玉米秸与风化煤配施对土壤有机质的影响

试验结果表明 ,玉米秸与风化煤配施 ,可以提高土壤有机质含量 ;玉米秸和风化煤用量分别为 6 510 ,10 4 55kg/hm2 ,为有利于腐殖化系数提高的最优施用量     

风化煤施用对黄土高原露天煤矿区复垦土壤理化性质的影响研究

针对黄土高原露天煤矿区复垦土壤存在的土体构造不良、土壤养分极度贫乏等问题,通过野外分区试验,以风化煤为修复介质,研究刺槐种植后露天煤矿区复垦土壤理化性质的变化.结果表明,不同量风化煤施用后,各土层土壤团聚体的质量、水稳性团聚体含量及土壤阳离子交换量均有不同程度改善;0～20 cm土层土壤有机质、腐殖质含量显著提高,且明显高于20～40 cm土层;20～40 cm土层土壤有机质,腐殖质无显著改善.风化煤施用使土壤pH有所降低,但效果不显著.随着改良时间延长,0～20 cm土层各理化指标均有改善;20～40 cm土层除有机质、腐殖质无显著变化外其他指标均有改善.总体来看,风化煤施加量为27 000kg·hm-2时改良效果最佳.     

两种测定风化煤与土壤腐殖酸含量方法的比较

选择GB11957-2001中的容量法和土壤腐殖质组成测定法,比较二者对风化煤、耕层土壤(石灰性褐土)、矿区土壤(栗钙土)腐殖酸含量的测定结果,及其实验过程、样品用量的不同,并对土壤腐殖质组成测定法中重铬酸钾溶液浓度进行比较选择。结果表明,GB11957-2001中的容量法对风化煤、耕层土壤(石灰性褐土)腐殖酸含量测定结果约为土壤腐殖质组成测定法的4倍,但对于腐殖酸含量较低的矿区土壤(栗钙土),两种方法测定结果相同。相对而言,GB11957-2001中的容量法在实验过程中更易达到实验要求,具有易操作性。通过实验,提出了风化煤、土壤样品分别在两种实验方法中的合理用量,和土壤腐殖质组成测定法中重铬酸钾的合理浓度为0.4000mol/L。     

不同土壤熟化措施对土壤微生物量碳的影响

应用311A最优回归设计,以黄土母质生土为材料,通过盆钵试验,研究了玉米秸、风化煤、尿素3种土壤熟化措施对生土熟化中土壤微生物量碳的影响。结果表明,在土壤熟化的过程中,玉米秸对土壤微生物量碳的影响在3个因子中最大,尿素次之,风化煤最小;玉米秸与风化煤配合,互作效应非常明显。     

风化煤施用对复垦土壤理化性质酶活性及植被恢复的影响研究

针对黄土高原气候特征以及露天矿区复垦土壤存在的土壤土体松散、抗蚀能力弱、有机质含量低、养分贫乏等问题,利用风化煤为修复介质,通过室内模拟分析试验,研究了种植不同品种紫花苜蓿后,冻融交替作用和水分状况对矿区复垦土壤理化性质、酶活性及植被恢复的影响.结果表明,合理施用风化煤对露天煤矿复垦土壤物理、化学、生物学性质有明显的改良效果.各个指标间存在显著的相关性,有机质含昔的提高能够促进其他物理、化学、生物学指标的改善,团聚体百分含量最大达到95.80%,较对照增加1.20%;脲酶活性最高达到0.181(NH4-N mg·g1·24 h1),较对照增加88%.土壤水分状况对复垦土壤性质影响显著,含水量10%处理的土壤水稳性团聚体百分含量显著高于含水量5%和15%的处理,适当的水分条件,对改良效果有明显的促进作用.经历冻融交替作用后,施用风化煤对紫花苜蓿种植区土壤的理化性质、酶活性均有显著的良性影响.研究结果显示施用风化煤可有效促进矿区土壤的结构改良及生态重建.     

