青海高原小麦秸秆–毛叶苕子混合腐解特征

[目的]研究小麦秸秆、毛叶苕子及二者混合物料在耕层土壤还田后的腐解和养分释放规律,以期为青海高原有机物料还田提供理论依据和技术指导.[方法]将毛叶苕子(G)、麦秆(S)和麦秆+毛叶苕子混合(G+S)3种有机物料自然风干后,切成2 cm长,放入尼龙网袋,埋入20 cm深土壤中自然腐解,地表撂荒.在埋入土壤后的第7、14、...     

不同装袋量下麦秆和毛叶苕子混合腐解特征

掌握不同装袋量下麦秆、毛叶苕子混合的腐解过程,对青海东部农业区秸秆还田和培肥土壤具有重要意义。通过尼龙袋填埋试验,设置物料类型和装袋量两个因素,完全随机组合共9个处理。物料类型设麦秆(W)、毛叶苕子(H)、混合物料(WH)3个水平,装袋量设16、28、44 g 3个水平,研究3种物料类型在不同装袋量下的腐解特征。研究结果表明,各处理下有机物料腐解呈现前期快-中期慢-后期加快的变化规律,至腐解结束,物料类型对累计腐解率有显著影响(P<0.05),麦秆、毛叶苕子、混合物料的累计腐解率平均为45.27%、76.75%、62.25%,表现为毛叶苕子>混合物料>麦秆。装袋量对累计腐解率有显著影响(P<0.05),装袋量分别为16、28、44 g时,平均累计腐解率分别为62.84%、63.32%、58.11%,装袋量28 g下腐解最快。双库指数衰减模型能较好地拟合物料腐解过程中腐解残留率与积温的关系,方程的决定系数均>0.88,预测腐解残留率与实测腐解残留率的MPE、RMSE、nRMSE分别为8%、2.47、7.85%。麦秆、毛叶苕子和混合物料的腐殖化系数平均分别为54.05%、31.32%、41.90%。物料混合显著提高了干物质量的易分解比例(P<0.01),装袋量为16、28、44 g时,混合效应值分别提高了13.27%、15.06%、8.61%,装袋量为28 g时混合效应最高。物料混合显著提高了干物质易分解比例,腐解速率加快。麦秆和毛叶苕子混合能加快物料的腐解,当装袋量为28 g时(相当于麦秆、毛叶苕子还田量分别为5490、3393 kg·hm-2)效果最好,该研究结果可为青海东部农业区秸秆还田提供理论和技术     

稻麦轮作制还田秸秆腐解和养分释放特征

秸秆还田是耕地质量提升的重要措施,还田秸秆腐解能够为作物生长提供氮、磷、钾等养分。明确稻麦轮作制水稻和小麦秸秆还田后的腐解和养分释放特征,是制定秸秆还田下合理养分管理制度的理论基础。通过田间尼龙网袋法,研究了小麦秸秆在水稻季、水稻秸秆在小麦季的腐解和养分释放特征以及秸秆腐解剂的影响。结果表明,小麦和水稻秸秆快速腐解期、中速腐解期、缓慢腐解期分别为0～10、10～20、20～110和0～10、10～50、50～200 d。在秸秆腐解剂的作用下,秸秆腐解率达50%和95%的时间缩短约8和38 d。水稻生育期内小麦秸秆累积腐解率达57%,秸秆氮和磷表现为淋溶-富集-释放,释放量分别为29%～37%和36%～44%,碳和钾表现为直接释放,释放量分别为55%和92%。小麦生育期内水稻秸秆累积腐解率达到73%,秸秆碳、氮、磷、钾均表现为直接释放,释放量依次为75%、41%～51%、59%、98%。水稻季,小麦秸秆在缓慢腐解期会吸附-富集土壤溶液中的氮和磷,伴随着秸秆中纤维素和半纤维素逐渐腐解,富集的氮、磷会部分释放到土壤中;小麦季,秸秆腐解剂提高快速和缓慢腐解期氮和磷的释放量和释放速率,氮素和磷素释放量分别提高10.0%和4.7%。热重分析表明,秸秆腐解剂主要加速了小麦和水稻秸秆半纤维素和纤维素的腐解。综上所述,秸秆腐解剂可以在一定程度上提高秸秆腐解和养分释放速率,同时也应注意还田秸秆在水稻孕穗期对土壤溶液中氮、磷的吸附-富集过程,在实际生产中宜在该时期适当补充氮、磷肥,以避免秸秆与作物争养分而导致减产。     

