长期秸秆还田不同施肥对土壤腐殖质含量及结构的影响

为了给提高耕层肥力、合理利用农业废弃秸秆提供良好的依据,采用腐殖质组成修改法与红外光谱法分析了不同秸秆还田条件下各施肥处理对非石灰性潮土腐殖质含量及结构的变化。以青岛农业大学长期定位秸秆还田试验为基础,设5个试验处理,施氮肥条件下设小麦、玉米秸秆还田(WCN)、一季小麦秸秆还田(WN)2个处理,同时设小麦玉米两季秸秆还田(WC)、对照(CK)、单施有机肥(M)处理。结果表明:随着时间的延续,秸秆还田条件下,2015年各处理土壤中胡敏酸(HA)、富里酸(FA)含量分别平均较2009年提高了117.68%,102.5%。与CK相比,秸秆还田模式各处理土壤腐殖酸总含量(HE)平均增幅21.8%~47.9%,其中腐殖质含量最高为WCN,2015年较CK增长118.8%,较2009年原始土壤增长了183.63%。两季秸秆还田配施化肥处理,能够增加土壤胡敏酸和富里酸的含量,胡富比值增大,增加腐殖酸含量并使之平稳增长。土壤腐殖物质活力从高到低为:WCNWNMWC。两季秸秆还田及配施有机肥,提高了芳香族类、羧基类化合物含量,而多糖类化合物含量减少,可提升土壤腐殖质的活性及芳化程度。两季秸秆还田配施氮肥可提高土壤中有机碳含量,提高土壤地力。     

耕作模式对土壤生物活性与养分有效性及冬小麦产量的影响

为探讨长期玉米秸秆还田下不同耕作模式对土壤生化性状及冬小麦产量的影响,从2011年10月至2016年6月连续5个冬小麦生长季进行田间定位试验。设4个耕作处理,分别是连续旋耕秸秆不还田(RT)、连续旋耕秸秆还田(RS)、连续深耕秸秆还田(DS)及前2年旋耕秸秆还田第3年深耕秸秆还田(TS)。与RT相比,连续5年秸秆还田显著提高0~10、10~20和20~30 cm土层土壤有机碳、无机氮、速效磷、速效钾含量;土壤脲酶、蛋白酶、硝酸还原酶和蔗糖酶活性及土壤微生物多样性分别提高23.1%~59.3%、13.2%~40.7%、14.1%~28.8%、10.9%~19.5%和31.9%~42.5%。秸秆还田使各土层变形菌门、硝化螺旋菌门及放线菌门的相对丰度显著提高,而酸杆菌门相对丰度则显著降低。与DS及TS相比,RS显著提高0~10 cm土层土壤养分状况及生物活性,10~30 cm土层则显著降低。连续旋耕至第3年,无论秸秆还田与否,小麦均表现减产;DS与TS处理则表现持续增产,平均年增产3.2%和3.9%。本研究表明在黄淮海东部地区,秸秆还田条件下,2年旋耕后接1年深耕的耕作模式有助于改善耕层土壤质量和提高冬小麦生产力。     

不同覆盖方式马铃薯产量及效益的影响

为探索适宜黔东南州马铃薯覆盖栽培方式,进行了常规栽培、地膜覆盖栽培、稻草覆盖栽培、稻草加地膜覆盖栽培4种栽培方式试验.结果表明：稻草加地膜覆盖栽培方式产量最高,达2 987.5kg/667 m2,较不覆膜不盖稻草的对照增产30.7％,稻草覆盖和地膜覆盖则次之,分别比对照增产15.2％和13.6％.得出黔东南州冬春作的推荐栽培方式是有稻草的条件下,采用稻草加地膜覆盖的方式较好;缺乏稻草时,可采用地膜覆盖的方法.     

覆盖免耕对棉田土壤物理性质及棉花生理特性的影响

采用裂区设计,研究了秸秆覆盖及免耕对土壤温度、容重及棉花功能叶SPAD值、光合特性、生育性状等的影响。结果表明：免耕降低土壤温度、容重以及棉花的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率,但功能叶SPAD值为免耕>翻耕;秸秆覆盖降低土壤温度,提高土壤含水量;免耕下秸秆覆盖较地膜覆盖和露地提高土壤容重及棉花的气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率,翻耕时结果与此相反;翻耕处理棉花长势强于免耕,但单株结铃数差异不显著;秸秆覆盖较露地能显著提高棉花铃数、铃重和衣分;秸秆覆盖量越大,功能叶SPAD值越小,但产量越高。秸秆覆盖免耕下棉花光合能力和产量表现均差于翻耕,但产量与露地及地膜覆盖处理间的差异不显著。     

垄沟覆膜集雨边行玉米与中行玉米竞争对产量的影响

为了给旱地玉米水分利用和产量提高提供理论依据和科学指导,此研究从植物种内竞争的角度出发,来探讨垄沟覆膜集雨玉米如何高效利用水分和提高产量。试验设有2种类型的垄沟覆膜集雨,它们的沟宽均为60 cm,而垄宽分别为30 cm和60 cm。设有高、低2种种植密度,高密度每沟种植三行,低密度每沟种植两行。裸地为对照,同样设有高低2个种植密度。结果表明,垄沟覆膜集雨具有聚雨保墒的作用。整个生育期间的玉米单株和单位面积生物量,以及收获时的生物产量、籽粒产量和水分利用效率,垄沟覆膜集雨都显著高于裸地。相同垄宽的垄沟覆膜集雨,当密度较高时能明显提高玉米的生物量、籽粒产量及水分利用效率。受密度效应的影响,8月15后60 cm和30 cm垄宽的高密度垄沟覆膜集雨,它们中行玉米的单株生物量都显著低于它们边行玉米的单株生物量;收获时30 cm垄宽的垄沟覆膜集雨中行玉米的收获指数较低,导致该处理较低的收获指数和较低的产量。在所有的处理里,60 cm垄宽的高密度垄沟覆膜集雨处理的单位面积产量最高。总之,高密度、宽垄垄沟覆膜集雨的种植模式是提高玉米产量和水分利用的一个重要方面。     

