不同秸秆还田模式对黑钙土团聚体特征的影响

通过5年田间定位试验,研究了不同玉米秸秆还田方式对黑钙土土壤团聚体含量、稳定性和团聚体有机碳贡献率的影响。结果表明:与秸秆不还田(CK)比较,秸秆还田处理能显著提高土壤大团聚体(>250μm)含量、团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)(P<0.05)。秸秆轮耕还田(SRT)比秸秆覆盖还田(SCR)能更有利于土壤大团聚体形成,但2个处理的土壤团聚体稳定性之间差异不显著。秸秆轮耕还田与秸秆不还田相比较能显著增加土壤各粒级团聚体有机碳含量和大团聚体有机碳贡献率,同时,秸秆轮耕还田比秸秆覆盖还田更有利于提高>2 000μm粒径和<53μm粒径团聚体有机碳含量,以及250～2 000μm粒径团聚体有机碳贡献率。相关性分析表明,土壤有机碳含量与土壤团聚体稳定性及其碳库之间存在极显著的正相关关系。旋耕/深翻的轮耕还田模式促进了耕层土壤大团聚体形成和土壤结构稳定,显著提高土壤团聚体碳库和对土壤有机碳的贡献,为东北黑钙土区较适宜的玉米秸秆还田模式之一。     

秸秆还田对黄土旱塬麦田土壤团聚体有机碳组分的影响

探究不同秸秆还田量对黄土旱塬麦田土壤团聚体稳定性及碳库变化特征的影响,可为旱作农田土壤培肥提供理论依据。在晋南旱地冬小麦种植区,设置S0（不还田）、S1/2（1/2倍还田）、S1（1倍还田）、S2（2倍还田）4个处理,通过连续3 a试验研究了不同秸秆还田量下土壤团聚体组成及稳定性变化情况,土壤及各粒级团聚体中总有机碳（Total Organic Carbon,TOC）、轻组有机碳（Light Fraction Organic Carbon,LFOC）、重组有机碳（Heavy Fraction Organic Carbon,HFOC）与胡敏素碳（Humin Carbon,HM-C）、胡敏酸碳（Humic Acid Carbon,HA-C）和富里酸碳（Fulvic Acid Carbon,FA-C）含量的变化特征,以及各粒级团聚体中有机碳组分与团聚体稳定性之间的关系。结果表明：黄土旱塬麦田土壤,随着秸秆还田量的增加,>0.25 mm大团聚体含量逐渐增加,<0.25 mm微团聚体及粉黏粒含量逐渐减少;S2处理下,平均重量直径、几何平均直径、>0.25mm团聚体质量百分数较S0处理分别增加了14.7%（P<0.05）、22.2%（P<0.05）、13.9%（P<0.05）,提高了团聚体的稳定性。秸秆还田提高了全土TOC含量,以S2处理下土壤TOC含量最高,较S0处理增加了28.1%（P<0.05）。另外,秸秆还田提升了>0.25～2 mm团聚体中HM-C、HA-C和FA-C含量,其中S2处理较S0处理分别提高了19.0%（P<0.05）、25.5%（P<0.05）、14.9%（P<0.05）,并且胡敏酸碳和富里酸碳的比值（HA-C/FA-C）也随着秸秆还田量的增加而提高。<0.053 mm粉黏粒的FA-C含量变化是引起水稳性团聚体稳定性变化的主要原因,能解释其变化的64.1%。总体表明,秸秆还田促进了黄土旱塬麦区土壤水稳性微团聚体向水稳性大团聚体的转化,提高了团聚体稳定性。秸秆还田增加了土壤及各团聚体中有机碳及其组分含量,并进一步提高土壤腐殖化程度,且秸秆还田量越高,提升幅度越大。2倍秸秆还田量对当地土壤有机碳含量提升、土壤结构改善的效果最好。研究结果对旱地土壤肥力和碳汇能力提升具有重要意义。     

