秸秆还田模式及氮肥用量对土壤有机碳剖面分布及其活性的影响

来源 :沈阳农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kanshu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
辽南地区长期采用秸秆移除及单一旋耕的耕种模式,导致土壤肥力下降,限制了玉米的持续高产稳产。因此,本课题组于2018年在辽宁海城建立了玉米秸秆还田模式与氮肥用量田间小区定位试验,试验采取裂区设计,主区为:两年免耕秸秆覆盖还田+一年深松+旋耕秸秆混合还田,简称两免一松(NPT);连续三年深松+旋耕秸秆混合还田,简称深耕混合还田(PT);旋耕混合还田(RT)。副区为:不施氮肥(N0);80%施氮量(N192)和100%施氮量(N240),试验共设9个处理。于2020年玉米收获后采集各土层(0-10 cm、10-20 cm、20-30 cm、30-40 cm)土壤样本,研究短期(三年)秸秆还田条件下,还田模式和氮肥用量的不同组合对土壤理化性质、有机碳、活性有机碳含量的剖面分布特征的影响,以明确适合辽南地区的秸秆还田模式及氮肥用量最佳组合,为推进当地保护性耕作进程,促进玉米高产稳产提供理论参考。主要研究结果如下:1.还田模式及氮肥用量对土壤理化性质的影响短期(三年)不同秸秆还田模式下,连年混合还田模式(RT和PT)能够改善表层土壤物理性质,而两免一松模式(NPT)能够改善深层土壤物理性质;与RT相比,NPT降低表层(0-10 cm)以下各土层土壤容重(6.13~9.08个百分点,30-40 cm除外),提高土壤含水量(2.99~6.70个百分点),缓解酸碱度(0.96~4.60个百分点,20-30 cm除外)。氮肥对土壤物理性质的影响因还田模式而异:总体上,RT模式下,配施80%氮肥量对改善表层(0-10 cm)土壤物理性质效果更佳;NPT模式处理下,100%氮肥量对亚耕层(20-40 cm)土壤物理性质改善作用更明显。各还田模式下,不同土层土壤养分呈现一定的规律性:混合还田模式(PT和RT)下,土壤全氮、有效磷、速效钾的含量均随着土层的加深而降低,两免一松模式(NPT)下各养分则随着土层的加深先增加后降低;与旋耕混合还田相比(RT),两免一松模式(NPT)亚耕层土壤全氮、有效磷和速效钾含量平均增加了14.29%、80.49%和9.63%。并且NPT-N240处理亚耕层土壤全氮、有效磷含量最高,平均分别为0.89 g/kg和7.99 mg/kg。2.还田模式和氮肥用量对土壤有机碳剖面分布的影响秸秆还田模式是影响土壤有机碳含量及储量剖面分布的主要原因:旋耕混合还田模式(RT)与深耕混合还田模式(PT)下土壤有机碳含量和储量变化呈现随着土层加深逐渐降低的剖面分布规律;而两免一松还田模式(NPT)下土壤有机碳含量及储量随土层加深呈先升高后降低的变化趋势。从不同土层看,混合还田模式(PT和RT)土壤有机碳含量及储量主要集中在土壤表层,且以连年旋耕混合还田配施80%氮肥量的RT-N192处理有机碳含量及储量最大,分别达到13.94 g/kg和16.18 t/hm~2;两免一松还田模式(NPT)显著提高了30-40 cm土层有机碳含量及储量,并以配施100%氮肥量的NPT-N240处理最高,其土壤有机碳含量及储量平均分别达到9.49 g/kg和13.43 t/hm~2。有机碳层化率总体随土层加深呈现增加趋势;同一土层,秸秆还田模式对有机碳层化率的影响表现为RT>PT>NPT,而氮肥用量对各有机碳层化率的影响不显著。3.还田模式和氮肥用量对活性有机碳剖面分布的影响还田模式(T)及氮肥用量(F)及两者间交互作用(T×F)对各土层活性有机碳均产生了不同程度的影响。两免一松还田模式(NPT)下有机碳活性组分的含量随土层加深先增后降,混合还田模式(PT和RT)有机碳活性组分则随着土层加深而降低;两免一松还田模式(NPT)可显著提高20-30 cm土层土壤有机碳活性组分含量,而混合还田模式(PT和RT)有机碳活性组分主要集中在耕层(0-20cm)土壤;适量氮肥可提高表层土壤DOC,以100%氮肥用量DOC含量最高,但80%氮肥用量与100%氮肥用量间差异不显著;氮肥能提高耕层及亚耕层MBC含量,且以80%氮肥用量处理提高更显著。DOC和MBC层化率总体随土层加深呈现增加趋势;各还田模式下,同一土层DOC和MBC层化率均表现为NPT模式显著小于PT和RT模式。氮肥能增加RT模式下深层(30-40cm)DOC层化率和PT模式下深层MBC层化率,但减小RT模式下深层MBC层化率。综上所述,在短期秸秆(3年)还田条件下,辽南玉米产区宜采用两年免耕秸秆覆盖还田与一年深松+旋耕秸秆混合还田轮换进行的还田模式,并以施氮肥量240kg/hm~2效果最佳。
