秸秆还田深度对土壤温室气体排放及玉米产量的影响

【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（CO₂、CH₄、N₂O）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CO₂和N₂O均表现为排放,CH₄表现为吸收。CO₂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N₂O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%（P<0.05）;CH₄则表现为吸收,且秸秆还田后降低了农田土壤对CH₄的吸收能力,吸收量表现为CK处理>T4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%（P<0.05）,但各处理之间的穗长、穗粗和行粒数差异不显著。当秸秆还至30—40 cm时,产量最高,较CK增加了20.8%,表明秸秆还田对提升土壤肥力及作物增产有重要作用。（3）从温室气体综合增温潜势（GWP）和温室气体排放强度（GHGI）来看,在100年尺度上,GWP表现为T2处理>T3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CO₂和N₂O排放,降低对CH₄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。     

密山市农户秸秆还田意愿的研究

在农作物秸秆的资源利用方面,秸秆还田目前被公认为一种高效、大量利用秸秆的措施,而农户作为处理秸秆资源的实际主体,研究农户的秸秆还田意愿也成为了开展秸秆资源利用的关键。本文调查研究了密山市下属各乡镇,通过问卷调查的数据去分析影响农户秸秆还田意愿的问题,并结合实地调研情况来提出提升农户秸秆还田意愿的建议。     

添加槐花粉对白三叶青贮发酵品质的影响

采用单因子随机设计，研究添加不同比例的槐(Sophora japonica)花粉对白三叶 (Trifolium repens)青贮发酵品质的影响，以期为槐花应用于青贮饲料生产提供科学依据。分别设置白三叶单独青贮(C)、95%白三叶 + 5%槐花粉青贮(T1)、90%白三叶 + 10%槐花粉青贮(T2)、85%白三叶 + 15%槐花粉青贮(T3)、80%白三叶 + 20%槐花粉青贮(T4)共5个处理。结果表明，白三叶单独青贮品质较差，添加槐花粉提高了青贮原料的干物质、水溶性碳水化合物含量和发酵系数，降低了缓冲能值，使得青贮后的感官评分、乳酸、乳酸 ? 乙酸、干物质、水溶性碳水化合物、粗蛋白质含量显著提高(P ≤ 0.05)，pH、氨氮 ? 总氮、乙酸、丁酸含量显著降低(P ≤ 0.05)。综合考虑，80%白三叶 + 20%槐花粉青贮能获得良好的青贮品质。     

秸秆覆盖还田对桑园土壤生物学性状及其细菌群落结构的影响

[目的]分析秸秆覆盖还田对桑园土壤肥力及其细菌多样性的影响,阐明秸秆覆盖还田技术对南方桑园土壤肥力及健康的影响机制与应用前景,为构建稳定高产、可持续发展的桑树栽培管理体系提供参考依据.[方法]设秸秆覆盖还田桑园和对照桑园(非秸秆覆盖还田桑园)2个处理,其中,秸秆覆盖还田处理是将水稻秸秆切碎、自然堆沤50~60 d后覆盖于桑树根系两旁,覆盖45 d后分别采集秸秆覆盖还田桑园和对照桑园的土壤样品,利用传统的测定方法和Illumina高通量测序技术分析秸秆覆盖还田对桑园土壤生物学性状及土壤细菌群落结构特征的影响.[结果]秸秆覆盖还田桑园土壤β-葡糖苷酶、氨肽酶和磷酸酶活性及土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)和微生物生物量磷(MBP)含量均显著高于对照桑园土壤(P<0.05,下同);秸秆覆盖还田桑园土壤的菌群Chao1和Shannon指数也显著高于对照桑园土壤.在秸秆覆盖还田桑园和对照桑园土壤中相对丰度大于1.00%的优势细菌门分类数量均为11个,但二者的优势细菌门分类组成比例存在一定差异;相对于对照桑园土壤,秸秆覆盖还田桑园土壤中Bac-teroidota的相对丰度急剧增加,而绿弯菌门(Chloroflexi)和Verrucomicrobiota的相对丰度急剧下降.在秸秆覆盖还田桑园和对照桑园土壤中相对丰度大于1.00%的优势细菌属分类数量分别为23和24个;与对照桑园土壤相比,秸秆覆盖还田桑园土壤中虽然慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、假双头斧形菌属(Pseudolabrys)、Dongia、Candidatus_Udaeo-bacter和norank_f_JG30-KF-AS9等优势细菌属部分缺失,但富集了类诺卡氏菌属(Nocardioides)、norank_f_Methyloli-gellaceae、黄杆菌属(Flavobacterium)和微枝形杆菌属(Microvirga)等特有优势菌属.秸秆覆盖还田桑园土壤的特有细菌属为199个、特有细菌种为390个,分别是对照桑园土壤特有细菌属和细菌种的3.75和2.52倍.[结论]秸秆覆盖还田不仅显著提高桑园土壤肥力,还改变桑园土壤优势细菌不同(门、属)分类水平的组成比例,形成更丰富多样的土壤细菌群落结构,而有助于维护桑园土壤健康.     

