CT扫描技术研究有机物料还田深度对黑土孔隙结构影响

为了探明有机物料还田深度对土壤孔隙结构的影响,2019年玉米播种前在黑龙江海伦市的黑土上开展了田间定位试验,设置了秸秆浅混还田(0～15 cm)(T1)、秸秆深混还田(0～35 cm)(T2)和秸秆配合有机肥深混还田(0～35 cm)(T3)3个有机物料还田处理,以无秸秆还田常规耕作为对照(CK),4次重复,随机排列。玉米秸秆还田量为10 000 kg/hm~2,有机肥还田量为30 000 kg/hm~2。2019年玉米收获后,采集原状土柱,利用CT扫描技术可视化土壤结构,量化土壤孔隙结构特征。结果表明,虽然有机物料还田仅一个玉米生长季,但是与CK处理相比,T1、T2和T3处理显著降低了0～15 cm土层容重,增加了饱和导水率和田间持水量(P0.05);T2和T3处理显著改善了15～35cm土层的上述3个土壤物理指标。有机物料的施用增加相应土层的孔隙数量、改善了孔隙分布。与CK处理相比,T1、T2和T3处理0～15 cm土层500μm孔隙数量和孔隙度分别显著增加了18.1%～179.9%和69.2%～256%(P0.05);与其他处理相比,T2处理15～35cm土层1000μm孔隙度显著增加了17.4%～196.2%(P0.05)。有机物料还田增加了孔隙结构的复杂性,土壤中出现了交叉孔隙和细长孔隙,提高了孔隙的连通性。与CK处理相比,T1、T2和T3处理显著降低了0～15 cm土层欧拉数,T1处理显著增加了分形维数(P0.05);秸秆或秸秆配施有机肥深混处理显著改善了15～35 cm土层的土壤孔隙结构,与CK相比,显著增加了各向异性、分形维数和成圆率,显著减少了欧拉数(P0.05)。欧拉数和1 000μm孔隙度分别对0～35 cm土层容重和饱和导水率贡献度最大,而各向异性和欧拉数分别对0～15 cm和15～35 cm土层田间持水量贡献度最大,说明有机物料对土壤物理性质的改善作用是通过调控土壤孔结构,改善孔隙分布、增加孔隙的复杂性、连通性来实现的。     

短期翻耕和有机物还田对东北暗棕壤物理性质和玉米产量的影响

构建适宜作物生长的耕层是解决农田土壤耕层"变浅、变薄、变硬"和透气透水性差的重要技术途径之一,对于土壤黏粒含量较高的土壤来说,更是如此。该研究以黑龙江省较为典型的农田暗棕壤为研究对象,在黑河市爱辉农业示范园区设置不同耕层构建模式试验,分析不同翻耕深度（15、35 cm）和不同有机物还田（秸秆和牛粪）对暗棕壤物理性质、玉米产量及产量构成因素的影响。田间试验包括：1）对照处理：常规浅翻15 cm,无有机物还田（T15）;2）深翻35 cm,无有机物还田（T35）;3）浅翻15 cm,秸秆浅混还田（T15+S）;4）深翻35 cm,秸秆深混还田（T35+S）;5） 免耕秸秆全覆盖（NT+SM1）;6）免耕秸秆条覆盖（NT+SM2）;7）深翻35 cm,有机肥深混还田（T35+OM）;8）深翻35 cm,有机肥加秸秆深混还田（T35+S+OM）,秸秆和有机肥的还田量分别为10 000和30 000 kg/hm2。2019年和2020年试验结果表明,不同耕作和有机物还田对土壤物理性质影响较大,与T15处理相比,T35+S、T35+OM和T35+S+OM处理可显著减少土壤容重,增加土壤孔隙度、饱和含水量、田间持水量和>0.25 mm水稳性团聚体比例,优化土壤三相比;T15+S处理对0～15 cm耕层的土壤容重、总孔隙度、饱和含水量、土壤三相比和>0.25 mm水稳性团聚体影响显著,而T35+S、T35+OM和T35+S+OM处理可显著改善15～35 cm亚耕层的土壤物理性质。不同耕层构建模式对玉米产量和收获指数也产生影响,且在不同降水年型间存在差异：与T15处理相比,在降水正常年（2019年）,T35+S、T35+OM和T35+S+OM处理玉米产量差异均不显著（P>0.05）;在丰水年（2020年）,T15+S和T35+S+OM处理玉米产量和收获指数增加最显著,分别增加了27.6%～37.0%和22.75%～28.57%（P<0.05）,免耕可导致玉米减产。翻耕配合有机物还田通过增加玉米穗长和行粒数,减少秃顶长,是玉米增产的主要影响因素。综合分析认为,深翻配合秸秆或有机肥还田能显著改善土壤物理结构,优化土壤三相比,增加玉米产量和收获指数,在东北北部暗棕壤地区构建适宜作物生长的耕层具有一定的指导意义和应用价值。     