硝酸活化对风化煤腐植酸的影响

以内蒙古风化煤为研究对象,以硝酸为活化剂,运用容量分析方法研究了低酸用量(煤酸比为1 g∶1 m L)条件下,硝酸质量分数、活化温度、活化时间对风化煤腐植酸活化的影响。结果表明,低酸用量条件下,硝酸质量分数对风化煤腐植酸活化的影响最为明显,活化温度次之,活化时间的影响最小;硝酸活化风化煤腐植酸的最适条件为硝酸质量分数19.5%、活化时间20 min、活化温度60℃;在此条件下,风化煤中水溶性腐植酸含量可由0.5%提高到3.9%,游离腐植酸含量可由14.0%提高到38.7%,相对活化率分别达到680%和176%,说明低用量硝酸处理风化煤提高活性腐植酸含量是可行的。     

风化煤用量下覆膜和AM真菌对玉米生长和土壤微环境的影响

为缓解我国东部贫瘠土壤,以风化煤与覆膜为切入点,通过室内盆栽试验,研究两种覆膜方式(无覆膜和覆薄膜)和两个供试土壤基质(砂土基质和砂煤混合基质)下接种AM真菌对干旱胁迫时玉米生长特性、水分利用效率与土壤性状的影响。结果表明:两个覆膜方式下,砂煤混合基质相比砂土基质提高了接种AM真菌处理的玉米根系侵染率和土壤根外菌丝密度,但无明显差异;同时土壤总球囊霉素和易提取球囊霉素含量分别显著提高了80.0%~106.5%和55.0%~73.3%(P0.05)。同一覆膜方式下,砂煤混合基质接种AM真菌和CK处理的土壤有机碳、全氮与速效磷含量分别显著高于砂土基质下相应处理,但降低了土壤速效钾含量。砂煤混合基质下覆薄膜与接种AM真菌联合对玉米株高、生物量、叶片SPAD值及水分利用效率的促进效果最好;同时砂煤混合基质接种AM真菌处理提高了无覆膜下土壤蔗糖酶和全覆膜下过氧化氢酶和碱性磷酸酶含量,分别比砂土基质下处理显著提高了46.8%~59.8%、37.9%~70.0%与57.8%~87.5%(P0.05)。研究表明施加一定量风化煤时,接种AM真菌和覆薄膜能够促进水分胁迫下的植物生长发育,改善水分利用效率和提高土壤肥力。     

风化煤对碱性土壤中重金属镉、铅有效态的影响

采用盆装污染土,研究了不同来源、不同用量风化煤处理对Cd,Pb单一污染和混合污染土壤有效态的影响。结果表明,风化煤对Cd,Pb有效态的去除率很高,对各污染土壤中有效态Cd的去除率达到49.8%～79.7%,有效态Pb的去除率达到26.3%～39.6%。2种重金属的去除呈现不同的变化过程,Cd的有效态含量,先是大幅下降后又小幅回升,而Pb为持续下降。pH则随着风化煤的投入呈现持续下降趋势,幅度在0.41～0.71之间。比较各处理的去除率得出,2号风化煤的10g/kg处理修复效果最好,也最稳定,对Cd的去除率达到60%左右,对Pb的去除率达到33%左右。     

风化煤FA对玉米幼苗生长的影响

通过砂培试验研究了新疆风化煤黄腐酸（FA）对玉米幼苗生长的影响。结果表明：适宜用量的FA（50-300μg/g）使玉米幼苗株高比对照增加2.7%-9.4%。主根长比对照增加4.7%-33.8%，地上部干重和根干重分别比对照增加5.5%-18.8%和10%-60%；叶绿素含量，可溶性总糖含量，可溶性蛋白含量分别比对照提高2.1%-12.1%,25.9%-116.4%和28.0%-136.1%。玉米生长发育适宜的FA浓度范围是100-200μg/g。     

