【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。

【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...

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...

设不添加秸秆和生物炭的对照(CK)、全量秸秆覆盖(S10)、半量秸秆覆盖(S5)、全量生物炭覆盖(B10)、半量生物炭覆盖(B5)和半量秸秆+半量生物炭覆盖(BS5)共6个处理，其中全量、半量覆盖量分别为11.6、5.8 t/hm~2，开展室内原状土培养试验，于20℃恒温培养箱中，预培养7 d后正式培养32 d，研究玉米秸秆及其生物炭覆盖对黄壤养分和温室气体排放的影响。结果表明：在短期的室内培养条件下，秸秆与生物炭覆盖对土壤有机质、全氮、碱解氮和有效磷的质量分数影响并不显著；BS5土壤pH显著高于S10和B5的；与CK相比，S10、S5和B5显著降低了土壤中速效钾质量分数；秸秆和生物炭覆盖均提高了土壤CO_2累积排放量，BS5的CO_2累积排放量显著高于CK和S10的；与CK相比，B5的CH_4累积排放量降低了93.39%，而BS5的CH_4累积排放量增加了21.50%；秸秆和生物炭添加均有降低N_2O累积排放量的趋势，其中秸秆或生物炭单独覆盖处理的N_2O累积排放量均为负值，即土壤由N_2O排放源转为汇，S10的N_2O累积排放量显著低于CK的，两者混合覆盖土壤虽有一定的降低效果，但仍为N_2O的排放源；所有处理均具有潜在温室效应，随秸秆或生物炭覆盖量增加全球增温潜势(GWP)呈下降趋势，以BS5的GWP最高，显著高于CK和S10的。可见，半量秸秆+半量生物炭覆盖导致的潜在温室效应最为明显，不利于生态环境的友好发展，在实践中应根据生产实际对秸秆的利用方式及使用量进行选择。

设不添加秸秆和生物炭的对照(CK)、全量秸秆覆盖(S10)、半量秸秆覆盖(S5)、全量生物炭覆盖(B10)、半量生物炭覆盖(B5)和半量秸秆+半量生物炭覆盖(BS5)共6个处理，其中全量、半量覆盖量分别为11.6、5.8 t/hm~2，开展室内原状土培养试验，于20℃恒温培养箱中，预培养7 d后正式培养32 d，研究玉米秸秆及其生物炭覆盖对黄壤养分和温室气体排放的影响。结果表明：在短期的室内培养条件下，秸秆与生物炭覆盖对土壤有机质、全氮、碱解氮和有效磷的质量分数影响并不显著；BS5土壤pH显著高于S10和B5的；与CK相比，S10、S5和B5显著降低了土壤中速效钾质量分数；秸秆和生物炭覆盖均提高了土壤CO_2累积排放量，BS5的CO_2累积排放量显著高于CK和S10的；与CK相比，B5的CH_4累积排放量降低了93.39%，而BS5的CH_4累积排放量增加了21.50%；秸秆和生物炭添加均有降低N_2O累积排放量的趋势，其中秸秆或生物炭单独覆盖处理的N_2O累积排放量均为负值，即土壤由N_2O排放源转为汇，S10的N_2O累积排放量显著低于CK的，两者混合覆盖土壤虽有一定的降低效果，但仍为N_2O的排放源；所有处理均具有潜在温室效应，随秸秆或生物炭覆盖量增加全球增温潜势(GWP)呈下降趋势，以BS5的GWP最高，显著高于CK和S10的。可见，半量秸秆+半量生物炭覆盖导致的潜在温室效应最为明显，不利于生态环境的友好发展，在实践中应根据生产实际对秸秆的利用方式及使用量进行选择。

【目的】明确大田等氮量条件下,有机肥替代化肥对玉米农田土壤温室气体(N_2O和CO_2)排放及其增温潜势的影响,为稳定作物产量、减少化肥投入、减少氮肥流失、提高氮肥利用效率提供理论依据。【方法】2018和2019年大田采用静态箱-气相色谱法,以不施肥(CK)为对照,比较等氮量条件下常规单施化肥(NPK)、有机肥替代30%(化学肥料180 kg N·hm~(-2)+有机肥90 kg N·hm~(-2),NPKM30)、有机肥替代50%(化学肥料135 kg N·hm~(-2)+有机肥135 kg N·hm~(-2),NPKM50)对夏玉米生育期土壤N_2O和CO_2排放的影响,并估算玉米季农田温室气体排放量、全球增温潜势(global warming potential,GWP)和农业碳足迹(carbon footprint)。【结果】等氮量条件下NPK、NPKM30和NPKM50处理间的玉米籽粒产量没有显著差异。玉米整个生育期土壤N_2O排放通量呈动态变化,且3个施肥处理的N_2O排放通量均高于对照。与NPK相比,NPKM30处理两年N_2O累积排放量均值增加5.22%,而NPKM50处理降低7.92%。玉米生育期N_2O累积排放量占土壤全氮的12.91?—18.74?。3个施肥处理间CO_2排放通量的季节变化趋势基本一致,变幅为74.53—367.04 mg·m~(-2)·h~(-1)。施肥显著增加CO_2累积排放量,与NPK相比,NPKM30和NPKM50处理两年CO_2累积排放量均值分别增加0.91%和5.79%;GWP分别增加2.07%和2.10%。与NPK处理相比,NPKM30处理的温室气体排放强度(GHGI)和单位产量碳足迹降低2.46%和1.43%,而NPKM50处理增加3.37%和1.43%。【结论】部分有机肥替代化肥能够增加玉米田土壤温室气体排放量和全球增温潜势,但能够保持玉米产量稳定,同时有效降低温室气体排放强度和单位产量碳足迹,综合考虑玉米产量和生态效益,有机肥替代30%(NPKM30)是实现玉米稳产减肥减排较为理想的有机肥替代化肥比例。

