秸秆覆盖还田对土壤理化性质及作物产量的影响
秸秆还田对土壤和作物的影响
农业工程技术·综合版 2020年10月刊49节 能 环 保秸秆还田对土壤和作物的影响李建波,刘晓静,邢延富,吴 旭(山东省烟台市福山区农业技术推广中心,山东 烟台 265500)摘要:秸秆还田能够改善土壤性状,增加土壤的有机质含量,可显著改善地力。
目前大部分秸秆被丢弃或者焚烧,造成了极大的资源浪费和环境破坏。
该文对秸秆焚烧、直接还田、沤肥3种不同处理方式所产生的问题进行分析,并重点分析秸秆还田对土壤、作物生长情况与产量的影响。
结果表明,秸秆还田使农业生产实现良性闭环,是现代农业可持续发展的保证。
关键词:秸秆还田;土壤:农作物:循环农业;生态环境李建波,刘晓静,邢延富,等. 秸秆还田对土壤和作物的影响[J]. 农业工程技术,2020,40(29):49-50.山东省作为农业大省,始终走在中国农业发展的前沿。
秸秆还田是现在国家高度重视的问题,处理好秸秆问题能极大地提高资源利用率,有效改善土壤的有机质含量,对生态环境的改善也有着重要意义。
一、秸秆还田的处理方式常见的秸秆处理方式主要有焚烧处理、直接还田、沤肥处理。
1、秸秆焚烧秸秆焚烧是直接对秸进行焚烧处理,之后将焚烧后的草木灰还田,极大地浪费了秸秆的养分,对环境也有极大破坏。
虽然这种方法对于肥力有一定的恢复效果,但是作物的有机质没有得到充分利用[1]。
有一部分农民为了节省时间,直接将秸秆焚烧还田,造成了空气中的颗粒物成分骤增,产生的有害气体对农民的健康造成了很大影响。
以山东省某地为例,焚烧秸秆使农田周围的可吸入颗粒物PM10浓度大幅度超过国家空气质量标准,达到了重度污染的程度,而且在秸秆焚烧时易发生人员伤亡、引发火灾等。
随着农业生产对生态环境的要求越来越高,应禁止秸秆直接焚烧处理。
2、秸秆直接还田秸秆直接还田按方式不同分为深耕、地表、留茬等,有全还和半还的区别。
秸秆还田能提高土壤质量、增加有机质含量、提高土壤中的各种元素含量,但存在一定弊端。
秸秆还田对土壤性状的影响
秸秆还田对土壤性状的影响秸秆还田是把不宜直接作饲料的秸秆(玉米秸秆、高粱秸秆等)直接或堆积腐熟后施入土壤中的一种方法。
它具有促进土壤有机质及氮、磷、钾等含量的增加;提高土壤水分的保蓄能力;改善植株性状,提高作物产量;改善土壤性状,增加团粒结构等优点。
秸秆还田增肥增产作用显著,一般可增产5%~10%,但是要达到这样的效果,并非易事。
因此采取合理的秸秆还田措施,才能起到良好的还田效果。
秸秆还田一般分为堆沤还田、过腹还田、秸秆直接还田等方式堆沤还田是将作物秸秆制成堆肥、沤肥等,作物秸秆发酵后施入土壤。
过腹还田是用秸秆饲喂牛、马、猪、羊等牲畜后,以畜粪尿施入土壤;采取直接还田的方式比较简单,方便、快捷、省工。
还田数量较多,一般采用直接还田的方式比较普遍。
直接还田又分翻压还田和覆盖还田两种。
翻压还田是在作物收获后,将作物秸秆在下茬作物播种或移栽前翻入土中。
覆盖还田是将作物秸秆或残茬,直接铺盖于土壤表面。
农业生产的过程也是一个能量转换的过程。
作物在生长过程中要不断消耗能量,也需要不断补充能量,不断调节土壤中水、肥、气、热的含量。
秸秆还田可促进农业节水、节成本、增产、增效,在环保和农业可持续发展中也应受到充分重视。
秸秆还田补充了土壤养分。
作物秸秆含有一定养分和纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质和灰分元素,既有较多有机质,又有氮、磷、钾等营养元素。
如果把秸秆从田间运走,那么残留在土壤中的有机物仅有10%左右,造成土壤肥力下降。
那么,只有通过施肥或秸秆还田等途径才能得以补充。
秸秆还田促进了微生物活动。
土壤微生物在整个农业生态系统中具有分解土壤有机质和净化土壤的重要作用。
有机物的合成由植物叶绿素来完成,有机物的分解则由微生物来完成。
秸秆还田给土壤微生物增添了大量能源物质,各类微生物数量和酶活性也相应增加;实行秸秆还田可增加微生物18.9%,接触酶活性可增加33%,转化酶活性可增加47%,尿酶活性可增加17%。
这就加速了对有机物质的分解和矿物质养分的转化,使土壤中的氮、磷、钾等元素增加,土壤养分的有效性也有所提高。
秸秆残茬覆盖对土壤水分及玉米产量的影响
吉 林 农 业
J I LI N AGRr CULTURE
NO . 0 4. 2 01 3
( C u mu l a t i v e t y N O. 3 0 1 )
秸秆残茬覆盖对 土壤水 分及玉米产量的影响
李 冶 ,苏 玲。 ,孔祥成 ,李士刚
( 1 . 辽 宁省 农机质 量监督 管理 站 ,辽 宁 沈 阳 1 1 0 0 3 4 ;2 . 大连 市旅顺 口区人 才工作 站 ,辽宁 大连 l 1 6 0 4 1 ;3 .恩斯 克投 资 有限公
司, 辽 宁 沈 阳 l 1 0 0 0 4 )
摘 要 :论 述 在 东北辽 河 平 原 区实 施 保护 性 耕 作技 术 ,采 用不 同的覆 盖 模 式对 土 壤墒 情及 风 蚀进 行 监 测 ,并 在此 基础 上探 寻 出适 宜该 地 区 的最 佳保 护 性耕 作模 式。 通过 分 析 浅松 秸秆 覆 盖 、压 实秸 秆 覆 盖、 留茬 5 c m 不 覆 盖 、留 茬5 c m 条带 覆 盖、 留茬 5 a m 全覆 盖和 传 统耕 作 等6 种 不 同的覆 盖 模 式对 土壤 含 水率 、产量 及 风 蚀 的影响 。结 果表 明 :不 同的覆 盖模 式对土 壤墒 情 及 风蚀 的影 响 不 同。 关键 词 :保 护性 耕作 ; 秸秆覆 盖 ;土壤 墒情 中图分类 号 :¥ 5 1 3 文献标 识码 :A 文 章编号 : 1 6 7 4 - 0 4 3 2( 2 0 1 3 )一 0 4 — 0 0 6 4 — 1
1试 验设 置 东 北辽 河平 原 区 实施 保护 性耕 作 ,主 要 以春 冬季 节 农 田休 闲 期为 保 护 , 以玉米 秸 秆残 茬 覆 盖为 基本 形 式 , 以压 实、 覆 盖 ( 秸 秆及 残茬 )、少耕 、免耕 保护 为核 心技 术 。
秸秆还田对不同类型土壤理化性状及作物产量的影响
·179·试验研究农业开发与装备 2021年第12期秸秆还田对不同类型土壤理化性状及作物产量的影响陈 勇(射阳县盘湾镇农业农村局,江苏射阳 224312)摘要:主要针对现阶段秸秆还田对于不同类型的土壤所产生的理化性质的影响,以及对农作物实际产量所产生的影响,进行详细分析。
分析中发现,不同的秸秆还田处理方式,对于不同类型土壤造成的影响并不相同,因此相应也导致农作物实际产量受到一定影响。
经过秸秆还田的土壤理化性质更加有利于农作物生长,未秸秆还田的土壤理化性状则较差。
关键词:秸秆还田;土壤理化性状;作物产量0 引言当下农作物在种植过程中,受到土壤中养分的直接影响,因此,为了保障作物产量可以得到明显的提升,需要重视起秸秆还田的技术处理方式。
这样不仅可以保障利用科学合理的设计方式,还能有效提升秸秆还田处理的价值与作用。