秸秆均匀还田对东北地区黑钙土土壤理化性质及玉米产量的影响

为明确秸秆均匀还田在农业生产中推广应用的可行性,以吉林省农安县正邦农场黑钙土为研究对象,设置CK(未施用秸秆)、EIS(秸秆均匀还田)、SM(秸秆覆盖还田)、SP(秸秆翻压还田)共四种处理,通过环刀法及土壤紧实度仪测量土壤容重及土壤紧实度,湿筛法及干筛法测定土壤团聚体组成,腐殖质组成修改法提取土壤胡敏酸及富里酸,红外光谱法测定土壤胡敏酸结构特征,并对玉米产量进行计算。结果表明:秸秆还田有效降低了土壤容重及土壤紧实度,增加了土壤有机碳含量,有效促进了土壤腐殖质积累,显著提高了玉米产量,其效果在秸秆均匀还田处理中最为明显。与CK相比,EIS处理显著降低了土壤容重及土壤紧实度,降低幅度分别为33.11%、24.3%;EIS处理增加了土壤平均当量直径(MWD)、水稳系数(K)及大于0.25 mm团聚体组分含量,增加幅度分别为56.86%、33.69%及16.21%;EIS处理的土壤有机碳、腐殖质碳、胡敏酸碳和富里酸碳含量明显增加,增加幅度分别为27.8%、44.2%、63.3%及33.8%。EIS处理同时促进了秸秆的腐解与转化,促使土壤胡敏酸结构氧化度和缩合度呈下降趋势,脂族链烃和芳香碳含量增加,土壤胡敏酸结构简单化、年轻化。该结果对于指导东北地区秸秆还田实践具有重要意义。     

秸秆还田深度对土壤团聚体组成及有机碳含量的影响

为探究玉米秸秆还田至不同深度后对土壤团聚体及有机碳含量的影响,采用田间微区试验,将秸秆磨碎后分别还田至0～10、10～20、20～30、30～40 cm 4个深度土层,同时设置不还田对照,共计5个处理,连续种植玉米两年后采集土壤样品,采用湿筛法将团聚体分为>2、2～0.25、<0.25 mm共3个粒级,测定了土壤及团聚...     

吉林省西部不同耕作模式下秸秆还田土壤团聚体特征

  【目的】  通过研究不同耕作模式下土壤团聚体特征,探明耕作模式对土壤团聚体质量指标的影响,为解决区域长期传统耕作模式所引起的土壤结构质量下降问题及构建土壤合理耕作层提供科学依据。  【方法】  从2016年10月开始,在吉林省西部松原市宁江区开展田间试验,采用随机区组设计,将耕作结合秸秆还田设置了4个处理,分别为常规耕作 (秸秆清除后进行旋耕,LR)、连续旋耕 (秸秆粉碎还田后进行旋耕,SR)、翻耕–旋耕 (秸秆粉碎还田后,轮流进行翻耕和旋耕,STR)、翻耕–免耕 (秸秆粉碎还田后,轮流进行翻耕和免耕,STN)处理。于2018年10月采集0—20和20—40 cm土层土壤样品,分析了土壤团聚体组成分布、团聚体稳定性及团聚体各粒级有机碳含量。  【结果】  与LR处理相比,秸秆还田可明显改善土壤团聚体结构及稳定性 (P < 0.05)。秸秆还田条件下,STR和STN土壤中大于0.25 mm的机械稳定性团聚体含量比连续旋耕 (SR) 处理显著增加10.6% (P < 0.05)。与LR处理相比,STR和STN处理耕层土壤机械稳定性团聚体几何平均直径 (GMD) 明显提高,而STR和STN处理土壤团聚体分形维数（D）平均降低3.9%,耕层不稳定团粒指数 (E_lt) 也显著降低。STN处理 在0—20 cm土层具有较高的土壤团聚体有机碳含量。  【结论】  秸秆还田下,两种轮耕模式具有更高的团聚体稳定性,且有较小的分形维数,进而具有较好的抗蚀能力,其中翻耕–免耕轮耕模式团聚体稳定性更好,耕层土壤中团聚体有机碳含量更高。因此,翻耕–免耕轮耕模式是吉林省西部地区土壤肥力保育的有效措施和耕作模式。     

秸秆深还田两年对东北半干旱区土壤有机质、pH值及微团聚体的影响

采用田间小区定位试验,探讨秸秆深还田2 a对东北半干旱区旱田土壤有机质、pH值、微团聚体的影响。结果表明:秸秆深还田后降低了土壤的pH值,且随土层深度的增加pH值逐渐增大;土壤有机质含量和微团聚体的团聚度在秸秆深还田各处理中分别高于CK和DT处理3.4%～32.7%和16.4%～53.7%,土壤分散系数较CK和DT处理显著降低,均以秸秆深还田用量12 000 kg/hm²效果最好。秸秆深还田2 a后能够显著提高东北半干旱区土壤有机质含量,降低土壤pH值,改善颗粒组成状况,降低土壤分散系数,提高微团聚体的团聚度。     

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。     

秸秆与氮肥配施对潮土微生物活性及团聚体分布的影响

为了探索秸秆还田与氮肥配施对砂质潮土微生物活性与土壤团聚体的影响.采用室内培养的方法,在定量秸秆条件下,通过控制尿素用量,研究不同氮肥用量与秸秆配施比例对砂质潮土的有机质、土壤微生物量碳、氮含量、土壤酶活性以及土壤团聚体的影响.结果 表明:与CK相比,秸秆配施适量氮肥,能显著提高土壤有机质(29.04％～41.90％)...     