不同农作物秸秆腐解规律及模型预测评价

青海省东部农业区气候干旱冷凉、土壤肥力低,导致该地区有机物料腐解规律与其他地区不同。因此,明确该地区农作物秸秆腐解规律变化特征对于青藏高原地区有机物料还田具有重要意义。本试验采用尼龙袋填埋法,以马铃薯秸秆（MLS）、油菜秸秆（YC）、菊芋秸秆（JY）、小麦秸秆（MG）和绿肥毛叶苕子（MS）为试验材料,研究物料还田后的腐解规律,并利用有机组分含量预测腐解方程的特征参数。结果表明,各处理的腐解残留率均表现出前期（0～42 d）快速下降,后期缓慢下降的特征。至腐解结束,MLS、YC、JY、MG、MS的腐解残留率分别为37.86%、40.75%、47.18%、48.35%、18.08%。纤维素、半纤维素和木质素腐解率分别为63%～84%、53%～69%、23%～40%。相关系数矩阵分析结果显示,物料腐解速率与纤维素含量、半纤维素含量、木质素含量、土壤温度、气温、降水呈显著或极显著负相关,与土壤湿度呈极显著正相关。物料质量残留率与腐解时间的关系可用双库指数衰减模型模拟,方程的决定系数均大于0.96。通过多元逐步回归得到该地区有机物料的腐解方程,且物料的初始纤维素、半纤维素和木质素含量可以很好地预...     

不同作物秸秆在旱地和水田中的腐解特性及养分释放规律

以水稻、小麦、玉米秸秆和油菜、蚕豆青秆为研究对象,采用尼龙网袋法,研究了不同秸秆翻埋入旱地和水田后的腐解特性及养分释放规律,以期为紫色丘陵区农业秸秆循环利用和秸秆还田技术提供理论依据。结果表明:秸秆翻埋还田后,5种供试秸秆腐解速率均表现为前期(0~60 d)快、后期(60~360 d)慢。经过360 d的腐解,旱地秸秆累积腐解率为52.88%~75.80%,表现为油菜水稻玉米小麦蚕豆趋势,且蚕豆青秆累积腐解率显著低于其余秸秆;水田中秸秆累积腐解率为45.01%~62.12%,表现为水稻玉米小麦油菜蚕豆趋势。5种秸秆在旱地和水田中养分释放率均表现为钾磷氮碳,在试验终点,旱地中秸秆碳、氮、磷和钾释放率分别为65.50%~87.37%、54.64%~69.72%、89.65%~98.96%和79.92%~96.63%,且油菜秸秆养分释放率高于其他4种秸秆;水田中秸秆碳、氮、磷、钾释放率变幅分别为49.95%~69.57%、32.89%~77.11%、90.70%~96.80%、77.45%~90.47%。总体表现为秸秆在旱地土壤中的累积腐解率和养分释放率均大于水田,旱地油菜和水稻秸秆较易腐解,水田水稻和玉米秸秆较易腐解释;秸秆中钾素释放速率较高。     

理化预处理方式对玉米秸秆腐解与养分释放特征的影响

该文采用尼龙网袋法,研究了长期培养条件下,不同预处理方式(氨化、酸化、微波、无处理)对玉米秸秆腐解与养分释放特征的影响。结果表明,培养100 d后,包括对照在内的各处理秸秆质量累积腐解率均超过50%,其中酸化、氨化处理有利于促进玉米秸秆的快速腐解;培养300 d后,氨化、酸化、微波处理玉米秸秆的累积腐解率分别为89.22%、91.68%和82.26%,其中氨化、酸化处理显著高于对照(80.81%)。与对照相比,在秸秆快速分解期(0~100 d),酸化处理秸秆可多释放23.95%的氮、13.11%的磷、4.27%的钾;氨化处理秸秆可多释放9.69%的氮;微波处理秸秆可多释放4.28%的碳;培养结束时(300 d),酸化处理更有利于钾素、磷素的释放,比对照多释放了7.73%的钾、6.34%的磷;氨化处理更有利于氮素、磷素的释放,比对照多释放了6.16%的氮、5.41%的磷;微波处理可略增加钾素的释放,比对照提高1.61%。综上可见,玉米秸秆还田前进行适当酸化或氨化处理,可促进其腐解,提高养分释放速率,尤其酸化处理效果更好,但具体田间操作及表现仍需进一步研究。     