1 秸秆还田处理技术以及试验前期准备1.1 秸秆还田处理技术作物秸秆当中有着大量的养分,含有氮磷钾等大量的微量元素,同时也富含大量的营养物质,因此进行秸秆的还田处理,就可以将秸秆当中的养分输送到土壤当中,以此提升土壤的养分。
这样在未来进行农作物的种植过程中,就可以保障农作物可以顺利的生长下去。
但是,对于秸秆还田的使用中,其产生的病虫害影响,一直是研究领域关注的重点。
为了保障提升土壤处理的效果,需要明确现阶段的秸秆还田处理方式,对于土壤理化性状及对于作物产量所造成的影响。
1.2 试验前期准备1)开展有机肥资源和施肥情况调查:应于试验前开展调查,了解当地的有机肥使用情况,以及农作物生长情况等数据信息。
2)开展有机肥施用试验示范:准备两组农作物,一组施用有机肥,进行秸秆还田;另一组正常种植,通过试验的方式,对比两组的生长情况。
3)开展有机肥施用效果监测评估:将两组农作物的有机肥使用量、光照以及水分等控制在相同范围内,对两组的有机肥施用最终效果进行监测。
4)做好技术指导和培训宣传:针对有机肥的使用情况,做好技术指导及宣传培训工作,保证秸秆还田的有效性,从而实现对其效果的真实评估。
稻田保护性耕作研究:Ⅲ.秸秆覆盖还田的土壤生态效应
数 、 穗 实 粒 数 和结 实 率 ) 清 水 漂 洗 去 空 、 粒 晒 干 后 用 1 每 , 秕 /
10分 析 天 平测 千粒 重 " 。 0 ]
长期以来中国的保护性耕作技术研究重 点集 中在北方 , 导致 研 究 多 集 中 在 早 地 ( 中 国北 方 分 布 大 量 早 地 ) 而 针 对 因 ,
13 测 定 项 目与 方 法 . 13 1 土 壤 理 化 性状 测 定 .. 于 水 稻 种 植前 及 收 获 后 采 集 土 样 ( 5点 法 ) 每 次 取 0 , 二 5 m、 ~1 a 和 1 ~1 3个 层 次 取 样 进 行 分 析 , 5 0m a O 5 m a 土壤 容 重用环刀法测定 、 总孔 隙度 和非 毛管 孔 隙 度 用 环 刀 浸 泡 法 测 定 。有 机 质 : 铬 酸 钾 法 ・ 硫 酸 外 加 热 法 ; N: 解 蒸 馏 重 浓 全 碱 法 ; 效 P: C j 钼 锑 抗 比 色 法 ; 效 K: 焰 光 度 法 ;H 速 NaO - 速 火 p 值: 电位 测 定 法 【 。 4 ] 1 3 2 土 壤 侵 蚀 观 测 实 验 ..
于 水 稻成 熟期 , 各 小 区 中随 机 选 取 有 代 表 性 的 水 稻 植 在 株 5丛 , 为 考 种 材 料 ( 种 项 目包 括 有 效 穗 数 、 穗 颖 花 作 考 每
试 验 在 江 西 农 业 大 学 农 学 实 验 站 水 田 进 行 , 处 东 经 地
155 北 纬 2 。6N。 年 均 温 为 1 . 1 。5E, 84 76℃ , 日均 温 ≥ 1 ℃ O 的 活 动 积 温 达 5 0 ℃ , 续 天 数 2 5 。年 平 均 日照 总 辐 射 60 持 5d
处 理 具 体 方 法
解读秸秆还田对农田生态系统及作物生长的影响
解读秸秆还田对农田生态系统及作物生长的影响1.改善土壤环境秸秆还田可以改善土壤环境,主要是因为秸秆中含有丰富的有机物质和微量元素。
通过秸秆还田,这些有机物质和微量元素可以逐渐分解并渗入土壤,为土壤提供养分,增加土壤的肥力。
秸秆还可以成为土壤中的一个保护层,可以减少土壤的风蚀、水蚀,进而保护水源和水土。
2.减少化肥使用在秸秆还田的过程中,秸秆中的有机物质会逐渐分解,释放出养分,可以减轻对化肥的依赖。
通过秸秆还田,可以减少对化肥的使用量,降低农业生产对化肥的需求,对环境也有一定的保护作用。
3.促进土壤微生物的繁殖秸秆还田还可以促进土壤微生物的繁殖。
秸秆中的有机物质可以为土壤微生物提供养分,为其生长繁殖提供良好的环境条件,从而促进土壤微生物的繁殖。
而土壤微生物在土壤中具有一定的生态功能,可以促进土壤中养分的循环利用,提高土壤的肥力。
秸秆还田对作物生长的影响2.保护作物秸秆还田可以起到保护作物的作用。
在冬季,秸秆还田可以形成一层厚厚的秸秆覆盖层,可以保持土壤的温度,减少土壤的温度变化对作物的影响,有利于作物的生长。
覆盖层还可以保护土壤,减少水土流失,保护作物。
3.提高作物产量和品质通过秸秆还田,可以改善土壤环境、促进土壤微生物繁殖,提高土壤的肥力;可以改善土壤结构、保护作物,减少对化肥和农药的使用,有利于减少农田环境的污染。
这些都有利于提高作物的产量和品质。
4.防控作物病虫害秸秆还田还有助于防控作物的病虫害。
秸秆覆盖层可以在一定程度上减少作物的地面温度变化,降低病虫害的发生率。
秸秆中的有机物质可以促进土壤微生物繁殖,增加土壤的生态平衡,提高作物对病虫害的抗性。
总结通过以上的解读,我们可以得知秸秆还田对农田生态系统以及作物生长有着积极的影响。
但需要注意的是,在进行秸秆还田的过程中,还需要注意秸秆的处理和肥料的搭配问题,以免出现过度施肥导致的问题。
希望农民朋友们在进行农田管理时,能够充分利用这种技术措施,保护好农田的生态环境,提高作物的产量和品质。
秸秆不同还田方式对土壤养分及红菜薹农艺性状的影响
29--土壤肥料•资源环境 引用格式: 唐熙雯,周旋.秸秆不同还田方式对土壤养分及红菜薹农艺性状的影响[J]. 湖南农业科学,2024(1):29-32,37. DOI:10.16498/ki.hnnykx.2024.001.006农作物秸秆作为农业生产中的副产品,含有丰富的有机物、氮、磷、钾及微量元素等有效成分[1],是一种可供开发与综合利用的有机资源,在循环农业发展过程中扮演着重要角色[2]。
我国秸秆资源丰富,但焚烧、抛弃等现象普遍,导致总体利用率较低,且给生态环境带来不良影响[3-4]。
目前,秸秆综合利用方式有肥料化、饲料化、原料化、能源化、基料化等。
秸秆还田是秸秆肥料化利用的方式之一。
研究表明,秸秆还田能增加土壤有机质含量,改善土壤物理结构[5],提升土壤肥力,同时还可提高耕地保水抗旱能力,调节地温,抑制田间杂草[6],从而有利于作物生长和品质提升。
但是,秸秆直接还田由于其腐解过程较慢,在还田初期秸秆会与作物争夺养分,而且秸秆中的致病微生物和虫卵等未经处理也可能导致作物病虫害,影响秸秆还田的使用效果[7]。
而秸秆堆沤可利用堆积发酵过程中产生的高温杀死大部分致病微生物、虫卵、杂草种子等,同时加快有机 物料的腐熟进度,更有利于土壤养分被作物吸收[8-9]。
因此,与秸秆直接还田相比,秸秆堆沤后还田可优化土壤微生物群落结构,进一步提升土壤肥力,有效降低化肥和农药的用量,避免环境污染[10]。
同时,秸秆堆沤后可缩小堆存的体积,减轻重量,方便贮存和运输[11-13]。
湘潭市秸秆资源丰富。
据统计,2021年湘潭市的主要农作物秸秆理论资源量为130.54万t 、可收集资源量为103.27万t [14]。
但该市秸秆资源的转化率较低、循环利用不足等问题异常突出并长期存在。
秸秆不同还田方式对土壤养分及红菜薹农艺性状的影响 唐熙雯1,周旋2 (1. 湘潭县农业农村局,湖南 湘潭 411228;2. 湖南省土壤肥料研究所,湖南 长沙 410125)摘要: 以冬季广泛种植的红菜薹为研究对象,在湘潭县杨嘉桥镇金福村开展了秸秆不同还田利用方式对土壤养分及红菜薹农艺性状的影响研究。