有机物料配合深耕混合还田快速提升砂质棕壤农业生产力的效果和机理

  【目的】  提高土壤肥力是增加作物产量的有效方式,我们尝试了不同耕作和有机肥还田方式对砂粒含量较高且贫瘠的土壤的培肥效果。  【方法】  田间试验于2018年开始,在辽宁南部砂质棕壤进行,供试作物为玉米。以常规浅翻15 cm (T15)为对照,设置了秸秆浅混还田(0—15 cm,T15+S)、深翻35 cm (T35)、秸秆深混还田(0—35 cm,T35+S)、有机肥深混还田(0—35 cm,T35+M)、秸秆有机肥深混还田(0—35 cm,T35+S+M)、免耕(NT)、免耕秸秆覆盖(NT+S)和免耕秸秆条覆盖(HT+HS)处理,共9个处理 。2020年玉米收获后,测产,同时取0—15 cm和15—30 cm土层样品,测定土壤pH、有机质和养分含量以及有机碳储量。  【结果】  试验进行3年后,在0—15 cm土层,T35+M和T35+S+M处理土壤有机质含量增幅较T15分别增加了19.2%和20.4%,而NT和T35处理则显著降低;在15—35 cm土层,T35、T35+S、T35+M和T35+S+M处理土壤有机质含量较T15分别增加了12.5%、24.5%、29.9%和35.7%。深翻和有机物料还田(T35+S、T35+M和T35+S+M)显著增加了玉米产量,与T15处理相比,3年T35+S、T35+M和T35+S+M处理玉米产量平均增加了10%、12.3%和16.4%,而浅翻处理(T15+S、NT、NT+S和HT+HS)不同程度地降低了玉米产量。T15+S、HT+HS和NT+S处理间有机质转化率无显著差异,但与T35+S处理相比平均降低了57.9%,与T35+M处理相比平均降低了78.4%。0—15 cm土壤有机质和pH对玉米产量影响显著,而在15—35 cm土层,除pH外,有机质和养分含量以及有机碳储量均对玉米产量有显著影响。  【结论】  腐熟猪粪、猪粪和玉米秸秆配合深翻混合还田可以快速提升0—35 cm土层中的土壤有机碳储量,提高有机质的转化率,是较为理想的棕壤快速培肥途径。通过提高深层土壤有机质和养分含量,提高了辽宁南部棕壤的农业生产能力。     

秸秆粉碎集条深埋机械还田对土壤物理性质的影响

为明确秸秆粉碎集条深埋后土壤物理性质变化特征,为秸秆集条深还技术应用与推广提供理论依据和技术指导。本文采用田间大区对比试验,开展秸秆集条粉碎机械深埋对土壤物理性质的影响研究,设置正常翻耕、秸秆耕层还田、秸秆集条深还3个处理。结果表明:与对照秸秆不还田处理比,连续还田3a,秸秆集条深埋处理0～30 cm土层土壤固相比率和容重分别降低1.17%～6.21%和0.02～0.14 g/cm3、容气度和田间持水量提高,土壤总孔隙提高幅度为0.70%～5.98%,有效孔隙增加幅度为0.22%～2.69%,差异显著;与对照不还田处理比,耕层还田0～20 cm土层土壤固相比率和容重降低幅度分别为2.42%～4.30%和0.09～0.12 g/cm3、容气度和田间持水量得到提高,总孔隙和通气孔隙增加;秸秆集条深还作业土层深,每隔3年进行间隔作业,长期则可改善全田土壤物理性质,增厚耕层10 cm。     

