秸秆炭化还田对土壤性状和作物产量的影响

摘要： 秸秆还田产生了很好的经济效益,但仍存在问题。因此,提出秸秆炭化还田或利用,以提高秸秆综合利用率。为此,本文综述了秸秆炭化形成的生物量炭（biomass charcoal）对土壤性状和作物产量的影响。生物量炭化后与木炭相似,耐降解,可提高土壤碳库容量,减少温室气体排放。同时炭具有很大的表面积,持水性、吸附性均较强。在一定量下,施炭可增加土壤阴、阳离子交换量、吸附氮、磷及矿物离子,减少养分损失,在一定范围内,普遍能增加作物生物量和产量,因此认为秸秆炭化还田或利用是秸秆综合利用的优势途径。     

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。     

秸秆直接还田对当季作物产量效应

通过田间小区试验研究麦秸和玉米秸等农作物秸秆还田及应用秸秆速腐剂还田秸秆对当季小麦产量的影响。结果表明 ,施用未经处理的作物秸杆对当季小麦产量影响不大。施麦秸量为 3 0 0 0和 6 0 0 0kg/hm2 时 ,当季小麦产量分别为对照的92 .8%和 96 .0 %,减产 7.16 %和 4.0 0 %,减产不显著。用玉米秸秆代替麦秸时 ,小麦产量为对照的 99.1%和 10 3 .2 %,与对照产量持平或略有增加。施用秸秆速腐剂后 ,小麦产量相对提高 3 .6 0 %和 1.45 %,是不施秸秆的 (对照 ) 99.5 %和 10 3 .2 %。玉米秸秆较麦秸腐解快 ,效果好 ,粉碎后可直接还田     

炭化秸秆还田量对土壤肥力与作物生长的影响

随着秸秆资源化利用技术的发展,秸秆炭化制成生物炭还田引起了广泛的关注。文章采用室外 盆栽的方式,以大豆为目标作物,设置5 个生物炭还田比例,研究了炭化秸秆还田量对土壤肥力以及作物生 长的影响。结果表明,不同炭化秸秆还田量均可提高土壤肥力,促进作物生长,但其作用程度存在显著差异。 土壤和作物对高还田炭量表现出较强的适应能力,还田质量比为30% 时具有最强的氮磷保留缓释能力和最高 的作物生物量与产量,综合效果最佳。     

炭化秸秆还田量对土壤肥力与作物生长的影响

随着秸秆资源化利用技术的发展,秸秆炭化制成生物炭还田引起了广泛的关注。文章采用室外盆栽的方式,以大豆为目标作物,设置5个生物炭还田比例,研究了炭化秸秆还田量对土壤肥力以及作物生长的影响。结果表明,不同炭化秸秆还田量均可提高土壤肥力,促进作物生长,但其作用程度存在显著差异。土壤和作物对高还田炭量表现出较强的适应能力,还田质量比为30%时具有最强的氮磷保留缓释能力和最高的作物生物量与产量,综合效果最佳。     

秸秆还田对作物产量及土壤养分的影响

在皖南酸性红黄壤上进行了为期 4年的定位试验 ,探讨不同作物秸秆还田对作物产量及土壤养分的影响。研究结果表明 :秸秆还田配施化肥 ,在提高作物产量和土壤肥力方面优于单施化肥。稻草还田产量最高 ,稻草 >油菜秆 >麦秸草 >单施化肥 ,并且作物产量随着稻草用量的增加而增加。秸秆还田可以增加土壤的养分含量 ,以稻草还田最佳 ,且土壤养分的增加量随着稻草还田量的增加而增加。     

旱地秸秆还田对春小麦光合特性及产量的影响

在旱地设置普通耕作(CK)、旋耕还田(XG)、免耕还田(MG)、深松还田(SS)和深耕还田(SG)处理,连续3年(2016—2018年)研究不同秸秆还田模式对春小麦光合特性及产量的影响.结果表明,由于秸秆还田对土壤及水分和养分环境的改变,总体上秸秆还田对小麦光合特性及产量的作用大于不还田.2016—2018年春小麦叶片水分利用效率、光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度和气孔导度均表现为SS>MG>SG>XG>CK,其中以深松还田效果最好,免耕还田和深耕还田次之.春小麦叶片可溶性糖、可溶性蛋白、叶绿素a和叶绿素b含量总体表现为SS>MG>SG>XG>CK;而脯氨酸和丙二醛含量总体表现为SSMG>SG>XG>CK,说明不同模式的秸秆还田增加了春小麦穗数、穗粒数、千粒质量、籽粒产量和生物产量,其中以深松还田效果最好,免耕还田和深耕还田次之.互作效应分析表明,年份×耕作方式对穗数、穗粒数及籽粒产量的影响均达极显著水平(P<0.01).综合分析表明,影响小麦产量的主要因素为叶面积指数和叶绿素a含量;为充分发挥春小麦的产量潜力,最佳的管理措施是深松还田.     

