绿肥对土壤有机质的影响

本试验系与中国农科院土肥所合作进行的。     

绿肥根茬还田和化肥用量对土壤团聚性及碳氮分布的影响

通过3年定位试验探讨绿肥根茬还田和化肥用量对土壤团聚性及碳氮分布特征的影响.试验依据绿肥根茬还田和化肥用量共设置5个处理:100％化肥即常规施肥(100％CF);绿肥根茬还田(GM);100％化肥+绿肥根茬还田(100％CF+GM);90％化肥+绿肥根茬还田(90％CF+GM);80％化肥+绿肥根茬还田(80％CF+G...     

绿肥和稻草联合还田提高土壤有机质含量并稳定氮素供应

  【目的】  研究绿肥、稻草不同还田模式对湘南地区水稻产量和土壤肥力的影响,为绿肥、稻草还田技术的推广和土壤培肥提供理论依据。  【方法】  2013—2018年在湘南红壤地区开展了6年田间小区定位试验,共设置6个处理,分别为冬闲 + 稻草不还田 (CK)、冬种紫云英 + 稻草不还田 (MV)、冬闲 + 早稻草全部还田 (RS1)、冬闲 + 早、晚稻草全部还田 (RS2)、冬种紫云英 + 早稻草全部还田 (RS3)、冬种紫云英 + 早稻草全部还田 + 晚稻留高茬还田 (RS4),各处理均施等量化肥。每季收获后测产,计算平均产量、产量变异系数和可持续指数。2017年晚稻收获后,取0—20 cm土层土壤样品,测定其养分含量和水稳性团聚体含量。  【结果】  与CK相比,除RS1处理外,其余处理早稻、晚稻和周年平均产量均显著提高,增幅分别为6.6%～24.6%、11.9%～28.8%和9.0%～26.5%,以RS4处理增产效果最显著,其晚稻和周年平均产量均显著高于其他还田处理。与CK相比,除RS1处理早稻和MV处理晚稻外,其余处理早、晚稻产量变异系数均下降,且均以RS3处理最低;除晚稻MV处理外,其余处理早、晚稻产量可持续系数保持不变或提高,且早、晚稻均以RS3处理最高。试验开展5年后,各处理土壤有机质含量与初始土壤相比均明显提高,绿肥、稻草还田处理除RS1外均显著高于CK,RS4处理还显著高于RS1处理;各处理土壤全氮含量较2013年均有所降低,但绿肥、稻草还田处理较CK下降幅度小,MV和RS3处理全氮含量显著高于CK。土壤速效钾含量除MV和RS3处理低于CK外,其他处理均有不同程度的增加。粒径 > 0.25 mm水稳性团聚体以RS2处理最高,达68.9%。  【结论】  绿肥联合早稻草全部还田和晚稻留高茬还田措施可提高土壤有机质含量,稳定土壤氮素供应的长期效果显著,是湘南红壤地区水稻高产稳产和可持续发展相对较好的耕作制度,能够有效促进水稻增产,改善土壤理化性质,稳定氮素供应。     

稻田垄作免耕对土壤团聚体和有机质的影响

该文以1990年建立的耕作制定位试验田紫色水稻土为研究对象,分析了冬水田（FPF）、水旱轮作（CR）和垄作免耕（RNT）3种耕作方式对土壤团聚体组成和有机质的影响。结果表明,垄作免耕减少了对土壤大团聚体的破坏,在0～10 cm土层,垄作免耕大团聚体含量分别是冬水田和水旱轮作的1.48和1.32倍,微团聚体含量则显著降低;在 ＞10～20 cm土层有相同的趋势。3种耕作条件下,有机碳和氮在团聚体中的分布模式类似,均有向大团聚体富集的趋势,但垄作免耕条件下土壤有机碳和氮质量分数显著高于冬水田和水旱轮作。对土壤颗粒有机质（POM）的分析结果表明,垄作免耕0～10 cm土层轻质组分（LF）的质量分数（1.92 g/kg）与水旱轮作（1.70 g/kg）差异不显著,但显著高于冬水田（1.42 g/kg）。冬水田、水旱轮作和垄作免耕的0～10 cm土层,团聚体内总颗粒有机质（total iPOM）质量分数分别为0.96,1.12,2.14 g/kg;垄作免耕土壤团聚体内细颗粒有机质（fine iPOM）分别为冬水田和水旱轮作土壤的3.02和2.46倍,占总POM差异的57%和66%。垄作免耕土壤团聚体内粗颗粒有机质（coarse iPOM）分别为冬水田和水旱轮作土壤的1.56和1.40倍,占总POM差异的18%和19%。在＞10～20 cm土层有相似的趋势,但在＞10～20 cm层土壤粗iPOM的差异对总POM差异的贡献较0～10 cm层大。垄作免耕减少了对大团聚体的破坏并促进微团聚体向大团聚体团聚;降低了团聚体的周转速率,促进了细iPOM的固定,利于紫色水稻土对碳的固定和积累。     