氮素形态对油菜秸秆腐解及养分释放规律的影响

采用尼龙网袋研究法,研究了不同形态氮素对油菜秸秆腐解及养分释放规律的影响,以期为农业秸秆循环利用和改善秸秆还田效果提供理论依据。试验设置4个处理：不添加氮素（CK）、添加尿素（PU）、添加尿素硝酸铵（UAN）和添加石灰氮（CaCN₂）,周期120 d。结果表明,油菜秸秆腐解表现为前期快（0~30 d）、后期慢（30~120 d）的特征。120 d时,油菜秸秆累积腐解率为46.08%~52.34%,碳、氮、磷和钾的释放率分别为44.25%~51.52%、51.19%~54.87%、52.82%~58.45%和96.61%~97.46%。添加氮素可以显著促进油菜秸秆腐解。120 d时,添加氮素处理较CK处理油菜秸秆的累积腐解率提高10.80%~13.59%。不同形态氮素对秸秆的腐解特征和碳氮磷钾释放速率的效应不同。其中,PU处理秸秆腐解过程分两个阶段,快速腐解（0~30 d）和缓慢腐解（30~120 d）;30 d时油菜秸秆的腐解率达40.39%,30 d后腐解速率逐渐趋于稳定,120 d时腐解率达51.06%。UAN处理腐解过程分3个阶段,快速腐解（0~30 d）、腐解减缓（30~60 d）和缓慢腐解（30~120 d）;30 d时腐解率达40.67%,30~60 d腐解率上升7.54%,120 d时腐解率为51.63%。CaCN₂处理的秸秆腐解过程分两个阶段,快速腐解（0~30 d）和缓慢腐解（30~120 d）;其促进腐解作用主要表现在60 d后,60 d时油菜秸秆腐解率达44.37%,120 d时腐解率为52.34%。与不施氮处理相比,120 d时UAN处理秸秆累积腐解率提高12.04%,碳、氮和磷累积释放率分别提高9.33%、7.19%和6.97%。各处理对秸秆钾的释放率影响不显著。综合来看,以UAN促进油菜秸秆腐解的效果较为显著。     

