玉米植株不同部位还田土壤活性碳、氮的动态变化

探讨玉米植株不同部位腐解对还田土壤活性碳、氮动态变化的影响。采用室内培养方法,通过动态监测土壤微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)、可溶性碳(DOC)和矿质氮含量,研究等量玉米根茬、秸秆、茎及叶4个部位在连续7季还田(秸秆+根茬还田)和不还田土壤(仅根茬还田)中的腐解转化特征。结果表明,秸秆腐解的最初7 d是土壤活性碳、氮动态变化的高峰期;腐解期间(62 d)SMBC、SMBN含量表现为添加秸秆始终高于根茬,叶分别在前28 d、14 d内高于茎,后期则低于茎,秸秆介于茎、叶之间;土壤DOC、矿质氮含量为叶>秸秆>茎>根茬;培养结束时,各处理SMBC和矿质氮含量均较起始(0 d)显著提高,DOC含量基本保持不变,SMBN含量显著下降。与不还田土壤相比,还田土壤对新鲜残体的腐解影响不显著,且两者间土壤活性氮组分的差异较碳组分明显。腐解期间土壤活性碳、氮的动态变化主要取决于各器官碳、氮等化学组分的差异性,等量秸秆较根茬更有利于补充土壤活性碳、氮数量,土壤活性氮组分对还田土壤的响应较碳组分灵敏。

小麦-玉米轮作体系中秸秆还田方式对土壤肥力及作物产量的影响

【目的】探讨小麦-玉米轮作体系下不同秸秆还田方式对土壤肥力和作物产量的影响,旨在为促进小麦-玉米连续轮作区的农业可持续发展提供理论依据。【方法】在陕西关中地区,于2008-2010年采用2年4季的田间定位试验,以玉米秸秆不还田-小麦秸秆不还田为对照(CK),比较玉米秸秆覆盖还田-小麦秸秆高留茬还田(T-1)、玉米秸秆直接还田-小麦秸秆高留茬还田(T-2)、玉米秸秆直接还田-小麦秸秆直接还田(T-3)3种秸秆还田方式对土壤碳储量、养分含量及作物周年产量的影响。【结果】与CK相比,3种秸秆还田方式下耕层(0～20cm)土壤总有机碳储量(CT)、土壤活性有机碳储量(CL)、土壤碳库管理指数(CMI)及土壤全磷、硝态氮、速效钾含量和作物周年产量均增加。3种秸秆还田方式对CT、CL及CMI的影响表现为T-3>T-2>T-1;对作物周年产量的影响则表现为T-2>T-3>T-1;对土壤养分的影响无明显规律性,但是对速效钾含量的影响表现为T-2>T-3>T-1。【结论】综合考虑,在陕西关中小麦-玉米轮作体系中,玉米秸秆直接还田-小麦秸秆高留茬还田模式(T-2)是较优的耕作方式。

秸秆还田条件下减量施氮对作物产量及土壤碳氮含量的影响

【目的】探讨关中平原小麦-玉米轮作体系中,秸秆机械化全量还田条件下减量施N对作物产量、土壤碳库及NO-3-N累积的影响,为该地区粮食生产的合理氮肥用量提供理论依据。【方法】2008-06-2012-06在陕西关中平原进行了4年田间定位试验,在作物秸秆全量还田条件下,设置了常规施N(玉米和小麦季施N量分别为188,150kg/hm2)、15%减量施N(玉米和小麦季施N量分别为160,128kg/hm2)、30%减量施N(玉米和小麦季施N量分别为130,105kg/hm2)3个处理,对3个处理的玉米和小麦秸秆、籽粒产量以及植物全氮、土壤硝态氮含量、土壤有机碳及活性有机碳含量进行分析。【结果】与常规施N处理相比,15%减量施N有一定增产效果,作物周年籽粒产量可提高7.2%;且30%减量施N处理并未显著减少小麦和玉米籽粒产量以及小麦秸秆产量。减量施N处理明显降低了土壤NO-3-N累积量,且根据表观氮平衡结果,N肥施用量仍可减少。减量施N处理对土壤有机碳及活性有机碳含量均无显著影响。随着每季作物秸秆还田以及土壤有机碳含量的逐年增加,活性有机碳含量显著增加。【结论】在秸秆还田条件下适量减N,不仅能保证作物不减产,而且还可逐步增加土壤有机碳含量,降低土壤NO-3-N累积量,达到环境效益和经济效益的统一。

