥对照相比,有机物料还田显著促进土壤SOC的积累,3年平均提高43%;其中沼渣和菌渣的效果好于猪粪、酒渣与秸秆,农田系统外的有机物料优于秸秆,更有利于SOC的积累。2)有机物料促进MBC的增加,较对照平均增加34%,其中酒渣、秸秆和猪粪对MBC的影响大于沼渣与菌渣。3)5种物料中,酒渣和秸秆还田提高土壤Qmb值;沼渣和菌渣还田降低土壤Qmb值,提高SOC的稳定性。     

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%。     

小麦-玉米轮作体系中秸秆还田方式对土壤肥力及作物产量的影响

【目的】探讨小麦-玉米轮作体系下不同秸秆还田方式对土壤肥力和作物产量的影响,旨在为促进小麦-玉米连续轮作区的农业可持续发展提供理论依据。【方法】在陕西关中地区,于2008-2010年采用2年4季的田间定位试验,以玉米秸秆不还田-小麦秸秆不还田为对照（CK）,比较玉米秸秆覆盖还田-小麦秸秆高留茬还田（T₁）、玉米秸秆直接还田-小麦秸秆高留茬还田（T₂）、玉米秸秆直接还田-小麦秸秆直接还田（T₃）3种秸秆还田方式对土壤碳储量、养分含量及作物周年产量的影响。【结果】与CK相比,3种秸秆还田方式下耕层（0～20 cm）土壤总有机碳储量（C_T）、土壤活性有机碳储量（C_L）、土壤碳库管理指数（CMI）及土壤全磷、硝态氮、速效钾含量和作物周年产量均增加。3种秸秆还田方式对C_T、C_L及CMI的影响表现为T₃>T₂>T₁;对作物周年产量的影响则表现为T₂>T₃>T₁;对土壤养分的影响无明显规律性,但是对速效钾含量的影响表现为T₂>T₃>T₁。【结论】综合考虑,在陕西关中小麦-玉米轮作体系中,玉米秸秆直接还田-小麦秸秆高留茬还田模式（T₂）是较优的耕作方式。     

有机物料添加后滨海盐渍土壤溶解性有机碳变化 及其紫外-可见光谱特征

利用紫外-可见光谱技术研究不同盐分水平(低盐、高盐)土壤中添加不同有机物料后土壤DOC的紫外-可见光(UV-Vis)光谱特征变化,探究盐渍土壤碳库的稳定性.结果显示,添加有机物料能显著增加DOC含量,与生物炭和有机肥相比,秸秆处理后的土壤DOC含量更高.在200～800 nm波长范围内,两种盐分土壤DOC溶液的吸光值随着波长增加均呈降低趋势,在230～280 nm内出现吸收平台.低盐土壤,DOC含量和紫外-可见光谱特征区域面积积分比值均对应地高于高盐土壤的值,而A250/A365及A240/A420比值则低于高盐.相关性分析表明,土壤DOC含量与254 nm处吸光值呈显著线性相关(R2＞0.9,P＜0.05),用于表征DOC特征的紫外光谱特征参数之间的相关性在高盐、低盐土壤上并不完全一致.由此说明,有机物料处理后,低盐土壤的DOC腐殖化程度、芳香性、相对分子量和团聚化程度都对应的比高盐土壤的更高.在高盐土壤上,添加不同物料的土壤DOC各项紫外特征参数之间无显著差异;在低盐土壤上,秸秆处理后土壤DOC的芳香性及疏水性与其他处理有显著差异.DOC结构复杂且受环境影响较大,需要结合多种参数判断其结构特征.     

外源碳酸钙和稻草对喀斯特地区土壤活性有机碳的影响

为了解喀斯特土壤活性有机碳在土壤有机碳周转中的特征,设置在干土中添加14C–稻草(每1 g干土添加500μg C)、14C–CaCO3粉末(每1 kg干土添加50 g C)和不添加任何外源物(CK)3种处理,对广西环江县2种典型类型土壤棕色石灰土、黑色石灰土和地带性红壤进行为期100 d的室内培养试验。结果表明,添加14C–稻草和14C–CaCO3后5 d,红壤、棕色和黑色石灰土中土壤总微生物生物量碳(MBC)含量均达峰值,红壤中总MBC含量分别为231.7、273.0 mg/kg,分别高于对照70.2%和100.5%;棕色石灰土中总MBC含量分别为288.1、307.7 mg/kg,分别高于对照23.0%和31.3%;黑色石灰土中总MBC含量分别为683.7、787.2 mg/kg,分别高于对照4.5%和20.3%。3种土壤总溶解有机碳(DOC)含量均达到最大值;黑色石灰土总MBC含量显著大于棕色石灰土和红壤,而红壤总DOC含量显著大于石灰土(P<0.05)。14C–稻草对3种土壤14C–MBC、14C–DOC含量的影响显著大于14C–CaCO3的影响(P<0.05)。添加外源碳酸钙和稻草均能增加土壤活性有机碳含量。喀斯特地区石灰性土壤较红壤稳定,有利于土壤有机碳的积累。     