不同秸秆还田年限对稻麦轮作土壤团聚体和有机碳的影响

为了揭示稻麦轮作不同秸秆还田年限下土壤团聚体稳定性以及有机碳组分的变化特征及其响应机制,采用大田小区试验,考察不同秸秆还田年限(0,3,4,5,6,7,8,9a)对土壤团聚体分布特征和团聚体稳定性指数(平均重量直径MWD、几何平均直径GMD、分形维数D)的影响,并研究其与土壤有机碳组分的相关性。结果表明,秸秆还田条件下土壤大团聚体数量R_(0.25)、MWD和GMD均显著提升,分形维数D则显著降低,随还田年限越长趋势越明显,但短期秸秆还田(5a以内)对土壤MWD和分形维数D的改善效果不显著;长期秸秆还田显著提升了土壤总有机碳TOC,但短期秸秆还田(5a以内)与不还田处理差异不显著,长期和短期秸秆还田均对活性有机碳AC的提升效果显著;多元回归分析显示,相比AC,土壤团聚体结构稳定更能促进TOC的增长,GWD与土壤有机碳组分的拟合度最高,更适合用于揭示团聚体与有机碳组分之间的关系。     

激发式秸秆还田对麦季潮土团聚体中酶活性的影响

秸秆还田是提升潮土有机质、改良土壤结构的重要措施。添加有机肥和微生物菌剂可激发土壤微生物活性,促进秸秆腐解、提高土壤酶活性。本研究通过潮土区田间小区试验,研究激发式秸秆还田及微生物菌剂对土壤团聚体中酶活性的影响,结果表明:在小麦整个生育期:(1)施加有机肥(8%氮来自有机肥)的处理,不同级别团聚体中的酶活性(脲酶、蔗糖酶、纤维素酶、碱性磷酸酶)比一次性施肥及常规施肥处理高8.15%~66.93%,且差异显著(P0.05);施加有机肥对0.25~0.053 mm团聚体中纤维素酶和碱性磷酸酶活性的增加效果明显;(2)添加微生物菌剂可提高不同级别团聚体中脲酶、纤维素酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶的活性,不同酶活性的增幅存在差异;(3)团聚体中脲酶、纤维素酶活性在苗期较低而后逐渐升高;蔗糖酶、碱性磷酸酶的活性在苗期较低,至拔节期大幅升高而后逐渐降低;(4)氮肥不同基肥与追肥比例对土壤团聚体中酶活性也有一定影响:试验表明,基追比为5︰5的处理不同级别团聚体中脲酶、纤维素酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶的活性高于基追比6︰4的处理。     

玉米秸秆粉碎还田对黑土坡面土壤侵蚀特征的影响

为探究玉米秸秆粉碎还田对黑土坡面土壤侵蚀特征的影响,对不同坡度(3°,5°和7°)下不同玉米秸秆粉碎还田量(0,25％,50％,75％和100％)坡面进行人工模拟降雨试验.结果表明:玉米秸秆粉碎还田措施具有调控径流作用,坡面产流时间延缓,产流率和径流量降低;秸秆还田量越大,产流时间延后越明显,平均径流流速越低;在3°坡...     

稻草还田配施腐解菌剂对水稻土壤微生物的影响

为探讨稻草还田配施腐解菌剂对水稻土壤微生物的影响,通过田间设置稻草还田(CK)和稻草还田配施腐解菌剂(SM)试验,结合常规的分析手段和基于16Sr DNA的末端限制性片段长度多态(TRFLP)技术研究了复合腐解菌剂促腐稻草全量还田后水稻产量、土壤矿质成分及土壤微生物多样性的变化。结果表明,与CK相比,SM的土壤有机质、全氮、有效磷含量和水稻产量分别提高了15.0%、31.0%、98.0%和5.9%;细菌、放线菌和真菌数量分别增加了14.66倍、1.50倍、2.78倍;亚硝化细菌、硝化细菌、反硝化细菌、好气性自生固氮菌、好气性纤维素分解菌、无机磷细菌、有机磷细菌、铁细菌和硅酸盐细菌数量分别提高了119.8%、55.6%、51.9%、40.5%、107.4%、70.8%、145.2%、140.1%、70.0%。T-RFLP分析表明,在SM中,与碳、硫循环相关的微生物、抗致病菌、有益菌数量增加,病原菌数量减少,群落结构变化显著。综上,在稻草全量还田机插栽培条件下,与单一稻草还田相比,添加促腐菌剂能更有效提高土壤矿质养分和改善土壤微生物群落的功能多样性,从而增加水稻产量。本研究结果为合理利用稻草还田提供了科学依据。     