耕翻和秸秆还田深度对东北黑土物理性质的影响

为了明确耕翻和秸秆还田深度对土壤物理性质的影响,在东北黑土区中部进行了6 a的耕翻和秸秆还田定位试验,设置了免耕(D0)、浅耕翻(0～20 cm)(D20)、浅耕翻+秸秆(D20S)、深耕翻(0～35 cm)(D35)、深耕翻+秸秆(D35S)、超深耕翻(0～50 cm)(D50)和超深耕翻+秸秆(D50S)7个处理开展研究,秸秆还田处理将10 000 kg/hm2秸秆均匀地还入相应的耕翻土层。结果表明,耕翻和秸秆还田深度是影响土壤物理性质的重要农艺措施。与初始土壤相比,免耕显著增加了0～20cm土层土壤容重,减少了孔隙度、持水量、饱和导水率和0.25mm水稳性团聚体的含量(WAS0.25)(P0.05),而对20～50 cm土层没有显著影响(P0.05)。在0～20 cm土层,除了D50处理显著降低了WAS0.25含量以外,D20,D35和D50处理对各项土壤物理指标均没有显著影响;而D20S和D35S处理则显著改善了该层各项土壤物理指标。在20～35 cm土层,D35、D35S、D50和D50S处理显著改善了该土层各项土壤物理指标(除了2014年的容重)。在35～50cm土层,D50和D50S处理对各项土壤物理指标改善效果显著,特别是相应土层通气孔隙度和饱和导水率显著增加。研究结果表明耕翻配合秸秆对土壤物理指标的改善效果优于仅耕翻处理。综合评分结果也表明D35S和D50S处理分别对20～35 cm和35～50 cm土层土壤物理性质的改善效果最好,说明在质地黏重的黑土上深翻耕或者超深翻耕配合秸秆还田通过土层翻转秸秆全层混合施用能够显著改善全耕作层土壤的物理性质,增加耕层厚度,扩充土壤的水分库容,提高黑土的水分调节能力。     

玉米秸秆还田形态对棕壤性土土壤肥力及烤烟产量品质的影响

为探究不同形态秸秆还田对棕壤性土植烟土壤肥力的影响效应,以不施秸秆为对照（CK）,设置玉米秸秆粉碎1 cm(FS1)、粉碎5 cm(FS5)、粉碎10 cm(FS10)和秸秆粉末1 mm(FM)4种形态的秸秆还田试验,表征0～20 cm土层土壤物理性质、养分状况以及土壤酶活性,并综合评价土壤肥力质量以及烤烟产质量。两年试验结果表明,（1）与CK相比,秸秆还田处理均能改善土壤物理性状,可降低土壤容重2.88%～10.99%,提高田间持水量5.96%～34.02%,降低土层平均穿透阻力19.17%～25.87%,以FS5处理的降低或提升效果最显著（P<0.05）;(2)不同形态秸秆还田对土壤碳氮的提升具有差异,FS5和FM处理能较CK显著增加土壤总有机碳含量74.08%和44.84%(P<0.05),FS1、FS5和FS10处理分别显著增加微生物量碳含量80.79%、125.31%和70.39%(P<0.05),以FS5处理增加量最高,同时能分别提升土壤全氮、碳氮比和硝态氮含量34.40%、20.22%和749.06%(P<0.05);(3)与CK相比,不同形态秸秆...     