作物残体与其生物炭配施对土壤有机碳及其自身矿化率的提升

【目的】本研究通过探讨小麦和玉米残体与其生物炭配施对土壤各组分有机碳及其自身有机碳矿化的影响,揭示其在土壤固碳和培肥方面的效应,为农田有机物资源合理利用提供理论支撑。【方法】采用室内恒温培养试验,共设置小麦或玉米残体（根茬、秸秆）和秸秆制成的生物炭单施（WS、WR、WB、MS、MR、MB）,配施（WS＋WB、WR＋WB、MS＋MB、MR＋MB）以及对照（CK）构成的11个处理,培养期间测定土壤CO2释放量,培养结束后测定土壤总有机碳（TOC）、可溶性有机碳（DOC）、微生物量碳（MBC）、颗粒有机碳（POC）以及粗细颗粒有机碳含量（CPOC、FPOC）。【结果】添加玉米有机物料对土壤TOC、MBC、POC、CPOC和FPOC含量的增加作用普遍高于添加小麦有机物料。添加小麦或玉米秸秆对土壤TOC、POC、CPOC、FPOC含量的增加作用均高于添加根茬。单独添加生物炭,作物残体与生物炭配施和单独添加作物残体处理分别在培养的第4、8、21 d有机碳矿化速率最大,为有机碳矿化快速期,之后矿化速率减缓并逐渐趋于稳定。单独添加作物残体其有机碳累积矿化率最大,达到30%-46%;与对照相比,添加有机物料的各处理均显著增加了土壤TOC含量,其中添加生物炭处理土壤TOC含量增幅最大;单独添加小麦和玉米生物炭处理,土壤TOC含量分别显著增加34.4%和36.5%,但其有机碳累积矿化率仅为3%左右,土壤FPOC含量及敏感性指数在单独添加生物炭处理最高;小麦和玉米残体与其生物炭配施处理,土壤MBC和CPOC含量分别显著增加80.2%-199.2%,且其有机碳累积矿化率为12%-19%,介于生物炭和残体单施之间,土壤CPOC含量及敏感性指数均表现为配施处理最高。【结论】单独添加作物残体能够较好地补充土壤养分,但CO2释放量显著高于单施生物炭及配施处理;单独添加生物炭其有机碳累积矿化率较低,短期内对土壤养分的补充作用较小。作物残体与其生物炭配施可以较好地克服各自单独施用的弊端,尤其是玉米秸秆与其生物炭配施,在保证作物养分供应的同时能增加土壤碳库储量,对土壤肥力提升效果更好。

陕北风沙滩区土壤盐碱化调查与治理

采用野外调查与试验分析相结合的方法,对陕北风沙滩区王滩子村、白土岗子村、小滩子村3个地区典型盐碱地进行初步研究。通过调查研究和分析该区土壤盐碱化概况、成因及危害,提出相应的改良措施,有针对性地进行治理和利用,进而为该区域盐碱地资源的开发治理及次生盐碱地的改良提供基础参考。

土地整治对土壤有机碳活性组分的影响及固碳措施

指出了土壤有机碳及其组分作为表征土壤质量的重要指标,在土壤物理、化学和生物特性中发挥重要作用。土壤活性有机碳作为土壤有机碳中活跃的化学组分,其所携带的动态信息能较灵敏地反映土壤有机碳受土地整治的影响程度。以土地整治对土壤有机碳及其活性组分(颗粒有机碳、可溶性碳、微生物量碳及轻组有机碳等)的影响展开了阐述,重点探讨了土壤活性有机碳对土地整治的响应特征和机制。结果表明:活性有机碳对农业管理措施的响应较总有机碳更为迅速和灵敏,能监测到土壤有机碳受土地整治影响而造成的微小、短期的动态变化,并可据此变化预测较长期内的潜在变化趋势,进而可作为表征土地整治后新构土体土壤固碳的早期指标。