长期秸秆还田改土培肥效应的研究

以山东省黄河冲积平原低肥力潮土为供试土壤。14年缸栽定位试验结果表明,长期秸秆还田改善了土壤的理化性状。土壤有机质、孔隙度、速效氮、锌、铁、锰、酶活性等理化指标与秸秆还田量呈显著正相关;与土壤容重呈负相关;并与气候、作物生长季节、土壤质地等因素有关。秸秆还田与化肥配施改土培肥效果更佳     

稻草不同途径还田对土壤结构及有机质特征的影响

通过3年的田间定位试验,系统的研究了稻草不同途径还田对稻田土壤容重、孔隙度、团聚体、有机碳总量、腐殖质组成及腐殖质结合形态的影响。结果表明,与无肥(CK)及纯施化肥(NPK)对照相比,稻草直接深埋还田(NPK+S)及利用后的菌渣、牛粪、沼渣深埋还田(NPK+FD、NPK+CD、NPK+BD)均能一定程度的降低土壤容重、增加孔隙度、增加>0.25 mm水稳性团聚体的数量和提高土壤团聚体的稳定性,有利于形成和保持良好的土壤结构;同时能提高土壤腐殖质中胡敏酸含量和HA/FA比值,增加松结态腐殖质含量和提高松/紧腐殖质比值,能一定程度的改善土壤腐殖质的组成、性质及结合形态,提高腐殖质品质,不过这4个处理间的差异不明显。稻草焚烧还田(NPK+S′)在以上方面效果均不显著,且带来严重的大气污染,并不可取。     

种还分离模式下玉米秸秆还田对土壤磷有效性及其有机磷形态的影响

采用尼龙网袋法对种还分离模式下的玉米秸秆还田进行田间原位模拟,比较不同秸秆还田量在不同还田深度下对土壤全磷、速效磷和不同形态有机磷的影响。试验设置4个水平秸秆添加比例R0(0%)、R1(0.44%)、R2(0.88%)、R3(1.32%)和3个不同还田深度0—15,15—30,30—45cm交叉处理。结果表明,秸杆还田1a后,各土层中土壤全磷含量随秸秆还田量的增加均无显著改变;在0—15cm土层中,与R0相比,R1、R2、R3处理下的土壤速效磷分别增加了27.0%,49.3%,64.1%,在15—30cm和30—45cm土层速效磷随着秸秆还田量的增加也呈显著增加,增加量大小依次为0—15cm15—30cm30—45cm;有机磷组分在0—15cm土层中表现为,相比于R0,R1、R2、R3处理的活性有机磷和高稳定性有机磷含量无显著差异,中等活性有机磷分别减少了12.8%,26.2%,36.3%,中稳定性有机磷分别增加了25.1%,53.5%,61.6%,15—30cm和30—45cm土层各有机磷组分含量变化也均表现为随着秸秆还田量的增加,中等活性有机磷含量升高,中稳定性有机磷含量降低,活性有机磷和高稳定性有机磷无显著差异。研究表明,种还分离模式下的玉米秸秆还田主要通过促进土壤其它形态的磷转化为速效磷而增加土壤速效磷含量,为下季作物提供可以直接吸收利用的磷源,同时提高了土壤中稳定性有机磷的含量,降低了中等活性有机磷的含量。     