内蒙古玉米秸秆还田土壤细菌多样性特征

通过内蒙古半干旱冷凉地区玉米秸秆还田定位试验,结合常规分析手段和变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术初步研究了玉米秸秆深翻还田后土壤有机质、纤维素酶活性及土壤细菌多样性变化。结果表明,随着玉米生育期的推进,土壤有机质含量呈先增加后下降趋势,拔节期和大喇叭口期含量较高。玉米秸秆深翻还田一年(SF-Ⅰ)和连续两年玉米秸秆深翻还田(SF-Ⅱ)0～20 cm土层有机质含量除了播种期差异显著外,其余生育期均无显著差异,但均与常规旋耕秸秆不还田(CK)有显著差异;20～40 cm土层SF-Ⅰ、SF-Ⅱ和CK有机质含量除了播种期差异显著外,其余生育期均无显著差异;玉米成熟期土壤有机质含量为SF-ⅡSF-ⅠCK;随着土层的下移土壤有机质含量呈逐渐降低的趋势。秸秆深翻还田后土壤纤维素酶活性明显增强,表现为SF-ⅡSF-ⅠCK;拔节期和大喇叭口期土壤纤维素酶活性增幅较高,与CK差异达到显著水平;纤维素酶活性随土层的下移逐渐下降,0～20 cm土层中,播种期至大喇叭口期秸秆还田土壤纤维素酶活性与CK间差异显著,其余时期无显著差异;20～40 cm土层中,仅播种期秸秆还田土壤纤维素酶活性与CK间差异显著。16S rDNA-PCR-DGGE分析可知,秸秆还田后拔节期至灌浆期土壤细菌群落发生较大的变化,拔节期变化最大。SF-Ⅱ、SF-Ⅰ、CK土壤菌属不同,细菌多样性指数SF-ⅡSF-ⅠCK;秸秆深翻还田增加了土壤细菌多样性,尤其是土壤中纤维素分解菌和有机污染物降解菌群。半干旱冷凉地区两年秸秆还田的土壤细菌多样性比一年秸秆还田的效果更为明显。     

长期秸秆还田和施肥对黑土肥力及玉米产量的影响

基于长期定位试验(17年):不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、化肥+秸秆(NPKS)处理,研究了长期秸秆还田对黑土肥力和玉米产量的影响和贡献。结果表明:与2003年初始土壤属性相比,CK处理0~40 cm土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾含量均显著下降(P<0.05)。NPKS处理0~20 cm和20~40 cm土壤有机质、全氮、碱解氮和速效钾含量则分别显著增加了6.6%~16.4%、4.6%~17.3%、8.0%~15.0%和59.4%~61.5%(P<0.05)。与CK处理相比,NPKS处理0~20 cm和20~40 cm土层土壤容重分别下降了14.8%和4.50%,0~20 cm土层的通气孔隙度增加了43.7%。NPK和NPKS处理的平均产量较CK处理分别增加了54.9%和65.2%,NPKS处理的平均产量比NPK产量增加6.6%(P<0.05)。0~20 cm土层,土壤有机质和全氮含量对玉米产量的贡献度>30%,而20~40 cm土层土壤碱解氮的贡献度最高达到35.7%。土壤物理属性在0~20 cm土层,土壤毛管孔隙和土壤容重对玉米产量贡献最高;20~40 cm土层,容重对玉米产量的贡献度最高达到56.9%。因此长期秸秆还田能够显著提高40 cm以上土层土壤的肥力,改善土壤容重和孔隙度,从而间接影响玉米的产量。     

耕作与秸秆还田深度变化对不同土层团聚体稳定性的影响

耕作和秸秆还田可以改变土壤理化性状,影响土壤团聚体的稳定性。采用田间定位试验,研究耕作与秸秆还田深度变化对旱地草甸土不同深度土层水稳性团聚体稳定性的影响,为科学开展秸秆还田培肥土壤提供依据。结果表明：土壤团聚体稳定性受>2000μm粒径大团聚体影响较大,连续5年翻耕显著降低了表层（0～20 cm）土壤>2000μm粒径水稳性大团聚体的占比,增加了53～250μm微团聚体和<53μm黏粉粒的比例。浅翻（ST）和秸秆浅翻还田（STS）与深翻（DT）和秸秆深翻还田（DTS）分别对10～20和20～30 cm土层黏粉粒的增加影响较大,其中,10～20 cm土层ST较免耕（NT）和DT处理分别增加86.21%和14.65%,20～30 cm土层DT较NT和ST处理分别增加113.82%和59.68%,差异显著（P<0.05）;连续翻耕由于对亚耕层（20～40 cm）的频繁扰动,导致250～2000μm粒径团聚体的稳定性降低,DT较NT和ST与DTS处理较覆盖免耕（NTS）和STS处理分别平均降低19.43%与20.57%,且差异显著（P<0.05）。研究结果表明,连...     

