秸秆覆盖下土壤养分与微生物群落关系研究

以我国17省的85个土壤样品为研究对象,定量添加玉米秸秆置于30℃培养90d,研究处理后土壤有机质(SOM)含量及养分变化与微生物群落之间的关系。结果表明:土壤各理化指标除全氮、碱解氮、全磷含量在处理后部分土壤减少以外,全钾、速效钾、速效磷含量均显著增加;SOM变化差异显著,根据其变化量将土壤分为I_1组有机质增量(I)12.05g/kg,I2组0.25I9.0g/kg,I3组-112.3I-0.3g/kg。I_1和I_3组初始SOM含量高且相似,处理后SOM却出现显著增加和显著降低2种截然相反的结果,而初始SOM较低的I_2组增加,但不显著;初始可培养细菌远高于可培养真菌和放线菌,但处理后真菌增量显著高于细菌,I_3组最为明显;处理前后,I_2和I_3组部分土壤的微生物生物量碳(MBC)变化不显著,部分则显著下降,而I_1组MBC含量在处理后多为显著上升;磷脂脂肪酸(PLFA)测定结果表明I_2组土壤微生物受环境和养分胁迫较I_1和I_3组高,I_2组处理后MBC均值降低了10.3%。秸秆对土壤的添加效果除了受土壤本底养分等条件影响外,很大程度上决定于土壤原有微生物的类型和组成。PLFA可用于预测秸秆添加效果。     

北京市海淀区农田耕层土壤养分现状与变化趋势

2000年海淀区农田耕层土壤养分普查结果表明，全区土壤养分含量整体处于中等水平以上。其中，有机质含量达到17．1g／kg，有效磷和有效钾含量分别达到78．9mg／kg和144．5mg／kg。不同农田类型土壤养分含量差异明显，菜地高于果园，果园高于粮田。与1980年海淀区全国第二次土壤普查结果相比，土壤有机质略有下降，土壤有效磷含量大幅提高。文章还对土壤养分的变化的原因进行了分析。     

北京市海淀区农田耕层土壤养分现状与变化趋势

2000年海淀区农田耕层土壤养分普查结果表明,全区土壤养分含量整体处于中等水平以上。其中,有机质含量达到17 1g/kg,有效磷和有效钾含量分别达到78 9mg/kg和144 5mg/kg。不同农田类型土壤养分含量差异明显,菜地高于果园,果园高于粮田。与1980年海淀区全国第二次土壤普查结果相比,土壤有机质略有下降,土壤有效磷含量大幅提高。文章还对土壤养分的变化的原因进行了分析。     

深沟造林条件下秸秆覆盖对土壤养分和盐分变化的影响

为了综合分析深沟造林条件下秸秆覆盖对土壤养分和盐分的影响,该研究于2008-2012年在新疆塔城盆地老风口生态区新植林地进行了4 a定位试验,设置了3个处理,即深沟70 cm秸秆覆盖、深沟70 cm不覆盖和常规(不深沟不覆盖),分析了这3种处理在2008-2012年间的土壤养分和盐分的变化特征。结果表明:4 a后,深沟秸秆覆盖条件下土壤容重降低9.7%~24.9%,孔隙度提高11.2%~20.2%,饱和持水率增加13.0%~24.6%,土壤有机质质量分数增加24.48%。土壤容重、孔隙度、饱和持水率、养分含量改善情况均为:深沟秸秆覆盖深沟秸秆不覆盖常规。深沟秸秆覆盖条件下土壤表层(0~20 cm)盐分降低35.7%,底层(≥40~70 cm)土壤盐分降低2.9%,而深沟不覆盖盐分降低不显著。该研究表明,深沟秸秆覆盖改善了土壤结构、提高土壤养分、抑制蒸发和盐分表聚,为树木的正常生长提供了有利条件。     

灌溉条件下秸秆覆盖麦田耗水特性研究

试验于2 0 0 2 2 0 0 3年在中科院禹城综合试验站完成,研究了秸秆覆盖和灌溉对冬小麦农田耗水特性的影响,结果表明:秸秆覆盖能够增强灌溉水的入渗能力。随着灌溉量的增加,秸秆覆盖减少深层底墒水(SMBS)的消耗。灌溉显著增加冬小麦的耗水强度,返青后,覆盖处理冬小麦的耗水强度大于不覆盖处理。在播种到返青期间,覆盖比不覆盖处理平均少蒸散5 2 2 5mm。返青后,覆盖处理的阶段耗水量大于不覆盖处理,但覆盖与不覆盖处理间的总耗水量差异不大     