添加剂对不同还田深度秸秆腐解及周际土壤环境的影响

探讨添加剂对秸秆腐解及其形成的土壤环境的影响,以明确促进秸秆腐解的同时,利于土壤固碳的添加剂最佳配方。以玉米秸秆为供试材料,进行了150天的田间原位埋袋腐解试验,对比研究3种类型添加剂(尿素、生物菌腐解剂和微量元素调理剂)对15,30cm还田秸秆腐解过程及其形成的土壤环境因素的影响。结果表明:(1)添加剂极显著影响碳损失量(p<0.01),直接影响秸秆腐解程度及其释放碳素在土壤中的固持,还田深度则通过影响含水量影响失重,含水量与失重显著负相关(r=-0.51),SOC与碳损失量接近于线性负相关(r=-0.94),与C/N极显著正相关(r=0.72),C/N与碳损失量极显著负相关(r=-0.53);(2)微量元素添加剂既提高了前期土壤的含水量,又减缓了后期水分的散失,但添加剂有加速土壤酸化的趋势,15cm还田时微量元素添加剂表现更明显,30cm还田时生物菌添加剂表现更明显;(3)添加剂加速了秸秆的腐解,但减少了碳损失量,150天时,15,30cm还田其碳损失量平均值分别比对照减少3.4%和4.8%,有利于土壤固碳,其中,生物菌添加剂更有利于15cm还田秸秆的腐解,氮素添加剂有利于30cm还田秸秆的腐解;(4)添加剂减缓了秸秆腐解产物的流失,尤其是生物菌添加剂和微量元素添加剂,15cm还田时生物菌添加剂有利于土壤固碳,微量元素添加剂更利于有机碳的更新,而30cm还田时则相反。     

秸秆还田配施石灰对水田土壤铜、锌、铅、镉活性的影响

秸秆还田是我国培肥地力和增加农田土壤碳固定的重要措施,但进入农田的秸秆存在着活化土壤重金属的风险。为了解不同来源的秸秆对污染水平不同农田土壤重金属活性的影响,采取相应措施防止因秸秆还田对农田土壤重金属的激活,开展了盆栽和田间小区试验研究秸秆还田配施石灰对水田土壤铜、锌、镉、铅活性的影响。盆栽和田间试验在轻度和重度污染2种土壤上同时进行。盆栽试验中施用秸秆包括重污染水稻秸秆、轻污染水稻秸秆和轻污染油菜秸秆3种,石灰用量设对照(0 kg·hm-2)和石灰处理(750 kg·hm-2)2个处理;田间小区试验设对照(不施秸秆和石灰)、秸秆还田及秸秆还田+石灰3个处理。动态观察了试验过程中土壤有效态重金属、重金属形态及水稻籽粒中重金属积累情况。结果表明,试验初期(前20 d)秸秆还田显著增加了水田土壤中水溶性有机碳与水溶性重金属的含量;与对照处理比较,水溶性重金属含量以重度污染土壤增幅较为明显。试验后期(60 d后)秸秆还田对土壤重金属的活性的影响逐渐变得不明显。油菜秸秆还田土壤中水溶性重金属含量低于水稻秸秆还田,重污染水稻秸秆还田土壤中水溶性重金属含量高于低污染水稻秸秆还田。盆栽试验和田间试验的结果都表明,重污染水稻秸秆还田可轻微增加水稻籽粒中镉的积累,但轻度污染水稻秸秆还田与油菜秸秆还田对水稻籽粒镉积累的影响较小;3种秸秆还田对水稻籽粒铅、铜、锌积累的影响不明显。配施石灰可显著降低土壤中水溶性重金属的含量,降低水稻籽粒中重金属的积累。研究认为,在污染农田管理上应控制重污染水稻秸秆还田,在秸秆还田的同时适量配施石灰。     

不同耕法及秸秆还田对土壤水分运移变化的影响

[目的]探讨不同耕法与秸秆还田方式下,旱地草甸土土壤水分随深度运移的变化,为今后生产中因地制宜制定科学合理的耕作与培肥技术提供理论依据。[方法]采用田间定位试验,研究3种耕法免耕、浅翻、深翻与3种秸秆还田方式覆盖还田、浅翻还田、深翻还田条件下,作物生长不同时期、不同深度土层土壤含水量、田间持水量和容重的变化。[结果]土壤水分的年际间变化与降水量和降水变率有一定的关系。秸秆不还田条件下,连续2 a免耕,年际间土壤含水量随深度变化的特征曲线基本一致,0—20 cm耕层田间持水量降低13.62%,而浅翻与深翻分别增加11.32%和27.98%;耕翻深度对20—30 cm土层水分的影响较大,随作物生长和地表覆盖度增加,40 cm以下土层含水量的变化减弱。秸秆还田条件下,0—20 cm耕层浅翻还田与深翻还田田间持水量分别增加16.24%,5.08%,而土壤容重降低0.12,0.09 g/cm~3。[结论]同一耕法有秸秆还田处理土壤水分含量高于无秸秆还田,降水量越少,差异越明显。与免耕和免耕覆盖比较,翻耕与翻耕还田均增加了作物生长期间土壤含水量,提高了作物抗旱能力,产量有增加趋势。