科研产出
不同耕作与秸秆处理模式对鲁西南潮褐土物理性状及玉米产量的影响
《山东农业科学 》 2019
摘要：为评价两熟制条件下实施保护性耕作的可行性,探明鲁西南潮褐土合理耕层构建的最佳耕作方式,提高玉米产量,设置田间定位试验,研究免耕、常规旋耕、深松三种耕翻及不同秸秆处理方式组合对土壤物理性状及玉米产量形成的影响。结果表明:"深松+秸秆还田"耕作模式的松土保墒和玉米增产效果最好。与秸秆不还田处理下免耕和常规旋耕相比,秸秆还田条件下深松处理在20～30、30～40 cm土壤容重平均下降11.3%、10.6%和7.6%、8.0%,玉米全生育期的土壤含水量提高8.1%～10.3%,土壤田间持水量增加3.6%～6.1%。秸秆还田配合深松处理下玉米穗长、穗粒数、千粒重等产量构成因素均有不同程度的改善,产量较秸秆不还田下免耕处理增产13.6%。因此,"秸秆还田+深松"耕作模式可作为本地区构建合理耕层结构、充分挖掘耕层潜力、提高玉米产量的推广技术。
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秸秆还田方式对黄淮海区域小麦-玉米轮作制农田土壤周年温室气体排放的影响
《土壤与作物 》 2019
摘要：黄淮海区域每年生产作物秸秆约2.3亿t,为探讨秸秆不同还田方式对该区主要农田土壤温室气体周年排放的影响,以秸秆不还田(CK)作为对照,设置秸秆直接还田(CS)、 秸秆-菌渣还田(CMS)和秸秆过腹还田(CGS)3种还田方式,通过田间小区试验,采用静态箱-气相色谱法,研究了秸秆不同方式还田下小麦-玉米轮作制农田土壤周年温室气体(CO2、N2 O和CH4)的排放特征.结果表明,秸秆不同还田方式影响小麦-玉米轮作制农田土壤周年温室气体的排放强度和累计排放量,但不能改变其源/汇功能.秸秆不同还田方式下,农田土壤均为CO2和N2 O的排放源,CH4的汇.与CK相比,CS和CGS处理均增加周年CO2和N2 O累计排放量,CMS处理则与之相反;3种还田方式均降低周年CH4累计吸收量.秸秆不同还田方式也显著影响温室气体的综合增温潜势(GWP),小麦-玉米轮作制农田土壤周年GWP在3个时间尺度(20 a、100 a和500 a)上,均表现为CGS>CS>CK>CMS,且不同处理间差异显著(P<0.05),即在秸秆-菌渣还田方式下,农田土壤周年GWP最低.因此,可采取秸秆-菌渣还田方式,以降低该区域农田土壤温室气体的综合增温潜势,减缓全球变暖.
关键词： 秸秆还田 小麦-玉米轮作制 温室气体 排放通量 黄淮海区域
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不同耕作和秸秆还田下褐土真菌群落变化特征
《中国农业科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究华北平原地区小麦-玉米周年复种模式下不同耕作和秸秆还田方式对土壤真菌群落结构及功能的影响,并探索农田土壤肥力对耕作和秸秆还田方式响应差异的生物学机制,为优化耕作与秸秆还田方式和提高农田土壤肥力提供理论依据。【方法】本研究以华北平原小麦-玉米周年复种农田土壤为研究对象,采用Miseq高通量测序技术,结合FUNGuild真菌功能预测工具,分析3种耕作方式(免耕、深耕与旋耕)与两种秸秆还田方式(麦秸单季还田与小麦-玉米秸秆双季还田)定位试验条件下,小麦成熟期土壤真菌群落结构与功能的差异,结合土壤理化性质,进一步探究农田土壤真菌群落结构及功能变化的环境驱动因子。【结果】与免耕双季还田相比,深耕秸秆双季还田与深耕单季还田0—10 cm耕层土壤有机碳含量分别降低35.04%和44.30%;免耕秸秆单季还田10—20 cm耕层土壤中碱解氮含量显著低于其他处理。农田土壤0—10 cm土层真菌主要包含子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)和壶菌门(Chytridiomycota),相对丰度分别为68.98%、16.96%和1.62%;10—20 cm土层真菌主要包含子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、壶菌门(Chytridiomycota)和球囊菌门(Glomeromycota),相对丰度分别为68.44%、15.52%、1.51%和1.23%。不同处理土壤真菌群落结构存在差异,与秸秆单季还田相比,秸秆双季还田0—10 cm和10—20 cm土层担子菌门(Basidiomycota)相对丰度分别提高了50.07%和29.08%。