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】秸秆还田配施氮肥可以提高作物生产力，但在气候变化条件下，不同管理措施对夏玉米农田氮素利用存在很大的不确定性。明确在未来气候条件下秸秆还田与氮肥种类对夏玉米产量和土壤氨挥发的影响，以应对气候变化。【方法】利用DNDC模型预测未来不同情景下，秸秆还田和不同氮肥种类对关中地区夏玉米产量和土壤氨挥发的影响。通过田间土壤温度、水分、产量和土壤氨挥发累积量试验数据的验证，DNDC模型可以很好地模拟未来气候条件下不同处理的作物产量和土壤氨挥发累积量。【结果】模拟和实测结果均表明，在当前气候条件下秸秆还田会提高作物产量并促进土壤氨挥发，稳定性氮肥与普通尿素相比对产量无显著影响但会显著减少土壤氨挥发累积量。敏感性分析表明，作物产量与土壤氨挥发累积量均对施氮量最敏感。在RCP4.5排放情景下，单施稳定性氮肥（NF1）和单施尿素（NF2）分别在2050s—2090s和2070s—2090s产量显著降低，秸秆配施稳定性氮肥（SF1）和秸秆配施尿素（SF2）均在2050s—2090s产量显著升高；在RCP8.5排放情景下，单施稳定性氮肥（NF1）在2070s—2090s产量显著降低，单施尿素（NF2）产量无显著变化，秸秆配施稳定性氮肥（SF1）和秸秆配施尿素（SF2）均在2050s—2090s产量显著升高。单施稳定性氮肥（NF1）在RCP4.5排放情景下的2050s—2090s和在RCP8.5排放情景下2030s—2090s土壤氨挥发累积量与当前气候条件相比显著提高，其余各处理在不同排放情景下未来各时期土壤氨挥发累积量与当前气候条件相比均显著降低。【结论】DNDC预测结果表明，在关中地区未来气温和CO2浓度升高以及降水变化的气候条件下，秸秆还田配施稳定性氮肥会显著提高夏玉米产量并降低土壤氨挥发累积量，是最佳的高产减排农田管理方案，可为应对气候变化及合理使用秸秆和氮肥提供理论基础。

研究不同量玉米秸秆深还田对辽西半干旱区农田土壤含水量、容重、玉米生长发育及产量的影响。结果表明:与不施秸秆相比,6000,12000,18000,24000kg.hm-2秸秆深还田处理玉米产量分别增产7.60%,9.40%,7.80%和4.51%;秸秆深还田各处理土壤含水量、容重均优于对照,800kg.hm-2处理的土壤墒情优于其他各处理,差异均达极显著水平。秸秆深还田对提高耕层土壤含水量,改善土壤结构,降低土壤容重,促进玉米生长发育及提高玉米产量有重要作用。

[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。

【目的】探究秸秆还田方式对土壤CO_2排放特征及碳平衡的影响，为东北地区农田土壤固碳减排和秸秆还田方式的选择提供科学依据。【方法】采用田间微区试验，以玉米为供试作物，设置3种秸秆还田方式：秸秆浅层还田（QH）、秸秆深层还田（SH）和秸秆覆盖还田（FG），无秸秆还田（CK）处理为对照。利用LI-8100A土壤碳通量自动测定仪监测玉米生长季不同秸秆还田方式下土壤CO_2的排放特征，探讨土壤温度、含水量、pH、微生物量碳及氮磷钾速效养分和全量养分对土壤CO_2排放的影响，并分析不同还田方式下的土壤碳平衡。【结果】在玉米生长季，各处理土壤CO_2排放速率均表现为先升高后降低的趋势。土壤CO_2累积排放量表现为FG>QH>SH>CK处理，相较于SH处理，FG和QH处理土壤CO_2累积排放量分别增加了14.0%和6.4%，各处理间差异显著（P<0.05）。不同还田方式下土壤CO_2排放速率与土壤温度、土壤含水量进行单因素模型拟合，均呈二次函数相关关系，且达到了显著水平（P<0.05），土壤温度和土壤含水量分别解释68.2%—73.7%和21.3%—82.8%的土壤CO_2排放速率变化，但土壤温度和土壤含水量的双因素复合模型能更好地解释土壤CO_2排放速率的变化，解释度达到78.5%—82.8%。相关性分析表明，土壤CO_2累积排放量与速效钾、微生物量碳呈极显著相关关系（P<0.01），与土壤有机质、碱解氮、全氮和pH呈显著的相关关系（P<0.05）。秸秆还田处理下土壤碳平衡均为正值，为大气CO_2碳汇。SH处理下土壤碳平衡和固碳潜力显著高于QH、FG处理，提高幅度分别为23.4%、475.7%和7.1%、30.7%(P<0.05），表现出较强的碳汇功能。在两年收获期，秸秆还田显著提高了玉米产量，其中SH处理最高，但与QH和FG处理间无显著差异。【结论】本试验条件下，综合考虑固碳减排效应和产量，3种秸秆还田方式相比，秸秆深层还田（SH）是一种较好的还田方式。