秸秆还田方式对潮土剖面土壤氮组分及作物产量的影响

为探究长期不同秸秆还田方式对黄淮海平原潮土区土壤氮素组分及作物产量的影响,以中国科学院封丘农业生态试验站长期试验地为研究对象,选取其中秸秆移除、秸秆覆盖、秸秆深还3个处理,于试验开展第10年（2020年）秋玉米收获后,统计分析近5年产量数据,并采集各处理0～10、10～20、20～30、30～40 cm的土壤样品,测定土壤全氮及氮组分。结果表明：（1）秸秆覆盖还田和秸秆深还处理显著提高作物产量（小麦增产4.76%、5.36%;玉米增产6.33%、5.84%）。（2）秸秆覆盖还田显著提高0～10 cm NH⁺₄-N含量,0～20 cm TN、NO^-₃-N、AN含量,0～40 cm PON和MON含量;秸秆深还处理显著提高0～40 cm TN、MON、NO^-₃-N、AN含量,10～40 cm PON、NH⁺₄-N含量。（3）秸秆覆盖还田显著提高0～40 cm MON/TN,10～20 cm NO^-     

油菜秸秆还田条件下减施氮肥对水稻病虫害发生及产量的影响

以当地习惯施肥且油菜秸秆不还田作为对照,将氮肥施用量在对照基础上分别减少0%、5%、10%和15%,并实行油菜秸秆还田,考察油菜秸秆还田条件下减施氮肥对水稻病虫害发生及产量的影响。试验结果表明,在油菜秸秆还田条件下,随着施氮量的减少,病虫害发生呈下降趋势。当地习惯施肥的基础上减氮10%+秸秆还田处理的病虫害发生较轻,产量最高,说明油菜秸秆还田结合科学施肥不仅可以培肥土壤,提高土地可持续生产能力,减少化肥施用量和病虫为害程度,还能提高水稻的产量。因此,油菜秸秆还田条件下减施氮肥技术对于实现化肥零增长、减少农业面源污染具有重要意义,值得大面积推广应用。     

秸秆还田对作物产量和土壤肥力的影响

对秸秆还田长期田田试验的前3季产量结果和1年后土壤农化性状进行分析.结果表明,江汉平原稻一麦两熟制下.秸秆在下李作物上原位还田,并辅以快速腐解茵,能明显提高作物产量,尤其是在与化肥配合施用时.其增产量随着秸秆还田量增加而增加;同时秸秆还田还能提高土壤有机质舍量,并能改善土壤的速效钾和速效磷的供应能力,秸秆原位还田及快速腐解是一项很好的提升土壤肥力的技术.     

秸秆还田条件下氮肥用量对冬小麦产量和氮效率的影响

目的：探讨秸秆还田配施氮肥对冬小麦产量和氮效率的影响,为临沂市实现小麦高产高效提供理论依据。方法：以济麦22作为供试冬小麦品种,设秸秆还田下5个施氮水平（0、90、180、270、360kg/hm2,分别表示为T1、T2、T3、T5、T6,以及秸秆不还田+施氮量180kg/hm2（T4）共6个处理,研究不同处理对冬小麦产量和氮效率的影响。结果：秸秆还田配施氮肥的冬小麦籽粒产量明显高于单施氮肥的,增产率为18.48%。其中秸秆还田配施氮肥270kg/hm2的处理冬小麦籽粒产量最高,达到8410kg/hm2。秸秆还田配施氮肥与单施氮肥相比,明显提高了氮肥利用率、氮肥农学效率和氮素生产效率,分别提高了7.6%、6.7kg/kg和3.6kg/kg。结论：综合考虑临沂市秸秆还田配施氮肥应控制在180～270kg/hm2为宜。     