进一步分析土壤群落结构发生变化的原因,结果显示0—10 cm土层土壤真菌群落多元回归树第一次分割以土壤有机碳为节点,其阈值为11.17 g·kg~(-1),旋耕双季还田和免耕双季还田与其他处理分离;10—20 cm土层土壤真菌群落多元回归树第一次分割以碱解氮为节点,其阈值为6.52 mg·kg~(-1),免耕单季还田与其他处理分离。从营养类型看,各处理0—10 cm(26.84%)和10—20 cm(23.91%)土层土壤真菌均以病理营养型为主;与免耕相比,深耕和旋耕处理0—10 cm土层病理营养型真菌相对丰度分别显著降低25.16%和16.45%,且以深耕单季还田最低。病理营养型真菌相对丰度与土壤有机碳、可溶性有机碳、全氮、碱解氮和速效钾含量均呈显著正相关关系。【结论】不同耕作与秸秆还田方式改变了农田土壤真菌群落结构及功能,土壤有机碳和碱解氮的改变是影响真菌群落组成的主要因素;深耕能够降低秸秆还田后土壤病理营养型真菌相对丰度,利于保持农田土壤生态系统健康。
关键词： 耕作方式 秸秆还田 土壤真菌群落 高通量测序 多元回归树
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稻麦轮作区连续秸秆还田和施肥条件下砂姜黑土无机磷分布特征
《草业学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为了揭示秸秆还田与化肥施用对砂姜黑土无机磷的影响,基于实施多年的秸秆还田与施肥定位试验,设置了常规施肥+秸秆全量还田(HN_1)、常规施肥量50%+秸秆全量还田(HN_4)、不施肥+秸秆全量还田(HN_0)、常规施肥+秸秆移除(N_1)、常规施肥量50%+秸秆移除(N_4)、不施肥+秸秆移除(N_0)处理,采用田间取样与室内化验分析相结合的方法研究了土壤不同形态无机磷的剖面分布及累积特点。结果表明,同等化肥施用水平下,秸秆还田较秸秆移除显著提高了土壤Ca_2-P和Fe-P的含量,提高幅度最高达219.05%和51.35%,两种形态无机磷占无机磷总量的百分比也显著提高;Ca_8-P和Al-P含量整体上有所降低,Ca_(10)-P含量显著降低,无机磷总量有所提高。秸秆还田配施化肥对土壤无机磷的活化效果随化肥施用量的减少和土层深度的增加而降低。秸秆还田不施化肥使土壤Ca_2-P、Ca_8-P、Al-P和Fe-P含量显著降低。与秸秆移除相比,秸秆还田配施化肥促进了Ca_(10)-P等潜在磷源的转化和分解。Ca-P(Ca_2-P、Ca_8-P、Ca_(10)-P)和Fe-P所占比例最高,为供试土壤无机磷的主要构成形态。常规施肥条件下秸秆还田促进了土壤速效磷(Olsen-P)含量的快速提升,常规施肥量50%条件下秸秆还田促进了表层土壤Olsen-P的提升,而无肥条件下秸秆还田对土壤Olsen-P含量的提升无明显效果。土壤Ca_2-P、Ca_8-P、Al-P和Fe-P与土壤Olsen-P的相关性均达到显著或极显著水平,表明4种无机磷与土壤Olsen-P关系密切,可能为土壤有效磷的重要来源。因而,秸秆还田不施化肥会加速土壤无机磷的耗竭,秸秆还田与化肥合理配施,可通过将缓效态无机磷转化为Ca_2-P和Fe-P等高活性无机磷,提高土壤供磷能力。
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潮土区小麦-玉米轮作周年秸秆还田及施钾效应研究
《山东农业科学 》 2018
摘要：在山东省西部潮土区研究了小麦-玉米周年轮作模式下连续两年4个种植茬口秸秆全还田和施用钾肥对耕层土壤钾素状况、作物产量及土壤-作物系统钾素平衡的影响。结果表明:定位两年后,秸秆还田及施用钾肥均可不同程度地提高土壤速效钾和缓效钾含量,其中秸秆还田配施钾肥(NPKst)处理提高幅度最大;小麦或玉米产量各个茬口均以NPKst处理最高,不施钾肥秸秆不还田(NP)处理最低。施用钾肥小麦平均增产8.03%,玉米平均增产2.92%;秸秆还田条件配合施用钾肥,小麦平均增产14.13%,玉米平均增产6.99%。施用钾肥秸秆不还田(NPK)处理和NPKst处理第一种植季的钾肥当季回收率分别为31.8%、24.4%,4个种植季钾肥累计回收率分别为39.2%、25.3%。定位两年后,单施钾肥处理(NPK)土壤钾素平衡达到-481.2 kg/hm2,秸秆还田配施钾肥处理(NPKst)土壤钾素平衡达到74.2 kg/hm2。为实现化肥使用量零增长目标,秸秆还田配施钾肥是维持潮土土壤钾素持续供应的有效措施。
