采用红外示差光谱、13C-核磁共振波谱和激光解吸质谱对玉米秸秆施入土壤后土壤胡敏酸(HA)的谱学特征的动态变化进行了研究。结果表明,在玉米秸秆施入土壤后土壤HA的变化具有阶段性,在开始的60d,主要是以秸秆含有的类胡敏酸物质(秸秆HA)为基础,腐解产物发生聚合作用形成新的与秸秆HA相类似的HA,并且秸秆分解形成的小分子中间产物与土壤原有的HA发生作用而进入HA结构中。而在施入60d后,碳水化合物和酰胺化合物以木质素分解的残体为核心发生聚合作用形成新HA,且在90d后进入HA中的亚甲基成分发生了转化,并伴随有甲氧基和甲基的产生。玉米秸秆分解形成的中间产物与土壤HA发生聚合反应,一部分形成为亚稳态...

【目的】研究不同玉米秸秆还田量对土壤酶活性的影响,为秸秆还田提供一定的理论依据。【方法】以采自陕西杨凌农田的土娄土为供试土样,采用室内模拟恒温培养方法,研究玉米秸秆不同还田量(0,6,12,18,24g/kg)处理下,影响碳、氮循环及微生物活性的主要土壤酶类(蔗糖酶、纤维素酶、脲酶、脱氢酶和荧光素二乙酸酯(FDA)水解酶)活性在不同培养时间(1,4,7,15,30,60d)的变化规律,并引入"倍增剂量"的概念评价酶活性的变化幅度。【结果】玉米秸秆还田后5种土壤酶活性均增强,随着培养时间延长,土壤蔗糖酶和纤维素酶活性总体呈减少趋势;脲酶和FDA水解酶酶活性总体呈先增后减的趋势;土壤脱氢酶活性培养...

随着农业生产条件的不断改善 ,作物产量大幅度提高 ,同时作物秸秆也成倍增加 ,特别是玉米秸秆 ,茎秆高大 ,处理困难 ,未能很好处理利用 ,大部分被农民弃之焚烧 ,造成严重环境污染 ,成为一大公害。实行秸秆还田是减少环境污染 ,培肥地力促进农业生产持续发展的有效途径。本文通过对玉米秸秆连续 3年整株还田和粉碎还田试验研究 ,结果表明 :玉米秸秆整株还田可以有效促进土壤理化性状改善 ,使土壤有机质年递增 0 .0 33% ,0～ 10cm表层土壤容重降低 0 .17～ 0 .2 5g ,1～ 0 .0 5mm的大团粒增加 2 0 %左右 ,使后茬小麦增产 10 %。

采用微区模拟方法,研究了免耕条件下,玉米田土壤硝态氮、速效磷和速效钾含量的动态变化。结果表明:与常规耕作相比,玉米田免耕降低了土壤硝态氮、速效磷和速效钾三种养分含量。其中对土壤硝态氮含量影响最大,降低达显著水平;速效磷含量次之;对速效钾含量影响最小。0~20 cm土壤硝态氮含量免耕处理比翻耕处理低15.3%~51.2%。20~40 cm土壤硝态氮含量,免耕处理比翻耕处理低40.9%~46.7%。

研究探讨了玉米秸秆还田方式 (直接或过腹还田 )与化肥配施对土壤养分变化的影响。研究表明 ,秸秆过腹还田对提高耕层土壤速效 N贡献较大 ;耕层土壤速效 P含量主要与化肥施用量有关 ;耕层土壤速效 K含量与秸秆直接还田有关。该试验条件下 ,秸秆直接还田和秸秆过腹还田的土壤有机质含量基本保持平衡。产量统计分析表明 ,化肥对提高玉米产量及水分利用效率有明显影响 ,其次为秸秆直接翻压还田。适宜的秸秆直接还田量、秸秆过腹还田量与化肥 N配比 (试验中每公顷用量分别为 60 0 0、1 50 0和 1 0 5kg) ,其产量、水分利用效率和肥料 N的利用效率较高。研究为该区玉米秸秆作为饲源和有机肥源的合理...