稻麦轮作下连续秸秆还田对作物产量及土壤肥力的影响

通过在奉贤地区粮食作物上进行连续5 a稻麦秸秆还田定位试验,研究了不同秸秆还田量(不还田、半量、全量)对小麦、水稻产量构成及农田土壤肥力的影响。结果表明,稻麦秸秆还田5 a后,随秸秆还田量增加,水稻有效穗增多,利于水稻产量的增加,平均增幅3.6%和5.8%,其中秸秆全量还田的增产效果大于秸秆半量还田,而秸秆还田对小麦产量及其构成的影响随还田量变化呈现相反效果,平均产量降低4.2%和5.1%。除土壤全钾含量变化不明显外,连续秸秆还田对土壤肥力和物理质量均有所提高,比还田初期增加10.9%~70.1%,秸秆半量还田的有机质、全磷、有效磷增长率高于秸秆全量还田,而容重降幅低于全量。总体上,秸秆全量还田对水稻增产有利,对小麦增产不利,而秸秆半量还田对土壤肥力质量提升作用较好。鉴于秸秆还田对作物产量和土壤肥力的长期性和复杂性影响,奉贤地区的稻麦两季选择秸秆全量还田是可行的。     

秸秆堆腐还田对土壤肥力及作物产量的影响

连续2年进行了秸秆堆腐还田技术应用试验研究。结果表明:秸秆堆腐还田具有改良土壤,培肥地力,增加作物产量的作用。与CK相比,土壤有机质含量增加0.2～1.1g/kg,容重降低0.02～0.1g/cm3,速效P含量增加1.5～5mg/kg,速效K含量增加3.5～14mg/kg;全年作物产量增加了1.4%～22.1%。     

秸秆堆腐还田对土壤肥力及作物产量的影响

连续2a进行了秸秆堆腐还田技术应用试验研究。结果表明:秸秆堆腐还田具有改良土壤,培肥地力,增加作物产量的作用。秸秆堆腐还田土壤全年作物产量增加了4.1%～5.6%,有机质含量增加0.9～1.5g/kg,速效钾含量增加3.2～5.6mg/kg,速效磷含量增加1.3～2.3mg/kg,容重降低0.07～0.13g/cm3。     

麦玉复种体系下秸秆还田与施氮对作物水氮利用及产量的效应研究

【目的】探究陕西关中地区麦玉复种体系下作物生产过程对秸秆还田与氮肥合理配施的响应,为实现当地粮食作物增产及资源高效利用提供理论依据。【方法】本研究于2011年10月至2016年10月,在陕西杨凌地区设置连续5年的定位试验。采用二因素裂区设计,主区为秸秆还田,设秸秆还田（S）和秸秆不还田（S0）2个水平;副区为施氮量,设常规施氮（F1）、减量施氮（F0.8）、不施氮（F0）3个水平,对冬小麦与夏玉米籽粒产量及水肥利用状况进行测定分析。【结果】秸秆还田与施氮及二者交互作用对麦玉两作物产量及其构成因素、水肥利用效率等方面有显著或极显著影响。秸秆还田较不还田处理显著提高土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量,分别达6%-14%、8%-34%、3%-5%、3%-10%;同时显著提高麦玉播种前及收获后0-100 cm土层的储水量,播种前及收获后5季均值分别增加5%-11%、12%-15%（麦）和4%-9%、11%-17%（玉）。与不施氮处理相比,施氮显著提高土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量;并显著提高了秸秆还田水平下麦玉播前及收后土壤储水量。在产量和水氮利用方面,秸秆还田较不还田处理分别显著提高了2012-2016 4季冬小麦和5季夏玉米产量,其中,冬小麦每年依次提高4%-6%、5%-10%、7%-10%、8%-12%,夏玉米依次为1%-2%、3%-6%、4%-7%、5%-8%、3%-7%;秸秆还田显著提高麦玉水分利用率WUE,5季均值分别增加4%-7%和8%-11%;并显著提高2012-2016 4季麦玉氮肥偏生产力PEPN、2012-2016 4季冬小麦和5季夏玉米农学利用率AEN。施氮较不施氮处理显著提高麦玉产量,且均以F1处理最高,冬小麦F1处理在两秸秆还田水平下分别较F0处理显著增产30%-38%（S）和29%-33%（S0）,夏玉米为21%-25%（S）和19%-22%（S0）;施氮显著提高了两作物WUE,S0水平下F1处理WUE均值最高,S水平下F0.8处理WUE均值最高;F0.8较F1处理在5季中均显著提高作物PEP_N和AE_N,5季均值最高的SF0.8处理较最低的S0F1处理分别增加31%和30%（麦）、30%和31%（玉）。经济效益方面,秸秆还田较不还田处理提高了麦玉净收益均值,分别为808-1 258元和733-1 212元;施氮较不施氮处理提高两作物净收益,施氮处理中以F0.8处理获得收益最大。麦玉5年净收益均呈现出SF0.8＞SF1＞S0F0.8＞S0F1＞SF0＞S0F0的趋势,其中SF0.8处理下净收益均值较CK分别增加3 052元和2 145元。【结论】长期秸秆还田配减量施氮在保证冬小麦及夏玉米维持较高产量的情况下,显著改善作物水肥利用情况。综合考虑作物产量、水肥利用效率及经济效益,不同处理间以秸秆全量还田配施减量氮肥处理效果最优。     