半湿润区秸秆还田对土壤水分、温度及玉米产量的影响

为探索半湿润区玉米高产和水分高效利用的栽培技术模式,采用秸秆还田和土壤耕作相结合的方法,设置秸秆离田旋耕垄作(CK)、秸秆深翻还田(SP)、秸秆覆盖还田免耕(SC)、秸秆覆盖还田深松(SS) 4个处理,研究不同处理对土壤水分、土壤温度、玉米产量和水分利用效率的影响。结果表明:(1)2018年和2019年的土壤贮水量分别呈单、双峰曲线变化,2018年所有处理和2019年SS处理的土壤贮水量均随土层深度增加而显著增加。与CK相比,2018年SC和SS处理各生育时期土壤贮水量分别提高7.58%～18.40%和9.24%～21.94%。(2)耕层0—20 cm土壤温度随玉米生育时期呈先升后降的变化趋势,随着土层深度的增加,土壤温度逐渐降低。秸秆还田具有调节地温的作用,与CK相比,SP使5,6月地温分别提升0.46,0.21℃,SC使5—7月地温降低1.72～2.79℃,提高9月份地温0.22℃。(3)2018年和2019年,SS、SP、SC处理使玉米产量较CK分别增加13.88%和14.82%,7.59%和9.12%,7.42%和8.50%。(4)2018年和2019年,SS、SP和SC处理的水分利用效率分别增加13.79%和9.75%,6.11%和5.93%,5.67%和3.83%。(5)玉米各生育时期(时间上)和土层0—60 cm(空间上)土壤贮水量对玉米产量影响显著,各生育时期(花期除外)和0—60 cm土壤贮水量与水分利用效率呈显著正相关,6,7月及10 cm以下土层,土壤温度对玉米产量影响显著,7月和15 cm以下地温与水分利用效率显著负相关。秸秆覆盖深松技术增加土壤贮水量,改善土壤温度,提高玉米产量和水分利用效率,为雨养农业区提供高效的栽培技术模式。     

玉米秸秆全量深翻还田对高产田土壤结构的影响

为达到玉米生产耕层最适深度(22 cm)和耕层最适土壤容重(1.1~1.3 g×cm~(-3)),解决内蒙古平原灌区耕层浅、犁底层坚硬且厚的农田土壤结构问题,分别选用连续1、2、3、4年秸秆深翻还田定位试验地,秋收后玉米秸秆全量粉碎深翻还田,秸秆年均还田量为20 034.97 kg×hm-2,形成秸秆深翻还田1~4年的4个试验处理(SF1-SF4),以不深翻秸秆还田的处理为对照(CK),研究土壤容重、土壤坚实度、土壤团聚体及其稳定性、土壤肥力及p H随不同年限秸秆深翻还田的变化规律。结果表明:1)SF1-SF4处理0~40 cm土层,土壤容重和土壤坚实度比CK显著减小。2)0~20 cm土层,SF4处理0.25 mm团聚体比例(R0.25)、几何平均直径(GWD)和平均重量直径(MWD)均比CK显著减小;SF1处理土壤团聚体破坏率(PAD)比CK显著降低9.56%,不稳定指数(SWA)随深翻年限增加而显著降低;团聚体分形维数SF4比CK显著增大7.30%。3)20~40 cm土层,SF1和SF2处理R0.25比CK分别显著增加13.69%和17.83%;SF2处理的MWD和GWD分别比CK显著增加23.92%和53.38%;SF1-SF4处理的PAD比CK显著降低,且SF2显著高于SF1和SF3;而SF1-SF4的SWA比CK显著增加,且随秸秆深翻年限的增加呈逐渐升高趋势;团聚体分形维数SF2比CK显著降低7.39%。4)土壤有机质含量SF1-SF4比CK显著增加,且SF2-SF4处理显著大于SF1;速效氮、速效磷和速效钾SF1-SF4比CK显著增加,土壤p H SF3、SF4比CK显著降低。总之,深翻秸秆还田1~4年对0~40 cm土层土壤影响显著;深翻秸秆还田2年适合土壤犁底层结构的改良,深翻秸秆还田3年和4年适合土壤耕层结构的改良。玉米秸秆全量深翻还田既能达到耕作土壤的目的,同时也增加了土壤有机质,降低土壤团聚体破坏率和土壤水稳性团聚体的不稳定系数,利于培肥耕层土壤。     