【目的】秸秆还田是培肥地力、增加土壤有机质和改善土壤结构的重要技术手段,但以往的研究表明秸秆还田会加速土壤温室气体的排放。本研究通过对秸秆不同还田深度下农田土壤温室气体排放特征和产量的研究,明确降低温室气体排放量的最佳还田深度,以期为合理利用秸秆、提高作物产量,实现农业可持续发展提供科学依据。【方法】采用大田微区试验,以玉米为供试作物,设置4个还田深度,采用静态箱-气相色谱法测定整个玉米生长季不同还田深度下温室气体(CO_2、CH_4、N_2O)的排放特征,产量及产量构成因素。试验共设5个处理,还田深度分别为0—10 cm(T1)、10—20 cm(T2)、20—30 cm(T3)和30—40 cm(T4),同时以不还田处理作为对照(CK)。【结果】(1)在整个玉米生长季CO_2和N_2O均表现为排放,CH_4表现为吸收。CO_2累积排放量为T3处理最高,较CK显著增加了28.6%,T4处理增加最少,较CK显著增加了17.1%(P<0.05),但T1与T4处理之间差异不显著;而N_2O的累积排放量T2处理为最高,与CK相比,累积排放量显著增加111.3%,T4处理增加最少,与CK相比显著增加了12.8%(PT4处理>T3处理>T1处理>T2处理,且各还田处理与CK之间差异显著(P<0.05)。(2)秸秆不同还田深度下,与对照相比,各处理玉米产量均显著增加,增产在5.6%—20.8%(PT3处理>T1处理>T4处理>CK处理,而GHGI表现为T2处理>T3处理>T1处理>CK处理>T4处理,表明与CK相比,各处理均增加了玉米季温室气体的综合增温潜势,而T4处理则降低了玉米季温室气体排放强度,说明秸秆深还至30—40 cm可在一定程度上缓解全球增温潜势。【结论】秸秆还田会显著增加CO_2和N_2O排放,降低对CH_4的吸收能力;秸秆深还至30—40 cm可相对降低综合增温潜势,降低温室气体排放强度,同时显著增加玉米产量。因此,为实现较高的玉米产量和较低的温室气体排放强度,秸秆深还至30—40 cm是较为合理的土壤改良培肥方式。

【目的】探究秸秆还田深度对土壤性状及玉米生长的影响，为秸秆科学合理使用提供理论依据，进而指导农业生产。【方法】设置4个处理，包括秸秆覆盖（BF）、秸秆浅还田（QH）、秸秆深还田（SH）和秸秆不还田（CK），探究秸秆还田对土壤容重、水分、速效养分、有机质、全氮、玉米生长及产量的影响。【结果】与CK相比，秸秆不同还田深度下的土壤容重都明显下降，土壤孔隙度显著增加，0～20 cm土层土壤容重和孔隙度以QH效果最佳，土壤容重降低了0.14 g/cm~(3)，土壤孔隙度提高了10.21 %；20～40 cm土层土壤容重和土壤孔隙度以SH效果最佳，土壤容重降低了0.13 g/cm~(3)，土壤孔隙度提高了11.01%。秸秆不同还田深度均使不同土层土壤含水量提高，0～20 cm土壤含水量以QH效果最好，较CK提高了15.15%；20～40 cm土层的土壤含水量以SH效果最好，较CK提高了21.30%。秸秆还田后土壤有机质和全氮含量均有不同程度的增加，SH提高有机质含量效果最佳，其0～20 cm和20～40 cm土层的土壤有机质较CK分别提高了32.89%和11.84%；土壤全氮含量均以QH方式最佳，其0～20 cm和20～40 cm土层全氮含量分别较对照增加了28.15%和20.34%。各处理在0～40 cm土层土壤有效氮、速效钾和速效磷含量均有不同程度的增加，在0～20 cm土层，有效氮含量以QH最高，较CK增加了37.78%；速效钾和速效磷含量均以BF最高，较CK增加了28.85%和24.60%；在20～40 cm土层，土壤有效氮含量以SH含量最高，较CK增加了1.79%，土壤速效钾含量以BF含量最高，较CK增加了29.07%；SH的土壤有效磷含量增加最显著，较CK增加了18.88%。BF可以显著促进作物生长，其平均叶面积和叶绿素SPAD值较CK分别提高了54.52%和35.53%；玉米平均株高和茎粗以SH效果最好，较CK分别增加了10.31%和16.90%。BF和SH的玉米籽粒产量最高，较CK分别提高了23.37%和22.02%。【结论】秸秆还田可以明显降低土壤容重，提高土壤孔隙度，同时可以培肥土壤，促进玉米生长，增强玉米的光合作用，提高玉米产量，综合土壤性状与玉米产量2个因素考虑，可以初步采用秸秆覆盖和秸秆深还来指导农业生产。