不同施氮量下潮土中小麦秸秆腐解特性及其养分释放和结构变化特征

  【目的】  秸秆腐解与元素转化涉及复杂的生物化学过程,提高土壤氮素水平是加速秸秆腐解和养分释放的关键措施。研究不同施氮水平下潮土中小麦秸秆腐解特性、养分释放特征及其结构组分变化规律,深入了解秸秆腐解过程与机制,为完善作物秸秆还田技术、实现秸秆资源的高效利用及农田可持续发展提供科学依据和技术支撑。  【方法】  本试验点位于河南省原阳县,土壤类型为潮土,种植制度为小麦–玉米轮作,以小麦秸秆为研究对象,设置0 (SN0)、180 (SN1) 和240 (SN2) kg/hm2 3个氮肥用量,进行187天的秸秆包填埋试验,利用超高分辨场发射扫描电镜 (SEM)、固态核磁共振 (13C-NMR) 等方法研究小麦秸秆腐解过程中的养分释放和结构组分动态变化规律。  【结果】  1) 小麦秸秆腐解呈现前期快后期慢的特征,前两周为快速腐解期,该阶段秸秆平均腐解率为46%,整个玉米季 (100天) 秸秆平均腐解率为71%;高氮营养环境对前两周的秸秆腐解率无显著影响;从第二周开始,施用氮肥处理加速了秸秆腐解,SN1和SN2处理秸秆腐解率平均高于SN0处理6个百分点,但SN1和SN2处理间无显著差异;秸秆碳释放率与秸秆腐解率变化趋势基本一致。2) 腐解187天后,秸秆氮磷钾养分最终释放率大小顺序为钾 (96%～97%) > 氮 (52%～86%) > 磷 (29%～45%),其中钾在前两周基本完全释放,而氮、磷释放率在后期有负增长现象。3) 纤维素、半纤维素腐解率与秸秆腐解规律基本一致,均表现出前期快后期慢的特点,而木质素则在中后期腐解较快;纤维素、半纤维素和木质素最终腐解率分别为78%～87%、86%～91%和66%～73%（187天后）。4) 扫描电镜结果显示,小麦秸秆结构逐渐遭到破坏,表面变得粗糙,断层增多,空洞增大,纤维束变得松散,形成近似网状结构;高氮处理下小麦秸秆表观结构受破坏程度大于不施氮处理。5) 核磁共振结果显示,不同有机碳官能团信号强度分布表现为:烷氧碳 (47.02%～60.13%) > 烷基碳 (11.41%～17.38%) > 双烷氧碳 (10.79%～13.31%) > 甲氧基碳/烷氮碳 (7.53%～12.02%) > 芳基碳 (2.70%～7.18%) > 羧基碳 (1.07%～2.60%) > 酚基碳 (0.75%～2.02%);腐解过程中烷基碳、甲氧基碳/烷氮碳、酚基碳和羧基碳相对含量显著增加,而烷氧碳相对含量显著降低。6) 相关分析表明,秸秆残余物所有有机碳官能团均与腐解率、碳释放率有显著或极显著相关性;有机碳官能团中只有烷氧碳、甲氧基碳/烷氮碳与氮释放率有显著相关性;烷氧碳、双烷氧碳与纤维素、半纤维素和木质素腐解率均呈极显著负相关,羧基碳和甲氧基碳/烷氮碳均与木质素腐解率呈现极高的正相关性。  【结论】  施用氮肥能够促进小麦秸秆腐解和碳释放,其效果在秸秆还田两周后才能显现出来;在腐解过程中,秸秆残余物中代表易分解碳水化合物的烷氧碳相对含量随腐解时间延长而不断降低,且占比均高于其它碳官能团,对指示秸秆腐解进程具有重要意义;固态核磁共振技术更有利于监测秸秆腐解过程中不同有机碳官能团结构变化,从而更深刻地认识秸秆腐解机制。     

不同气候和土壤条件下秸秆腐解过程中养分的释放特征及其影响因素

农田土壤中秸秆腐解伴随氮磷钾养分的释放是重要的生物地球化学过程,也是秸秆还田替代化肥养分的基础。了解不同农区秸秆分解过程中的养分释放动态,揭示秸秆、气候和土壤条件的交互作用机制,是制定秸秆还田合理措施的理论基础。基于寒温带-暖温带-中亚热带的黑土、潮土、红壤互置试验平台,研究了小麦、玉米秸秆在3年腐解过程中养分释放过程和影响因素。结果表明,秸秆中养分释放速率的大小顺序为KPN;秸秆中氮素和磷素在寒温带以及在红壤和潮土中表现为先富集再释放特征,在暖温带、中亚热带以及黑土中表现为直接释放特征;秸秆中钾素均表现为直接快速释放特征,在腐解0.5 a平均释放率达89.5%。气候和土壤条件主导了氮磷的释放,其相对平均贡献率分别为19.5%和15.2%。在腐解后期(2~3 a)气候、土壤和秸秆因素对养分释放的贡献率30%,说明土壤生物因素可能起了主导作用。     

不同还田方式下拉巴豆秸秆腐解及养分释放特征

为明确拉巴豆秸秆的腐解和养分释放规律,采用网袋法模拟研究拉巴豆在覆盖还田、土埋还田和水淹还田方式下的腐解动态。结果表明:不同还田方式下,拉巴豆茎秆在0~20 d腐解速率较快,之后腐解缓慢;在100d时,覆盖还田、土埋还田和水淹还田方式下累计腐解率分别达42.4%、74.3%、66.9%。经过100 d的腐解,覆盖还田方式下碳、氮、磷、钾的累计腐解率分别为28.8%、14.3%、47.7%、86.2%;土埋还田方式下碳、氮、磷、钾的累计腐解率分别为68.0%、62.3%、85.2%、94.8%;水淹还田方式下碳、氮、磷、钾的累计腐解率分别为63.0%、55.0%、82.0%、91.1%,拉巴豆茎秆养分的释放速率表现为钾磷碳氮。3种还田方式下茎秆累计腐解率及碳、氮、磷、钾等养分的累计释放率均表现为土埋还田水淹还田覆盖还田。     

