秸秆还田条件下分层施肥对玉米产量及氮素利用的影响

辽宁地区玉米种植长期实行浅耕旋耕作业,过量施用化肥,有机物料投入少,导致土壤结构退化、肥料利用率低等问题。为了改善土壤质量和提高肥料利用率,开展了秸秆还田条件下施肥方式对玉米氮素利用的影响。采用田间试验,设不施氮肥对照、常规施肥、秸秆还田+常规施肥和秸秆还田+分层施肥4种处理,研究了秸秆还田配合不同施肥方式对玉米产量、氮素利用率及土壤性质的影响。结果表明,与常规施肥相比,秸秆还田处理明显提高玉米产量,其中秸秆还田配合分层施肥效果较好,2020年玉米产量提高了17.68%,并且该处理比秸秆还田配合常规施肥产量增加了4.65%。秸秆还田处理明显增加玉米氮素吸收量,尤其秸秆还田配合分层施肥处理随着秸秆还田时间的增加效果更明显。秸秆还田处理明显提高土壤有机质、全氮和有效钾含量,但分层施肥与常规施肥间无显著差异,对土壤全磷、全钾、碱解氮和有效磷含量影响不大。可见,秸秆还田+分层施肥有利于玉米对氮素的吸收利用,提高产量。     

玉米秸秆直接还田配施促腐剂效应研究Ⅰ.对土壤氮素时空动态变化和作物产量的影响

通过2年田间定位试验,研究了冀东地区玉米秸秆连续直接还田对土壤氮素养分时空动态变化和作物产量的影响.结果表明,玉米秸秆直接还田可明显提高土壤氮素供应水平,增产作用显著.在秸秆C/N15∶1～35∶1范围内,调节秸秆不同C/N未改变秸秆还田后的转化进程,其转化对土壤氮素时空动态变化的影响亦无明显差异,增产幅度大致相当.在调节秸杆C/N的前提下配施促腐剂,使秸秆还田后的转化进程明显加快,与秸秆直接还田未配施促腐剂处理比较,可有效提高土壤供氮能力,显著增加作物产量.调节玉米秸秆C/N为35∶1并配施促腐剂是冀东地区小麦-玉米一年两熟种植制度下,玉米秸秆直接还田较好的施肥方式.     

滨州市农作物秸秆综合利用技术及优选分析

滨州市耕地面积46.53万hm2,种植结构以小麦、玉米、棉花为主,理论秸秆产量约580万t/a,主要利用方式包括肥料化(70%)、饲料化(20%)、燃料化+基料化+原料化(10%)等。结合当地实际,优选出了小麦/玉米秸秆"青贮饲料+秸秆还田"、棉花秸秆"生物质颗粒燃料+生产原料"、零散秸秆"沼气/沼渣+有机肥"为主的综合利用模式,分析了秸秆综合利用的长效机制。     

施用氮硅肥对巨型稻生长、养分利用和产量的影响

该文采用田间随机区组设计,以巨型稻“丰超6号”为供试材料,以磷钾肥为基肥,设置氮肥或硅肥使用组合的4种处理:不施氮肥和硅肥(CK)、施氮肥(N)、施氮肥配施低量硅肥(NSi₁)和施氮肥配施高量硅肥(NSi₂).研究结果表明:相对于CK处理,施用氮肥和硅肥使水稻地上部和根系生物量分别增加了55.6%和67.0%,使水稻根冠比分别增加了30.8%和46.2%.与CK处理相比,施用氮肥和硅肥使巨型稻分蘖数分别增加了23.9%和45.0%; 与单施氮肥相比,氮、硅肥配施使分蘖数进一步增加了17.1%,施用氮肥和硅肥使巨型稻SPAD值(叶绿素相对含量)分别增加了9.7%和19.8%.氮、硅肥配施使土壤碱解氮和有效硅含量分别增加了19.2%～31.5%和9.2%～28.5%.NSi₂处理较NSi₁处理的氮肥利用率提高了16.5%.与单施氮肥相比,NSi₁处理使巨型稻产量提高了11.7%,而NSi₂处理使巨型稻产量显著增加26.1%.在巨型稻种植过程中以氮肥配施高量硅肥(NSi₂)处理效果最好.     