秸秆覆盖措施对农田效益的影响分析
秆 资源 总量达 到 7 . 5亿 t 嘲 近年 来 由于农村 生活 水
平提 高 .大 量 的秸 秆都 被 野外 焚烧 。既 浪费 了资
源. 又 污染 了环境 . 秸 秆作 为 一种 重 要 的可再 生 资 源。 具有很 大 的综合 利用 价值 。将其 处理后 施人 农 田, 改 良土 壤性 质 , 加 快生 土 熟化 , 提 高 土壤肥 力 ,
1 . 2 试 验 Байду номын сангаас 计
理化 性 状 . 提 高粮 食 产量 [ 4 1 , 中 国秸 秆 资 源相 当 丰
富. 2 0 0 0年 全 国秸 秆 资源 总量 达 5 . 5 4 1 " 1 0 s t ,其 中
含有 的 N、 P 2 0 5 、 K 2 0分 别 为 4 . 9 3 9 x 1 0 6 t 、 9 . 8 2 5 x 1 0 6 t , 总养 分 为 1 . 6 3 3 x l 0 7 t [ 5 1 。到 2 0 0 5年 , 中 国农 作 物 秸
1 . 1 研 究 区 概 况
1 枕 料 s方 法
研 究 区位 于吉 林 省东 辽县 杏 木小 流 域 .地 处
长 白 山余 脉 .地 理 坐标 为 东 经 1 2 5 o 2 2 4 0 ” 一1 2 5 o 2 6 1 o , , . 北纬 4 2 o 5 8 0 5 ” 一4 3 o 0 1 4 0 ” . 属 寒 温 带半 湿
2 7 0 O 一2 8 0 0 o C, 最高气温 3 8 ℃. 最低气温一 4 0 c C,
≥l 0 ℃的积温 2 9 0 0  ̄ C。 无 霜期 平均 1 3 7 d . 年平 均 日
作 物 产量 对 土壤 侵蚀 相 应 的程 度 和形 式 主要 受侵 蚀 导 致 的主 要 土 壤理 化 性 质 的变 化 决 定 . 侵 蚀造 成 土壤 理 化性 质 的变 化 主要是 有 机质 和 其 他
秸秆还田和地膜覆盖对土壤环境和水稻生长的影响
秸秆还田和地膜覆盖对土壤环境和水稻生长的影响王晓航;耿艳秋;金峰;郭丽颖;党昆;邵玺文【摘要】[目的]探究秸秆还田和地膜覆盖对土壤环境和水稻生长的影响.[方法]选用‘吉粳88’作为试验材料,设3组秸秆还田量梯度,在覆膜移栽和不覆膜移栽2种栽培模式下进行大田试验,测定土壤温度、土壤肥力和水稻生长性状等指标.[结果]5和10 cm深度的土壤温度在分蘖期受地膜影响较大,相同秸秆还田量条件下覆膜处理的土壤温度比不覆膜处理分别高出0.2~2.0℃和0.3~1.7℃.20%、40%和60%秸秆还田量条件下覆膜处理灌浆期的土壤全氮含量分别显著高出不覆膜处理0.28、0.26和0.14g·kg-1,成熟期的土壤有机质含量分别显著高出不覆膜处理0.74、0.65和0.54 g·kg-1,分蘖末期的水稻分蘖数分别高于不覆膜处理9.1%、22.7%和17.4%,灌浆期的叶面积指数分别显著高于不覆膜处理19.1%、17.2%和22.6%,整个生育期的干物质积累量分别高于不覆膜处理4.5%、31.7%和16.5%,实际产量分别高于不覆膜处理7.3%、15.2%和8.5%.[结论]秸秆还田和地膜覆盖能够提高土壤温度,增加土壤有机质和全氮含量、水稻分蘖数、叶面积指数、干物质积累量及水稻产量.在地膜覆盖条件下,40%秸秆还田量在提高土壤温度、土壤肥力及促进水稻生长方面表现最优.【期刊名称】《华南农业大学学报》【年(卷),期】2018(039)005【总页数】7页(P1-7)【关键词】水稻;地膜覆盖;秸秆还田;土壤环境;生长;产量【作者】王晓航;耿艳秋;金峰;郭丽颖;党昆;邵玺文【作者单位】吉林农业大学农学院,吉林长春130118;吉林农业大学农学院,吉林长春130118;吉林农业大学农学院,吉林长春130118;吉林农业大学农学院,吉林长春130118;吉林农业大学农学院,吉林长春130118;吉林农业大学农学院,吉林长春130118【正文语种】中文【中图分类】S318水稻是我国主要的粮食作物之一,全球半数以上人口以稻米为主食。
秸秆还田对农作物生长的影响
秸秆还田对农作物生长的影响
秸秆还田是一种将农作物秸秆还田到农田中作为肥料的农业生产方式。
它可以提高土壤质量、改善作物生长环境、减少化肥使用量、降低农业生产成本、增加农作物产量等一系列好处。
下面具体分析一下秸秆还田对农作物生长的影响。
首先,秸秆还田可以提高土壤质量。
经过冬季露天储存,在还田过程中秸秆经过微生物分解变得更容易被土壤吸收和利用。
秸秆中含有丰富的氮、磷、钾等微量元素,这些元素相互作用可以形成具有营养价值的有机肥料,可以改善土壤结构、保持水分和增加土壤肥力,从而提高土壤质量。
其次,秸秆还田能够改善作物生长环境。
秸秆覆盖在土壤表面可以防止土壤流失、降低土壤温度、避免土壤干旱甚至减少有害昆虫的危害等。
与传统的田间除草方法相比,秸秆还田更加安全、环保,可以减少化学农药对作物和土壤的污染,保护生态环境。
此外,秸秆还田可以减少化肥使用量。
传统的施肥方法往往会使用大量的化肥,这些化肥不仅价格昂贵,而且会导致土壤质量下降、农作物产量下降等问题。
而秸秆还田可以在不添加化肥的情况下,提高土壤肥力和作物产量。
通过秸秆还田,农民可以减少化肥的使用量,不仅可以降低农作物的生产成本,还可以保护生态环境。
最后,秸秆还田可以增加农作物产量。
通过覆盖秸秆,可以保持土壤湿度,改变土壤微生物形态,从而有助于扩大作物的根系、提高作物的光合作用和养分吸收率,增加作物的产量和品质。
根据统计,通过秸秆还田,一些农作物的产量可以提高10%到20%。
秸秆还田对作物产量及土壤环境的影响
g)
、
材 料 与 方 法
示范试验 设在扶风县 法门镇 南佐 村张甲智的承包 01g m ; . / 土壤孔 隙度增加 31%。 5c . 2
田。试 验地 地势 平坦 ,肥力 中等,灌溉条 件优 越,面
积为 1 亩。试 验前测定 土壤养分 : 2 有机质 1. /g 0 gk , 12
行 了有机 无机肥 料定位 示范试 验,对作物秸 秆机 械还 保 水保 肥能力。从 表 1 可以看 出,处 理② 与处理① 比 田后 的增产 效应 、培肥土壤效 果 、改善土壤环境 等方 较 ( 年 后土壤 养 分 状况 ) 3 ,土壤 耕层 有 机 质 含量 增
面的机理进 行了研究。
一
全氮 1 6gk ,碱解 氮 7 gk ,速效磷 2 . m /g . /g 1 8m /g 3 gk, 6
速 效 钾 13 gk 0 /g。 m
处理 ( gc ) ( /m %)
( / g ( / g g k ) gk )
( g a r /
k g)
试验共设 2 个处 理 ,①单 施化肥 ( 小麦实行机 械
有 壮秆 作用,使小麦 生长健 而不 旺,增加分蘖 ,提高 绝了秸秆被任 意堆放 、弃用 焚烧等 现象 ,使土壤环境
抗 旱抗倒能力。
表 2不 同处 理对小麦生物学性状及产量的影 响
处理 冬季总径 株高 ① 6 23 ② 6. 57 ② 较①
增 减量 34 .
