秸秆腐解剂对不同作物秸秆腐解特征研究

利用网袋法模拟烟田中秸秆还田,探索研究秸秆腐解剂对不同秸秆的腐解特征和养分释放特征.结果表明:经过100 d腐解后,施用秸秆腐解剂与否,秸秆腐解率和有机质释放率秸秆都为油菜秸秆>水稻秸秆>玉米秸秆,施用秸秆腐解剂后玉米秸秆、水稻秸秆、油菜秸秆腐解速度分别提高9.60%、8.22%、6.42%,油菜秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆有机质的释放速度分别提高了1.58%、1.34%、1.08%;未施用秸秆腐解剂时,秸秆速效氮释放率为油菜秸秆>水稻秸秆>玉米秸秆,施用秸秆腐解剂后,秸秆速效氮释放率水稻秸秆>油菜秸秆>玉米秸秆,油菜秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆的速效氮释放速度分别提高了4.10%、2.48%、1.72%;施用秸秆腐解剂与否,秸秆速效磷、速效钾的释放率都是水稻秸秆>油菜秸秆>玉米秸秆,施用秸秆腐解剂对玉米秸秆、水稻秸秆、油菜秸秆速效磷、速效钾释放速度的提高效果不明显.     

我国典型农田土壤中有机物料腐解特征及驱动因子

【目的】研究不同有机物料在我国典型农田土壤中的腐解残留率变化。结合气候、土壤等环境因素,阐明秸秆和粪肥在我国农田土壤中的腐解特征及其主控因素,为因地制宜的合理利用有机资源和培肥土壤提供科学依据。【方法】在“国家土壤肥力肥效监测基地”中的黑土、潮土和红壤实验站,开展大田填埋试验。有机物料烘干后过2 mm筛,置于48 μm孔径尼龙网袋后填埋在土壤中。共4种供试有机物料：小麦秸秆（WS）、玉米秸秆（MS）、猪粪（PM）和牛粪（CM）。根据各地温度差异,分别在填埋后49—360 d内采样6次。通过分析腐解过程中有机碳含量的变化,整合土壤积温与腐解残留率的相关关系,采用VPA（方差分解分析）定量化气候因子,有机物料性质及土壤养分对不同有机物料腐解的相对贡献率。【结果】秸秆的腐殖化系数为11%—39%,粪肥的为50%—57%,秸秆腐解速率显著高于粪肥,且南方红壤上腐解速率高于北方黑土。地积温方程可拟合有机物料腐解残留率变化,由该方程可知,秸秆和粪肥易分解碳库占比分别为76%和43%,稳定碳库分别为17%和53%。但秸秆和粪肥易分解碳库的分解速率常数（k）无显著差异,其周转积温（1/k）约为1 400—2 000℃。物料性质是有机物料腐解的最主要影响因子,贡献率为28%;其次是气候,贡献率为20%。秸秆腐解过程中主要影响因子为气候因子、有机物料性质和土壤因子三者的交互作用,贡献率达42.3%。粪肥腐解过程中主要影响因子为气候因子,贡献率为38.3%。【结论】秸秆腐解速率和其有机碳库中易分解碳库比例明显高于粪肥,秸秆腐解受到气候、土壤和物料性质协同作用影响,而粪肥则受气候因子影响最大。在田间秸秆还田时需结合当地水热条件确定还田时间和还田量,粪肥则建议在还田前进行堆腐,且注意施用时间。     

还田秸秆腐解特征研究

采用尼龙网袋法,研究了水稻秸秆的腐解特征.结果表明,水稻秸秆还田腐解率随时间延长呈增加趋势,而腐解速度早期快后期慢;还田秸秆量越大,腐解速率越慢;水稻秸秆还出深度在5 cm时腐解速度要快于10 cm深还田和表层还田.实行秸秆还田对作物具有增产作用,增产幅度达17.43％.     

不同还田方式作物秸秆腐解特征研究

研究了不同还田方式下作物秸秆腐解特征,结果表明:作物秸秆的腐解速度为土埋>露天>水泡;露天、土埋状况腐秆灵处理小麦、油菜秸秆腐解速度比不施腐秆灵的对照要快,其中小麦秸秆施用腐秆灵腐解效果较好,水泡处理施腐秆灵的效果不明显。     

秸秆腐解剂的研制及田间试验研究

腐解剂中的3种菌种混合比例为2∶1∶2。在田间进行降解秸秆试验,结果表明,秸秆腐解剂有明显的促进秸秆降解的效果,10 d秸秆降解率为8.03%,20 d秸秆降解率为26.98%,30 d秸秆降解率可达到40.2%。     