玉米秸秆覆盖与深翻两种还田方式对黑土有机碳固持的影响

秸秆还田是实现东北黑土肥力提升与保障区域生态环境安全的有效措施。明确玉米秸秆覆盖与深翻还田下土壤有机碳(SOC, Soil Organic Carbon)的变化及其在团聚体中的固持特征,对于揭示秸秆还田后黑土有机碳的稳定机制与固碳潜力具有重要意义。该研究基于黑土区中部6 a定位试验,选择常规种植(CK)、秸秆覆盖还田(SM, Stovers Mulching)和秸秆深翻还田(SI, Stovers Incorporation)3个处理,对0～10、10～20、20～30及30～40 cm土层SOC含量、容重、水稳性团聚体分布及团聚体中有机碳(OC, Organic Carbon)含量进行了分析与测定,并对各处理年均碳投入量、SOC储量与土壤固碳速率等进行了估算。与CK相比,SM处理显著增加了0～10 cm土层SOC含量,增幅为22.4%,但对10～40cm土层SOC含量无显著影响;SI处理显著增加了0～40cm土层SOC含量,增幅为18.1%～41.5%,以20～30cm的增幅最突出。与SM处理相比,SI处理0～10 cm土层SOC储量显著低于前者,而20～30 cm土层SOC储量反之。6 a间,SM处理耕层(0～20 cm)与亚耕层(20～40 cm)土壤固碳速率分别为1.34和0.77 Mg/(hm2·a),SI处理为0.85和1.74 Mg/(hm2·a)。秸秆不同还田方式显著改变了0～40 cm土层团聚体分布及其中OC含量。与CK相比,SM显著增加了耕层大团聚体(0.25 mm)比例与平均质量直径(MWD, Mean Weight Diameter),SI显著提高了0～40 cm土层团聚体MWD,且对10～40 cm土层团聚结构的改善作用优于SM;SM处理显著增加了0～10 cm土层2和0.053 mm粒级团聚体OC含量,SI处理不仅增加了0～10 cm土层2 mm粒级团聚体OC含量,也显著提高了10～40 cm土层各粒级团聚体OC含量。在黑土区,秸秆覆盖还田对SOC的提升主要集中于表层,秸秆深翻还田促进了0～40cm土层SOC积累与土壤团聚结构的改善。     

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。     

秸秆还田对宁南旱作农田土壤水分及作物生产力的影响

在宁南旱区通过研究秸秆还田对土壤水分及作物生产力的影响,为该区土壤扩蓄增容及作物水分利用效率的提高提供理论依据。在3年秸秆还田定位试验中,设置了不同秸秆还田量处理（谷子秸秆按3000、6000、9000kg·hm-2粉碎还田;玉米秸秆按4500、9000、13500kg·hm-2粉碎还田,对照为秸秆不还田）,对不同处理条件下的土壤含水量、作物水分利用效率和作物产量等指标进行了分析。结果表明,随秸秆还田量由高到低,在试验第3年（2009年）玉米播种期0～200cm土层的土壤贮水量分别较CK提高8.8%、9.9%和6.8%;成熟期0～200cm土层的土壤贮水量分别较CK提高14.8%、13.9%和12.8%;产量分别较CK显著提高30.7%、29.2%和12.5%（P〈0.05）;作物水分利用效率分别较CK显著提高41.1%、35.9%和21.3%（P〈0.01）。在宁南半干旱区采用秸秆还田能较好地保蓄土壤水分,利于土壤水库的扩蓄增容,且对提高作物产量和作物水分利用效率有显著效果。     