中国秸秆养分资源及还田的时空分布特征

中国农作物秸秆资源丰富,但不同地区秸秆及其养分资源数量、还田利用状况以及随时间的变化特征仍不清楚。该研究基于官方统计数据和文献资料,分析了中国不同年代各省秸秆资源和氮磷钾养分资源量及其还田利用状况,为秸秆养分资源的合理利用和化肥零增长下作物养分管理提供科学依据和参考。结果表明:从1980s到2010s,中国秸秆及其养分资源总量分别增长了85.5%和10~4%,西北地区以及西藏、黑龙江增幅明显。华北、长江中下游、四川盆地以及黑龙江地区的秸秆及其养分资源占全国的2/3以上。到2010s秸秆资源和氮磷钾养分资源分别达到9.01×10~8和2 485.63×10~4 t,相当于单位耕地面积上6 665.52和183.91 kg/hm~2,比1980s分别增加1 601.18和56.85 kg/hm~2。各种作物秸秆及其养分资源所占比例各地区差异较大,2010s谷类作物秸秆及其养分资源分别占全国的69.86%和56.47%,东北地区谷类作物秸秆比例最高;果蔬类作物秸秆及其养分资源分别占9.67%和21.99%,东南地区果蔬类作物秸秆比例最高;豆类、薯类、油料类、棉麻纤维类和其他类作物秸秆及其养分资源占比相对较小。从1980s到2010s,秸秆直接还田量持续增加,燃烧还田量从1980s到2000s增加,2010s则下降。然而,秸秆养分还田量持续增加,氮磷钾还田总量从1980s的583.92×10~4 t(N 97.81×10~4 t、P_2O_5 40.10×10~4 t和K_2O 446.01×10~4 t)增加到2010s的1 770.66×10~4 t(N 574.53×10~4 t、P_2O_5 105.53×10~4 t和K_2O 1 090.60×10~4 t),相当于单位耕地面积从60.89 kg/hm~2(N 10.20 kg/hm~2、P_2O_5 4.18 kg/hm~2、K_2O 46.51 kg/hm~2)增加到131.02 kg/hm~2(N 42.51 kg/hm~2、P_2O_5 7.81 kg/hm~2、K_2O 80.70 kg/hm~2)。1980s、1990s、2000s、2010s秸秆氮磷钾养分还田率分别为47.92%、56.16%、60.11%和71.24%。内蒙古、新疆、黑龙江省秸秆养分还田率增加明显,但华北、长江中下游和四川盆地秸秆养分还田量占全国秸秆养分还田总量的2/3以上。     

基于长期定位试验的松嫩平原还田玉米秸秆腐解特征研究

为了研究松嫩平原还田玉米秸秆的腐解特征和养分释放规律,该试验采用尼龙网袋法,设置埋土和覆盖地表2种玉米秸秆还田方式,进行连续4 a的定位观测。结果表明:1)还田玉米秸秆的腐解速率和养分释放率都表现为埋土处理大于覆盖地表。秸秆腐解主要集中在还田的前3年,3 a累计腐解率达到91.70%和81.96%,其中第1年腐解率分别为60.63%和45.53%。2)还田玉米秸秆中养分释放的快慢顺序为KPCN。埋土和覆盖处理秸秆中钾的释放主要在还田第1年,释放率达到了96.26%和84.04%;而磷、碳和氮的释放则主要集中在还田前3年,其中磷释放率为92.03%和83.29%;碳释放率为90.96%和82.06%;氮释放率为91.70%和81.96%。3)还田玉米秸秆中半纤维素的腐解速度快于纤维素,木质素最慢。其中埋土和覆盖处理秸秆半纤维素2 a腐解率为88.78%和86.30%;纤维素2 a腐解率为80.42%和70.86%;而木质素3 a累计腐解率为78.63%和66.48%。     