秸秆腐解过程中结构的变化特征

应用尼龙网袋法和傅里叶变换红外光谱分析,研究玉米和大豆秸秆在3种不同试验地(葡萄园、桃园、农田)腐解过程中的结构变化特征,为秸秆还田措施提供理论依据。结果表明,玉米和大豆秸秆的官能团组成具有相似之处,但在3400、1640、1400~1460、1310、1000~1100 cm~(-1)处的吸收峰强度不同,稳定成分存在差异。腐解前后作物秸秆红外光谱吸收峰强度有所改变,随着腐解时间的增加,羟基、酰胺基、甲基、亚甲基和次甲基的含量逐渐降低,羧基增多,有机酸形成,碳水化合物、酰胺类化合物、糖类等逐渐分解。易分解的化合物(如脂肪族结构、酰胺类化合物和糖类)可直接进行分解,部分芳香类等难分解化合物则先分解为羧酸酯类(1725~1735 cm~(-1))、脂肪族类(1450~1460 cm~(-1))等中间产物后再进行分解。1560~1732 cm~(-1)处的肩峰与作物残体中有机酸有关。尿素对玉米秸秆的腐解具有促进作用,且与1310 cm~(-1)处的吸收峰变化有关。作物秸秆还田之后,会向腐植酸方向腐解,其结构变化在不同土地利用类型和干湿处理之间无明显区别(P0.05),与还田作物秸秆种类以及N含量有关。     

养猪发酵床秸秆垫料的腐解特征

以秸秆作为养猪发酵床主要垫料,长期监测养猪过程中发酵床秸秆垫料腐解规律,以期为发酵床养殖科学管理和后期垫料肥料化利用提供理论依据.研究结果表明,随着时间推移,发酵床秸秆垫料pH值和电导率总体呈现上升趋势,垫料中铵态氮浓度随着时间上下波动较大,硝态氮逐渐增加并在240 d后趋于稳定;垫料中的总有机碳变化幅度不大,但是胡敏...     

半干旱区玉米秸秆快速腐解技术研究

为完善半干旱区秸秆还田技术,构建适宜当地农业生产条件的秸秆还田快速腐解技术模式,采用尼龙网袋法研究秸秆腐解菌剂种类和尿素、有机肥用量对秸秆腐解率、腐解速率和玉米产量的影响。结果表明,秸秆还田配施尿素75 kg/hm~2和有机肥45 t/hm~2可显著提高秸秆腐解率和腐解速率(P0.05),增加玉米产量(11.84%,P0.05);在5种秸秆腐解菌剂中,以吉林省农业科学院所制菌剂效果较好,能显著促进秸秆腐解(P0.05),增加玉米产量(1.34%,P0.05)。     

不同腐解剂对玉米秸秆腐解效果试验初报

用3种不同腐解剂对玉米秸秆作堆腐腐解试验,达到加速秸秆腐解还土、增加土壤有机质的作用.结果表明不同腐解剂与对照(CK1)相比可增加有机质5.6%～15.3%;不同腐解剂加入尿素堆腐与对照(CK2)相比可增加有机质11.5%～13.4%;加入尿素还能调节秸秆腐解过程中的C/N,有利于秸秆腐解转化.     

不同有机无机肥配合施用对土壤活性有机质含量及PH值的影响

通过连续3年在大田进行的不同有机无机肥配合施用试验,研究不同有机无机肥配合比例对土壤活性有机质含量及土壤酸化状况的影响,并探讨了土壤活性有机质及总有机质与作物产量及土壤性质之间的相关性.结果表明:①适量无机肥施用增加了土壤活性有机质含量,提高了土壤碳库管理指数;有机无机肥配合施用对提高土壤活性有机碳含量的作用大于单独施用无机肥,在75%有机肥的处理中活性有机质含量和碳库管理指数最大,分别为无机肥处理的1.37和1.39倍,不施肥对照的1.68和1.84倍.②不同施肥处理土壤pH值、阳离子代换量及交换性盐基离子含量随无机肥比例的上升而显著下降,交换性Al3 含量随无机肥比例的上升而增加,交换性H 含量变化趋势则不明显;配合施用有机肥处理的pH均高于不施肥对照,各处理pH值随着无机肥施用比例的提高显著下降,降幅与无机肥比例呈极显著线性相关,R2=0.998(P＜0.01).③水稻产量仅与中活性有机质、活性有机质、碳库管理指数显著相关,相关系数分别为0.902、0.811、0.820,而与水稻土总有机质含量无显著相关;总有机质含量与各盐基离子含量、阳离子代换量、pH值都显著相关,而活性有机质含量和碳库管理指数仅与交换性K 、Na 含量及pH值相关.     