秸秆还田维护土壤肥力试验研究

小麦籽粒占生物产量39％,茎秆叶占47％,颖壳占14％,氮、磷在小麦、棉花、玉米籽粒中含量最高,钾的含量普遍以茎秆和壳中最高。棉秆还田450-600kg,每667m~2可供养分N5.98-7.97kg,P_2O_5 1.67-2.23kg,K_2O 11.39-15.51kg。土壤有机质提高1-8g/kg、土壤容重降低0.04-0.08g/cm~3;土壤孔隙度增加0.68-2.38％。     

生物炭添加对土壤冻融过程中温室气体排放的影响

【目的】研究模拟生物炭添加对土壤冻融过程中二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)排放的影响,为冻融期土壤温室气体的减排提供参考。【方法】以伊犁河谷典型农田为研究对象,野外采集原状土柱,并在室内模拟不同幅度的冻融过程(+5 ℃、-5 ℃～ +5 ℃和-10 ℃ ～ +10 ℃),探求冻融过程中土壤CO₂、CH₄和N₂O排放对生物炭添加(0、20和40 t/hm²)的响应特征。【结果】与不添加生物炭的处理相比,添加生物炭会使冻融过程中的土壤CO₂排放量提高1.1～1.4倍,但该影响远小于冻融作用对土壤CO₂排放的促进作用(为CK的1.5～3.2倍); 虽然冻融作用未显著(P > 0.05)影响土壤CH₄的累积排放量,但生物炭的添加显著(P < 0.05)促进了45.5%～81.8%的CH₄吸收量; 冻融作用使土壤N₂O的累积排放量提高了1.3～3.0倍,生物炭降低了冻融过程中10.2%～30.9%的土壤N₂O排放量,但在多数情况下这种减小并不显著(P > 0.05)。【结论】模拟生物炭添加会增加土壤冻融过程中CO₂的排放,也会促进CH₄的吸收和N₂O的减排。     

作物秸杆还田对土壤养分含量的影响

农业生产中大量使用化肥等造成利用率降低、环境污染严重。农作物秸秆中含有大量氮、磷、钾及其他微量元素。秸秆还田可以提高土壤有机质、改善土壤结构、增加土壤肥力，但不同作物品种不同产量水平条件下秸秆还田对土壤肥力产生的作用有所不同。通过两年试验得出棉花、小麦、玉米不同产量水平条件下的经济系数、秸杆还田量、秸杆养分还田量及秸杆还田后土壤养分含量的变化情况，为精准施肥、培肥地力提供理论依据。     

玉米秸秆还田及腐熟剂对小麦产量、土壤微生物数量和酶活性的影响

通过田间小区试验,研究了玉米秸秆还田配施腐熟剂对土壤理化性状、微生物数量、酶活性及小麦产量的影响。结果显示,与秸秆未还田处理（CK）相比,秸秆还田（T1）和秸秆还田配施腐熟剂处理（T2）显著降低了土壤容重,提高了根际土壤细菌和放线菌数,以及土壤脲酶、中性磷酸酶和蔗糖酶活性,进而提高了土壤有效养分和有机质含量,最终产量分别显著提高了10.33%和13.46%;此外,T2与CK相比,降低了根际土壤真菌数,提高了土壤过氧化氢酶和脱氢酶活性,而T1处理的差异不明显。结果表明,秸秆还田可通过改善土壤微生物群落的数量和多样性来调节土壤酶活性和养分含量,优化根际生长环境,促进小麦生长。其中,秸秆还田配施腐熟剂的处理效果最佳,可在北方玉米种植区推广应用。     

玉米秸秆还田对麦田土壤养分的影响

通过比较实验,对目前黄淮地区小麦—玉米一年两熟种植制度下,玉米秸秆粉碎还田对麦田土壤养分的影响进行了研究。结果表明:秸秆还田处理中土壤中的有效氮、有效磷、有效钾、有机质含量均比未还田处理高,有效氮平均增加11.99mg/kg,有效磷平均增加7.34mg/kg,有效钾平均增加41.07mg/kg,有机质平均增加0.29g/kg。玉米秸秆还田能改善土壤酸碱度,改善土壤有效养分的供应状况,增加土壤有机质含量。     