秸秆覆盖方式和施氮量对河套灌区夏玉米氮利用及产量影响

为探究夏玉米氮素转运利用规律、产量及土壤NO3－-N含量分布对秸秆覆盖方式和施氮量的响应，在河套灌区开展2a不同秸秆覆盖方式（秸秆表覆B处理、秸秆深埋S处理）和不同施氮水平（不施氮N0、低氮N1、中氮N2、高氮N3）的田间试验，以传统耕作模式为对照（CK处理）。结果表明：在0～100 cm土层，各处理NO3－-N含量随施氮量增加而增大，成熟期B和CK处理随土层加深呈先减后增趋势，而S处理呈先增后减趋势；B处理提高0～20 cm土层NO3－-N含量，而S处理提高20～40 cm土层NO3－-N含量（P<0.05）；秸秆覆盖可减少0～100 cm土层NO3－-N累积损失量，且显著提高氮肥利用率及夏玉米氮素转运量对籽粒产量的贡献率，SN2处理效果较佳。相比CK处理，成熟期的SN2处理2 a平均NO3－-N累积损失量降低39.6%，氮肥利用率较提高28.5%，夏玉米氮素转运量对籽粒产量的贡献率提高32.1%，增产9.3%。综合分析，秸秆深埋配施中氮效果较佳，可实现河套灌区夏玉米提效增产的目标，并减少深层土壤NO3－-N累积损失量，为优化河套灌区夏玉米耕作施氮模式和缓解农业面源污染提供参考。     

独立圆盘耙单体排列参数对秸秆堵塞影响研究

为对秸秆覆盖混埋还田耕整地技术模式进行深入研究,需要研发配套圆盘耙联合整地机具,机具研发过程中首先要解决受秸秆影响的堵塞问题。通过进行影响因素的单因素试验和3因素3水平正交试验,探索独立连接圆盘耙单体排列参数对秸秆堵塞问题的影响规律。通过单因素试验确定对应机具通过性评分为3分的三个因素临界值:耙片间距为275 mm,横梁间距为900 mm,错位间距取值全部满足试验要求。正交试验极差分析结果表明:耙片排列参数对机具堵塞影响主次顺序为耙片间距B,横梁间距L,错位间距S;机具通过性的较优组合为耙片间距325 mm,横梁间距1 100 mm,错位间距0 mm。正交试验方差分析结果表明机具排列参数耙片间距和横梁间距对机具堵塞影响显著,错位间距对机具堵塞影响不显著。正交试验回归分析结果得到拟合度较高的机具通过性回归方程:T=0.833B+0.667L。本文试验结果为圆盘耙联合整地机的开发与设计提供数据参考。     