添加风化煤对蘑菇渣牛粪堆肥的影响

为研究风化煤的添加对菇渣牛粪堆肥的影响,找出合适的添加比例,添加质量分数分别为0、10%和20%的风化煤进行牛粪菇渣堆肥试验,对堆肥过程中温度、水分、pH、C/N等测定分析。结果显示,加入10%风化煤处理,堆体温度62h内即达到50℃以上,比不添加风化煤处理提前6d。堆肥结束时,3个处理有机碳含量下降43.78%、39.44%和40.27%;C/N下降38.56%、40.53%和41.31%。全氮含量分别减少29.55%、11.11%和11.27%;全钾含量增加19.8%、39.8%和33.7%;全磷含量变化不大。由于风化煤的加入,pH略有降低,而NH4+-N和NO3--N的含量变化不大。可见添加10%的风化煤可加快堆肥腐熟,降低氮素损失,增加钾的累积。     

玉米秸秆整株全量还田土壤理化性状的变化及其对后茬小麦生长的影响

随着农业生产条件的不断改善,作物产量大幅度提高,同时作物秸秆也成倍增加,特别是玉米秸秆,茎秆高大,处理困难,未能很好处理利用,大部分被农民弃之焚烧,造成严重环境污染,成为一大公害.实行秸秆还田是减少环境污染,培肥地力促进农业生产持续发展的有效途径.本文通过对玉米秸秆连续3年整株还田和粉碎还田试验研究,结果表明玉米秸秆整株还田可以有效促进土壤理化性状改善,使土壤有机质年递增0.033%,0～10 cm表层土壤容重降低0.17～0.25 g,1～0.05 mm的大团粒增加20%左右,使后茬小麦增产10%.     

秸秆还田配施氮肥对夏玉米氮利用及土壤硝态氮的影响

为探讨秸秆还田对夏玉米氮利用、产量和土壤硝态氮的影响,于2007年在河南省滑县进行了田间小区定位试验.结果表明,与单施纯氮90,180,270和360 kg·hm-2相比,秸秆还田配施同量氮肥,氮收获指数(NHI)分别提高了4.4%,5.6%,3.7%和1.9%;子粒粗蛋白质含量分别提高了0.6,0.6,0.6和0.7 g·kg-1;子粒产量分别增产了5.8%,9.5%,10.1%和9.0%;夏玉米收获后0～200 cm土层土壤硝态氮残留量为23.8～121.4 kg·hm-2.初步研究表明,秸秆还田提高了夏玉米氮素利用效率,改善了子粒品质,减少了0～200 cm土层土壤剖面硝态氮残留量.豫北秸秆还田配施纯氮以90～180 kg·hm-2为宜.     

玉米秸秆还田对土壤酶活性的影响

【目的】研究不同玉米秸秆还田量对土壤酶活性的影响,为秸秆还田提供一定的理论依据。【方法】以采自陕西杨凌农田的土娄土为供试土样,采用室内模拟恒温培养方法,研究玉米秸秆不同还田量(0,6,12,18,24g/kg)处理下,影响碳、氮循环及微生物活性的主要土壤酶类(蔗糖酶、纤维素酶、脲酶、脱氢酶和荧光素二乙酸酯(FDA)水解酶)活性在不同培养时间(1,4,7,15,30,60d)的变化规律,并引入"倍增剂量"的概念评价酶活性的变化幅度。【结果】玉米秸秆还田后5种土壤酶活性均增强,随着培养时间延长,土壤蔗糖酶和纤维素酶活性总体呈减少趋势;脲酶和FDA水解酶酶活性总体呈先增后减的趋势;土壤脱氢酶活性培养初期较低,随着培养时间延长维持在一个较高水平,至培养60d时明显降低。拟合结果显示,5种土壤酶活性与玉米秸秆还田量间均呈极显著正相关,不同酶活性的倍增剂量在不同培养时间下的变化有所差异。5种土壤酶中,以土壤FDA水解酶活性对玉米秸秆腐解过程最为敏感;当玉米秸秆还田量为10g/kg时土壤总体酶活性较高。同时,玉米秸秆还田后,5种土壤酶活性间呈极显著正相关,表明其变化是密切相关的。【结论】玉米秸秆还田对5种土壤酶活性均具有较强的促进作用,从土壤总体酶活性角度得到当地玉米秸秆还田的最佳用量是10g/kg。     