秸秆还田对土壤微团聚体特征的影响

采用尼龙网袋法进行秸秆还田的原位模拟,比较不同秸秆还田量在不同深度下还田对土壤微团聚体组成及稳定性、微团聚体有机碳及腐殖酸组分的影响。试验设置秸秆还田量R0(0)、R1(0.44%)、R2(0.88%)、R3(1.32%)和0—15(S1),15—30(S2),30—45(S3)cm 3个不同还田深度交叉处理。结果表明:0.25~0.02mm的微团聚体为优势粒级,秸秆还田使各土层0.25~0.02,0.25mm的团聚体含量增加,而0.02~0.002,0.002mm的微团聚体含量减少,且各粒级含量的变化幅度均在S1层最大。不同秸秆量处理下不同土层,不同粒级的微团聚体的平均重量直径(MWD)较无秸秆还田均有所增加。同时,施用不同量秸秆能提高土壤各粒级微团聚体中有机碳及腐殖酸含量,且在同一土层中随粒级减小,有机碳及腐殖酸含量增加,而在不同土层内,有机碳及腐殖酸含量表现为S1S2S3。胡敏酸与富里酸比值对于不同土层,不同粒级的微团聚体则呈现不同的变化趋势。秸秆还田能促使土壤微团聚体向更大粒级的团聚体转化,有效增强土壤肥力的同时改善了土壤结构。     

黄土丘陵区主要植物根系对土壤有机质和团聚体的影响

植物根系是植物与土壤进行物质交换的通道,在土壤侵蚀严重、生态脆弱的黄土丘陵区,深入认识根系对土壤物理化学性质的影响具有重要意义。选取了白羊草(Bothriochloa ischaemum)、苔草(Carex lanceolata)、茭蒿(Artemisia leucophylla)、铁杆蒿(Artemisia sacrorum)、狼牙刺(Sophora viciifolia)、柠条(Caragana intermedia)6种植物作为研究对象,取0—10,10—20,20—30,30—40,40—50,50—60 cm土层根系和土样,分析不同土层各物种根长密度、根表面积密度、平均根直径、土壤有机质(SOM)、土壤容重以及各级水稳性团聚体重量百分含量。结果表明:所研究植物根系以细根为主。在0—20 cm土层中,白羊草、苔草根长密度显著大于其余植物(P0.05),表现为苔草白羊草铁杆蒿茭蒿狼牙刺柠条,平均根直径则相反。根系能不同程度地增加SOM含量,SOM含量与根系平均直径和根系表面积密度呈极显著的正相关关系(P0.01)。在土壤剖面上,水稳性团聚体重量百分含量明显减少的是白羊草、苔草和铁杆蒿样地,水稳性团聚体重量百分含量随土层深度变化不明显的是茭蒿、狼牙刺和柠条样地。根表面积、根长密度能够显著增加0.5～2 mm水稳性团聚体重量百分含量(P0.05),说明根系能够使小粒径团粒凝聚成更大粒径的土壤团粒。根系能够提高土壤有机质含量,增加中等粒径团聚体含量,改善土壤结构,提高土壤稳定性,对增加土壤抗蚀性起到重要作用。     

施肥对潮土有机质积累和地力的影响

研究表明,不同质地的潮土在增施有机肥后,能明显增加根茬(有机碳)归还土壤的数量。黄淮海平原的中低产土壤的有机质含量长期处于较低水平,可能与每年进入土壤的有机质(碳)数量不足有关。     

