粉碎与颗粒秸秆高量还田对黑土亚耕层土壤有机碳的提升效应

针对东北黑土亚耕层有机碳匮乏,且秸秆体量大、利用困难的问题,于2015—2018年开展田间定位实验,以秸秆不还田为对照(CK),探究粉碎秸秆(FS)与秸秆颗粒(KL)处理下1倍量(15 t·hm^–2)、3倍量(45 t·hm^–2)、5倍量(75 t·hm^–2)的深埋还田对土壤有机碳含量、有机碳结构以及土壤养分比例的影响,旨在通过"变废为宝"促进黑土地可持续发展。结果表明:1)秸秆还田对20～40 cm土壤亚耕层有机碳提升效果显著,随着秸秆倍量的增加,亚耕层土壤有机碳在2%～20%(1 a)、5%～27%(2 a)、1%～18%(3 a)之间变化,高倍量还田优势显著;秸秆还田2 a土壤有机碳增长率最高,表明还田第2年是有机碳的主要积累时期,且秸秆倍量是影响有机碳变化更重要的因素。2)秸秆还田3 a后,FS5处理的脂化度较高而KL5处理的芳香度较高,粉碎秸秆高量还田更易促进烷基碳链型有机碳合成,而KL5处理易促进芳香烃类有机碳合成。3)高量还田后亚耕层土壤碳氮比与碳磷比增幅大于10%,碳钾比增幅大于20%,且秸秆颗粒还田对养...     

新疆玛纳斯河流域不同地貌类型土壤盐分累积变化

为详细分析干旱荒漠区土壤盐分长期累积变化的区域差异，以玛纳斯河流域为例，选择冲积洪积扇、冲积平原和干三角洲3种主要地貌类型，通过取样、典型调查等方法讨论其土壤盐分变化情况，结果表明：位于山前冲洪积扇缘以上部位是最稳定的地区，地下水位低，基本不存在盐碱化问题。相比之下，冲积洪积扇缘部分地区由于普遍较高的地下水位和地下水矿化度，短期内仍将处于持续积盐状态。冲积平原部位表土虽明显脱盐，但由于底土含盐量高，且部分地段地下潜水埋深上升至临界深度以下，仍处于脱盐不稳定或脱盐积盐反复型状态。干三角洲部位经过多年的开垦，地下水位出现上升，随着深层盐分上移，也将导致土壤盐渍化发生。分析认为冲洪积扇缘、冲积平原和干三角洲部位部分地区将来土壤盐渍化威胁依然很大。该研究将为区域土壤盐渍化治理提供依据。     

水磷互作对潮土玉米苗期生长及磷素积累的影响

利用温室盆栽试验研究了水磷互作对潮土玉米苗期生长及磷素积累的影响。结果表明,水、磷能显著影响玉米株高与叶面积状况。水分胁迫条件下,适度施磷处理比对照玉米株高和叶面积分别增加69.7%和33.6%;而适水条件下分别增加38.3%和48.0%。适度施磷条件下,水分胁迫促进了玉米根系发育,根干重与根冠比均高于适水处理。水磷配合能提高了玉米干物质积累量,表现出显著正交互效应。适度施磷范围内,适水处理能显著提高植株体磷素吸收积累总量,但对植株磷含量影响不大;适水处理下,过量施磷会导致植株对磷素奢侈吸收,而在水分胁迫下反而降低对磷素的吸收积累。水磷适度配合表现出较好的耦合效果,达到“以水促磷”与“以磷促水”的目的。     