砂姜黑土玉米秸秆有机碳的矿化特征

 【目的】探讨不同温度（10℃、20℃、30℃）、不同秸秆加入量（秸秆全量和过量）条件下,玉米秸秆还田对土壤有机碳矿化特征及其环境因子的响应机制。【方法】采用室内恒温控湿好气培养试验,对安徽淮北砂姜黑土在不同温度（10℃、20℃、30℃）条件下,设置50 g土样中加秸秆0.3 g（处理Ⅰ）、1.5 g（处理Ⅱ）、3.0 g（处理Ⅲ）及不加秸秆（CK）的处理,进行240 d的矿化培养。【结果】温度对有机碳矿化影响显著,在对照（CK）和秸秆加入量相同的处理中,有机碳的矿化累积量均随温度（10—30℃）升高而增加;温度较低（＜20℃）时,CK、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各处理的有机碳矿化温度系数（Q10）平均值约为1.229、1.251、1.572、1.399,温度较高（＞20℃）时,CK、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的Q10平均值约1.006、1.249、1.401、1.374,Q10值在温度较低时大于温度较高时,说明低温条件下,有机碳矿化速率对升温更敏感。同一温度条件下,不同处理秸秆加入量越大,有机碳矿化累积量越高,有机碳矿化的日变化量也越大。本试验中,一级动力学方程能较好地描述了不同处理土壤有机碳的矿化累积动态。土壤有机碳的潜在矿化量（C0）随温度变化不明显,在同一温度条件下,秸秆加入量越大,C0值越大。【结论】一级动力学方程能较好地描述不同处理土壤有机碳的矿化累积动态。不同温度、不同秸秆还田量及温度和秸秆还田量的交互作用,对玉米秸秆矿化过程中土壤有机碳含量的影响均达到显著水平。     

秸秆还田量对黑土区土壤及团聚体有机碳变化特征和固碳效率的影响

【目的】探讨不同秸秆还田量下土壤及团聚体有机碳的变化特征,阐明土壤及团聚体有机碳储量变化对外源有机碳累积投入的响应关系,揭示黑钙土土壤及团聚体固碳效应和土壤有机碳定量提升机理。【方法】于2012年4月在吉林省农安县玉米主产区设置了玉米秸秆还田量田间定位试验,共设计4个处理:秸秆还田量0(SA0)、秸秆还田量4 500 kg·hm^-2(SA300)、秸秆还田量9 000 kg·hm^-2(SA600)、秸秆还田量13 500 kg·hm^-2(SA900)。利用多年试验土壤有机碳储量与外源有机碳投入的数据分析其量化关系和固碳效率。通过湿筛法筛分>2 mm、2—0.25 mm、0.25—0.053 mm和<0.053 mm粒级团聚体,分析不同粒级团聚体有机碳储量变化特征及固碳效应。【结果】长期秸秆还田能显著提高土壤有机碳含量,秸秆还田SA600和SA900两处理土壤有机碳含量均显著高于秸秆不还田(SAO)、低量秸秆还田(SA300)(P<0.05),并且后3年SA900和SA600两处理土壤有机碳含量差异达显著...     

秸秆还田配施肥料及腐熟剂对土壤酶活性及小麦产量的影响

通过2 a的小麦—玉米轮作田间定位试验,探讨秸秆还田不施肥(CK)、秸秆还田+化肥(SF)、秸秆还田+化肥+HM腐熟剂(SFD)、秸秆还田+化肥+有机肥(SFM)对小麦收获期土壤酶活性及小麦产量的影响,以期确定最佳的秸秆还田配施处理。结果表明:SFM和SFD处理的土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性高于CK和SF处理;SFM和SFD处理土壤碱解氮、速效磷含量高于CK和SF处理,总体以SFD处理效果最佳;各处理小麦产量表现为SFMSFDSFCK,SFM、SFD处理之间差异不显著,两处理小麦产量较SF处理增加8.42%~12.69%(2013年)、8.21%~14.14%(2014年),基础地力对小麦产量的贡献率表现为SFMSFDSF。综上,配施有机肥和腐熟剂的秸秆还田处理可以有效提高土壤肥力和小麦产量,在短期内可以减弱农田地力用与养的矛盾,对农田可持续发展起到一定的促进作用。     

秸秆还田对小麦玉米轮作田土壤有机碳质量的影响

利用小麦-玉米轮条件下不同秸秆还田方式进行定位试验,对不同秸秆还田方式下土壤有机碳和活性有机碳含量进行了6a11季的连续监测,结果表明:单施化肥和秸秆还田配施化肥均能提高土壤有机碳含量;3种还田方式均能显著提高活性有机碳和碳库管理指数,表现为玉米秸秆还田>两季秸秆还田>小麦秸秆还田;3种秸秆还田处理的土壤有机碳增长速率为玉米秸秆还田>两季秸秆还田>小麦秸秆还田。小麦季玉米秸秆还田对有机碳活性提升效果优于两季秸秆还田和玉米季小麦秸秆还田。     