玉米秸秆还田模式对土壤肥力和玉米产量的影响

为探讨西辽河平原灌区玉米秸秆还田适宜模式,于2016年在连作玉米田设深翻秸秆还田(DR)、旋耕秸秆还田(RR)、深翻秸秆还田施用腐熟剂(DR+D)和旋耕秸秆还田施用腐熟剂(RR+D)4个处理,以旋耕不还田(CK)为对照,研究不同还田模式对土壤速效养分、土壤酶活性和玉米产量的影响。结果表明:RR+D和RR分别较CK增产24.56%和28.00%,DR和DR+D产量与CK无显著差异。RR+D处理显著(P<0.05)提高了表层(0~10 cm)土壤碱解氮含量(增幅94.56%),其他处理表层土壤速效养分含量与CK无显著差异。各秸秆还田处理可不同程度提高不同土层土壤酶的活性。综合来看,该地区以旋耕秸秆还田施用腐熟剂模式的效果较好。     

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...     

稻秆及稻秆生物炭添加对稻田红壤有机碳组分及CH4和CO2累积排放量的影响

为明确稻秆生物炭添加对稻田红壤有机碳组分及CH₄和CO₂累积排放量的影响过程与机制,本研究以稻田红壤为对象,通过室内培养试验,按土壤质量的1%等碳添加量设置对照(CK)、稻秆(RS)及300、400℃和500℃下制备的稻秆生物炭(RSB300、RSB400、RSB500)5个处理,对比分析了稻秆及稻秆生物炭添加0、30 d与120 d时,稻田红壤中可溶性有机碳(DOC)、总有机碳(TOC)、游离态粗颗粒有机碳(fcPOC)、游离态细颗粒有机碳(ffPOC)、闭蓄态颗粒有机碳(oPOC)、游离态矿物结合态有机碳(fMOC)及闭蓄态矿物结合态有机碳(oMOC)的变化差异,并探讨了稻田红壤CH₄和CO₂累积排放量与各有机碳组分含量的相关关系。结果表明:稻秆生物炭添加后稻田红壤中DOC、TOC、fcPOC、ffPOC、oPOC和fMOC含量均显著增加;其中,oPOC与oMOC含量随着培养时间的增加而显著增加,但fcPOC与fMOC含量则显著降低(P<0.05)。与CK处理相比,RS处理的稻田红壤中CH₄和CO₂的累积排放量均显著且持续增加;RSB各处理的稻田红壤中CO₂的累积排放量显著降低;只有RSB300和RSB400处理的稻田红壤中CH₄的累积排放量显著增加,且在培养120 d时分别增加了188.5%和32.7%(P<0.05)。相关性分析表明,添加稻秆及稻秆生物炭的稻田红壤中CH₄和CO₂累积排放量虽与DOC、ffPOC和fcPOC含量均呈极显著正相关关系,但其中DOC和fcPOC含量起主导作用(P<0.01)。研究表明,添加稻秆生物炭可以有效提高稻田红壤中各有机碳组分的含量与稳定性,且500℃热解制备的稻秆生物炭添加对稻田红壤中CH₄、CO₂累积排放量抑制效果最好。     

长期秸秆还田下土壤反硝化细菌群落的有机碳驱动机制

采集连续5 a秸秆还田(SF)和不还田(CK)处理0~20、20~40、40~60、60~80、80~100 cm土层的土壤样品,对各层土壤不同有机碳、氮组分含量,以及反硝化细菌的丰度和种群组成进行分析。结果显示,SF处理0~40 cm土层的颗粒有机碳(POC)、20~60 cm土层的矿物结合态有机碳(MOC)和0~80 cm土层的全氮含量较CK处理分别显著(P<0.05)增加45.69%~142.75%、89.34%~272.68%和14.26%~90.34%,但0~40 cm土层的溶解性有机碳(DOC)和0~60 cm土层的微生物生物量碳(MBC)、硝态氮含量分别显著(P<0.05)减少68.89%~75.93%、35.58%~75.43%和12.91%~61.86%,其中,约63.81%的硝态氮损失发生在0~40 cm土层。相关性分析结果显示,土壤有机碳组分中的POC和MOC与土壤反硝化细菌的丰度显著(P<0.05)正相关,且影响其种群结构变化。SF处理0~60 cm土层nirS、nirK和nosZ基因拷贝数较CK处理增加2.5~6.7倍,并可有效促进unclassified_c_Betaproteobacteria(β-变形菌纲)、unclassified_f_Rhodocyclaceae(红环菌科)、unclassified_k_norank_d_Bacteria和unclassified_o_Burkholderiales(伯克氏菌目,属β-变形菌)的生长。综上,长期秸秆还田下,土壤反硝化细菌的生长及其种群结构变化主要受相对稳定的POC和MOC的驱动,引起的土壤硝态氮损失应在耕地肥力维系和提升,以及作物营养管理中予以必要考虑。