为探明不同耕作方式和小麦秸秆还田对川中丘陵地区紫色土壤碳库和玉米产量的影响,于2015,2016年设置了秸秆还田旋耕(RTS)、秸秆还田免耕(NTS)、秸秆不还田旋耕(RT)、秸秆不还田免耕(NT)4个处理,研究耕作方式与秸秆还田对川中紫土土壤碳库与产量的影响。结果表明:秸秆还田提高了土壤有机碳含量,2016年玉米成熟期010 cm和1020 cm有机碳NTS较NT处理分别提高了21.9%,1.6%,RTS较RT处理分别提高了23.1%,15.9%。与秸秆不还田相比,2015年玉米成熟期秸秆还田010 c

为破解我国玉米生产存在的耕层过浅、地力低下的难题,探索合理有效的秸秆还田技术,采用耕作和秸秆还田方式两因素裂区设计的5年定位试验,分析秸秆还田结合深松、增施氮素对土壤理化性状的影响。结果表明,深松降低土壤容重、孔隙度、有机质含量和速效钾含量,增加田间持水量、碱解氮和速效磷含量;秸秆还田降低土壤容重、田间持水量、碱解氮和速效钾含量,增加孔隙度、有机质和速效磷含量;秸秆还田配施氮素降低土壤容重、表层有机质含量、速效钾含量,增加土壤孔隙度、田间持水量、下层有机质含量、表层碱解氮含量、速效磷含量;秸秆还田结合深松

【目的】研究关中地区玉米秸秆还田配施氮肥对冬小麦产量和土壤硝态氮的影响，为该区域秸秆还田条件下冬小麦氮肥管理优化提供科学依据。【方法】2012-2016年，采用裂区试验设计，主处理设玉米秸秆还田和秸秆不还田2个水平，副处理为5个不同施氮水平(0，84，168，252和336 kg/hm2)，共计10个处理，研究关中冬小麦-夏玉米轮作区玉米秸秆还田对后茬冬小麦产量及土壤硝态氮残留的影响。【结果】5年玉米秸秆还田定位试验结果表明，与玉米秸秆不还田处理相比，秸秆还田处理呈“低氮减产，高氮增产”的规律。2012-

试验通过全膜双垄沟播覆盖种植与不同玉米秸秆还田方式,研究对其土壤理化特性及玉米产量的影响。结果表明:采用全膜双垄沟播种植方式,经秸秆还田后耕层土壤养分含量变化表现为整株还田>秸秆粉碎>免耕留茬,秸秆还田后的土壤容重明显降低但免耕留茬一膜两年用后的土壤容重增大。秸秆还田对土壤水分与温度的影响,在玉米生育前期经秸秆还田后的土壤温度与水分均显著低于对照,在玉米生育后期秸秆腐解后对土壤水分起到一个补偿效应。就玉米产量变化而言,表现为全膜覆膜+整株秸秆还田>全膜覆膜+秸秆粉碎还田>全膜双垄沟播>免耕留茬一膜两年用>露地种植,玉米全膜双垄沟播较露地种植增产达到显著水平,玉米采用全膜双垄沟播种植结合秸秆还田...

对农田营造早竹林后不同年限土壤有机碳变化规律的研究结果表明:(1)竹林3年生时,各层次土壤有机碳含量都呈现下降的趋势,其中表土层(0~30 cm)下降幅度最大;竹林满园后,由于采取了集约经营措施,竹林土壤有机碳含量迅速回升,至9年生时,各层次土壤有机碳含量都超过了农田相应层次水平,但是12年生时竹林各层次土壤有机碳含量又呈现下降趋势。(2)土壤有机碳密度变化和土壤有机碳含量相似,竹林3年生时各层土壤有机碳密度均呈现下降趋势;6年生时,除了0~30 cm土层继续下降外,其余各层次有机碳密度都增加;至9年生时,有机碳密度都超过相应农田各层土壤有机碳的密度;12年生时,各层土壤有机碳密度都呈现下降趋...