得以改善。
作追肥一次施 入。
壤 避免 阳光 的直接 照射 和雨水 冲刷,水分不 易蒸发 和
a) . …2 9 2孝蟹 . 寸 0 咎佳 o
… …
一
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秸秆覆盖还田对土壤理化性质及作物产量的影响
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学
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20 年 1 卷 2 06 9 期
Vl . 9 0 1 1 No. 2
S uh s C iaJ u a o g iu ua S i c o t wet hn o r l f r l rl c n e n A ct e s
文章编 号 :0 1 8 9(0 6 0 10 —4 2 20 )2—0 9 —0 12 4
秸 秆 覆 盖还 田对 土壤 理 化 性质 及 作物产 量 的影 响
吴 婕 , , 朱钟麟H , 家国 , 一 郑 姜心禄
( . 业部长 江上游农业资源与环境重点开放实验室 , l 1农 四J 省农科院 , I 四川 成都
WU i 一 Z h n .n , HE G i g o ,I NG i . J 。 HU Z o g 1 ” Z N J .u JA e i a Xn1 u
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秸秆还田对增强土壤肥力的影响
秸秆还田对增强土壤肥力的影响黄志浩吉林农业大学资源与环境学院,长春130118摘要:秸秆还田可以改善土壤结构,增强其保水、肥、气、热的能力,有利于提高有机质含量,使养分结构趋于合理。
秸秆还田作为一种培肥地力的农艺措施,可以提高土壤中植物、动物和微生物的活性,促进其分泌胞外酶,增强土壤酶活性。
研究了秸秆和厩肥两种有机质还田后土壤酶活性的变化,结果表明秸秆还田可以显著提高土壤蔗糖酶活性。
秸秆还田配施氮磷肥后,一方面可以促进秸秆矿质化,为作物生长发育提供速效养分,另一方面秸秆进入土壤增强了土壤中动物、植物和微生物的代谢活动,加快了土壤物质循环,提高了土壤养分的生物有效性。
同时,秸秆在土壤中可以减少旱地土壤水分蒸发,促进水肥互促协同作用,提高作物水分和养分利用效率,从而提高作物产量。
关键词:秸秆还田,氮磷配施,培肥地力Abstract:Straw returned can improve soil structure, enhance its ability to water, fertilizer, gas and heat, is beneficial to improve the content of organic matter, nutrient structure more reasonable.Straw returned as a soil fertilizer agronomic measures, can improve the activity of plants, animals, and microorganisms in the soil, promote the secretion of extracellular enzymes, strengthen soil enzyme activity.Straw returning and manure two kinds of organic matter was studied after the change of soil enzyme activity, the results showed that straw returned can significantly improve the soil invertase activity.After the straw returned with nitrogen and phosphate, on the one hand, can promote the straw mineral, to provide available nutrients for crop growth and development, on the other hand the straw into the soil enhances the metabolic activity of animals, plants and microorganisms in the soil, sped up the soil material cycle, improved the soil nutrient bio-availability.At the same time, the straw in the soil can reduce soil moisture evaporation, promote each other to promote synergy, water increase crop water and nutrient use efficiency, so as to improve crop production.Key word:Straw returned,nitrogen and phosphorus,Enriching the soil fertility引言研究结果表明,在小麦-玉米生长期内,秸秆还田初期土壤EC值呈先增高后降低的趋势。
不同秸秆覆盖耕作方式对稻—油轮作土壤理化性状的影响
秸秆覆盖耕作对土壤全量养分 、 速效养分 以及有机质含 量均有 明显的提 高作 用, 而且均 以秸秆覆 盖免耕效果 最好; 秸秆覆 盖翻耕 对土壤客重与土壤孔隙度的改善作用最为 明显 , 而秸秆覆盖免耕效果较差。作物产量分析表 明, 油轮作条件 下覆 盖处理对油 稻一 菜 的增产效果显著, 尤以免耕覆 盖处理产量最高; 翻耕覆盖处理对水 稻上却表现为 的产量 最高, 而免耕覆 盖处 理 的产量 最低 。研
e e t n teyed o a e ep cal n s a cv rn t o - l g . ta c vrn t i g ol infcnl n ra e te r e f cso il frp , se il i t w o e gw h n n tl e Srw o e g w h tl e c ud sg i a t ice s h i h y r i i ia i i l a i y c yed il . Ke r : c -ise a eco pn ytm ;Srw o e n a nn a m ;S i p yioh mia rp r e ;C p yed y wo ds Rieole d rp rp igsse t a c v r gfn igp Re i o l h sc e e c lp e t s r il o i o
e e t o o u kd ni ds i p rs ,u t w c v r gw t o - l g a o U d rr erp tt n s a o e n a b o s f cs ns i b l e s a l o i b t r oe n h n n tl eh d n . n e c - er a o ,t w c v t gh do v u l y tn o o t y sa i i ia i a o i r i i
秸秆还田对水稻产量及土壤理化性质的影响
第48卷第1期农业工程与装备2021年2月V ol.48 No.1 AGRICULTURAL ENGINEERING AND EQUIPMENT Feb. 2020 秸秆还田对水稻产量及土壤理化性质的影响 廖荣华1,吴文科2,曾文进2,关 心1,胡文武1(1.湖南农业大学机电工程学院,湖南长沙410128;2.湖南省农机事务中心,湖南长沙410015)摘要:中国南方双季稻秸秆资源丰富,为提高秸秆综合利用率,研究不同秸秆还田量对水稻产量及土壤理化性质有重要意义。
试验于2017—2019年在湖南娄底进行,设置五个组别,分别为对照组CK,1/4还田组,半还田组,3/4还田组,全还田组。
分析在不同秸秆还田量处理下水稻产量,土壤有机质,全氮含量的差异。
秸秆还田组别与CK相比,3年的水稻产量总体呈增长趋势,土壤有机质及全氮含量也有一定的提高,因此采用秸秆还田可促进农民增收,改善耕地质量,从而实现农业的可持续发展。
关键词:水稻;秸秆还田量;水稻产量;土壤理化性质中图分类号:S141.4;S511.32文献标志码:A 文章编号:2096–8736(2021)01–0040–03Effects of returning straw to field on rice yield and soil physicaland chemical propertiesLIAO Ronghua1, WU Wenke2, ZENG Wenjin2, GUAN Xin1, HU Wenwu1(1. College of Mechanical and Electrical Engineering, Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan 410128, China;2.Hunan Agricultural Machinery Affairs Center, Changsha, Hunan 410015, China)【Abstract】 South China is rich in double-cropping rice straw resources. In order to improve the comprehensive utilization of straw, it is of great significance to study the amount of different straws returned to the field on rice yield and soil physical and chemical properties. The experiment was conducted in Loudi, Hunan from 2017 to 2019. Five groups were set up, namely the control group CK, the 1/4 return to a field group, the half return to a field group, the 3/4 return to a field group, and the full return to a field group. Analyze the differences in rice yield, soil organic matter, and total nitrogen content under different treatments of straw returning to the field. Compared with CK, the rice output of the straw returning group showed an overall increase in three years, and the soil organic matter and total nitrogen content also increased to a certain extent. Therefore, the straw returning to the field promotes farmers' income and improves the quality of arable land, thereby achieving sustainable agriculture development.【Keywords】 Rice;straw returning amount;rice yield;soil physical and chemical properties秸秆还田是一种将不适宜直接作饲料的秸秆(玉米秸秆、水稻秸秆等)直接或堆积腐熟后施入土壤中的方法[1]。
秸秆还田对农田土壤理化性质、生物性状和作物生长的影响
秸秆还田对农田土壤理化性质、生物性状和作物生长的影响郭海斌;张军刚;王文文;冯晓曦;许波;王成业;白冬;杨永乾
【期刊名称】《农业科技通讯》
【年(卷),期】2017(000)010
【摘要】秸秆还田是农业生产中一项重要的增产技术措施.大量的研究表明,秸秆还田可以改良土壤结构,增加微生物数量和土壤酶活性,提高土壤肥力,促进作物根系生长,增加作物产量,对农田具有良好的生态效应.