秸秆覆盖对滨海盐渍土土壤养分的影响

采用小麦秸秆(A)、30cm玉米秸秆(B_1)、50cm玉米秸秆(B_2)、玉米整杆(B_3)、杂草(T)5种不同类型,设计0.3kg/m~2(F_1)、0.6kg/m~2(F_2)、0.9kg/m~2(F_3)、1.2kg/m~2(F_4)4种梯度覆盖量,通过田间试验研究不同秸秆类型与覆盖量组合对滨海盐渍土土壤各养分指标的影响,并进行土壤养分综合评价,筛选较好的处理组合。结果表明:秸秆覆盖1a,A、B_1、B_2、B_3类型处理地块土壤各养分指标在覆盖量为0.6kg/m~2时增加效果较好;T类型处理地块土壤碱解氮含量与有机质含量分别在覆盖量为0.6kg/m~2与0.9kg/m~2时增加效果较好,对土壤速效磷、速效钾含量无显著增加效果。AF_2处理对土壤有机质、碱解氮、速效磷含量的提升效果最明显,B_1F_2处理对土壤速效钾含量的提升效果最明显。不同处理均可增加土壤养分,各类秸秆与覆盖量的最佳组合对滨海盐渍土土壤养分提升效果表现出AF_2B_1F_2B_3F_2B_2F_2TF_4的顺序,AF_2处理对土壤养分有较好的提升效果。     

秸秆覆盖条件下微咸水灌溉棉花试验研究

我国是一个淡水资源短缺的国家，开发利用微咸水资源是缓解我国北方地区水资源供需矛盾的一条重要途径。该试验在麦秸覆盖条件下，研究了不同矿化度的微咸水灌溉对土壤和棉花生长的影响。结果表明，不论是淡水(CK)灌溉还是微咸水灌溉都会使得土壤盐分有所增加，而微咸水灌溉会对棉花的早期生长起到一定的抑制作用；但是，秸秆覆盖减少了土面蒸发，具有很好的保墒效果，而且明显抑制了微咸水灌溉后土壤盐分的表聚作用，从而减轻了微咸水灌溉对棉花生长的不良影响。因此，在旱季可以利用2～5 g/L的微咸水直接灌溉棉花，不会使土壤含盐量超过棉花的耐盐度。如果结合秸秆覆盖，微咸水灌溉对土壤和棉花的不良影响均无明显影响。这为微咸水资源的开发利用提供了理论和实践依据。     

菌渣还田对稻田土壤养分动态变化的影响

为探讨菌渣还田对土壤肥力的影响,在大田试验条件下,研究不同菌渣(F)与化肥(C)配施对水稻生育期内土壤养分含量动态变化的影响。结果表明:在水稻的整个生育期内,菌渣与化肥配施能够明显提高土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量,其中处理C100F100对土壤有机质的积累、提高土壤有效磷和速效钾水平作用最强,处理C100F50次之;处理C100F50提高土壤碱解氮的能力最大。综合考虑,在本试验条件下,处理C100F50可维持较高的土壤肥力,节约化肥施用及降低成本,实现废弃菌渣还田资源化合理利用。     

连续全量秸秆还田与氮肥用量对农田土壤养分的影响

秸秆每季或隔季机械化全量还田可能是未来稻麦轮作农田秸秆还田的主流方式。该文研究了两种秸秆全量还田方式下不同氮肥用量对土壤养分保持和供应能力的影响,以期为该种还田方式的应用提供依据。通过田间小区试验,比较稻作一季与稻麦两季秸秆全量还田条件下不同氮肥用量对土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、碱解氮(AN)、速效磷(AP)、速效钾(AK)、铵态氮(NH4-N)和硝态氮(NO3-N)的影响。结果表明:单季秸秆还田下,土壤SOM、TN、AN、AP、AK随着氮肥用量的增加而增加,分别比CK(不施秸秆与氮肥)增加了3.7%～11.2%,2.2%～16.2%,6.4%～22.8%,25.7%～106.5%,30.2%～58.7%,土壤NH4-N、NO3-N的含量比CK显著降低,分别减少了1.30,1.32mg/kg;同等氮肥用量(N1～N3)时,双季秸秆还田比单季秸秆还田土壤SOM、AP、AK分别增加了1 000～2 400,7.9～14.5,11.0～15.0mg/kg,土壤AN、NH4-N、NO3-N分别降低了6.1%～10.0%,9.9%～11.3%,14.7%～22.8%,对土壤TN无显著影响;秸秆和氮肥的交互作用对SOM、TN有显著影响。氮肥施用提高了土壤中SOM、TN、AN、AP、AK、NH4-N、NO3-N含量;秸秆还田显著增加了土壤SOM、AN、AP、AK的含量,显著降低了土壤NH4-N、NO3-N的含量,土壤AN、NH4-N、NO3-N含量与秸秆用量呈显著负相关;秸秆与氮肥的交互作用能显著提高土壤中SOM、TN的含量。     

