长期秸秆还田对白浆土物理性质及水稻产量的影响

【目的】明确长期秸秆还田对白浆土土壤物理性质及水稻产量的影响。【方法】开展秸秆还田长期定位试验。试验设置4个处理,分别为对照(CK),单施秸秆(S),秸秆+化肥(SNPK),单施化肥(NPK)。在2005年后连年处理,并于试验处理前和2010年、2015年试验处理期间调查土壤容重、硬度、孔隙、三相组成以及水稻产量。【结果】白浆土长期秸秆还田有利于水稻产量提高,10年产量平均,秸秆还田配施肥料处理水稻产量比对照和秸秆单独还田处理增产275.70%和133.23%,比单施化肥处理增产14.17%。秸秆还田处理水稻产量在还田第5—10年平均产量比第1—5年有增加趋势;长期秸秆还田可以改善土壤物理性质,降低土壤容重、硬度,还田10年后,秸秆还田配施化肥处理土壤容重低于化肥单施、秸秆单施及对照处理,SNPK处理0—20、20—30 cm土层土壤容重与对照相比分别降低6.34%和10.00%,与还田5年后同类处理相比仍呈下降趋势;秸秆还田配施化肥处理土壤硬度10年后在10、20、30 cm土层与处理前相比分别降低为26.87%、5.68%和4.62%,在20—30 cm土层与对照相比差异显著,还田10年与5年后相比有下降趋势,其他处理变化不明显;还田5年后,秸秆还田配施化肥处理在0—20、20—30、30—40 cm土层土壤固相比例与对照相比分别下降8.82%、8.36%和3.65%,还田10年后分别下降10.87%、10.61%和4.67%,10年后要比5年后下降幅度大,秸秆还田配施化肥比秸秆单施和化肥单施处理下降幅度大;长期秸秆还田可以增加土壤有效孔隙的数量,在处理间和年限间差异极显著,还田10年后,在0—20、20—30、30—40 cm土层秸秆还田配施化肥土壤有效孔隙比对照增加28.86%、63.85%和23.40%,在20—30 cm和30—40 cm土层比化肥单施增加12.55%和62.96%,在0—20、20—30、30—40cm土层比秸秆单施增加19.68%、56.52%和24.46%;与还田5年后相比,土壤有效孔隙度均呈现增加的趋势。【结论】长期秸秆还田可以改善白浆土不良物理性状,降低白浆层的容重、硬度,增加土壤总孔隙度和有效孔隙的比例,提高水稻产量。秸秆还田年限越长改善土壤不良物理性质效果越明显。单独进行秸秆还田改善土壤效果不明显,秸秆还田配施肥料处理效果明显;在不同处理上,秸秆还田配施化肥处理既有改土效果,又可提高水稻产量,而单施化肥和单独秸秆还田均达不到此类效果。

土层置换犁消除豆田残留除草剂药害的效果

为探索消除豆田残留除草剂对后作药害的新途径,本研究采用生物鉴定的方法,以甜菜为指示植物查明了豆田残留除草剂主要分布在0～10cm土层中,向下层逐渐减少,20cm以下土层为安全土层。自主设计的土层置换犁实现了将0～20cm土层和20～40cm土层位置转换,即所谓的土层置换。应用该犁在有残留除草剂污染的豆茬上实施土层置换改土作业后,连续2年调查作物产量结果显示,土层置换区比对照区甜菜、马铃薯等作物长势好、杂草数量少;改土后种植甜菜,第1年、第2年分别比未改土的对照增产468.9%和805.7%;种植马铃薯分别增产177.1%和31.0%;种植玉米(第2年)增产2.0%。种植连作大豆(第2年)增产6.5%。同时在未受到残留除草剂污染的土壤上实施土层置换作业后,第1年种植马铃薯和甜菜分别比对照减产3.1%和5.6%、第2年种植马铃薯和玉米,分别增产27.0%和5.2%。研究结果可为修复残留除草剂污染土壤、消除作物连作障碍和促进种植业结构提供技术支撑。

三江平原低湿地水田土壤理化特性及暗管排水效果

低湿土壤渍涝问题是限制农业生产的瓶颈问题,为改良低湿土壤渍涝问题,该文研究低湿地水田草甸沼泽土土壤特性,并探讨利用暗管排水进行低湿地排水及种植水稻的效果。结果表明,草甸沼泽土土壤质地黏重、各层土壤黏粒质量分数在40%以上;有效孔隙低,在6.40%~7.81%之间,通气、透水性差,母质层几乎不透气、透水,土体容气度为5.55%~16.08%;含水率高,自然状态达到40%以上;土壤容重低,耕层为0.93 g/cm3,母质层1.30 g/cm3;硬度低,液性指数在0.38~0.61之间,整体处于可塑状态,机械承载力差;草甸沼泽土上设置暗管可以改善土壤的透水性,随距暗管距离不同,土壤排水效果有差异,距离暗管越近,土壤排水效果越好,水分降低的越明显;同样排水晒田后,暗管处理土壤表层状态呈干裂状态,对照(无暗管排水区)则仍呈湿润状态;从水稻产量看,有暗管的处理水稻产量比无暗管处理增产8.06%。研究可为低湿地水田合理利用及改良提供依据。

