【摘要】：針對(duì)目前黃淮海平原潮土區(qū)普遍實(shí)施的覆蓋式秸稈還田所存在的主要問題,本研究提出了基于氮肥激發(fā)的秸稈深埋還田技術(shù),并通過連續(xù)5年(2011-2015)的大田定位試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。系統(tǒng)比較了秸稈移除、秸稈覆蓋還田、激發(fā)式秸稈深還(秸稈與無機(jī)氮肥或有機(jī)氮肥配施進(jìn)行深埋,并于行間種植作物)的3種秸稈還田方式對(duì)土壤團(tuán)聚體形成、土壤有機(jī)碳累積、土壤養(yǎng)分和冬小麥產(chǎn)量的影響。主要研究結(jié)果如下:黃淮海平原潮土區(qū),土壤機(jī)械穩(wěn)定性團(tuán)聚體主要分布于2000μm粒級(jí)中,0-10cm土層占41.09%-52.25%,在10-20cm土層達(dá)45.47%-62.46%,且下層該粒級(jí)團(tuán)聚體數(shù)量高于上層,激發(fā)式秸稈深還改變了各粒級(jí)團(tuán)聚體的含量組成,在減少A(2000μm)粒級(jí)團(tuán)聚體的同時(shí),增加了B(250-2000μm)和C(53-250μm)粒級(jí)團(tuán)聚體含量,配施有機(jī)氮肥(雞糞ISOM)的改良效果優(yōu)于配施無機(jī)氮肥(化學(xué)氮肥ISF),在上層土壤中差異較為顯著,在下層土壤中則差異不明顯,其中ISOM處理效果最顯著。該地區(qū)水穩(wěn)性土壤團(tuán)聚體主要分布于250-2000μm,秸稈覆蓋還田及常規(guī)施肥措施均能夠促使土壤團(tuán)聚體粒徑由53-250μm向250-2000μm轉(zhuǎn)移,但秸稈覆蓋還田措施對(duì)于微團(tuán)聚體向細(xì)大團(tuán)聚體的轉(zhuǎn)移促進(jìn)作用更強(qiáng)烈,激發(fā)式秸稈深還措施不僅促使了土壤粒徑由53-250μm向250-2000μm的轉(zhuǎn)移,同時(shí)2000μm粒級(jí)的百分含量也顯示出增加趨勢(shì),且下層土壤中以上所述各種狀況沒有上層顯著,但是,存在該趨勢(shì),故隨著試驗(yàn)?zāi)晗薜脑黾?這種效果可能會(huì)更加顯著。激發(fā)式秸稈深還能顯著增加0.25mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量(WSAC(0.25mm)),上層土壤團(tuán)聚體的增加數(shù)量顯著高于下層,且其增加主要是由53-250μm向250-2000μm轉(zhuǎn)移的土壤粒徑貢獻(xiàn)而來。上土層平均重量直徑(MWD)和幾何平均直徑(GMD)數(shù)值整體高于下土層,且分層土壤中各處理均表現(xiàn)出MWD和GMD均表現(xiàn)出ISOMISFISFRSFRSF0NSFRNSF0的規(guī)律,與WSAC(0.25mm)呈顯著正相關(guān)關(guān)系,而Da(分形維數(shù))值則呈相反規(guī)律,與WSAC(0.25mm)呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。所有土壤穩(wěn)定性指標(biāo)均表征ISOM處理促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性效果最佳。土壤有機(jī)碳主要包含在250-2000μm和53-250μm粒級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體中,激發(fā)式秸稈深還在對(duì)原狀土壤有機(jī)碳的增加上差異達(dá)到顯著水平,0-10cm土層增幅達(dá)31.66%-43.95%,10-20cm土層對(duì)土壤有機(jī)碳的增加量達(dá)76.72%-112.5%,下層土壤有機(jī)碳含量高于上層,其中激發(fā)式秸稈深還配施16%有機(jī)氮肥處理土壤有機(jī)碳含量最高。對(duì)不同粒徑團(tuán)聚體有機(jī)碳含量,兩層土壤團(tuán)聚體中的有機(jī)碳含量均表現(xiàn)為粉粘微團(tuán)聚體(53μm)粗大團(tuán)聚體(2000μm)細(xì)大團(tuán)聚體(250-2000μm)微團(tuán)聚體(53-250μm),潮土區(qū)土壤有機(jī)碳主要位于53μm的粉粘微團(tuán)聚體和2000μm粗大團(tuán)聚體之中,另外,各級(jí)水穩(wěn)性團(tuán)聚體土壤有機(jī)碳含量均表現(xiàn)為上層高于下層,土壤有機(jī)碳的增加比率則表現(xiàn)為下層高于上層,激發(fā)式秸稈深還主要增加0-10cm微團(tuán)聚體中的有機(jī)碳和10-20cm細(xì)大團(tuán)聚體中的有機(jī)碳。在0-10cm土層中,激發(fā)式秸稈深還主要增加細(xì)大團(tuán)聚體中的游離態(tài)顆粒有機(jī)碳(fPOC)含量和微團(tuán)聚體中的閉蓄態(tài)顆粒有機(jī)碳(oPOC)含量,且該土層中,團(tuán)聚體中的有機(jī)碳主要由礦物結(jié)合態(tài)有機(jī)碳(MOC)組成。在10-20cm土層中,激發(fā)式秸稈深還主要增加細(xì)大團(tuán)聚體中的fPOC和oPOC,且該土層中,團(tuán)聚體中的有機(jī)碳主要由oPOC和MOC組成。激發(fā)式秸稈深還能夠顯著增加微生物生物量碳、微生物生物量氮、土壤全氮和土壤硝態(tài)氮含量,并顯著提升冬小麥產(chǎn)量。其中無機(jī)氮肥激發(fā)秸稈深還處理能顯著增加土壤硝態(tài)氮含量和冬小麥有效穗數(shù),從而顯著提升冬小麥產(chǎn)量,而有機(jī)氮肥激發(fā)的秸稈深還處理主要通過提升土壤有機(jī)碳,增加冬小麥千粒重來增加產(chǎn)量。所有處理中16%有機(jī)氮肥激發(fā)的秸稈深還冬小麥產(chǎn)量最高。
【圖文】：

長期定位施肥試驗(yàn)表明（圖 1），增施秸稈堆腐形成的有機(jī)肥能顯著提升土壤有機(jī)質(zhì)含量，并對(duì)作物產(chǎn)量產(chǎn)生顯著影響，而在其他條件相同的情況下，不同的氮肥梯度對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的增加作用不顯著，可見，秸稈還田是潮土區(qū)農(nóng)田土壤有機(jī)碳的重要來源。

分級(jí)[62,63]，具體操作過程如圖2.圖2.土壤團(tuán)聚體和土壤有機(jī)碳分組流程Fig.2 The group process of soil aggregate and soil organic carbon濕篩法：按各土壤干篩土重比例稱取100g土樣，放置于25℃去離子水中的2000μm篩子上浸泡5min，然后在2min內(nèi)以3cm的振幅上下振蕩50次，，篩上土樣洗至鋁盒，獲得>2000μm的團(tuán)聚體，通過2000μm的土壤小心地洗入250μm的篩子，重復(fù)上述過程，獲得250-2000μm的團(tuán)聚體，再用53μm的篩子進(jìn)行分組，重復(fù)上述步驟，獲得53-250μm和<53μm的團(tuán)聚體。將3各粒徑團(tuán)聚體在40℃下烘干并稱重。為了獲得足夠數(shù)量的團(tuán)聚體進(jìn)行下一步密度分級(jí)
【學(xué)位授予單位】：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S141.4

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本文編號(hào)：2542831