秸秆还田对旱地小麦旗叶衰老及产量的影响

为了研究秸秆还田对旱地小麦的影响,通过田间试验的方法,研究了秸秆还田对旱地小麦旗叶衰老及产量的影响。试验结果表明,秸秆还田处理的小麦旗叶超氧化物歧化酶(SOD)活性、可溶性蛋白含量均比未还田的要高,而过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量均比未还田处理的要低。在花后20天后,秸秆还田处理的小麦旗叶SOD活性、可溶性蛋白含量均比秸秆未还田的要高,并且增加的速度在加快;而POD活性、MDA含量均比秸秆未还田处理的要低,并且降低速度同时也在加快。秸秆还田可以维持较高的保护酶体系,减少膜的破坏。在产量结构及产量上,秸秆还田处理的穗数、穗粒数、千粒重等明显比未还田处理的高,产量也有显著提高,比秸秆未还田处理高10.07%。因此,秸秆还田处理利于缓解旱地小麦旗叶的衰老,对旱地小麦的产量有提高作用。     

秸秆直接还田与炭化还田对热带土壤-水稻系统氨挥发的影响

氨挥发是稻田氮损失的主要形式之一。本研究采用温室土柱试验方法,设置不施氮肥(0N)、秸秆还田(ST)、生物炭(秸秆炭化)还田(BI)、常规施肥(CF)、秸秆还田配施氮肥(NST)、生物炭还田配施氮肥(NBI)6个处理,研究等量氮素投入条件下秸秆还田及其炭化还田对热带土壤-水稻系统氨挥发排放的影响。结果表明,与CF处理相比,NST处理在分蘖期显著(P<0.05)降低了田面水的pH值,提高了田面水的NH⁺₄-N含量;NBI处理显著(P<0.05)提高了水稻成熟期的土壤pH值和土壤NH⁺₄-N含量,降低了土壤NO^-₃-N含量。总的来看,NBI处理在试验条件下对土壤氨挥发具有较好的抑制作用,氨累积挥发量较CF处理显著(P<0.05)降低28.9%。     

关中灌区秸秆还田条件下施氮量对冬小麦产量及氮素利用的影响

以西农979为供试材料,在秸秆还田条件下设置5个不同的冬小麦施氮水平进行田间试验,分析不同处理下冬小麦产量及产量构成因素、收获后土壤硝态氮以及冬小麦籽粒蛋白质含量.在秸秆还田条件下随施氮量的增加,冬小麦籽粒产量、生物学产量、有效穗数和千粒质量均呈先增后降趋势,籽粒产量、生物产量和公顷穗数在N262.5达到最大,千粒质量在N175达到最大.氮素回收效率、氮肥利用效率均随施氮量的增加而降低,氮素收获指数随施氮量的增加先增后降,在N175时达到最大值.N2625、N350处理比N0处理显著提高了冬小麦收获后土壤耕层硝态氮累积量.施氮量为0～262.5 kg/hm2,随施氮量增加小麦籽粒蛋白质含量和蛋白质产量显著提高.综合考虑目前技术水平和当地气候条件,关中灌区冬小麦施氮量应控制在175～262.5 kg/hm2.