【总页数】3页(P174-176)
【作者】郭海斌;张军刚;王文文;冯晓曦;许波;王成业;白冬;杨永乾
【作者单位】河南省驻马店市农业科学院驻马店4630001;河南省驻马店市农业科学院驻马店4630001;河南农业大学郑州450002;河南省驻马店市农业科学院驻马店4630001;河南省驻马店市农业科学院驻马店4630001;河南省驻马店市农业科学院驻马店4630001;河南省驻马店市农业科学院驻马店4630001;河南省驻马店市农业科学院驻马店4630001
【正文语种】中文
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秸秆还田方式对土壤理化性质和玉米产量的影响
中国生态农业学报(中英文) 2024年4月 第 32 卷 第 4 期Chinese Journal of Eco-Agriculture, Apr. 2024, 32(4): 663−674DOI: 10.12357/cjea.20230517王治统, 凌俊, 刘子熙, 赵德强, 李泽学, 周顺利, 袁兴茂, 李霄鹤, 温媛. 秸秆还田方式对土壤理化性质和玉米产量的影响[J]. 中国生态农业学报 (中英文), 2024, 32(4): 663−674WANG Z T, LING J, LIU Z X, ZHAO D Q, LI Z X, ZHOU S L, YUAN X M, LI X H, WEN Y. Effect of straw return practices on soil physico-chemical properties and maize yield[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2024, 32(4): 663−674秸秆还田方式对土壤理化性质和玉米产量的影响*王治统1, 凌 俊1, 刘子熙1, 赵德强1, 李泽学1, 周顺利1, 袁兴茂2, 李霄鹤2,温 媛1**(1. 中国农业大学农学院 北京 100193; 2. 河北省农业机械化研究所有限公司 石家庄 050051)摘 要: 高强度集约化农业生产导致耕地质量下降、农田土壤退化, 而秸秆还田是改善土壤环境、提高土壤有机质的重要途径。
目前的秸秆还田方式主要针对表层土壤, 忽略了对底土质量的改善效果。
本研究设置了秸秆富集深层还田、秸秆覆盖还田、秸秆浅旋还田、秸秆深翻还田、秸秆不还田5种秸秆还田方式, 以探究不同秸秆还田方式对不同土层土壤理化性质和玉米产量的影响, 为高效利用秸秆资源、提高土壤质量和作物产量提供科学依据。
本研究结果表明: 秸秆覆盖还田提高了0~20 cm土层土壤含水量、有机碳含量、氮循环酶活性; 深翻还田提高了表层土壤水分含量与磷循环酶活性; 秸秆富集深层还田显著降低了20~40 cm土层土壤容重、增加了土壤含水量、有机碳含量、全氮含量、矿质氮含量以及胞外酶活性。
秸秆还田对土壤理化性状和土壤微生物的影响
现代农业科技2023年第5期资源与环境科学秸秆还田对土壤理化性状和土壤微生物的影响肖健1王娜1杨会娜1洪恩众2焦玉光1(1呼伦贝尔市农牧技术推广中心,内蒙古呼伦贝尔021008;2呼伦贝尔市农牧科学研究所,内蒙古呼伦贝尔021008)摘要本文综合分析了不同秸秆形态还田、秸秆与土壤不同混合方式还田、不同耕作措施配合秸秆还田对土壤理化性状和土壤微生物的影响,以期为秸秆还田模式的选择与推广提供技术参考与实践依据。
关键词秸秆还田;耕作措施;土壤理化性状;土壤微生物中图分类号S158.3文献标识码A文章编号1007-5739(2023)05-0166-03DOI:10.3969/j.issn.1007-5739.2023.05.041开放科学(资源服务)标识码(OSID):Effect of Straw Returning on Soil Physicochemical Properties and Soil Microorganism XIAO Jian1WANG Na1YANG Huina1HONG Enzhong2JIAO Yuguang1(1Hulunbuir Agricultural and Animal Husbandry Technology Extension Center,Hulunbuir Inner Mongolia021008;2Hulunbuir Institute of Agricultural and Animal Husbandry Sciences,Hulunbuir Inner Mongolia021008)Abstract This paper comprehensively analyzed the effects of different forms of straw returning,different mixing ways of straw and soil and different tillage measures matching straw returning on soil physicochemical properties and soil microorganism,in order to provide technical references and practical basis for the mode selection and popularization of straw returning.Keywords straw returning;tillage measure;soil physicochemical property;soil microorganism秸秆还田能改善土壤理化性状,提高土壤肥力,增加土壤微生物数量和多样性。
秸秆还田对土壤理化性质影响的研究进展
江西农业学报㊀2021,33(01):33 39ActaAgriculturaeJiangxi㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀http://www.jxnyxb.comDOI:10.19386/j.cnki.jxnyxb.2021.01.07秸秆还田对土壤理化性质影响的研究进展于美婷,李春雅,李华泰,刘长莉∗㊀㊀收稿日期:2020-05-30基金项目:黑龙江省自然基金项目(C2017007);国家级大学生创新创业项目(201910225166)㊂作者简介:于美婷(1999─),女,研究方向:有机废弃物资源化利用㊂∗通信作者:刘长莉㊂(东北林业大学生命科学学院,黑龙江哈尔滨150040)摘㊀要:中国秸秆资源巨大,秸秆还田比例不高,总结了秸秆不同方式还田对耕地有机碳㊁有机氮㊁钾㊁土壤微生物多样性有益影响㊂综述了适用于东北寒地低温条件下腐解还田的低温菌剂,以及还田后耕地腐殖质增加的效果,展望了未来秸秆还田的方式以及秸秆还田的益处㊂关键词:土壤理化性质;有机碳;有机氮;低温菌剂中图分类号:S157.3㊀文献标志码:A㊀文章编号:1001-8581(2021)01-0033-07ResearchProgressinEffectofStrawReturningonSoilPhysicalandChemicalPropertiesYUMei-ting,LIChun-ya,LIHua-tai,LIUChang-li∗(CollegeofLifeSciences,NortheastForestryUniversity,Harbin150040,China)Abstract:Chinesestrawresourcesarehuge,andtheproportionofstrawreturningtothefieldisnothigh.Thebeneficialeffectsofdifferentwaysofreturningstrawtothefarmlandonorganiccarbon,organicnitrogen,potassium,andsoilmicrobialdi⁃versityweresummarizedinthepaper.Thelow-temperaturemicrobialagentsuitablefordecomposingandreturningtothefieldun⁃derthelowtemperatureconditionsinthenortheastcoldarea,theeffectofincreasingthehumusofthecultivatedlandafterretur⁃ningtothefieldwerealsointroduced.Finally,themethodofreturningthestrawtothefieldandthebenefitsofreturningthestrawtothefieldwereprospected.Keywords:Physicalandchemicalpropertiesofsoil;Organiccarbon;Organicnitrogen;Low-temperaturemicrobialagent㊀㊀秸秆还田对保护土壤资源有很大益处,不仅促进碳素回归土壤,减少温室气体排放,改善土壤理化性质,提升耕地质量和土壤生产力;还可以使秸秆中含有的矿质营养返还到土壤中,补偿作物的吸收,促进养分平衡[1]㊂我国是农业大国,现年秸秆总量已超过9亿t[2],相当于N776.8万t㊁P2O5221.34万t㊁K2O1258.2万t,若将这些秸秆全量还田,相当于化肥用量的38.4%(N)㊁18.9%(P2O5)㊁85.5%(K2O)[3]㊂但我国并未将秸秆全量还田转化为土壤所需的营养基质,秸秆还田率仅为54.6%[4],尤其在东北地区,平均温度低,加之秸秆还田技术粗放,还田率更低,极不利于黑土资源保护与地力恢复㊂而且东北是我国粮食主产区,秸秆产量巨大,秸秆综合利用任务艰巨,亟待国家政策帮扶和科研攻关提高秸秆还田率,促进农业生态循环发展㊂1㊀秸秆还田对土壤有机碳含量的影响土壤有机碳调节着土壤水㊁肥㊁气㊁热等因素,调控土壤中生化反应,在作物增产㊁恢复土壤肥力方面具有重要作用[5]㊂秸秆中富含有机物,还田能带来大量新鲜碳源[6-7]㊂而且秸秆中含碳物质在土壤中的转化和分布会直接影响土壤有机碳的组成和含量,进而影响土壤养分循环[8]㊂团聚体中有机碳含量随团聚体粒径的增大呈先降低后升高的趋势[9]㊂土壤中的有机碳主要分布在<0.53mm的土壤团聚体上㊂Song等在上海的研究证明,秸秆还田比保护性耕作在底土中产生更多的团聚体碳㊂免耕结合秸秆还田对表层土壤中大团聚体和微团聚体的保碳能力最高[10]㊂Huang等在西南大学的研究证明,在旱地施用油菜秸秆和水稻秸秆,能提高大团聚体(>0.25mm)和小团聚体(0.053 0.25mm)的含量和稳定性,进而增加土壤有机碳含量㊂已有学者指出这是由于秸秆在分解过程中可提供有机胶结物质,促进团聚体的形成,同时秸秆分解转化成的有机质直接或间接地促进土壤团聚体的生长[11-12]㊂王兴等人的研究发现,长期秸秆还田增加0 10cm土层中大团聚体比重㊂总体来看,稻田土壤团聚体以>2mm粒径为主(占35.02% 64.44%),其中碳㊁氮贡献率分别达52.12%和52.16%;秸秆还田有利于微团聚体向大团聚体的转化,外源碳㊁氮更多被大团聚体固持和保护[13]㊂有学者通过秸秆粉碎铺于沟槽还田研究对土壤有机碳含量的影响,证明了在耕作处理相同的条件下,还田主要增加了0 20cm土层中大团聚体和微团聚体中有机碳含量,且随土层深度的增加而减少,秸秆还田处理各土层的团聚体平均重量直径(MWD)均有所提高,在0 10cm和10 20cm土层达到显著水平(P<0.05)㊂最新研究表明,秸秆还田能提高0 20cm和20 40cm土层中土壤有机碳和可溶性有机碳含量,但增加幅度随着还田后时间的延长而降低[14]㊂由于秸秆还田,土壤表层积累大量秸秆残体,为微生物生命活动提供了充足的能量,促进了土壤表层的生物活性,有利于在团聚体内部形成有机质[12]㊂并使土壤中微生物源碳㊁溶解性有机碳含量一段时间内产生变化[15]㊂各处理各粒级团聚体有机碳含量均随着土层深度的增加而减少,说明秸秆转化有机质与氧气含量㊁土壤微生物数量密切相关㊂Muhammad等[16]在德国的研究表明,秸秆还田提高土壤呼吸的同时会造成碳素亏损㊂提示长期秸秆还田才能使土壤指标更稳定,秸秆还田第2年是有机碳的主要积累时期,且土壤有机碳受秸秆倍量的影响更大㊂秸秆配合无机肥料还田对土壤碳固率有积极影响㊂在较高的有机碳密度下,施用无机肥加秸秆还田处理的土壤固碳率(CSR)高于单纯施用无机肥处理[17]㊂且秸秆还田处理的土壤固存率与秸秆碳年投入量呈高度正相关㊂土壤有机碳储量对秸秆还田的响应大于单独使用矿物肥料的响应㊂此外,处理的初始有机碳储量和有机碳固存率呈高度负相关㊂这些研究都说明秸秆还田对土壤有机碳的影响受到肥料管理㊁耕作制度㊁土壤类型㊁持续时间和初始有机碳含量的影响[18]㊂2 秸秆还田对土壤氮含量的影响秸秆中的有机氮是土壤氮源的一个重要来源,秸秆还田对土壤氮素的影响取决于秸秆还田的类型和数量㊂对土壤性质初步分析表明,秸秆还田处理的土壤总氮含量高于未还田土壤[19]㊂董林林等在江苏的研究指出,轻组有机质氮对秸秆还田较为敏感,重组氮相对稳定,是维持土壤肥力的关键组分㊂随着秸秆还田时间的延长,总氮与不同氮素组分之间的关系发生了变化[20],因为秸秆中的氮有效释放到土壤中,存在形式发生变化,有机氮矿化并促进了固定氮的转化㊂更利于恢复土壤生产力㊂在不同秸秆还田方式对土壤氮的影响研究中表明,0 20cm土层的全氮含量要比20 50cm土层的含量要高,说明全氮的含量主要集中在作物的根系层[21]㊂Yang等在北京的研究证明,在小麦季,半还田和全还田在减少90cm深度土壤硝态氮流失方面优于常规不还田施肥管理[22]㊂吴立鹏等对稻田秸秆还田的研究表明,与未秸秆还田的处理相比,秸秆还田增加了水稻成熟期土壤硝态氮含量(P<0.05)[23]㊂基于这样的现象有研究表明,秸秆还田后,一方面,土壤容重降低,土壤孔隙度增加,土壤通透性增强,有利于氮的硝化,使NH4+转化为NO3-;另一方面,氮肥用量也是影响稻田土壤中铵态氮含量的重要因素㊂将秸秆还田释放的氮素作为水稻整个生育期总供氮量的一部分,可相应地调减氮肥投入量,因而也相应降低了土壤铵态氮含量[24]㊂秸秆分别结合纤维素降解菌和复合菌还田3年后,从土壤氮含量平均值来看,复合菌处理土壤全氮含量最高,分别比纤维素分解菌处理和对照氮含量提高2.94%和4.79%,其中纤维素分解菌处理比对照提高1.79%,这是因为微生物复合菌剂提高了秸秆降解速度使营养物质加速返还土壤㊂秸秆还田使土壤微生物多样性更丰富㊁酶种类更丰富,有利于秸秆迅速转化㊂秸秆配施复合菌剂还田,一方面,为好氧或兼性的自生固氮菌提供碳源,促进土壤的固氮作用;另一方面,丰富的碳源有利于固氮菌将空气中氮源转化为氨气促进土壤中氮含量的增加[25]㊂人们普遍认为将农田地上部分还田可以维持或增加土壤碳储量,而Xia等的研究证明,自然界43江㊀西㊀农㊀业㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀33卷中碳和氮的生物地球化学循环紧密耦合,秸秆还田也可能影响土壤反应性氮(Nr)损失,但这些影响仍不确定,特别是秸秆还田条件下土壤固碳与Nr损失之间的相互作用有待深入研究㊂氧化亚氮(N2O)排放形式的Nr损失减少,稻田(17.3%)㊁氮淋溶(8.7%)和径流(25.6%),这主要是由于增强了微生物氮固定化㊂然而,秸秆还田后,农田N2O排放量(21.5%)和氨氮排放量(17.0%)增加,这主要是由于硝化/反硝化作用和土壤脲酶活动总结的缘故㊂NH3和N2O排放量的增加与秸秆C/N比和土壤黏粒含量呈负相关㊂秸秆还田后土壤有机碳含量的增加与氮素淋失和径流的减少呈正相关㊂然而,在全球范围内,秸秆还田增加了稻田和旱地的净Nr损失,这是由于对NH3排放的刺激大于对氮淋失和径流的减少㊂净Nr损失的增加与土壤碳固存之间的权衡强调了合理管理秸秆还田以限制NH3排放而不降低相关碳固存潜力的重要性[26]㊂由此可见,秸秆还田对碳含量和氮含量的影响也可能顾此失彼,但不同研究得出的结论不尽相同,秸秆还田对土壤的影响受到很多其他因素的调节,不是一成不变的㊂3㊀秸秆还田对土壤微生物多样性的影响秸秆还田对土壤微生物群落多样性增加的效果是显著的,有研究表明[27],秸秆分解后的有机质可促进土壤细菌㊁放线菌㊁真菌数量增加2 