玉米秸秆混合还田深度对土壤有机质及养分含量的影响

秸秆还田是提升土壤肥力的重要措施之一,还田深度是影响还田效果的重要因素。本文以黑土为研究对象,分析了连续3年等量秸秆混入不同深度土层对土壤有机质及养分含量的影响。试验包括4个秸秆混合还田深度,0~15 cm(D15S),0~20 cm(D20S),0~35 cm(D35S)和0~50 cm(D50S),秸秆还田量均为10 000 kg·hm^(-2)。研究结果表明等量秸秆混入不同深度土层,导致不同处理秸秆在土壤中的含量(SC)在1.68~6.06 g·kg^(-1)之间,随着秸秆混入土层深度的增加SC值逐渐减小;秸秆混合还田增加了相应土层土壤有机质含量,与D15S处理相比,D20S、D35S和D50S处理土壤有机质增加量分别降低了27.3%,48.4%和67.8%,但是秸秆的有机质转化率在D35S处理达到了最大值,与D15S、D20S和D50S相比分别增加了28.6%,32.6%和17.5%,不同处理土壤有机质增加的总量表现为D35S>D50S>D15S>D20S,土壤轻组有机碳总量表现出相似的趋势;等量秸秆混入不同深度土层没有显著增加相应土层全量养分的含量,但是显著增加了速效养分含量(P<0.05),与初始值相比,D15S、D20S、D35S和D50S处理土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量分别提高了7.17%~20.6%、9.16%~38.2%和12.6%~43.7%,其中土壤速效养分增加率在D35S处理达到了最大值,说明秸秆深混还田能够促进养分在土壤深层的积累,增加全层土壤养分的供给能力。因此,建议研究区域秸秆混合还田的深度为0~35 cm,提高秸秆混合还田对土壤肥力的贡献,实现黑土地保护。     

玉米秸秆颗粒还田对土壤有机碳含量和作物产量的影响

为改进麦玉轮作区秸秆还田方式,推进秸秆资源高效利用,快速提升土壤质量,以秸秆不还田为对照(CK),通过连续3年田间微区试验,研究了等量玉米秸秆粉碎还田(CCSI)和颗粒化还田(GSI)对0～20 cm和20～40 cm土层土壤有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)和作物产量的影响。结果表明:与CK相比,GSI和CCSI两种秸秆还田方式均能提高SOC和DOC含量,但主要集中在还田后1.5年内,还田后1.5～3年处理间无显著差异。在秸秆还田处理中,GSI处理能快速提高SOC和DOC含量。在还田当年,GSI处理0～20 cm土层SOC和DOC的平均含量较CCSI处理提高6.59%和3.00%,20～40 cm土层分别提高17.36%和12.65%,且两土层DOC/SOC也显著高于CCSI处理,但随着还田后时间延长,CCSI和GSI处理间差异逐渐缩小,还田后1.5年两者无显著差异。此外,GSI处理利于提高作物产量,且在还田当年增产效应更加突出。与CK和CCSI处理相比,GSI处理还田当年小麦产量分别提高9.80%和10.82%,玉米产量分别提高9.54%和3.45%。进一步分析发现,2013—2016年GSI处理虽然增加了经济投入,但由于具有更高的籽粒产量,最终获得较高的年均净利润,分别比CK和CCSI处理提高10.09%和3.24%。研究表明,秸秆颗粒还田较常规粉碎还田能快速提高SOC和DOC含量,促进当季作物增产,获得较高的经济效益。     

不同秸秆还田深度对黄棕壤土壤物理性质及其剖面变化的影响

为了解不同深度秸秆还田后土壤水力学参数等物理性质的变化,在2016～2018年以田间小区试验的方法,研究了不同深度秸秆还田对黄棕壤0～40 cm土层土壤团聚体、土壤容重、总孔隙度和水力学性质的影响;试验以无秸秆还田(CK)为对照,秸秆还田处理秸秆数量相同、还田深度不同,共设对照(CK)、秸秆表面覆盖(T0)、秸秆10～20 cm还田(T10)、秸秆20～30 cm还田(T20)和秸秆30～40 cm还田(T30)6个处理,作物种植模式为冬小麦-玉米、一年两熟。结果表明,秸秆还田一年后可有效地改善土壤团聚体状况,水稳性大团聚体数量、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)分别增加了0.89%～4.33%、16.27%～28.92%和14.65%～26.36%;土壤容重降低,总孔隙度增加;水分常量土壤饱和含水量、田间持水量、有效水含量和饱和导水率分别增加了37.31～61.39 g kg-1、25.51～38.70 g kg-1、36.21～52.80 g kg-1和0.69×10-5～1.11×10-5cm s-1,凋萎系数降低了9.59～14.12 g kg-1;秸秆还田后第二年...     