微生物菌剂对盐碱土理化和生物性状影响的研究

采用盆栽试验方法,研究了微生物菌剂对盐碱土壤微生物、养分、盐分及玉米苗期生长的影响。结果表明,施用微生物菌剂后,盐碱土壤中钾细菌和枯草芽孢杆菌数量、土壤有机质含量、速效N、P、K含量状况均明显高于无添加菌剂对照处理,其中以菌剂施用量为0.4g·kg^-1土的效果最明显。施用微生物菌剂后,土壤pH、含盐量均有不同程度地降低,菌剂施用量0.4g·kg^-1土的处理在前中期表现出较好的土壤脱盐效果,而菌剂施用量0.8g·kg^-1土的处理在后期脱盐效果较好。添加微生物菌剂促进玉米苗期株高和叶片数增加,有利于玉米地上部分干物质的积累,以菌剂施用量0.4g·kg^-1土的效果最明显。差异显著性检验表明,菌剂处理玉米株高、干物质重与无添加菌剂对照相比差异均达显著水平,但不同菌剂量处理间差异不明显。综合判定菌剂施用量0.4g·kg^-1土对盐碱土理化和生物性状改良效果较好。     

增施磷肥对重度盐碱地食葵生长及土壤微生物区系的影响

采用大田筒栽试验,设置4个施磷(P2O5)水平:CK(不施磷)、P4(60 kg·hm~(-2))、P8(120 kg·hm~(-2))、P12(180 kg·hm~(-2)),研究了重度盐碱地施磷对食葵叶片保护酶活性、植株干物质积累、磷吸收以及施磷后土壤微生物区系变化特征的影响。结果表明:增施磷显著提高了食葵叶片保护酶活性,食葵叶片超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化氢酶(CAT)活性在施磷达到P4水平即显著提高,且达到P12水平又出现显著增加;而过氧化物酶(POD)活性在施磷量达到P12水平才显著增加。叶片丙二醛(MDA)含量与SOD活性保持相对同步,在施磷量P4、P8水平并没有显著降低,直至达P12水平才显著下降,比CK降低31.40%。食葵叶片、籽粒、根干重及根冠比在施磷量达到P12水平时也显著高于其他处理。食葵籽粒、根系磷积累量均随着施磷量增加显著提高,且各施磷处理食葵地上部、根系含磷量也均显著高于CK,但P12与P8处理差异不显著,另外施磷有利于食葵吸收的磷素由根系向地上部转移运输。增施磷通过调控根系生长以及改善微环境显著增加了土壤细菌、放线菌、真菌等可培养微生物数量,且以P12处理增加最多。食葵盛花期和成熟期也均以P12处理优势菌群种类最丰富,其中盛花期P12处理有数量较多的节杆菌属(Arthrobacter),在食葵收获后则含有考克氏菌属(Kocuria)、葡萄球菌属(Staphylococcus)和噬几丁质菌属(Chitinophaga)。综合比较来看,河套灌区重度盐碱地施磷180 kg·hm~(-2)可以显著增加食葵叶片保护酶活性,促进食葵生长及磷吸收积累,提高食葵抗性,同时有利于土壤微生物多样性增加。     

微生物菌剂对盐碱土理化和生物性状影响的研究

采用盆栽试验方法,研究了微生物菌剂对盐碱土壤微生物、养分、盐分及玉米苗期生长的影响.结果表明,施用微生物菌剂后,盐碱土壤中钾细菌和枯草芽孢杆菌数量、土壤有机质含量、速效N、P、K含量状况均明显高于无添加菌剂对照处理,其中以菌剂施用量为0.4 g·kg-1土的效果最明显.施用微生物菌剂后,土壤pH、含盐量均有不同程度地降低,菌剂施用量0.4 g·kg-1土的处理在前中期表现出较好的土壤脱盐效果,而菌剂施用量0.8 g·kg-1土的处理在后期脱盐效果较好.添加微生物菌剂促进玉米苗期株高和叶片数增加,有利于玉米地上部分干物质的积累,以菌剂施用量0.4g·kg-1土的效果最明显.差异显著性检验表明,菌剂处理玉米株高、干物质重与无添加菌剂对照相比差异均达显著水平,但不同菌剂量处理间差异不明显.综合判定菌剂施用量0.4 g·kg-1土对盐碱土理化和生物性状改良效果较好.     