不同粮草复种方式下土壤养分动态研究

对6种不同的粮草复种方式下土壤养分的季节变化进行了比较研究.结果表明:冬季种植牧草与种植粮食作物比较降低了土壤pH值、增加了土壤有机质和速效养分,特别是冬季种植多花黑麦草和黑麦明显增加了土壤有机质、碱解N、速效K和速效P含量,促进后作生长,为后季作物增产提供可能性.土壤pH值随土层增加而增加,土壤养分随土层增加而减少.经过一个复种周期,各复种方式土壤pH值稍有提高;有机质、全N、碱解N含量稍有降低,变化不大;土壤速效P和速效K含量有较大幅度的降低.     

垄沟秸秆覆盖对黑土顺坡耕地氮、磷养分阻控效果

在吉林农业大学教研基地内的标准坡面径流小区中,布设顺坡垄作与垄沟秸秆覆盖2种耕作试验,通过对侵蚀泥沙及N、P养分的测试分析,揭示了垄沟秸秆覆盖对黑土顺坡垄作耕地水沙及N、P养分阻控效果及机理。结果表明,秸秆覆盖处理可显著降低坡面的年径流系数及土壤侵蚀模数,坡度越大,其减流减沙的效应越显著;秸秆吸水量与吸水时间呈显著对数相关关系;速效N的拦蓄率为9°坡面6°坡面3°坡面,全N的拦蓄率为9°坡面3°坡面6°坡面;速效P的拦蓄率为3°坡面9°坡面6°坡面,全P的拦蓄率为3°坡面6°坡面9°坡面;各坡面流失土壤中N、P养分富集率随坡度的增大而增加,但均明显低于未覆盖处理。     

秸秆覆盖下超高产夏玉米农田产量和土壤水分的动态变化

试验于2010年在山东农业大学农学实验站完成,设3种覆盖处理,分别为0（D0）,0.6（D0.6）,1.2kg/m2（D1.2）,研究了超高产条件下秸秆覆盖对夏玉米农田产量和土壤水分动态变化的影响。结果表明,秸秆覆盖条件下,D0.6和D1.2处理的籽粒产量分别为1 328.8,1 204.9g/m2,均达超高产水平,且分别比D0处理提高了12.1%和1.8%。播种到灌浆期间,秸秆覆盖可显著增加超高产夏玉米农田0-90cm范围内的土壤水分含量;灌浆期以后,各覆盖处理对土壤水分含量的影响逐渐减小。D1.2和D0.6处理分别比D0处理的蒸散量增加了7.1%和9.2%,从而使水分利用效率（WUE）降低。实验表明,在黄淮海夏玉米主产区,秸秆覆盖显著增加籽粒产量,是实现夏玉米超高产的有效手段之一,但并没有显著提高WUE。     

渭北旱地夏闲期秸秆还田和种植绿肥对土壤水分、养分和冬小麦产量的影响

研究渭北旱地秸秆和绿肥还田土壤水分、养分的变化,对黄土高原旱区作物高产稳产有重要意义。以夏季裸地休闲为对照,研究免耕小麦秸秆还田和种植豆科绿肥及二者混合对渭北旱地冬小麦产量,播前、开花期和收获后土壤水分、硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾数量的影响。试验结果表明,秸秆还田和种植绿肥对冬小麦籽粒产量和生物量无影响;夏闲期种植绿肥和秸秆＋绿肥处理使播前和开花期60—160cm土壤贮水减少;种植绿肥处理表层0-20cm土壤硝态氮在播前显著增加10．7kg·hm-2,收获期增加18．4kg·hm-2;开花期种植绿肥土壤有效磷提高43．4kg·hm-2,收获期有效磷数量仍较对照高24．4kg·hm-2;秸秆还田和种植绿肥对土壤铵态氮和速效钾没有显著影响。可见,一年秸秆还田和种植绿肥对冬小麦产量没有产生显著影响,种植绿肥降低了土壤贮水,但提高了表层土壤硝态氮和有效磷数量,不同栽培方式对土壤铵态氮和速效钾含量没有影响。     