6倍㊂秸秆还田配合施用磷肥与单纯施用磷肥相比,细菌丰富度提高63.6%,物种多样性Shannon指数提高27.9%[28],其中纤维素降解细菌数量增加了84%,土壤中的Streptomycetaceae㊁Flavobacterium㊁Sphingobium相对丰度明显多于秸秆不还田处理土壤,说明秸秆是否还田影响了土壤纤维素降解细菌的多样性[29]㊂定量PCR和高通量测序深入解析秸秆还田对土壤细菌群落的影响,发现秸秆还田改变了变形杆菌和氯氟立克次体的垂直分布㊂Yu等的加权均匀矩阵的主坐标分析显示,秸秆还田处理土层5 25cm深度的细菌群落有中度分离,但土层25 45cm深度处无显著区别[30]㊂分析认为,积累于土表的秸秆能刺激土壤微生物活性,能利用秸秆生长代谢的微生物成为新的优势菌种[31-33]㊂秸秆有机质还田还显著增加0 20cm土层中大团聚体中的关节孢菌和20 40cm土壤中大团聚体中的脉孢菌等微生物数量㊂真菌菌丝对于改善土壤质量和与植物共生生长也很重要[34]㊂此外,秸秆还田降低了病原真菌(Alternara属)的数量,减少土壤病害风险,主要原因是能在数量和结构上为土壤微生物群落的健康发展提供了适宜的养分和盐分[35]㊂Burkholderia㊁Pseudomonas㊁Clostridium㊁Rudaea㊁Bacillus和Gem⁃mationas有助于调节耕作和残茬下表层土壤有机碳的吸收㊂多因素分析显示,Rudaea㊁Spingomonas㊁Pseudomonas㊁Dyella㊁Burkholderia㊁Clostridium㊁Pseud⁃olabrys㊁Arcicella㊁Bacillus与土壤有机碳相关[36]㊂同时,秸秆还田还丰富了根瘤菌等氮循环细菌属的相对丰度[19],有利于土壤氮素吸收㊂这说明秸秆还田对土壤一系列有利影响之间也有相互促进作用㊂4㊀秸秆还田对土壤钾含量的影响钾素能促进碳水化合物合成,增强植物抗干旱㊁抗严寒和抗病虫害的能力,农田土壤中钾的丰缺及生物有效性与作物钾素营养状况密切相关,直接影响作物生长发育㊁产量和果实品质㊂但土壤中钾素多以矿物钾和固定钾形式存在,不能被植物根系直接吸收,这成为制约植物获取所需营养的一大阻碍㊂而秸秆中的钾以离子态存在,容易被淋洗出来,所以秸秆还田能有效地缓解钾肥资源的不足[37-38]㊂秸秆还田处理可增加土壤速效钾含量,比不还田处理提高6.07%㊂秸秆还田还提高作物对钾的吸收,还田处理的小麦和玉米秸秆中钾含量分别比不还田处理提高了15.9%和21.8%㊂且对小麦和玉米植株全钾吸收有影响,分别提高32.7%和30.9%㊂有研究表明,作物产量与植株吸钾量呈相关㊂小麦和玉米植株生产100kg谷物所需的K2O分别为3.26和2.24kg[39]㊂长期秸秆还田会使土壤中矿物成分发生变化进而影响土壤理化性质㊂长期秸秆还田,土壤中伊利石和高岭石增加,蛭石和1.4nm过渡矿物(HIV)减少,土壤中全钾㊁非交换性钾和交换性钾含量与伊利石含量呈正相关,与高岭石和HIV含量则呈负相关,土壤钾素的释放量与土壤非交换性钾㊁全钾含量呈正相关,证明长期秸秆还田增加了土壤钾素释放量,伊利石和HIV是影响土壤钾素释放的主要黏土矿物,且二者间存在相互转化的关系㊂长期秸秆还田可以增加土壤的供钾能53㊀1期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀于美婷等:秸秆还田对土壤理化性质影响的研究进展力[40]㊂上述秸秆还田对土壤理化性质影响的具体指标如表1所示㊂表1㊀还田方式对土壤理化指标影响一览表项目还田方式含量变化参考文献有机碳小麦玉米联合深松还田碳库管理指数(CMPI)0 10cm土层提高19.1%;10 20cm土层提高67.9%[41]玉米秸秆还田CMPI:0 10cm土层提高22.6%;10 20cm土层提高32.4%[41]无机肥加秸秆还田有机碳含量提高5.7%[17]秸秆还田+矿质氮有机碳含量提高14.9%[26]秸秆粉碎还田有机碳含量增长率10.52%[42]有机氮秸秆还田+CʒN=18ʒ1肥料全氮提高27.2%有机氮提高27.2%[42㊁43]深度秸秆还田全氮提高2.72% 45.52%[44]稻秸切碎还田10年间增长率0.65%[20]微生物秸秆还田3750kg/hm2细菌相对丰度增加1.9%;真菌相对丰度增加7.7%[45]秸秆还田7500kg/hm2细菌相对丰度增加23.1%;真菌相对丰度增加5.7%[45]钾含量免耕覆盖还田钾释放率92.0%[46]旋耕还田钾释放率99.4%[46]翻耕还田钾释放率98.9%[46]作物产量秸秆还田+化肥最高增产22.7%;最低增产12.6%[43]秸秆还田+氮肥最高增产46.0%;最底增产31.1%[43]5㊀寒地秸秆还田方式及成效秸秆被分解转化主要是土壤微生物分泌的木质纤维素转化酶在起作用,而木质纤维素酶的最佳酶活温度是30 55ħ㊂木质纤维素转化的菌剂根据最佳转化温度可以分为高温菌㊁常温菌和低温菌三类(表2),我国北方寒地年均温度较低,低温限制秸秆转化分解是限制秸秆还田的主要因素,尤其是冬季时间长且平均气温低的黑龙江省㊂秸秆配合菌剂还田的方法可以在一定程度上提高降解速率,低温秸秆转化菌剂能够在低于20ħ条件下转化秸秆,对于北方地区,有可以在4 15ħ正常生长代谢的低温菌㊂这些菌剂可以提高秸秆还田效率,加快秸秆还田推行进程㊂表2㊀不同温度下秸秆还田的优势微生物种类微生物类群分类拉丁名最适温度/ħ参考文献高温菌放线菌ThermobifidaFusca50[47]细菌Caldicelluosiruptorbescii78[48]细菌Bacillussp.AC-170[49]细菌Anoxybacillusflavithermus55[50]真菌Paenibacillussp.StrainB3960[51]常温菌细菌Bacillusmegaterium37[50]细菌Bacillusamyloliquefaciens37[50]细菌Bacillussubtilis37[50]低温菌MethanogenicarchaealCommuity15[52]㊀㊀GF-20是一种玉米秸秆低温降解菌剂,青格尔在内蒙古的研究表明,秸秆还田配合GF-20菌剂还田的结果显示,施用GF-20降解菌的玉米秸秆,降解率高于未施秸秆降解菌的对照,施用复合菌GF-20后的第50天的秸秆降解率为32.12%,未施用秸秆降解菌处理降解率为26.43%,差异显著㊂且试验各时期均以施用秸秆降解复合菌GF-20土壤养分含量较高,施入30d后,土壤碱解氮㊁土壤速效磷㊁土壤速效钾㊁土壤有机质较不施菌剂处理分别增加21.39mg/kg㊁6.86mg/kg㊁62.82mg/kg㊁4.41g/kg,均达到差异显著水平,很多研究表明,秸秆还田配施秸秆降解菌对土壤养分的提高效果明显,对作物产量的增加效果显著㊂胡万吉等对GF-20进行PCR-DGGE检测共得到18个条带,其中关键菌株分别为Bacilluslicheniformis㊁Azonexushydrophilusd㊁Azospiraoryzae㊁Arobactercloa⁃cae㊁Cellvibriomixtussubsp.Mixtus㊁Bacillustequilensis㊁Clostridiumpopuleti和Clostridiumxylano⁃lyticum,DGGE图谱证明,GF-20菌系的主要菌种组成没有因连续继代培养而发生变化,说明GF-20菌系组成稳定受外界干扰较小,为进一步开发秸秆还田促腐菌剂提供保障[53-54]㊂63江㊀西㊀农㊀业㊀学㊀报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀33卷在东北地区开展的低温菌剂应用试验中,首先将玉米秸秆晾干粉碎,同时秸秆喷施常温菌剂和低温菌剂处理,在下一轮播种时,测土壤理化性质结果显示常温菌剂处理秸秆土壤各个指标与单纯秸秆还田处于同一水平,几乎没有变化,证明常温菌剂对寒地秸秆还田没有促进作用㊂低温菌剂处理的秸秆降解速度高于常温组,而且施加低温菌剂土壤全氮含量较对照提高7.4% 14.81%,土壤有机质含量高于对照0.93% 5.61%㊂高通量测序结果表明,低温菌剂由低温纤维素分解菌枝孢属(Cladosporium)和低温生物表面活性剂理研菌属(Petrimonassp.)