秸秆和秸秆炭对黑土肥力及氮素矿化过程的影响

为实现我国典型黑土区玉米秸秆有效还田与协同提高肥料氮素养分利用提供理论依据,以东北黑土区春玉米种植体系为研究对象,在4年田间连续定位试验基础上,利用15N示踪技术结合淹水培养试验,研究秸秆和秸秆炭对土壤肥力与氮素矿化的影响。试验共设5个处理:对照、单施化肥(N1)、N1+50%玉米秸秆(N2)、N1+100%玉米秸秆(N3)、N1+相当于50%玉米秸秆还田的玉米秸秆炭(N4)、N1+相当于100%玉米秸秆还田的玉米秸秆炭(N5)。结果表明:与N1处理相比较,N2、N3、N4、N5处理均增加了土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾、碱解氮含量、微生物量碳和氮含量,且等量秸秆还田处理高于相当于等量秸秆还田的秸秆炭处理,其中100%秸秆还田分别显著提高微生物量碳和氮含量15.1%和23.1%(P0.05);不同处理方式综合土壤肥力指数(IFI)由高到低依次为N3N5N4=N2N1,秸秆、秸秆炭还田可显著提高土壤综合肥力(P0.05);土壤有机氮的矿化量和矿化率随着秸秆和秸秆炭还田量的增加而增加,其中N2处理分别显著提高了23.4%和22.9%,N3处理分别显著提高了53.0%和35.8%(P0.05);N2、N3、N4、N5处理下外源肥料15N的矿化量和矿化率分别显著提高了66.5%和50.0%、213.3%和279.0%、39.4%和36.3%、92.0%和40.0%(P0.05),且随着秸秆炭还田量的增加而显著增加。土壤氮素矿化指标与土壤有机质、总氮、碱解氮、微生物量碳氮含量都存在着显著正相关关系。研究表明玉米秸秆、秸秆炭还田均可以显著提高土壤综合肥力;可协同提高土壤氮素矿化水平,且提高来自外源化肥氮占土壤矿化总氮的比重,其中以100%秸秆还田处理的影响更为明显。     

广西蔗渣炭和玉米秸秆炭对水体中铵氮的吸附性能与比较

为进一步利用广西大量的农业有机废弃物资源,实现资源和环境效益的最大化,采用恒温振荡吸附方法,研究蔗渣炭和玉米秸秆炭对NH4Cl溶液中铵氮的等温吸附特征、吸附动力学过程,分析吸附时间、初始液浓度、添加量对生物质炭吸附铵氮效果的影响。结果表明,蔗渣炭和玉米秸秆炭对铵氮的吸附平衡时间均为3 h,平衡吸附率分别为39.0%和41.3%。生物质炭对铵氮的吸附率随添加量的增加而增加,但单位吸附量随添加量的增加而减少。对铵氮的吸附符合Langmuir方程和Freundlich方程,蔗渣炭和玉米秸秆炭对铵氮最大吸附量分别为2.50mg/g和2.88 mg/g。总体上,玉米秸秆炭对溶液中铵氮的吸附性能优于蔗渣炭。     