秸秆还田对土壤有机质和氮素有效性影响及机制研究进展

秸秆还田作为全球有机农业的重要环节, 对维持农田肥力, 减少化肥使用, 提高陆地土壤碳汇能力具有积极作用。秸秆还田主要通过增加土壤有机质和提高氮肥利用率来改善农田生产环境, 获得高农业生产能力。有效的秸秆还田能为土壤中的微生物提供丰富的碳源, 刺激微生物活性, 提高土壤肥力; 同时矿化的秸秆组分能促进土壤氮循环和矿化, 提高氮素有效性。秸秆还田能够促使集约化高氮输入的农田生态系统维持正常的碳氮比例, 减少氮素淋洗损失, 改善土壤结构板结和连作障碍等现象。目前我国农田秸秆还田率不足50%, 与欧美国家高达90%多的秸秆还田率相比, 还具有很大的发展潜力。因此加强我国秸秆还田率能够逐渐改变我国耕地土壤存在的有机质含量和品质下降、氮素损失严重等现象。目前应进一步深入研究秸秆还田对有机质及氮素有效性的影响机制, 并结合长期监测试验, 以及多种秸秆还田技术进行比较研究, 发展适合当地秸秆还田模式, 促进我国农业生态系统的可持续性。     

绿洲灌区玉米农田土壤团聚体组成及其稳定性对绿肥还田方式的响应

针对西北绿洲灌区禾本科作物长期连作造成土壤质量下降问题,研究了不同绿肥还田利用方式对土壤团聚体组成、稳定性及土壤容重的影响。试验设绿肥覆盖免耕(NTG)、绿肥全量翻压(TG)、地上部移除根茬覆盖免耕(NT)、地上部移除根茬翻压(T)以及传统翻耕不复种绿肥(CT,对照)5个处理。两年结果表明,与CT相比, 4种还田利用方式均可提升0～30 cm各土层土壤大团聚体含量、平均重量直径、几何平均直径与平均质量比表面积(P0.05);与其他3种还田利用方式相比, NTG增幅最为显著。与CT相比, 4种还田利用方式均可降低各土层团聚体分形维数(P0.05); NTG处理和NT处理显著低于TG处理与T处理;与NT处理相比, NTG处理0～20 cm土层差异不显著, 20～30 cm土层显著降低。与CT相比,翻压还田(TG和T)能够降低各土层土壤容重(P0.05), NT处理显著增加各土层土壤容重(P0.05), NTG处理仅在2019年0～10 cm和20～30 cm土层显著低于CT,其他不显著。相对于其他绿肥还田利用方式及传统翻耕不复种绿肥,麦后复种绿肥地表覆盖免耕是增加绿洲灌区农田0～30 cm土层土壤大团聚体形成及稳定性、降低土壤容重的适宜措施。     

绿肥和秸秆还田对稻田土壤供氮能力及产量的影响

研究了绿肥、秸秆还田及施用无机氮肥对水稻田土壤供氮能力及水稻产量的影响。结果表明在缺乏外源无机氮时,C/N高的有机物更能激发土壤氮的矿化,土壤速效氮含量增加。而在无机氮充足的情况下,C/N低的绿肥腐熟分解,使土壤矿质氮增加。绿肥还田使得施肥对土壤速效氮的影响加大。改变轮作制度,有机无机氮肥结合还田,水稻产量增加,无机氮肥需求量降低。     

冬种绿肥和稻草全量还田对单季稻田土壤理化性质的影响

采用田间定位试验,研究了冬闲期种植绿肥和稻草全量还田对江汉平原单季稻田土壤理化性质和水稻产量的影响。试验设置稻草不还田水稻不施肥(CK)、稻草不还田单施化肥(NPK)、稻草原位焚烧还田+化肥(RSB+NPK)、稻草全量还田+化肥(RSM+NPK)、稻草不还田单独种植绿肥+化肥(GM+NPK)以及稻草全量还田+种植绿肥+化肥(RSM+GM+NPK),共6个处理。结果表明,与不还田的CK及NPK处理相比,RSM+NPK、GM+NPK和RSM+GM+NPK处理模式均有利于改善土壤物理性状和提高耕层土壤养分及有机质含量,其中多以RSM+GM+NPK处理增幅最大。RSB+NPK处理较CK处理显著提高土壤pH值、土壤有效磷和速效钾含量,但对土壤有机质、全氮和碱解氮含量影响不大。GM+NPK处理与RSM+GM+NPK处理稻谷产量近似,分别较NPK处理显著增加6.9%~11.7%和6.0%~13.4%,3年平均增加9.1%和8.7%,而RSM+NPK和RSB+NPK处理的稻谷产量3年里与NPK处理无显著差异。综合考虑,在江汉平原单季稻作条件下,以冬闲期稻草条带覆盖还田与种植绿肥配合还田为宜,可以改善土壤理化性质,显著提高水稻产量。     