麦秆、油菜秆还田腐解速率及养分释放规律研究

采用尼龙网袋法直接覆盖还田和组织结构切片方法,研究了麦秆、油菜秆还田后的腐解速率及养分释放规律。结果表明,麦秆、油菜秆还田后,腐解速率均表现为前期快,后期慢。试验期间（100 d）,麦秆、油菜秆的累计腐解率分别为66.18%和55.62%;养分释放均为钾磷氮。麦秆、油菜秆还田前10 d内,钾的释放分别达到98.92%和98.74%。在麦秆腐解过程中,前50d未见任何明显的结构破坏;50 d后,组织结构的破坏主要发生在基本组织的薄壁细胞及其所包围的维管束,表皮和机械组织以及其所包围的维管束的破坏仍不明显。在油菜秆腐解过程中,组织结构的破坏主要发生在腐解的前10 d,次生木质部以上的维管形成层、韧皮纤维、皮层薄壁组织和表皮均受到破坏而脱落。结果说明,秸秆中的钾是水可浸提的,为速效钾,作物推荐施肥量中可减去所用秸秆的钾含量;由于秸秆中氮、磷含量较低,特别是磷,因此在还田初期可不考虑调整氮、磷肥用量。     

添加不同外源氮对水稻秸秆腐解和养分释放的影响

探究添加不同外源氮对水稻秸秆腐解规律和养分释放特征的影响,为提高水稻秸秆养分利用提供理论依据.该研究采用室内恒湿网袋培养法,设置4个处理:不添加外源氮(CK);添加尿素(PU);添加尿素硝酸铵(UAN);添加石灰氮(CaCN2).结果表明:水稻秸秆腐解规律表现为0～5 d腐解速率最大,为0.39～0.47 g/d;5～...     

小麦和玉米秸秆腐解特点及对土壤中碳、氮含量的影响

通过室内模拟培养试验,揭示了不同水分条件下小麦和玉米秸秆在土壤中的腐解特点及对土壤碳、氮含量的影响。结果表明,1)水分条件对有机物质腐解的影响较大,在32 d的培养期间,相对含水量为60%(M60)时,土壤CO2释放速率始终低于含水量80%(M80)的处理。M60条件下释放的CO2-C量占秸秆腐解过程中释放碳总量的40.1%,而M80条件下达到51.5%;M60条件下,添加秸秆土壤中有机碳含量平均提高2.24 g/kg,显著高于M80条件下的1.43 g/kg。2)添加玉米秸秆的土壤,在培养期内CO2释放速率始终高于小麦秸秆处理,CO2-C累积释放量和有机碳净增量分别为408.35 mg/pot和2.12 g/kg;而小麦秸秆处理分别仅为378.94 mg/pot和1.56 g/kg,两种秸秆混合的处理介于二者之间。3)与未添加秸秆相比,土壤中添加小麦或玉米秸秆后,土壤有机碳、微生物量碳、全氮和微生物量氮含量均显著提高,且数量上总体趋势表现为:玉米秸秆两种秸秆混合小麦秸秆。可见,适宜水分条件有利于秸秆腐解过程中秸秆中碳向无机碳方向转化,而不利于向土壤有机碳方向转化;且玉米秸秆比小麦秸秆更易腐解。秸秆在土壤中腐解对补充土壤碳、氮作用很大,可改善土壤微生物生存条件,提高土壤质量。     

水稻秸秆养分垂直分布特征与不同留茬高度下还田养分估算

为了明确水稻植株不同层次的秸秆养分特征,科学估算不同留茬高度下稻秸养分还田量,通过在成熟期采集江苏省生产上主推的水稻品种植株,用分层切断法,将秸秆从基部向上依次截取5段长度为5 cm的秸秆,剩余部分为第6段(分别用0~5、5~10、10~15、15~20、20~25和25 cm表示6段秸秆),对穗部单独进行脱粒处理获取穗轴与枝梗,对植株各部分秸秆分别进行烘干称重,并进行养分分析。结果表明:在植株基部0~25cm范围内5个层次秸秆干重占植株秸秆干重的比例都表现为随基部向上依次减少的趋势。水稻秸秆N与P含量呈现出从冠层向下递增的趋势,而秸秆K含量则表现出从冠层向下递减的趋势。江苏省水稻秸秆N、P和K养分总量分别为16.16×10~4、2.81×10~4和30.21×10~4t,不同留茬高度秸秆养分还田量不同,留茬高度为15 cm时,水稻秸秆N、P和K养分还田量分别为6.02×10~4、1.43×10~4和6.78×10~4t。不同稻区秸秆还田时应根据留茬高度及稻谷产量水平进行估算秸秆养分还田量,同时结合其它条件科学制定肥料运筹策略。     