模拟氮沉降对典型阔叶红松林土壤呼吸的影响

阔叶红松(Pinus koraiensis)林是我国东北东部山区的地带性顶极植被,全球氮沉降增加可能影响其碳循环的各个过程。在2010年和2011年的5—10月,对典型阔叶红松林进行了模拟氮沉降实验。实验设置了对照(N₀, 0 kg/(hm²·a))、低氮(N₁, 30 kg/(hm²·a))、中氮(N₂, 60 kg/(hm²·a))和高氮(N₃, 120 kg/(hm²·a))4种模拟氮沉降处理,每隔半个月采用Li-6400-09便携式CO₂/H₂O气体分析仪对土壤呼吸速率进行测定,研究了氮沉降对典型阔叶红松林土壤呼吸的影响。结果表明:① 各处理土壤呼吸速率的季节变化与5 cm深度的土壤温度相似,均呈现出明显的季节变化趋势,最大值出现在6月中旬(3.84～4.55 μmol/(m²·s)),最小值出现在5月初(1.37～1.84 μmol/(m²·s)),土壤温度的变化可解释土壤呼吸速率季节变化的49.9%～69.2%。② 各处理的土壤呼吸速率与土壤温度呈指数相关(R²=0.499～0.692),土壤呼吸速率与土壤温度、湿度及其相互作用的回归模型可以解释各处理土壤呼吸速率52.2%～73.5%的季节变异; ③ N₀、N₁、N₂和N₃样地土壤呼吸温度敏感系数Q₁₀值分别为2.10、1.93、1.97和2.01; ④ 各处理样地土壤呼吸速率的平均值分别为3.09、2.78、3.06和2.90 μmol/(m²·s),与对照样地N₀相比,土壤呼吸速率和凋落物量无明显相关(P> 0.05)。     

保护性耕作对冀东地区玉米产量和土壤特性的影响

为探索保护性耕作对玉米田土壤特性以及玉米产量及其构成因素的影响,以免耕秸秆不还田为对照(CK),研究了翻耕秸秆还田(PTS)、旋耕秸秆还田(RTS)、免耕秸秆还田(NTS)、旋耕秸秆不还田(RTNS)和翻耕桔秆不还田(PTNS)等5种保护性耕作措施对冀东地区玉米产量和土壤特性的影响。结果表明:与CK相比,PTS,RTS,NTS,RTNS,PTNS等5种保护性耕作措施均能不同程度的增加玉米的产量,而以PTS处理效果最好;0~30 cm土层中速效氮、速效钾和有机质的质量分数也以PTS处理效果最好;PTS处理的土壤孔隙度最大,而土壤容重最小。     

外源添加物对秸秆还田土壤中无机氮转化影响

采用室内培养方法,研究秸秆不同还田方式土壤中加入无机氮肥和玉米秸秆对无机氮转化的影响。在田间秸秆不同还田处理的土壤中加入氮肥(硫酸铵)培养,初期土壤NH_4~ -N的含量较高,随着培养时间延长,NH_4~ -N的含量下降,培养15天后NH_4~ -N的含量趋于平衡;而土壤中NO_3~--N含量在培养期间逐渐增加,培养30天后NO_3~--N含量趋于平衡;秸秆不同还田处理土壤中添加秸秆培养,粉碎还田处理的土壤中NH_4~ -N的含量在整个培养过程中处于最低,培养后期覆盖还田和高茬还田的土壤NH_4~ -N的含量略有下降。     

纳米银对小麦秸秆还田土壤中酶活性及微生物群落功能多样性的影响

采用室内培养的方式,设置空白对照组（无添加,CK）、土壤＋小麦秸秆组（SW）、土壤+小麦秸秆+纳米银组（AgSW）,探究纳米银对秸秆还田农田土壤的呼吸作用,碳循环相关酶包括过氧化物酶、多酚氧化酶和纤维素酶的活性,微生物群落功能多样性的影响。结果显示：与CK组相比,添加小麦秸秆的SW组提升了土壤呼吸速率,使CO₂累计释放量增加了9.9%;与SW组相比,添加纳米银的AgSW组抑制了土壤呼吸作用,CO₂累计释放量减少36.8%,同时3种酶活性显著降低,过氧化物酶、多酚氧化酶和纤维素酶的活性可分别最高降低25.1%、27.1%和14.3%;微生物群落水平生理特征(CLPP)分析结果发现,纳米银显著降低了微孔板平均孔颜色变化率（与SW组相比下降了73.8%）和微生物多样性与丰富度。研究认为纳米银通过抑制土壤酶与微生物活性改变了土壤有机质分解的生态学过程,使微生物群落功能多样性降低。     