稻田土壤真菌群落多样性和组成对麦秸还田的响应

在室内模拟试验下,采用常规分析和高通量测序技术,研究了淹水培养30 d后,不同量小麦秸秆(0、10、20和50 g/kg)施用下两种类型的稻田土壤(高砂土和黄泥土)真菌群落多样性和组成的演替规律及其驱动因子。结果表明:秸秆还田显著降低了高砂土真菌群落多样性并改变了高砂土真菌群落组成,但不同量秸秆还田下,高砂土真菌群落组成并无显著性差异;而秸秆还田对黄泥土真菌群落多样性并无显著影响,与未施用秸秆相比,低秸秆施用量(10和20 g/kg)并未显著改变黄泥土中真菌群落组成,而当秸秆施用量为50 g/kg时,黄泥土真菌群落组成明显迁移。进一步的典范相关分析(CCA)发现,pH、EC和有机质(SOM)是影响秸秆还田后高砂土真菌群落迁移的重要因子,而pH、EC、SOM和碳氮比(C/N)是影响秸秆还田后黄泥土真菌群落迁移的主要调控因子。综合分析认为,秸秆还田主要通过改变土壤性质来调控真菌群落结构,而不同类型土壤的真菌群落多样性和组成对秸秆还田的响应不同。     

连续秸秆还田和免耕对土壤团聚体及有机碳的影响

选取湖北省武穴市8年田间定位试验中的传统耕作(CT)、秸秆还田配合传统耕作(CTS)、免耕(NT)和秸秆还田配合免耕(NTS)4种处理,研究连续秸秆还田和免耕措施对表层(0—20cm)和亚表层(20—40cm)土壤团聚体稳定性及有机碳(SOC)的影响。结果表明:CTS、NT和NTS均显著增加了表层5mm水稳性团聚体的含量和团聚体平均重量直径(MWD),秸秆还田显著增加了亚表层土壤水稳性团聚体的MWD。与CT比较,CTS、NT、NTS处理的SOC含量分别增加20.83%,21.98%,32.76%。CTS和NTS处理显著提高了表层5,5~2,0.25mm团聚体中SOC含量,NT则显著提高了5,5~2mm团聚体中SOC含量;CTS显著增加了亚表层0.25 mm团聚体中SOC的含量。秸秆还田增加了表层土壤的碳(C)、氢(H)、氮(N)和氧(O)的含量,免耕降低了H的含量,增加了其他3种元素的含量,但是免耕处理增加了亚表层土壤中H的含量。NT和NTS处理较CT和CTS处理降低了土壤的H/C值,表明土壤的脂肪族成分在不断增加。秸秆还田主要增加了土壤中醇、酚类,芳香类,脂肪族化合物和碳水化合物的含量,而免耕主要增加脂肪族化合物的含量。这些有机组分的增加有助于团聚体稳定性的增强。     