秸秆还田方式与施氮量对秸秆腐解及玉米氮素利用的影响

为探究高效秸秆还田方式与施氮量结合模式,明确黑土区玉米秸秆腐解和氮素释放规律对还田方式和氮肥管理的响应及其对玉米产量和氮素利用效率的影响,以玉米秸秆为研究对象,在吉林省四平市设置连续两年(2021和2022年)的田间定位试验,采用尼龙网袋法探究覆盖(Straw mulch,SM)和翻压(Straw bury,SB)2 种秸秆还田方式和不施氮肥(N0)、180 kg/hm²(N1)、270 kg/hm²(N2)3个施氮水平的组合下,秸秆腐解率和氮素释放率。结果表明:秸秆还田方式和施氮量显著影响秸秆腐解特征,其中SB处理的秸秆两年累积腐解率平均为83.0%,显著高于SM处理的65.3%;与N0处理相比,施氮处理(N1和N2)秸秆腐解率提高9.8%。SB处理秸秆氮素两年累积释放率为62.5%,显著高于SM处理的46.0%,秸秆氮释放量分别为51和38 kg/hm²;施氮促进秸秆氮素释放,提高秸秆氮素释放率的比例为12.5%;秸秆还田方式与施氮量显著影响玉米产量和植株氮素吸收,且具有交互效应,其中SBN2处理的玉米产量和植株氮素吸收量均为最高,分别为11 017.0和184.9 kg/hm²。统计显示,SB处理中施氮量、秸秆氮素释放量、穗粒数与玉米产量和吸氮量间均具有明显的正相关关系。因此,在翻压还田和高施氮量组合时,可以促进秸秆腐解和玉米氮素利用。     

利用SPORL法对玉米秸秆预处理最优条件的筛选

通过SPORL法对玉米秸秆进行预处理并提高其产物有机质含量,探寻固体产物在土壤培肥方面的可利用性及肥料化利用的可行性。在高温高压条件下,以玉米秸秆固体产物的有机质含量作为评价指标,首先筛选出一种最优催化剂,并根据催化剂筛选结果,对催化剂的用量、反应温度进行单因素试验,确定各单因素的条件范围,在此基础上优化反应条件,最后对预处理固体产物的腐殖化程度进行分析。催化剂筛选的结果表明:酸性亚硫酸铵预处理玉米秸秆后的固体产物有机质含量高于其他处理组;以硝酸用量、亚硫酸铵用量和反应温度为三个主要试验因素,进行单因素试验,硝酸用量(V/V)在3%~7%、亚硫酸铵用量(相对于原料干质量,m/m)在10%~20%、反应温度在130~150℃范围内,其固体产物有机质含量较高;以玉米秸秆固体产物有机质含量为响应指标,对试验进行设计并优化反应条件,优化后的反应条件是硝酸用量5.4%、亚硫酸铵用量18%、反应温度150℃,有机质含量预测值为794.40g·kg~(-1);验证试验中有机质含量为788.70 g·kg~(-1),与预测值的相对偏差为5.70 g·kg~(-1)。秸秆固体产物腐殖化分析结果表明,经SPORL法预处理后玉米秸秆固体产物类腐殖物质(HLE)和类胡敏酸(HLA)数量分别增长至20.30 g·kg~(-1)和18.76 g·kg~(-1),类胡敏酸与类富里酸比值(HLA/FLA)增长至12.19。研究表明,玉米秸秆经SPORL法预处理可以产生有机质含量较高的固体产物,并可促进固体产物类腐殖质的形成,提高腐殖化程度。     