温度与微生物制剂对小麦秸秆腐解及土壤碳氮的影响

【目的】探讨不同温度和添加微生物制剂条件下,小麦秸秆腐解对土壤中不同形态碳、氮含量的影响,为评价秸秆还田措施补充土壤养分、改善土壤肥力的贡献提供理论依据。【方法】采用室内模拟恒温培养方法,于15和20℃条件下,在装有127.5g风干土样的培养盆中,分别添加不同量秸秆(0.961,0g/盆)和微生物制剂(2.88,0.961,0mg/盆),后培养75d,测定秸秆腐解期间CO2释放量及腐解后土壤中不同形态碳、氮的含量。【结果】温度对秸秆腐解和养分释放影响较大,而微生物制剂未表现出作用效果。经75d腐解培养后,添加秸秆与对照相比,15℃下秸秆CO2-C的净累积释放量较20℃下低37.1%,而土壤有机碳和微生物量碳净增量分别增加了260%和949%;同时,15℃下土壤全氮和铵态氮含量分别较20℃下降低了100%和18.4%,微生物量氮提高了262%。【结论】较低的温度有利于秸秆对土壤有机碳和微生物量碳、氮的截留和保蓄,而较高的温度会加速秸秆有机碳向无机碳转化,同时微生物制剂在本研究的水热条件下未能发挥作用。

荒石滩综合治理的关键技术研究——以华阴市白龙涧荒石滩工程为例

荒石滩作为一种特殊类型的耕地后备资源,对其进行综合治理是实现传统农业向现代农业转变的重要举措。本文结合华阴白龙涧荒石滩工程实践,就治理过程中河道整治与防护、土地平整、农田水利、田间道路及水土保持等一系列工程进行阐释,为更好地推广示范打好基础。

荒石滩综合治理的基础理论分析

荒石滩综合治理作为实现传统农业向现代农业转变的重要举措,不但有助于缓解土地资源的供求矛盾,还有利于改善周边生态环境.本文基于荒石滩治理中生态学、水土优化配置、农业工程规划设计和可持续发展理论等相关基础理论进行阐释,为更好地推广示范提供理论基础.

添加作物秸秆对土壤有机碳组分和酶活性的影响

【目的】研究小麦和玉米秸秆以不同方式还田对土壤有机碳及其组分和酶活性的影响,为寻求最佳秸秆还田方式提供依据。【方法】采用室内恒温培养法,以连续7季秸秆均还田土及不还田土为供试土壤,研究培养60d后,小麦、玉米秸秆与土壤混匀还田和覆盖于表层还田对土壤总有机碳(TOC)、活性有机碳(LOC)、微生物量碳(MBC)含量,LOC/TOC、MBC/TOC和土壤蛋白酶(PROT)、脱氢酶(DHA)活性的影响。【结果】与不添加作物秸秆相比,无论以何种方式还田,添加小麦或玉米秸秆均明显增加了还田土与不还田土的TOC、LOC、MBC含量,LOC/TOC、MBC/TOC和PROT、DHA活性。还田土的TOC、LOC、MBC含量和PROT、DHA活性均明显高于不还田土;添加小麦秸秆处理土壤的TOC、LOC含量明显高于添加玉米秸秆处理;秸秆与土壤混匀还田处理的TOC、LOC含量和PROT、DHA活性均明显高于秸秆覆盖于表层还田处理;秸秆类型和还田方式对MBC含量、MBC/TOC无显著影响。作物秸秆腐解过程中LOC含量和PROT活性可较为敏感地反映土壤有机碳和微生物活性的变化。【结论】无论是在还田土还是不还田土中,作物秸秆与土壤混匀还田均有利于提高土壤有机碳各组分含量和土壤酶活性。