京津冀秸秆养分资源及秸秆焚烧气体污染物排放定量估算

为推动区域农作物秸秆综合利用,减少秸秆露天焚烧气体对环境的影响,以京津冀地区为研究对象,评估分析了各类农作物秸秆资源产生、利用状况及其应用潜力,并定量估算了该地区主要农作物秸秆露天焚烧气体污染物排放特征。结果表明,2012年京津冀地区农作物秸秆资源总产量为5 406.9万t,秸秆中氮、磷、钾养分资源总量分别达到3.7×10~4、7.4×10~4、1.0×10~6 t。秸秆资源化利用方式主要以还田为主,北京市、天津市、河北省还田量分别占秸秆量的67.7%、27.3%和61.2%。秸秆露天焚烧主要以小麦和玉米秸秆为主,占田间秸秆焚烧总量的93.03%,焚烧排放的污染物总量分别达到1.0×10~6和4.8×10~5 t。基于京津冀地区秸秆利用现状,建议因地制宜地推动秸秆全量化利用,并在秸秆还田机制、离田利用机制、组织管理机制、技术研发机制等方面出台系统配套的政策措施,以期为中国不同区域秸秆资源的科学利用提供参考。     

小麦秸秆腐解对自身锌释放及土壤供锌能力的影响

为探讨秸秆在土壤中腐解对其本身所含锌的释放及其对土壤原有锌、外源施入锌形态转化以及对微生物量锌（Mic-Zn）含量的影响,进行了为期42 d的小麦秸秆腐解室内培养试验。结果表明,秸秆在土壤中腐解时CO2-C累积释放量和土壤微生物量碳（Mic-C）随着秸秆添加量的增加而显著增加,而秸秆自身锌含量高低以及外源施锌对其均无明显影响。土壤中无论是否添加秸秆,施入外源锌均明显增加了土壤Mic-Zn和土壤有效锌（DTPA-Zn）含量,土壤交换态锌（Ex-Zn）和松结有机态锌（Wbo-Zn）含量也明显增加;与低锌秸秆相比,高锌秸秆在土壤中腐解可明显增加土壤Mic-Zn和DTPA-Zn含量,提高土壤Ex-Zn和Wbo-Zn比例;秸秆腐解本身释放的锌主要转化为有效性较高的Ex-Zn。因此,增加秸秆还田量以及使用高锌秸秆还田能显著增加土壤Wbo-Zn比例,提高土壤有效锌含量,从而增强土壤供锌能力。     

少免耕对小麦/玉米农田玉米还田秸秆腐解的影响

为了研究高产灌溉条件下土壤耕作模式对还田玉米秸秆腐解的影响,在山东龙口采用4种土壤耕作模式（常规耕作秸秆还田、旋耕秸秆还田、耙耕秸秆还田、免耕秸秆覆盖）进行了一年两季田间试验,测定了秸秆腐解率、秸秆腐解速率和秸秆的纤维素含量。结果表明：秸秆腐解速率与土壤温度具有显著的相关性。旋耕秸秆还田和耙耕秸秆还田两种少耕模式和常规耕作秸秆还田模式的秸秆腐解率、平均秸秆腐解速率无显著差异,说明少耕模式并不因减少耕作程序而降低作物秸秆在田间的腐解。免耕模式的秸秆腐解率和腐解速度显著低于以上3种耕作模式,经过小麦和玉米两个生长季节后仍有37.78%的玉米秸秆剩余,而且秸秆中纤维素质量分数为20.69%,腐解质量差,会对下年作物的出苗产生 影响。