秸秆与地膜覆盖条件下旱作玉米田土壤氮组分生长季动态

研究不同覆盖措施下农田土壤全氮及其活性和半活性组分在作物生长季的动态变化,有助于深入理解农田土壤氮循环过程。基于黄土高原8年春玉米覆盖定位试验,系统分析了土壤全氮、矿质氮、微生物量氮、潜在可矿化氮以及颗粒有机氮在玉米不同生育期的动态特征。试验包括全生育期9 000kg/hm2秸秆覆盖、全生育期地膜覆盖和不覆盖对照3个处理。结果表明:(1)除硝态氮和铵态氮在苗期上升外,秸秆和地膜覆盖下土壤全氮及其组分含量在春玉米生育期基本呈苗期下降、拔节期上升、大喇叭口—抽雄期下降、灌浆和收获期回升的变化趋势;(2)与对照相比,秸秆覆盖提高了大多数生育时期0—40cm土层全氮和硝态氮含量及0—20cm土层铵态氮含量,提高各生育时期0—40cm土层微生物量氮、潜在可矿化氮以及颗粒有机氮含量;(3)地膜覆盖较对照提高大多数生育时期0—40cm土层硝态氮和0—20cm土层铵态氮含量,降低作物生育后期0—20cm土层全氮和0—40cm土层颗粒有机氮含量,降低大多数时期0—40cm土层微生物量氮和10—20cm土层潜在可矿化氮含量;(4)除了地膜覆盖下20—40cm土层颗粒有机氮相对含量在作物不同生育期差异不显著外,秸秆和地膜覆盖下0—40cm土层微生物量氮、潜在可矿化氮、颗粒有机氮对土壤全氮的动态均有重要贡献。总之,黄土高原的春玉米田秸秆覆盖具有明显的提升土壤全氮及其组分含量的作用,有助于培肥地力和土壤固氮;地膜覆盖则降低了作物生育后期土壤全氮及其组分含量,同时显著提高了土壤硝态氮水平,导致农田土壤氮素淋溶风险提高。     

生物质炭和秸秆施用对黄褐土生化性质及小麦产量的影响

以位于河南省方城县的黄褐土田间定位试验为平台,监测生物质炭和秸秆连续施用4 a后小麦拔节期和成熟期土壤性质变化及其与成熟期籽粒产量的关系,明确影响小麦产量的主要土壤生化因子。试验包含6个处理,即分别在不施用生物质炭(–B)和施用生物质炭(+B)条件下各设置3个处理:(1)对照(CK),(2)单施化肥(NPK),(3)秸秆还田配施化肥(NPK+S)。结果表明:生物质炭和秸秆施用对土壤生化性质和籽粒产量的影响基本上不存在交互作用。连续4a施用生物质炭后,小麦产量平均降低了17.4%。尽管NPK+S与NPK处理间平均产量没有显著差异,但它们比CK处理产量分别增加了33.8%和37.4%。采用偏最小二乘法路径模型(PLS–PM)分别分析了拔节期和成熟期的土壤速效养分、活性有机质和酶活性对产量的影响,发现小麦拔节期的土壤速效养分含量,特别是氮素的供应是直接影响产量的最为重要因子;而成熟期土壤生化性质对作物产量的影响比较小。因此,为防止黄褐土上施用生物质炭和秸秆后小麦产量降低,需要特别注意小麦拔节期土壤氮素的补充。     

秸秆覆盖秋浇后盐渍土壤冻融过程及水盐运移特征

为了探讨在寒旱盐灌区覆盖秋浇后冻融土壤的冻融特性及水热盐协同调控机制,在盐渍土壤进行覆盖后秋浇田间冻融试验,设5个处理,秸秆覆盖量1.2kg/m~2(F1.2)、秸秆覆盖量0.9kg/m~2(F0.9)、秸秆覆盖量0.6kg/m~2(F0.6)、秸秆覆盖量0.3kg/m~2(F0.3)、未覆盖(CK)。结果表明:秸秆覆盖影响了土壤冻结融化推进过程,改变了土壤温度对气温变化的响应关系,影响了水分、盐分在土壤剖面(特别是土壤表层和耕作层)的重新分配,提高了翌年春季水分可利用量,抑制了表层及耕作层春季返盐,提高了秋浇的灌水效果。秸秆覆盖处理的最大冻结深度小于CK处理4~26cm,初冻时间滞后0~12d,融化时间滞后0~21d;秸秆覆盖的各处理由于覆盖层的存在,消融水蒸发受到抑制,表层积盐现象较弱;消融期结束后,在土壤表层0—10cm,F0.9的土壤含水率最高,处理F1.2较秋浇前脱盐率为81.18%,脱盐效果最好;在耕作层0—40cm,F0.9的土壤含水率最高,处理F0.6较秋浇前脱盐率为75.65%,脱盐效果最好;为保证在翌年春播时的适宜含盐量及含水率,以覆盖量0.6~0.9kg/m~2为宜。研究结果可为河套灌区秋浇制度的优化提供参考。