间作绿肥对油菜根际土壤碳氮及根际微生物的影响

在我国西南紫色土地区,农田生态环境极为脆弱,绿肥应用也面临严峻问题。为改善农田土壤健康状况,探索绿肥的应用途径,通过紫云英与油菜间作,重点探讨了绿肥紫云英对油菜根际土壤碳氮及其微生物特征的影响,同时与秸秆覆盖的效应作了比较,其创新性在于将绿肥紫云英应用于西南旱地,并且为建立新的油菜种植模式作铺垫。结果表明:与秸秆覆盖相比,间作绿肥紫云英是影响油菜根际土壤环境的主要因素。间作紫云英减少了油菜根际土壤碳、氮含量,改变了油菜根际土壤碳氮比。间作紫云英也减少了油菜根际土壤微生物量,改变了油菜根际土壤微生物群落结构,改善了油菜根际土壤通气状况,抑制了厌氧细菌的生长。

秸秆覆盖下油菜间作紫云英的土壤微环境效应

为探索绿肥紫云英在我国西南地区旱地的应用前景,通过秸秆覆盖下种植紫云英,探讨其对土壤微环境的影响。结果表明:秸秆覆盖可显著提高10 cm土层农田土壤温度,在整个生育期内平均可提高0.11℃,同时间作紫云英显著提高了油菜苗期10 cm处的土壤温度,且在秸秆覆盖下表现更为明显;秸秆覆盖对0~5 cm土层土壤含水量和土壤电导率的影响较小,紫云英单作显著提高了0~5 cm土层土壤含水量,其平均土壤含水量为0.26 m^ 3 ·m ^-3 ,而紫云英油菜间作则降低了0~5 cm土层土壤含水量和土壤电导率,其平均土壤含水量和土壤电导率分别为 0.24 m ^3 ·m ^-3 和0.16 dS·m ^-1 。另外,不同种植模式对农田土壤养分的影响主要体现在玉米季,而且种植紫云英对油菜季和玉米季的土壤养分综合评价均较好,秸秆覆盖下紫云英单作评价值最高,其中油菜季为1.101,玉米季为 1.214 。可见,西南旱地秸秆覆盖下种植紫云英可改善农田土壤水热环境,同时有较好的土壤养分综合评价效果。

秸秆和紫云英覆盖还田对玉米光合生理特性的影响

为探究秸秆和紫云英覆盖还田对玉米光合生理特性的影响,设置半量秸秆覆盖(HS)、全量秸秆覆盖(WS)、紫云英覆盖(M)、半量秸秆加紫云英覆盖(HS+M)、全量秸秆加紫云英覆盖(WS+M)、无覆盖(CK)6个处理,于玉米乳熟期测定光合气体交换参数的日变化、光响应曲线以及叶片生理指标和干物质量等。结果表明,净光合速率和气孔导度都呈“双峰”曲线变化,胞间二氧化碳浓度(C_(i))和蒸腾速率(T_(r))整体呈“单峰”曲线变化;HS+M处理的日平均净光合速率(P_(n))、气孔导度(G_(s))、蒸腾速率(T_(r))最高且较CK处理分别显著增加了33.44%、60.81%、33.36%,而各处理间的日平均胞间Ci差异不大;光响应曲线中,WS+M处理的Pnmax和LSP的实测值在各处理中最高,分别为23.46、1900 mol·m^(-2)·s^(-1),且各处理的光响应曲线拟合决定系数均高于0.99;Rubisco和PEPC的活性在各处理间均表现为:WS+M>HS+M>M>WS>HS>CK,各处理中,以WS+M处理的Rubisco和PEPC活性最高分别为12.92 U·L^(-1)、6.59 U·L^(-1),且较CK处理高出1.12和1.59倍;玉米穗位叶叶面积和地上部分单株干物质量都以WS+M处理最高,分别较CK处理显著增加了16.40%、46.32%;气体交换参数与玉米叶片生理指标间均呈正相关关系。本研究结果表明,将秸秆、绿肥覆盖还田可提高玉米的光合作用能力,促进玉米地上部分干物质积累,为玉米最终增产提供物质基础。

秸秆和紫云英协同覆盖对西南旱地土壤养分、酶活性及小麦产量的影响

研究秸秆覆盖、紫云英覆盖及两者协同覆盖对西南旱地土壤养分、酶活性以及小麦产量的影响,对于维持农田土壤养分平衡、优化西南旱地保护性耕作措施具有重要的理论和指导意义。以"小麦/玉米/大豆"旱三熟种植模式下的小麦农田为研究对象开展田间试验,共设置4个处理:玉米秸秆覆盖(S)、紫云英覆盖(A)、玉米秸秆+和紫云英协同覆盖(S+A)、对照(CK)。结果表明,与CK处理相比,S、S+A处理对土壤有机碳、全氮、全磷、速效钾、缓效钾含量均有显著促进作用;A处理对土壤有机碳、全氮、碱解氮影响明显,但是对磷、钾的促进效果不明显。S+土壤酶活性与土壤养分之间存在密切关系,A处理能够显著提高根际和非根际土壤的蔗糖酶、蛋白酶、脲酶、淀粉酶和酸性磷酸酶活性,S处理和A处理对土壤酶活性的促进效果不如S+A处理。与CK处理相比,S、A、S+A处理的小麦增产率分别为5.14%、8.79%、13.34%,其中,S+A处理的小麦增产率最高。秸秆和紫云英协同覆盖能够显著提高土壤养分含量和酶活性、促进小麦增产,有利于在保护农田生态环境的同时提高农业生产效益,可以作为有效的西南旱地保护性耕作措施推广使用。