戊唑醇和吡唑醚菌酯在玉米植株和土壤中残留及其消解动态的检测

采用高效液相色谱–串联质谱(LC–MS/MS) 方法,分析戊唑醇和吡唑醚菌酯在玉米植株和土壤中的残留及消解动态。土壤样品采用乙腈提取,植株样品采用乙腈和丙酮提取,过膜后采用LC–MS/MS分析。结果表明：戊唑醇和吡唑醚菌酯在土壤和玉米植株中的定量限分别为0.01、0.02 mg/kg,检出限分别为0.001、0.005 mg/kg。当添加水平为0.01～2.00 mg/kg时,戊唑醇和吡唑醚菌酯在土壤和玉米植株中的平均回收率为83.9%～113.3%,相对标准偏差为 1.0%～8.0%。消解动态试验结果表明：30%戊唑醇?吡唑醚菌酯悬浮剂按1 050 g/hm2(有效成分315 g/hm2)于玉米苗期施药1次,戊唑醇和吡唑醚菌酯在土壤及玉米植株中的消解动态规律均符合一级动力学方程曲线,戊唑醇在玉米植株和土壤中的消解半衰期分别为5.22、14.10 d,吡唑醚菌酯在玉米植株和土壤中的消解半衰期分别为4.78、13.40 d,二者均属易消解型农药。     

玉米秸秆还田量对砂姜黑土酶活性、微生物生物量及细菌群落的影响

为探讨砂姜黑土区秸秆还田量对土壤生物学特性的影响,以小麦-玉米轮作为研究对象,通过2年的大田试验,分析了0、1/3、2/3和100%玉米秸秆还田量处理(CK、S3、S6和S9)土壤酶活性、微生物生物量及细菌群落变化的特征。结果表明：与CK处理相比,S6和S9处理显著提高了土壤有机碳(12.9%和14.4%)、碱解氮(21.4%和25.6%)、有效磷(17.9%和20.5%)和速效钾含量(25.9%和29.8%)。秸秆还田处理下土壤脲酶、纤维素酶活性和微生物生物量碳含量显著增加,增幅分别为22.5%～44.6%、23.9%～52.1%和16.6%～46.7%,且S6和S9处理较CK处理显著提高了木聚糖酶活性(32.7%和21.2%)和微生物生物量氮含量(53.5%和54.4%)。与CK处理相比,S6和S9处理细菌群落多样性显著增加,而S3处理则无显著变化。放线菌门、变形菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和厚壁菌门为优势细菌门,其中酸杆菌门相对丰度在秸秆还田处理下显著降低了2.6～4.7个百分点,而变形菌门相对丰度在S6和S9处理下显著增加了3.8、4.9个百分点;热酸菌属、布氏杆菌属和芽孢杆菌属为...     

不同秸秆还田模式的土壤质量综合评价

【目的】对不同秸秆还田模式下的土壤质量进行综合评价,筛选相对较优的秸秆还田模式,为关中平原小麦-玉米一年二熟轮作体系下大规模实行机械化秸秆还田提供理论依据。【方法】采用田间定位试验,在陕西关中冬小麦-夏玉米一年二熟耕作制度下,小麦秸秆设高留茬还田(WH)、粉碎还田(WC)和不还田(WN)3种还田方式,玉米秸秆设深松还田(MM)、旋耕还田(MC)和不还田(MN)3种还田方式,通过完全随机区组设计得到9种秸秆还田模式,分别为WH-MM、WH-MC、WH-MN、WC-MM、WC-MC、WC-MN、WN-MM、WN-MC、WN-MN,测定不同秸秆还田模式下的土壤理化性质,根据主成分分析法定量评价不同秸秆还田模式对土壤质量的影响。【结果】秸秆还田对土壤速效养分和有机碳活性组分的影响较大,尤其是速效氮,其变异系数最高,达32.38%,是反映土壤质量变化最为敏感的指标。秸秆还田后其自身所含有机碳矿化以CO_2形式释放于大气,进入土壤较少,因此土壤总有机碳含量的变异系数较小,为5.31%。通过主成分分析法建立了土壤质量综合评价模型,经计算可知,小麦秸秆高留茬还田-玉米秸秆旋耕还田(WH-MC)模式的土壤质量综合得分最高,达0.751 0,其小麦籽粒和秸秆产量较高,土壤质量相对较优。【结论】综合土壤质量和作物产量,WH-MC是关中地区相对较优的秸秆还田模式组合。