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旋耕转深松和秸秆还田增加农田土壤团聚体碳库
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：土壤耕作和秸秆还田能够显著影响土壤结构和养分周转,也是土壤团聚体分布及更新周转的主要驱动因素。该研究基于连续9 a的旋耕-深松定位试验,对比了长期旋耕农田转变为深松以及秸秆还田对农田土壤0~50 cm土壤团聚体分布、稳定性及团聚体碳含量的影响,分析了团聚体碳对土壤有机碳的贡献率及相互关系。研究结果表明,将长期旋耕农田转变为旋耕-深松农田显著影响了0~50 cm土层的团聚体分布及其碳含量。旋耕-深松配合秸秆还田(RTS-STS)模式能够显著提高表层土壤较大粒级团聚体的比例,且显著提高了土壤团聚体稳定性,分别比旋耕-深松无秸秆还田(RTA-STA)、旋耕秸秆还田(RTS)和旋耕无秸秆还田(RTA)处理高6.1%、65.4%和87.8%;同时,RTS-STS处理显著提高了0~20 cm土层团聚体碳含量和对有机碳的贡献率,虽然在20~30和30~50 cm土层之间,2个处理的团聚体碳含量差异并不明显,但RTS-STS处理的团聚体碳含量对有机碳的贡献率较0~20 cm土层和RTS处理显著降低。通过耕作方式转变、秸秆还田和两者的交互作用对土壤团聚体分布及其碳含量影响的作用力分析可看出,耕作、秸秆及其交互作用是影响不同土层中各处理在不同粒级团聚体分布比例及碳含量差异的主要因素。通过相关分析表明,土壤有机碳含量与团聚体稳定性及其自身碳含量之间存在显著或极显著的正相关关系。旋耕-深松配合秸秆还田(RTS-STS)模式促进了0~20 cm土壤团聚体的形成和稳定,提高了土壤团聚体碳库和对有机碳的贡献,对提升土壤有机碳水平具有积极意义。
关键词： 土壤 有机碳 秸秆 深松 旋耕 秸秆还田 土壤团聚体
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秸秆还田对土壤养分及土壤微生物数量的影响
《中国农学通报 》 2017
摘要：为探明秸秆还田后土壤养分及土壤微生物数量的变化情况,通过田间试验,研究了秸秆还田对小麦-玉米轮作体系中土壤养分及土壤微生物数量的影响。结果表明:秸秆还田可以增加土壤有机质含量,提高土壤养分库容,增加土壤中细菌、真菌及放线菌数量。50%秸秆还田、100%秸秆还田、150%秸秆还田条件下,土壤有机质增幅为0.02~0.04个百分点,土壤碱解氮、有效磷、速效钾分别增加6.64~9.00、3.37~4.07、10.33~19.00 mg/kg。不同秸秆还田量增加土壤微生物丰富度,细菌、真菌、放线菌增幅分别为2.2×10~8个/g~3.1×10~8个/g、0.5×10~6个/g~3.5×10~6个/g、1.3×10~7个/g~1.9×10~7个/g。但过量秸秆还田不利于农田生产力。
关键词： 秸秆还田 小麦-玉米轮作 土壤养分库容量 土壤微生物
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玉米秸秆不同还田方式下麦田温室气体排放特征
《农业资源与环境学报 》 2016
摘要：为了探讨玉米秸秆不同还田方式对麦田温室气体排放的影响,通过田间试验,设玉米秸秆不还田(CK)、玉米秸秆直接还田(CS)、玉米秸秆过腹还田(CGS)和玉米秸秆转化为食用菌基质,出菇后菌渣还田(CMS)4个处理,利用静态箱-气相色谱法测定了玉米秸秆不同还田方式下,麦田温室气体(CO_2、N_2O和CH_4)的排放特征。结果表明:玉米秸秆不同还田方式下,麦田温室气体通量均具有明显的季节变化,且排放量不同。在小麦生长季,CO_2和N_2O均表现为排放,其排放量为CK>CGS>CS>CMS;甲烷表现为吸收,其吸收量为CS>CGS>CK>CMS,且不同处理间差异显著(P<0.05)。从温室气体综合增温潜势(GWP)来看,在20、100年和500年3个时间尺度上,仅玉米秸秆不同还田方式这一环节,GWP均表现为:CS>CGS>CK>CMS,也就是说秸秆直接还田,显著增加麦田温室气体的全球增温潜势,其次是玉米秸秆过腹还田方式,而秸秆-菌渣还田则降低了麦田温室气体的全球增温潜势。从减少温室气体排放角度,推荐秸秆-菌渣还田方式。该研究结果可为秸秆合理利用和温室气体减排提供基础数据。
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