组成[4]㊂由上述试验得知,低温环境中,秸秆还田配施低温菌剂不仅可以促进秸秆降解,还可以增加土壤养分含量,提升腐殖质含量进而提升土壤肥力和农作物产量,低温菌剂为解决寒地秸秆腐解缓慢的问题指明了方向㊂6 展望中国秸秆资源丰富且尚有广阔的开发和利用空间,秸秆还田是资源循环利用的有效途径,可改善土壤理化性状㊁提高作物产量,对制约农业生产力发展的因素有一定改善作用㊂秸秆与绿肥和菌剂混合施加可以缓解秸秆单独还田见效慢的不足㊂目前我国秸秆还田率远低于欧美地区,仍需要大力推广秸秆还田以促进农业可持续发展㊂我国耕地腐殖质逐年变薄变浅,为了保护耕地,秸秆原位腐解还田将成为一种趋势,原位还田既实现了资源循环利用,又节约秸秆离田生产有机肥的运输㊁人力和物力费用,然而在生产实践中原位腐解还田菌剂的筛选是关键,菌剂应根据作物种类㊁土壤㊁温度条件而调整;其次,应该确定最佳秸秆还田量及其适合水田或是旱田的耕地种类进而实现配套规模化还田模式㊂最后,秸秆原位腐解还田方式需要政府的支持㊁农民的配合和先进的科技实力,一旦技术成熟投入使用,功在当代,利在千秋㊂参考文献:[1]南雄雄,田霄鸿,张琳,等.小麦和玉米秸秆腐解特点及对土壤中碳㊁氮含量的影响[J].植物营养与肥料学报,2010,16(3):626-633.[2]毕于运,王亚静,高春雨,等.中国主要秸秆资源数量及其区域分布[J].农机化研究,2010,32(3):1-7.[3]宋大利,侯胜鹏,王秀斌,等.中国秸秆养分资源数量及替代化肥潜力[J].植物营养与肥料学报,2018,24(1):1-21.[4]赵伟,孙泰朋,田宗泽,等.秸秆配施低温菌剂直接还田对黑土土壤碳㊁氮的影响[J].玉米科学,2018,26(3):147-152.[5]赵士诚,曹彩云,李科江,等.长期秸秆还田对华北潮土肥力㊁氮库组分及作物产量的影响[J].植物营养与肥料学报,2014,20(6):1441-1449.[6]HenriksenTM,BrelamdTA.Carbonmineralization,fun⁃galandbacterialgrowth,andenzymeactivitiesasaffectedbycontactbetweencropresiduesandsoil[J].Biology&FertilityofSoils,2002,35(1):41-48.[7]TurmelMS,SperattiA,BaudronF,etal.Cropresiduemanagementandsoilhealth:asystemsanalysis[J].Agri⁃culturalSystems,2015,134(3):6-16.[8]YangYH,SuY,HeZC,etal.Transformationanddis⁃tributionofstraw-derivedcarboninsoilandtheeffectsonsoilorganiccarbonpool:Areview[J].TheJournalofAp⁃pliedEcology,2019,30(2):668-676.[9]XuGX,WangZF,GaoM,etal.Effectsofstrawandbiocharreturninsoilonsoilaggregateandcarbonseques⁃tration[J].EnvironmentalScience,2018,39(1):355-362.[10]SongK,ZhengXQ,LvWG,etal.Effectsoftillageandstrawreturnonwater-stableaggregates,carbonsta⁃bilizationandcropyieldinanestuarinealluvialsoil[J].ScientificReports,2019,9(1):45-86.[11]HuangR,LanM,LiuJ,etal.Soilaggregateandorganiccarbondistributionatdrylandsoilandpaddysoil:theroleofdifferentstrawsreturning[J].Environ⁃mentalScienceandPollutionResearch,2017,24(36):27942-27952.[12]苏思慧,王美佳,张文可,等.耕作方式与玉米秸秆条带还田对土壤水稳性团聚体和有机碳分布的影响[J].土壤通报,2018,49(4):841-847.[13]王兴,祁剑英,井震寰,等.长期保护性耕作对稻田土壤团聚体稳定性和碳氮含量的影响[J].农业工程学报,2019,35(24):121-128.[14]张莉,李玉义,逄焕成,等.玉米秸秆颗粒还田对土壤有机碳含量和作物产量的影响[J].农业资源与环境学报,2019,36(2):160-168.[15]田慎重,张玉凤,边文范,等.深松和秸秆还田对旋耕农田土壤有机碳活性组分的影响[J].农业工程学报,2020,36(2):185-192.[16]MuhammadS,MullerT,JoergensenRG.DecompositionofpeaandmaizestrawinPakistanisoilsalongagradientinsalinity[J].BiologyandFertilityofSoils,2006,4373㊀1期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀于美婷等:秸秆还田对土壤理化性质影响的研究进展(1):93-101.[17]WangSC,ZhaoYW,WangJZ,etal.Theefficiencyoflong-termstrawreturntosequesterorganiccarboninNortheastChina 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田的研究极少。因此, 稻田保护性耕作技术研究应 用的提出, 对区域农业可持续发展和农民增收都具
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田秸秆覆盖后, 土壤的水、 肥、 气、 热状况重新组合, 其生态、 社会和经济效益显著提高, 是农业持续发展 的有效措施和途径之一。川中丘陵区是四川旱作农 业的主体区域, 结合地区种植制度与特点, 稻田保护 性耕作技术将覆盖、 免耕栽培、 节水灌溉融于一体, 有效解决了资源浪费、 地力下降、 生态环境破坏等问 题。本文旨在探讨秸秆覆盖还田对土壤理化性质和 对作物产量的影响, 进一步阐明秸秆还田的重要性, 为改良土壤、 提高生产力以及在旱区推广应用稻田 保护性耕作技术提供科学依据。
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一直以来, 困扰农业生产的两大难题一是干旱 缺水, 二是土壤贫瘠。如何将有限的降水拦截蓄集, 减少地表径流和蒸发散失, 改善土壤结构, 提高土壤 肥力和作物产量都是农业研究的重要课题。 & "世 纪* 该法相继 "年代美国提出机械化保护性耕作法, 成为了西方发达国家的基本农业耕作措施和制度。 自% 我国各地开始探索多种形式的保护 "年代以来, 性耕作技术, 但长期以来中国的保护性耕作技术研 究集中在北方, 导致了研究多集中在旱地, 而针对稻
表# 秸秆覆盖还田对土壤水稳性团聚体的影响
: ; < = >* : 8 >> B B > 0 A ? BE ; A > F C A ; < = >; F > ; A >? B C ? D = J @ / > F C A F ; E 1 1 1 ? L > F = ; D / A ? B D > = / 处理 : F > ; A $ > @ A ! #$ $ + ’ + % % 稻全—麦全 * * 稻半—麦半 . & ’ * + . 稻全—油全 * + ’ & * ! 稻半—油半 . # ’ & ) (6 # 7 " ’ " # %) * 各级团聚体含量 (, ) M > F 0 > @ A ; > ? BE ; A > F C A ; < = > ; F > ; A > 1 1 1 1 # ! .$ $ % * ’ * % % " ’ " ) & ’ & ’ + " ! ’ # " . ! *$ $ & ’ ) + # ’ ) # . ’ ! . ’ ) ) * ’ ) * ! % ! " ’ # ! %$ $ " ’ #$ $" ’ * #$ $ + ’ # . ) ’ # # ’ # . ! ’ ) & . ’ + & ’ . * ) ’ " ) ) ’ ) " ) ’ ) * ’ % ! * ’ ! * * ’ & . ! ’ . ’ & * * ’ & )