从地下的角度分析膜下滴灌棉花发生早衰的可能机制

在膜下滴灌条件下,棉花早衰问题严重。在对国内外关于棉花早衰研究成果及膜下滴灌条件特殊根区微环境深入分析的基础上,提出了膜下滴灌棉花早衰原因的合理假设,认为不合理的根系构型及其高蕾铃负荷是造成膜下滴灌棉花早衰的根本原因：膜下滴灌条件下棉花根系生长和构型分布发生的明显变化不利于棉花根系吸收土壤深层的水分和养分,抗逆性减弱,对环境的改变无法做出及时的反应,加之覆膜增温及优越的水肥供应,棉花地上部生长良好,蕾铃负担增加,一旦遇到逆境条件,在高蕾铃负荷前提下,即使对根系养分吸收功能最轻微的损害或者暂时的养分供应短缺均有可能造成对地上部养分供应的不足并发生早衰。因此,如何通过调控构建与地上部生长更为匹配的、构型分布更加合理的、抗逆性更强的棉花根系就成为解决膜下滴灌棉花早衰问题的关键。     

旱地秸秆还田对小麦花后光合特性及产量的影响

在旱地设置旋耕（ CK）、旋耕还田（ RS）、免耕还田（ NS）、深松还田（ SS）和深耕还田（ DS）5个处理,研究了不同处理对小麦花后旗叶光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度等光合特性及产量的影响。结果表明,由于秸秆还田对土壤及水分环境的改变,小麦旗叶光合特性总效应为秸秆还田大于不还田。不同的秸秆还田模式光合特性表现为SS＞NS＞DS＞RS,秸秆还田尤其减缓了灌浆中后期叶绿素的降解。秸秆还田在不同程度上降低了小麦出苗率,SS处理和NS处理出苗率最低,分别比CK低21．25％和16．5％,穗数较低,但由于光合能力较强,千粒质量最高,穗粒数也高于其他处理,SS处理产量显著高于其他还田处理,综合本试验结果,在旱地推荐深松还田的耕作模式。     

稻草还田对免耕水稻根系生长及空间分布的影响

研究了稻草还田对免耕抛秧水稻立苗期根系生长及成熟期根系空间分布的影响。结果表明,稻草还田显著或极显著提高了立苗期免耕水稻根冠比、单株根生物量、总根数、白根数、单条根长、根毛区长、一次分枝、二次分枝根数量、根系活力和超氧化物歧化酶(SOD)活性,对根系的伸长、生长起到明显的促进作用。稻草还田明显提高了水稻产量及免耕抛秧水稻0~10cm土层根系干重和根系体积,6t/hm²稻草还田量比对照0~10cm土层根系干重和根系体积分别高29.85%、41.62%,产量提高11.18%,差异均达显著水平。     

微生物预处理秸秆纤维浆结构、形态及成膜性研究

为研究生物预处理对秸秆纤维解离作用,促进制浆过程纤维分丝帚化及成膜性,采用实验室模拟发酵法,探讨微生物接种量及发酵时间对秸秆纤维化学组分、纤维形态及膜力学性质的影响。结果表明,与对照相比,接种1%外源菌处理稻秸14天时降解率达到20%,纤维降解适中,细小纤维占比仅59.63%~67.91%,纤维间交织力增强,纤维的疏解与拆分效应提升,打浆能耗降低71.54%。且随发酵时间的延长,纤维膜的抗张强度先升高再降低,第7和14天时分别提高7.6%和4.64%;3%接菌量处理14天时,浆料重均和质量加权增幅最大至28.57%和49.36%,膜撕裂度最高达240.9 mN。抗张强度与纤维质量间无明显相关性,耐破强度与纤维质量加权长度间呈负相关,撕裂强度与纤维数均长度、重均及纤维长宽比间呈显著正相关。该研究为生物降解秸秆纤维地膜的开发应用可行性提供技术支撑。     

不同材质地膜对花生产量及土壤中增塑剂含量的影响

2013年在位于山东省胶州市的青岛农业大学试验田中,应用3种不同材质地膜(分别为普通白膜、黑色地膜、生物可降解地膜)覆盖种植花生,对其产量及土壤中增塑剂含量进行研究。产量结果表明,普通白膜处理>生物可降解地膜处理>黑色地膜处理,与普通白膜相比,黑色地膜、生物可降解地膜处理花生产量分别减少17%,9%;通过气相色谱测定土壤中6种美国国家环保署(EPA)优控增塑剂的总含量,生物可降解地膜处理最高,黑色地膜处理次之,白色地膜处理最少,差异明显,其中DMP,DEHP,BBP在生物可降解地膜覆盖土壤中含量最高,表明生物可降解地膜的使用存在一定的环境风险。3种地膜覆盖土壤中DEP,DMP,DBP含量均已超过美国土壤污染物控制标准。