微生物与有机肥混合剂修复石油污染土壤的研究

采用含有4种菌的菌剂与多种有机肥联合修复石油污染土壤,通过盆栽实验对不同浓度菌剂处理土壤中的石油烃降解率、16种多环芳烃(PAHs)浓度、脱氢酶活性、pH、阳离子交换量和微生物多样性等变化进行了研究。结果表明,腐植酸、诺沃肥和生物有机钙等有机肥和菌剂(4%处理)的加入使土壤盐碱环境得到明显改善,土壤pH稳定于6.9,阳离子交换量为201.94cmol·kg-1;对比4个不同浓度菌剂处理的效果,4%菌剂处理与有机肥联合作用修复效果最显著,石油烃降解率可达到73%,大部分所测PAHs浓度显著降低,其中萘、蒽、苯并(a)芘和苯并(g,h,i)芘降解率分别达到了65.5%、57.7%、74.7%和55.5%,土壤微生物数量增加,多样性更为丰富。     

麦豆轮作体系有机肥和氮肥不同组合对复播大豆产量及土壤有机碳的影响

【目的】分析周年不同施肥组合对土壤有机碳及大豆产量的影响,筛选最佳施肥组合,为伊犁河谷地区周年施肥提供重要的理论依据。【方法】采用裂区试验设计,主区为小麦季施肥,设置4个处理分别为CK(无肥)、A(氮肥)、B(有机肥)、C(有机肥+氮肥),副区为大豆季施肥,在主区A、B、C三个处理上基础上设置不追施氮肥和追施氮肥150 kg/hm²两个施氮水平。研究不同施肥组合对土壤有机碳(SOC)、易氧化有机碳(EOC)、碳库管理指数(CPMI)及产量的影响。【结果】随着土层(0~100 cm)深度的增加各处理土壤SOC、EOC呈现出先升高后降低的趋势,对CPMI的影响无明显规律;A₁、A₂、B₁、B₂处理的土壤SOC、EOC含量在土层深度为20~30 cm处达到最高值而各处理无显著性差异,但C₁、C₂在30~40 cm达到峰值与各处理达到显著性水平(P < 0.05);就两年土壤0~100 cm 各土层CPMI均值来说均为C₁处理表现最高;(C₁)处理比周年施氮处理(A₂)和对照(CK)分别高出8.3%、50.62%;产量与土壤SOC、EOC、CPMI具有显著性相关。【结论】C₁处理不仅可以改善土壤质量,提高土壤固碳能力,还可以提高作物产量。在滴灌条件下小麦复播大豆农田筛选出最有利于固碳高产的周年施肥组合。     

滴灌棉田有机碳组分对不同比率有机无机肥配施的响应

[目的]研究有机无机肥配施对土壤有机碳的影响,寻求合理的有机无机配施的施肥策略.[方法]在滴灌条件下,通过设置CK(不施肥)、100; NPK (N 300 kg/hm2;P2O5 90 kg/hm2;K2O 60 kg/hm2)、80; NPK+OF1(80; NPK+有机肥3 000 kg/hm2)和60; NPK+ OF2(60; NPK+有机肥6 000 kghm2)四个处理,进行连续3年棉田定位试验,研究土壤总有机碳、活性有机碳、土壤碳库管理指数及微生物量碳等土壤碳库特征值对不同比率有机无机肥配施的响应.[结果]施用3 000 ～6 000 kg/hm2有机肥,替代20; ～ 40;化肥可显著(P＜0.05)提高土壤总有机碳与活性有机碳含量.在第3年,80; NPK+ OF1和60; NPK+ OF2处理土壤有机碳分别比100; NPK处理增加了1.31和1.76 g/kg,增幅为11.4;和15.3;,而土壤活性有机碳则分别比100; NPK处理增加了0.59和0.79 g/kg,增幅分别为22.6;和53.0;,且处理间差异均达到显著水平(P＜0.05).与100; NPK相比,施用3 000～6 000 kg/hm2有机肥可使土壤CPMI值增加28.2;～69.7;,并可显著增加微生物量碳(P＜0.05).[结论]施用3 000～6 000 kg/hm2的有机肥,替代20;～ 40;化肥可明显增加土壤总有机碳和活性有机碳,且活性有机碳比总有机碳更敏感,有机肥替代部分化肥的施肥策略对增加滴灌棉田土壤碳库质量、提高土壤肥力有明显效果.