高原夏菜秸秆栽培平菇的培养基配方研究

采集高原夏菜玉米、花菜、辣椒和包菜的秸秆栽培平菇,采用正交法设置单因素三水平在恒温培养箱内培育15～20d,对使用高原夏菜秸秆栽培平菇的培养基配方进行研究.结果表明:试验组I(玉米秸秆)平均培育平菇(16.6±1)d成熟、生物学效率21.73％、子实体平均粗纤维含量5.21％、粗脂肪含量3.25％、粗蛋白含量6.08％;试验组II(花菜秸秆)培育平菇(18.6±2)d成熟、生物学效率为16.16％、子实体平均粗纤维含量4.39％、粗脂肪含量2.86％、粗蛋白含量6.61％;试验组III(辣椒秸秆)培育(16.6±1)d成熟、生物学效13.94％、子实体平均粗纤维含量3.17％、粗脂肪含量3.12％、粗蛋白含量为5.09％;试验组IV(包菜秸秆)培育(15.6±1)d成熟、生物学效率20.61％、子实体平均粗纤维含量6.35％、粗脂肪含量2.17％、粗蛋白含量4.82％.需要培育时间最短的,选择包菜秸秆培育最优;需要经济效益最高的,选择玉米秸秆培育最优;需要营养价值最高,选择玉米秸秆培育最优.     

'云田彩桂'组织培养研究

通过对'云田彩桂'不同树龄植株采集的外植体进行组织培养技术研究,结果表明:春季采取'云田彩桂'3y的幼嫩枝条作外植体较好,这是因为在幼树当年生枝条中所含的有毒有害物质及酚类化合物较少,能有效降低褐化率和污染率.最适宜的消毒剂及消毒时间为:75％酒精1min,0.1％的氯化汞溶液消毒10min,成活率达46.5％.在增殖阶段为防止无菌苗褐化及提高增殖系数,采用MS+6-BA1.0/L+NAA0.1mg/L+Vc 20mg/L的培养基配方,能有效减少褐化率,并提高增殖系数至2.02.     

施肥对灌漠土作物产量、土壤肥力与重金属含量的影响

有机物还田是提升土壤肥力的主要措施,但也存在造成土壤金属污染的潜在风险。为查明不同有机物还田对土壤质量及作物产量的影响,本文通过长期定位试验,研究了无肥对照、常规施化肥(氮磷配施)以及70%常规化肥与牛粪、沼渣、污泥、鸡粪、菌渣和猪粪配施对土壤理化性状、有机碳和氮的固存率、氮磷钾活化系数、作物产量及重金属含量的影响。结果表明:牛粪、沼渣、污泥、菌渣、鸡粪和猪粪与70%化肥配施虽作物产量与常规施化肥相似,但6种有机物处理土壤有机质、全氮和碱解氮含量都较常规施化肥处理显著增加,污泥、鸡粪和猪粪处理土壤全磷与速效磷含量较常规施化肥处理显著增加,而且牛粪、沼渣、鸡粪和猪粪处理的速效钾、土壤磷活化系数和土壤钾活化系数较常规施化肥处理也显著提升。牛粪、沼渣、污泥、菌渣、鸡粪和猪粪处理土壤有机碳固存率为36.42%～71.61%,较常规施化肥处理都显著提高;而其氮固存率为6.47%～49.44%,仅有菌渣处理与常规施化肥处理差异不显著,而其他处理较常规施化肥处理显著增加。长期施鸡粪和菌渣处理的土壤铜含量较常规施化肥处理显著增加,增加量分别为4.17mg·kg~(-1)和14.2mg·kg~(-1);而污泥、鸡粪和菌渣处理的土壤锌含量较常规施化肥处理显著增加,增加量分别为13.53 mg·kg~(-1)、22.60 mg·kg~(-1)和49.73mg·kg~(-1)。综上,等有机质(4 500kg×hm~(-2))的牛粪、沼渣、污泥、菌渣、鸡粪和猪粪可替代30%氮磷肥,作物产量不受影响;不同有机物培肥土壤效果为污泥、鸡粪和猪粪优于牛粪和沼渣,而沼渣的培肥效果略差。为保证土壤环境质量稳定不恶化,种植小麦时有机物铜和锌的年携入量应分别低于53.01g×hm~(-2)和221.30 g×hm~(-2),而种植玉米时应分别低于153.40 g×hm~(-2)和347.04 g×hm~(-2)。