其他文献
长期施肥引起表层和深层土壤水、热、养分和微生物活性的分异,影响秸秆碳在土壤中的分解和转化过程。土壤团聚体是有机碳主要固存场所。然而,关于秸秆碳在表层和深层土壤团聚体中的分配与固存特征还不很明确。本研究基于沈阳农业大学长期定位试验站,分别将不同施肥处理(有机肥配施氮肥,M2N 2;单施氮肥,N4;不施肥,CK)表层(0~20 cm)、深层(40~60 cm)土壤与13C标记秸秆混合,然后进行田间培养
学位
植物地上和地下输入是土壤有机碳的主要来源,也是土壤微生物的主要碳源。植物地上与地下输入在输入数量、质量、时间和频率等方面均存在差异,因而可能对土壤有机碳库的贡献不同,在维持土壤微生物活性、丰度、群落组成方面可能也起着不同的作用。然而,目前少有试验能在原位区分植物地上与地下输入,比较二者对土壤碳库的贡献以及对微生物活性、丰度、群落组成的影响,特别是非生长季微生物对地上与地下输入的响应更是研究甚少。基
学位
秸秆还田对调控土壤养分循环、提高土壤肥力、改善土壤理化性状等具有重要作用。秸秆还田后外源有机物料输入、团聚体、土壤微生物三者之间相互影响,必然会引起团聚体和微生物的连锁反应。因此,从团聚体角度出发,弄清秸秆还田对土壤微生物及氮素分配转化的影响,对于探究氮素转化的微生物过程及培肥土壤具有重大意义。本研究采集了长期定位(31年)0-20 cm耕层不同肥力的棕壤,向其中加入玉米根茬和茎叶,进行了为期36
学位
有机物料对改善土壤营养状况、提高土壤肥力、保障土壤健康等方面具有重要作用。本研究基于设施土壤长期定位施肥田间微区试验地平台,探究等氮条件下不同施肥方式[不施肥处理组(CK)、100%化肥N组(H)、100%生物有机肥N组(Y)、50%化肥N+50%生物有机肥N组(HY)和50%化肥N+50%生物有机肥N+改良剂组(HYG)]对设施土壤氮素供应特征、氨挥发及番茄生理指标的影响,明确不同施肥方式对设施
学位
辽南滨海黄土是第四纪以来东亚冬夏季风盛衰和渤海海平面升降的重要地质记录,沉积年代信息的确立是研究古环境的前提条件,同时要理解辽南滨海黄土的形成过程,才能客观的从该地区黄土—古土壤序列中提取古气候信息。本文以辽南地区典型黄土-古土壤序列夏家河剖面为研究对象,在规范详细观测描述形态学特征的基础上,采集了发生层样品36个和5cm等间距样品328个,测定分析了剖面的形成时间、磁化率、粒度组成、稀土元素组成
学位
提高肥料利用率,实现养分高效管理,以最小的环境成本生产更多的粮食,是我国正在面临的主要挑战,目前有关土壤供养分量的推荐施肥方法研究无法对田块的土壤供养分量进行定量分析。本文以土壤供磷量(PS)为切入点,揭示磷肥利用率(PUE)的主控因子和变异机制,寻找新的变异途径和规律,实现对磷肥利用率变化趋势的预测,寻找控制磷肥利用率的方法,构建磷素精确管理的指标与评价体系。本文基于2006年~2010年辽宁省
学位
地铁隧道建设规模大、施工里程长,通常会跨越多个区域,难免会遇到含水量偏高的地层,若防水、堵漏施工不规范、管控不到位,接缝、孔洞等薄弱位置极易出现渗漏水,危及隧道结构的安稳承荷与使用寿命。文章结合实例全面探究了地铁盾构隧道渗漏水病害的具体成因并提出了防治策略,以供借鉴参考。
期刊
土壤温室气体排放是影响全球变暖的关键因素。东北黑土开垦种稻后,不同种稻年限土壤有机碳含量存在较大差异,水稻秸秆还田对黑土不同种稻年限土壤温室气体排放特征的影响如何?目前尚不清楚。因此,本研究以黑土不同种稻年限(0 a、12 a、35 a、62 a和85 a)土壤为研究对象,利用13C标记水稻秸秆示踪技术,采用室内淹水培养试验(温度为20℃,淹水层为1 cm),研究水稻秸杆添加(1%添加量)对黑土不
学位
针对地铁站的现场实际情况,从围护结构的渗漏水和结构混凝土的渗漏水这两个方面,对渗漏水的成因进行了分析,并对常见的围护结构和结构混凝土渗漏情况提出了具体的防治措施。
期刊
阿特拉津作为一种典型除草剂,长期过量施用导致水体和土壤环境严重污染,同时对土壤中的后茬作物产生毒害作用。生物炭常作为一种吸附剂,用于有机污染物的治理,受原料种类、制备温度等因素限制,生物炭的吸附能力有限,通过改性可以增强生物炭的理化性质从而提高吸附能力。本试验以玉米秸秆为生物质原料,先后通过氯化锌活化以及壳聚糖负载,制备了两种改性生物炭Zn BC与CBC,系统的研究了这两种改性生物炭及其改良土壤对
学位