深旋松耕改善耕层结构促进马铃薯增产

为了探究深旋松耕提升马铃薯产量与质量的可行性。在山东省胶河地区以常规旋耕为对照,研究深旋松耕对土壤物理性质、马铃薯根系及产量形成的影响。结果表明:与常规旋耕相比,深旋松耕能打破犁底层,显著降低20~40 cm土层的容重和穿透阻力,提高0~50 cm土层的贮水量25.67%,促进作物生长,其中马铃薯根系生物量显著提高26.61%,中、下层叶片净光合速率分别增加20.82%、37.13%,进而提高花后光合产物积累量,促进花后干物质向块茎的转运,使得单块薯重量提高29.82%,马铃薯增产38.68%。     

马铃薯节水、高产、高效栽培技术模式

通过田间试验对节水、高产、高效马铃薯种植模式进行了探讨，结果表明：利用地膜覆盖起垄种植早春马铃薯，通过增施磷钾肥和后期不破膜培土，即达到了控制棵间蒸发和节水的作用，又增加了马铃薯产量和经济效益，具有节水、高产、高效的三重效果。     

秸秆颗粒化高量还田快速提高土壤有机碳含量及小麦玉米产量

针对黄淮海地区秸秆还田难度大不利于土壤快速培肥的问题,探讨秸秆颗粒化高量还田快速提高土壤有机碳的可行性。采用2a的田间定位试验,设置秸秆不还田(CK)、秸秆颗粒12 000 kg/hm~2(KL1)、秸秆颗粒36 000 kg/hm~2(KL3)、粉碎秸秆12 000 kg/hm~2(FS1)、粉碎秸秆36 000 kg/hm~2(FS3)5种用量30～40 cm还田处理,研究了颗粒化秸秆高、低量还田对土壤有机碳、养分元素比例平衡以及小麦-玉米产量的影响。结果表明,秸秆还田2a内对20～40、40～60 cm土层有机碳含量影响显著,其中FS1提升幅度最低,分别为7.2%(20～40cm)、5.9%(40～60cm),KL3提升幅度最高,分别为12.3%(20～40 cm)、11.1%(40～60 cm)。与粉碎还田相比,秸秆颗粒化还田能在还田1a显著提高土壤有机碳含量,KL3较FS320～40、40～60 cm土壤有机碳分别提高1.7%、1.3%,KL1较FS120～40、40～60 cm分别提高0.8%、0.7%。另外,高量还田具有大幅提高有机碳的优势,FS3较FS1分别提高20～40 cm土壤有机碳1.7%～3.9%、40～60 cm土层有机碳0.7%～3.8%,KL3较KL1分别提高20～40 cm有机碳2.4%～4.7%、40～60 cm土层1.3%～5.1%。秸秆颗粒高量还田(KL3)在各生长季均具有较高的有机碳累积速率,且总体均值最高。秸秆颗粒化高量还田能在一定程度上提高土壤碳氮比(RCN)、碳磷比(RCP)、碳钾比(RCK),促使土壤养分比向高肥力方向转化。该试验中秸秆颗粒化高量还田连续4个生长季增产4.57%、11.40%、10.87%、8.87%,增产效果显著。综上可见,秸秆颗粒36000kg/hm~2深埋还田最有利于黄淮海地区土壤有机碳的提高,在解决土壤"碳饥饿"等问题、保障农业可持续发展上具有重要意义。     

亚表层有机培肥调控盐渍土孔隙结构与水盐运移机制

为探明亚表层有机培肥结合地膜覆盖对土壤孔隙结构及其水盐运移的调控机制,以内蒙古河套灌区典型盐渍土为研究对象,设置了地表不覆膜(CK)、地膜每年覆盖(PM)和亚表层单次有机培肥+地膜每年覆盖(OMP)3个处理,3年后采用X射线CT扫描和图像处理技术获取了部分亚表层(15 ～21 cm)与深层(35 ～41 cm)土壤孔隙...