探明秸秆深翻还田年限对西辽河平原连作玉米田土壤细菌群落的影响，为持续秸秆还田培肥地力提供理论指导。以玉米秸秆离田为对照(CK),基于细菌16S rDNA V3～V4区高通量测序技术，结合生物信息学，分析持续秸秆还田2(SR2),5(SR5),10 a(SR10)玉米田0～20 cm和20～40 cm 2个土层有机质、氮素养分、土壤细菌群落结构及多样性变化特征。结果表明，SR2土壤有机质和氮素养分含量与CK差异不显著，而SR5和SR10显著提高土壤有机质和氮素养分含量；不同秸秆还田年限下，土壤细菌多样性存在差异且都有独有的OTU,其中SR10 OTU数目最多；Alpha多样性指数表明，土壤细菌群落的相对丰度和多样性2个土层均为SR2与CK差异不显著，SR5和SR10显著增加，且SR10与CK差异最大；在门水平上共获得51个细菌类群，相对丰度>5%的细菌门包括放线菌门、变形菌门、酸杆菌门、泉古菌门、绿弯菌门，且变形菌门、酸杆菌门和绿弯菌门的相对丰度随还田年限的增加而提升。RDA聚类分析表明，土壤细菌群落结构0～20 cm土层SR2与CK相似，SR5与SR10群落较为相似；20～40 cm土层，不同秸秆还田年限各处理均与CK存在差异，SR2与SR5群落结构相似，SR10与SR5、SR2群落结构差异均较大。土壤硝态氮、铵态氮、有机质和全氮含量对细菌菌群均有影响，表现为土壤硝态氮>铵态氮>有机质>全氮。持续秸秆还田2 a的土壤有机质和氮素养分含量与CK相比差异不显著，持续秸秆还田5,10 a显著提高。综上，细菌微生物多样性和丰富度在持续秸秆还田2 a 0～20 cm和20～40 cm土层均变化甚微，持续秸秆还田5,10 a后2个土层均显著增加；细菌群落结构0～20 cm土层持续秸秆还田2 a与CK相似，20～40 cm土层持续秸秆还田2,5,10 a均改变了细菌菌群结构。

为揭示有机碳变化的关键影响因素并为北京地区实现固碳减排目标提供科学依据，利用北京怀柔区前桥梓村玉米田2016-2019年土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）实测数据对反硝化-分解模型（denitrification-decomposition model,DNDC）进行验证，选取气候、土壤及秸秆还田等主要影响因子对验证后的DNDC模型进行敏感性分析，模拟了2种典型浓度路径（RCP8.5、RCP4.5）下该农田未来（至2100年）土壤有机碳变化情况。结果显示：经过校验后的DNDC模型可较好地模拟该玉米田SOC变化；初始有机碳含量及秸秆还田率是SOC变化的主要影响因素；RCP8.5及RCP4.5下SOC含量增加明显，土壤碳库在2100年达到平衡，2100年有机碳含量分别达到27.70、29.03 g/kg，分别较初始有机碳含量上升197.85%和212.15%。结果表明，DNDC模型可用于该研究区玉米田有机碳变化预测，该农田持续采用当前施肥和秸秆还田管理方式可实现土壤持续固碳。

[目的]研究氮肥和秸秆还田对夏玉米土壤氧化亚氮（N₂O）排放及活性氮组分的影响,以期为关中地区合理高效种植制度优化提供一定的理论支持。[方法]于2020—2022年,在陕西省关中地区进行大田定位试验,试验设置施氮量和秸秆还田方式2个因素,其中施氮量包括传统施氮（N₁）和减量施氮(N_0.7)2个水平,秸秆还田方式包括秸秆不还田（S₀）和秸秆还田（S）2个水平,采用随机区组设计,共计4个处理,分别为传统施氮+秸秆还田（N₁S）、减量施氮+秸秆还田(N_0.7S)、传统施氮+秸秆不还田（N₁S₀）和减量施氮+秸秆不还田(N_0.7S₀),测定不同处理的土壤N₂O)排放通量、土壤活性氮组分(硝态氮（NO₃^--N）、铵态氮（NH₄⁺-N）、无机氮（IN）、有机氮（DON）、微生物生物量氮（MBN）)含量以及夏玉米产量和单位产量N₂O累积排放量,并分析了土壤N₂O排放通量与土壤活性氮组分的相关性。[结果]在同一施氮量处理下,与秸秆不还田(S₀)处理相比,秸秆还田处理（S）增加了土壤N₂O累积排放量、NO₃^-N、NH₄⁺-N、IN、DON、MBN含量以及夏玉米产量和单位产量N₂O累积排放量;在同一秸秆还田方式下,与传统施氮（N₁）处理相比,减量施氮(N_0.7)处理降低了土壤N₂O累积排放量、NO₃^--N、NH₄⁺-N、DON、MBN含量以及夏玉米产量和单位产量N₂O累积排放量。与N₁S₀处理相比,N₁S和N_0.7S处理显著增加了夏玉米产量和N₂O累积排放量,N_0.7S₀处理显著降低了夏玉米产量和N₂O累积排放量。相关性分析结果显示,土壤N₂O排放通量与土壤NO₃^--N、NH₄⁺-N、IN、DON和MBN含量存在极显著正相关关系。[结论]与传统施氮+秸秆不还田处理比较,传统施氮+秸秆还田处理和减量施氮+秸秆还田具有明显的增产效应,减量施氮+秸秆不还田处理可显著降低N₂O排放。