稻壳深施改良苏打碱土理化性质长期效应

盐渍土是中国重要耕地土壤,由于土壤中盐基离子含量高,影响植物生育,为此改良盐渍土意义重大。该研究以黑龙江省苏打碱土为供试土壤,采用土层置换犁将稻壳埋于20~30cm土层中,以单独的机械耕作不埋稻壳为对照,田间作业8 a后再次调查土壤理化性质,研究结果:土壤有机碳、速效氮、磷、钾含量与对照比有增加趋势,各层土壤pH值降低0.37~0.41,Na^+降低40.68~212.35 mg/kg;土壤固相率约40%,与对照比下降了3.68%~8.86%,土壤总孔隙度增加到57.38%~60.58%之间,有效孔隙比例大,占总孔隙的22.7%~26.8%,对照有效孔隙占总孔隙的19.0%~23.7%;土壤通气、透水性分别是对照的10~121 5倍和118~173 5倍,0~30 cm土层水库容量高于对照18.58 mm;速效水库容高于对照10.71 mm;稻壳深施持续后效长,改善苏打碱土比单一机械耕作有效,是适合盐渍土改良的一项技术,而且可以通过机械手段得以实现。

深耕培肥改良瘠薄黑土理化性质及提高大豆产量的研究

为明确深耕培肥对瘠薄黑土的改土效果,采用大田对比方法,以依安地区黑土为供试土壤,开展深耕培肥对瘠薄黑土土壤理化性质影响及对大豆产量的调查研究。结果表明:深耕培肥可以有效降低>10~30 cm土层土壤容重、硬度,提高土壤通气性,容重第1年和第2年分别下降0.09 g cm^(-3)和0.05 g cm^(-3),通气系数分别提高为34.01×10^(-5) cm s^(-1)和10.89×10^(-5) cm s^(-1),10 cm以下土层土壤硬度与对照相比呈明显下降趋势;同时,深耕培肥后>20~30 cm土层有效磷含量显著提高,两年增加幅度为15.05~16.23 mg kg^(-1);深耕培肥可以提高土壤速效钾含量,增加幅度为10.19~10.38 mg kg^(-1);并且深耕培肥提高了大豆产量,两年平均提高大豆产量达9.61%。

稻壳深施对碱土物理性质和苜蓿产量的影响

为探索改良盐碱土新的技术和方法,调查比较了深耕、稻壳深施改良苏打碱土土壤物理性质和增产苜蓿的效果,结果表明:(1)稻壳深施降低土壤容重、提高土壤孔隙度和通透性能、改善三相比的效果明显,而仅仅通过深耕改良苏打碱土壤物理性质效果的持久性差。(2)改土后连续2年,深耕区增产效果不明显,第1年和第2年分别比对照减产0.1%和4.2%,2年平均增产1.7%;稻壳深施区增产效果显著,第1年和第2年分别比对照增产25.4%和33.2%,2年平均增产28.8%。可见,稻壳深施改良碱土,增产效果好,且具有明显的埋存效应,为本区域内的有机资源利用开辟新的途径和方法,应用前景广阔。

白浆土心土间隔改良对土壤理化性状及作物产量的影响

为了探索机械作业改良白浆土新途径,在原有改土原理"上翻20 cm,下混30~40 cm"的农艺参数下,自主设计了将白浆土"上翻20 cm,下混30~40 cm,同时间隔62 cm不混拌"的新农艺参数及配套机械,即所谓的心土间隔混拌。应用该犁在白浆土上作业,2 a后调查土壤理化性状:结果显示,20~60 cm混拌层土壤含水量提高,两地提高分别为2.25%~1.43%和3.70%~2.48%;硬度降低,幅度为300~1300 kPa;改善土壤三相比和容重,固相降低幅度为4.71%~2.63%,液相增加幅度为2.19%~1.67%,气相增加幅度为2.52%~0.96%,容重下降幅度为0.12~0.07 g cm-3;提高心土土壤速效养分和全量养分、pH和有机质含量。连续2a调查作物产量,种植大豆第1 a、第2 a改土区分别比对照区增产4.8%和4.9%;种植玉米增产20.4%和21.3%。研究结果可为低产土壤改良及作物高产提供技术支撑。