秸秆还田量对土壤团聚体有机碳和玉米产量的影响

为明确秸秆深还田对土壤团聚体及有机碳和作物产量的影响,在辽宁省半干旱地区进行了6年秸秆深还田小区定位试验,秸秆施用量分别为0(CK)、6 000 kg/hm~2(T1)、12 000 kg/hm~2(T2)、18 000 kg/hm~2(T3)、24 000 kg/hm~2(T4),将秸秆还入20～40cm土壤亚表层,利用干筛、湿筛得到不同粒级土壤团聚体。结果表明:秸秆添加与CK比可降低土壤0～20 cm和20～40 cm土层土壤容重;土壤机械性团聚体主要集中在0.25 mm粒级,而水稳性团聚体主要集中在0.25mm粒级,与CK处理比秸秆的添加增加了土壤机械稳定性团聚体平均重量直径(MWD)和土壤水稳性团聚体MWD,随秸秆还田量增加,MWD值增大;秸秆深还田使各粒级团聚体有机碳均高于CK,对20～40 cm土层土壤团聚体碳含量的影响大于0～20 cm土层;秸秆深还田可增加玉米产量,随秸秆还田时间延长,不同秸秆还田量对玉米产量增加存在差异,2016年玉米产量测定结果各处理与CK比,T1增产4.66%、T2增产6.71%,T3增产5.37%、T4增产8.82%。秸秆深还田,能够提升土壤团聚体的稳定性,有利于增加土壤团聚体碳含量,对土壤质量和玉米产量的提高具有促进作用。     

绿肥还田对粉垄稻田土壤活性有机碳的影响

绿肥还田是影响农田土壤有机质的重要手段,为探索绿肥还田对粉垄稻田土壤活性有机碳的影响,采用常耕和粉垄栽培水稻,以不施肥、单一施用化肥、同等肥力条件下单倍绿肥配施化肥和双倍绿肥配施化肥共4种施肥处理,系统开展粉垄耕作稻田土壤活性有机碳研究.结果表明:①粉垄耕作减少了稻田土壤总有机碳含量,提高绿肥还田量有助于粉垄稻田土壤总...     

土壤中积累态磷活化动力学的研究Ⅰ.有机质的影响

研究了潮土和红壤中积累态磷的活化动力学及其有机质的影响。四种动力学方程均能很好地描述积累态磷的活化。用H2 O2 去除有机质加快了潮土中积累态磷的活化 ,对红壤影响不明显。施加 2 %葡萄糖培育促进了红壤中积累态磷的活化 ,对潮土影响不大     

石灰性土壤中磷的固定Ⅰ.土壤中有机质对磷酸固定的影响

1.土壤质地对磷的固定有直接关系,质地愈粘、小于0.01毫米颗粒愈多,磷的固定也愈强。2.有机质可以减少磷的固定。质地相同的土壤,有机质含量高者磷酸固定量较小。3.石灰性土壤经磷饱和处理后,钙结合态磷的含量至少占全磷量的60%以上。     

太湖地区稻田绿肥固氮量及绿肥还田对水稻产量和稻田土壤氮素特征的影响

通过田间试验,利用15N自然丰度法,研究了太湖地区水稻土冬季绿肥的固氮量,以及绿肥还田后配施氮肥对水稻产量、稻田土壤供氮能力及土壤氮素淋失特征的影响。试验结果表明,紫云英和蚕豆当季分别能固定氮约32.8和68.8 kg km-2进入稻田生态系统以培肥土壤和供下季水稻利用。蚕豆秸秆还田后基本能满足水稻生长所需的氮,紫云英和蚕豆还田施氮120 kg km-2时,既可保证水稻较高产量,又节约当季化学氮肥45%～55%。紫云英和蚕豆还田不施氮肥处理,整个生长期耕层土壤溶液NH+4-N、NO-3-N和TN浓度均低于配施氮肥的处理;蚕豆还田处理土壤溶液TN浓度高于紫云英还田处理。随氮肥用量增加,NH+4-N、NO-3-N和TN浓度有增加趋势,不同施氮量间差异不显著。绿肥-水稻轮作,紫云英和蚕豆还田土壤氮素淋溶显著降低。配施氮肥增加了土壤氮的淋失量,尤其施氮300 kg km-2处理,土壤淋溶液NH+4-N、TN浓度显著高于施氮0～240 kg km-2的处理。     

深松耕和绿肥还田对云南坡耕地耕层土壤物理性状的影响

利用间作、深松耕和绿肥还田对土壤耕层结构不同的改善作用,将三者集成于同一系统中以发挥各自优势并催生彼此间的协同效应,从而建立适宜持续改善坡耕地耕层结构的耕作措施.于2016～2019年以滇东北规模化种植模式玉米间作马铃薯为研究对象,在此基础上集成利用深松耕与绿肥还田措施.本试验设置6个处理,分别为:T1.玉米单作(对照...