生物炭添加对降低盐滩地有害离子及促进玉米生长效果研究

黄河三角洲盐渍化土壤改良是农作物产量提升的主要途径之一。为了解生物炭施用对降低盐滩地有害盐分离子浓度和促进玉米生长效果的影响,通过田间试验,研究秸秆还田、秸秆还田加化肥施用和不同类型低剂量(3 g·kg^-1)生物炭(棉秆炭、芦苇炭和玉米芯生物炭)添加对盐渍土有害盐离子、电导率、钠吸附比对玉米生长效果的影响。结果表明,生物炭的添加可降低土壤溶液中有害盐分离子浓度、电导率、钠吸附比(SAR),提升玉米地下和地上生物量。以芦苇炭施用(3 g·kg^-1)降盐效果最为明显,土壤溶液中Na⁺浓度较对照降低了76%,土壤电导率降低了33%,土壤钠吸附比(SAR)降低了52%。以玉米芯生物炭施用(3 g·kg^-1)对降低土壤钠吸附比和电导率最为显著,分别较对照降低了58%和45%,土壤溶液中Na⁺浓度较对照降低了47%,并且玉米芯生物炭施用对提升玉米地上和地下生物量显著,分别较秸秆还田增加了12.19倍和6.78倍。生物炭添加可以降低土壤溶液中的Na⁺、钠吸附比和电导率,...     

不同林龄杨树人工林土壤有效氮对 模拟氮沉降的初期响应

为了解森林生态系统对持续氮增长和快速氮循环的响应模式及反馈机制,选择3种林龄杨树人工林作为试验样地,设置N₀(0 g/(m²·a))、N₁(5 g/(m²·a))、N₂(10 g/(m²·a))、N₃(15 g/(m²·a))、N₄(30 g/(m²·a))共5个不同浓度进行模拟氮沉降实验,探讨3种林龄杨树人工林土壤有效氮含量及对模拟氮沉降的响应。结果表明:①幼龄林、中龄林和过熟林的铵态氮占总有效氮含量的比例分别为18.50%～28.81%、23.14%～34.52%和32.60%～49.92%; ②随着外源氮浓度的不断增加,3种林龄土壤硝态氮含量都呈显著的增加趋势,且高氮处理对有效氮的影响高于低氮处理,而铵态氮只在幼龄林和中龄林中高氮处理(N₃和N₄)之间差异显著; ③幼龄林土壤硝态氮含量对不同浓度的氮沉降响应比中龄林和过熟林更为敏感,而铵态氮在3种林龄之间无显著规律; ④3种林龄土壤表层(0～10 cm)的铵态氮、硝态氮含量对氮沉降响应更加敏感。     

秸秆炭化还田和施氮量对棉田土壤有机氮组分的影响

通过5 a田间定位试验,研究棉花秸秆直接还田或炭化还田与氮肥配施对滴灌棉田土壤有机氮及其组分的影响,为合理调控土壤有机氮库、提高土壤肥力提供依据。采用两因素三水平试验设计,秸秆还田模式设对照(秸秆不还田,CK)、秸秆直接还田(SD)和炭化还田(SB) 3个处理;施氮量为0、300和450 kg·hm~(-2)(N0、N300、N450)。结果表明:(1)施氮肥或秸秆还田均显著增加土壤全氮,尤其秸秆还田配施氮肥的作用更显著。在施氮肥条件下(N300、N450),秸秆直接还田和炭化还田处理全氮含量较对照分别增加32. 8%～33. 4%和37. 2%～38. 4%。秸秆炭化还田土壤全氮含量显著高于秸秆直接还田。(2)施氮肥显著增加酸解总氮、铵态氮和氨基糖态氮含量,较对照分别增加8. 1%～10. 8%、20. 6%～40%和32. 3%～42. 9%,而对氨基酸态氮、未知态氮和非酸解氮无影响。秸秆还田配施氮肥土壤有机氮各组分含量均显著增加。2种秸秆还田方式(直接还田和炭化还田)相比,秸秆炭化还田显著增加了铵态氮、氨基糖态氮和非酸解氮含量,分别较秸秆直接还田增加8. 0%～16. 4%、12. 3%～16. 2%和16. 7%;秸秆直接还田主要增加了氨基酸态氮含量,较炭化还田增加15. 8%～20. 5%。(3)秸秆还田和施氮肥也改变了土壤有机氮的组成。秸秆炭化还田增加了酸解未知态氮比例,降低了铵态氮和氨基酸态氮比例;而秸秆直接还田主要增加了氨基酸氮比例,降低了铵态氮比例。本研究表明,秸秆炭化还田配施氮肥既能增加土壤有机氮库,增强土壤供氮能力;又能增加非酸解氮含量和酸解未知态氮比例,提高土壤有机氮库的稳定性。     