秸秆还田对云南典型烟区土壤物理性状的影响

为研究典型烟区秸秆还田对土壤物理性状的影响,以云南省典型烟区(峨山县)为研究区,对CK(未秸秆还田)和SR(秸秆还田)处理的耕作层(0～15 cm)和犁底层(15～25 cm)土壤进行调查分析,结果表明:与CK相比,SR处理耕作层土壤有机质、全氮和活性有机质含量分别提高了13.4%、10.9%和21.6%,犁底层分别提高了32.7%、25.7%和47.4%,秸秆还田对犁底层的改良效果更为明显。从土壤物理性质上看,SR处理耕层作和犁底层土壤容重分别比CK降低了4.9%和6.6%,通气孔隙度分别比CK增加了34.3%和163%。因此,在典型烟区实施秸秆还田,可以显著增加土壤通气孔隙,降低土壤容重,显著提高土壤活性有机质含量,使之满足优质烟草生长所需的土壤环境,为其他烟区土壤改良提供理论指导和技术支持。     

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3000kg·hm-（2低L）、6000kg·hm-（2中M）、9000kg·hm-（2高H）粉碎还田,玉米秸秆按4500kg·hm-（2低L）、9000kg·hm-（2中M）、13500kg·hm-（2高H）粉碎还田,对照为秸秆不还田,对不同处理条件下土壤有机碳、土壤碳矿化速率、累积矿化量及其与不同形态碳素之间的相关性进行了分析。结果表明,土壤总有机碳、活性有机碳含量均随土层的加深而减少;各处理0～60cm土层土壤有机碳和活性有机碳含量分别比CK显著提高了24.2%、20.8%、9.5%和50.3%、46.6%、34.8%（P〈0.05）;秸秆还田不仅增加了土壤活性有机碳含量,同时也显著提高了0～20cm土层活性有机碳占总有机碳含量的比重,提高幅度达21.1%～23.1%（P〈0.05）;土壤碳矿化速率和累积矿化量在0～60cm各土层内随着秸秆还田量的增加大小顺序均为高量秸秆还田〉中量秸秆还田〉低量秸秆还田〉秸秆不还田,各秸秆还田处理较CK差异显著（P〈0.05）。相关性分析表明,土壤碳累积矿化量与不同形态碳素之间均存在极显著相关性。因此,在宁南半干旱区采用秸秆还田对提高土壤有机碳含量和碳矿化具有明显作用。     

有机物料深耕还田改善石灰性黑钙土物理性状

为明确不同深耕方式和有机物料配施还田的改土效果,在黑龙江省安达市石灰性黑钙土上开展了深松、秸秆心土还田、秸秆心土还田+鸡粪3种深耕处理对不同土层土壤物理性状影响的研究,并与常规耕作进行了比较。结果表明:耕层土壤三相比处理间变化无规律,20 cm以下土层秸秆心土还田处理和秸秆心土还田+鸡粪处理降低土壤固相效果明显;深耕处理不同土层含水率均高于对照,其中30~50 cm土层差异明显;秸秆心土还田+鸡粪处理有增加土壤孔隙率、孔隙比和土壤饱和导水率的效果;各深耕处理20~50 cm土层土壤容重和硬度与对照相比降低;深松处理增产效果不明显,秸秆心土还田处理比对照平均增产10.5%,秸秆心土还田+鸡粪处理平均增产36.14%,该研究通过明确有机物料不同深耕改土措施对土壤物理性质的影响及与玉米产量的关系,为有机物料深耕还田改善石灰性黑钙土提供理论参考依据。