玉米秸秆直接还田配施促腐剂效应研究 Ⅱ.对土壤磷素和钾素时空动态变化的影响

通过2年田间定位试验，研究了冀东地区玉米秸秆连续直接还田对土壤磷素和钾素养分时空动态变化的影响。结果表明，玉米秸秆直接还田可明显提高土壤磷素和钾素供应水平。小麦生长期间，玉米秸秆直接还田后磷素的转化表现为前期净释放、中期净固持、后期净释放；钾素的转化则表现为前期大量释放，中、后期释放量逐次减少。在调节秸秆C／N15：1～35：1范围内，调节秸秆不同C／N未改变秸秆还田后的转化进程，其转化对土壤磷素和钾素时空动态变化的影响亦无明显差异。在调节秸秆C／N的前提下配施促腐剂，使秸秆还田后的转化进程明显加快。     

秋闲期复种翻压绿肥对后茬作物春小麦产量、氮残留和N2O排放的影响

为探索适宜于青海高原春小麦的绿肥还田方式,本研究于2021—2022年进行田间试验,设置6个处理：常规施肥100%(F100)、70%(F70)、0%(F0),复种翻压绿肥配施化肥100%(F100+G)、70%(F70+G)、0%(F0+G),分析在不同处理下苗期、花期和收获期0～100 cm土层硝态氮和铵态氮的含量,以及春小麦整个生育期N₂O的排放特征和小麦产量。结果表明：在复种翻压绿肥处理下春小麦穗数、穗粒数、千粒重和产量均显著提高(P<0.05),且F70+G处理的增产效果最佳,为6 025 kg/hm²;花期和成熟期硝态氮和铵态氮含量均表现为F70+G>F100+G>F70>F0+G>F100>F0。复种翻压绿肥配施化肥较单施化肥减少了农田N₂O的排放,其中F70+G处理的N₂O排放量较F70处理显著减少(P<0.05)。同时,F70+G处理的N₂O排放强度最低。因此,复种翻压绿肥配施70%化肥为青海高原春小麦最佳栽培方式。     

CO2/N2稀释对H2/CH4层流火焰传播特性的影响

利用本生灯-纹影系统实验研究含有CO₂，N₂的掺氢天然气层流预混火焰传播速度，并应用GRI-3.0机理模拟计算不同组分预混燃气绝热火焰温度、敏感性系数及重要自由基浓度等，详细讨论CO₂，N₂的稀释效应.研究表明，GRI-3.0机理能较好地预测掺氢天然气层流预混火焰传播速度；CO₂，N₂稀释组分会显著抑制掺氢天然气层流预混火焰速度及其绝热火焰温度；与N₂相比，CO₂不仅具有较强的热力学效应，且随着CO₂稀释比的增加，火焰中重要自由基H浓度显著减少，抑制氧化反应H+O₂O+OH对燃烧的主导促进效应，使预混燃料的层流火焰传播速度显著降低.     

定位施肥对小麦产量和品质的影响研究

从1992年到2000年，研究了13种不同肥料处理对小麦产量和品质的影响．结果表明：无肥区小麦产量最低，占全肥区产量的50％左右，但历年产量稳定在1．3-1．4t／hm^2，并没有随试验的进行而逐年下降，说明中性紫色土基础地力产量稳定、持久，但是较低；缺N或缺P的各处理(PK，N，NK)，随着试验的进行，产量逐年降低，从试验的第6年起，小麦产量接近无肥区产量，之后稳定在1．4-1．5t／hm^2；氮肥单施，其肥效逐年障低，由开始的9．4kg降至0．5kg；氮肥与磷钾肥配施，氮肥肥效则稳定在8kg左右；磷肥肥效呈逐年上升之势，由开始的3．5kg上升至16.8kg；在试验的前5年，钾肥对小麦没有增产作用，从第6年开始，钾肥对小麦增产效果明显，每千克K2O增产小麦7．4kg；不施氮肥处理，小麦茎叶和籽粒含氮量均较低，其茎叶含氮量比施氮处理平均值低43％，籽粒含氮量比施氮处理平均值低24％；不施氮肥处理粗蛋白含量比施氮处理低3个百分点；凡施用磷肥处理，籽粒中含磷量比不施磷处理高30％左右，茎叶中含磷量比不施磷处理高1倍．