【摘要】：土壤是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)重要的組成部分,也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必不可少的重要資源。土壤肥力的高低勢必影響作物的生長及產(chǎn)量,秸稈還田和合理施肥均是維持及提高土壤肥力的重要途徑。然而,關(guān)中地區(qū)秸稈及氮肥利用不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象仍普遍存在,長此以往,勢必造成土壤肥力的下降,因此,探究科學(xué)合理的秸稈還田及施氮方式,對改善土壤理化性質(zhì),維護(hù)土壤養(yǎng)分平衡,確保土地生產(chǎn)力的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。研究基于關(guān)中地區(qū)當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀,選取小麥-玉米為研究對象,通過長期定位裂區(qū)試驗(yàn)研究,主區(qū)設(shè)置3個(gè)秸稈還田水平(秸稈全量還田:S,秸稈半量還田:HS,秸稈不還田:NS),副區(qū)設(shè)置3個(gè)施氮水平(全量施氮:F1,80%施氮:F0.8,不施氮:F0),NSF0為CK處理。通過連續(xù)多年定位試驗(yàn)分析秸稈還田和施氮對陜西關(guān)中地區(qū)小麥-玉米復(fù)種連作系統(tǒng)下2015-2017年5茬作物的土壤理化性質(zhì)的影響,并結(jié)合作物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益,篩選出適宜于關(guān)中地區(qū)的最佳秸稈還田和施肥組合模式,為合理利用農(nóng)業(yè)廢棄物,科學(xué)培肥,走可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)奠定理論基礎(chǔ)。主要結(jié)論如下:(1)秸稈還田配施氮肥有利于土壤物理性質(zhì)的改善。其中,五季作物0-10cm土層土壤容重隨著秸稈還田量的增大呈減小趨勢。在秸稈還田量一定的情況下,施氮量對土壤容重的影響不顯著。而秸稈還田和施氮互作能引起土壤容重的變化,五季作物在SF1處理下0-10cm和10-20cm土層的土壤容重均低于CK。小麥在同一處理(SF1)下除0-10cm土層容重第二季比第一季小,其余20-40cm土層容重第二季比第一季大,而玉米不同年際間土壤容重的變化規(guī)律不明顯。此外,作物不同生育期內(nèi)的土壤含水量差異較大,隨著秸稈還田和施氮量的增加,作物整個(gè)生育期平均含水量的增幅也在變大。五季作物整個(gè)生育期平均含水量均表現(xiàn)為在同一施氮水平下,隨著秸稈還田量的增加,土壤含水量的增幅也在變大。在同一秸稈還田水平下,隨著施氮量的增加,土壤含水量的增幅也在變大。(2)秸稈還田配施氮肥能引起土壤養(yǎng)分含量和儲量的增加。秸稈還田配施氮肥能夠顯著影響小麥和玉米土壤有機(jī)碳和速效養(yǎng)分含量。2016年小麥和玉米0-20cm土層有機(jī)碳含量最高的是HSF1,分別比CK高45.36%和57.89%,其余均為SF1處理下最高,分別比CK高45.52%(2015玉米0-20cm)、63.21%(2015玉米20-40cm)、63.97%(2016小麥20-40cm)、65.14%(2016玉米20-40cm),57.14%(2017小麥0-20cm)(2017小麥20-40cm)、55.72%(2017玉米0-20cm)、117.84%(2017玉米20-40cm);SF1處理下堿解氮、速效磷和速效鉀含量均最高。有機(jī)碳儲量除2016年小麥的HSF0.8最大和2016年玉米以HSF1處理最大外,其余各季作物均表現(xiàn)為SF1處理最大;全氮儲量除2016年小麥全氮儲量以HSF0.8處理最高,其余各季作物均表現(xiàn)為SF1處理最高;全磷儲量除2016年小麥的HSF0.8和2017年小麥的SF0.8外,其余各季作物均為SF1處理最高。S×F互作下土壤養(yǎng)分層化比(0-20cm/20-40cm)最小。(3)秸稈還田較秸稈不還田能降低土壤pH,施氮也能降低土壤pH。其中本研究開始(2015年)時(shí)0-20cm土層SF1和HSF1均比NSF1低,SF1和SF0.8比SF0低,SF1比NSF0低4.19%;20-40cm土層SF1和HSF1比NSF1低,HSF0.8和NSF0.8比NSF0。本研究結(jié)束(2017年)時(shí)0-20cm土層SF1和HSF1比NSF1低,SF1和SF0.8比SF0,20-40cm土層SF1和HSF1比NSF1低,NSF0.8和SF0比NSF0低。此外,SF1處理下2015年也2017年土壤pH相同(0-20cm),2017年比2015年低0.12%(20-40cm),SF0.8處理下2017年比2015年低0.12(0-20cm)和0.98%(20-40cm),可以看出,從試驗(yàn)開始到試驗(yàn)結(jié)束同一處理同一土層土壤pH相同或差異不大,表明秸稈還田和施氮能夠調(diào)節(jié)土壤pH,使其維持在一定的范圍。(4)秸稈還田配施氮肥能夠提高土壤酶活性。土壤過氧化氫酶活性除2016年玉米0-20cm外是NSF1活性最高,其余均為SF1處理活性最高。土壤堿性磷酸酶活性除2016年玉米20-40cm土層是HSF1處理活性最強(qiáng)外,其余均為SF1處理活性最高。土壤脲酶活性除2016年小麥20-40cm活性最強(qiáng)的為HSF1外,其余均為SF1處理活性最高。土壤蔗糖酶活性均為SF1處理活性最高。(5)秸稈全量還田配施全量氮肥處理下產(chǎn)量最高,秸稈全量還田配施80%氮肥處理下效益最大。其中,2016和2017年周年經(jīng)濟(jì)效益最高的均為SF0.8,分別比對照組NSF0處理高出60.86%和67.83%。冬小麥-夏玉米復(fù)種連作體系內(nèi)不同處理因子綜合得分顯示,小麥和玉米在秸稈全量還田配施全量氮肥(SF1)處理下綜合評分最高,表明在該處理下土壤理化性質(zhì)達(dá)到最好狀態(tài),但是從經(jīng)濟(jì)效益和綠色農(nóng)業(yè)的角度出發(fā),秸稈全量還田配施80%氮肥的處理適宜于關(guān)中地區(qū)小麥-玉米的增產(chǎn)增效種植模式推廣普及。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S512.1;S513
【圖文】：

技大學(xué)校內(nèi)試驗(yàn)田 E108°07′,N34°17′進(jìn)行。該地為大陸性暖溫帶季風(fēng)區(qū)氣候，屬半濕潤易旱區(qū)。年均降水量約為 637.6mm，多集中在 7-9 月，年平均氣溫 12.9°C，最熱月月平均氣溫 23.4°C，最冷月月平均氣溫 0.4°C，全年雷暴日 15.6d/a，年日照時(shí)數(shù) 2163.5h，平均蒸發(fā)量 993.2cm，濕潤指數(shù) 0.64，無霜期 211d。試驗(yàn)地土壤為X土。試驗(yàn)地最初土壤基本理化性狀見表 2-1。試驗(yàn)期間當(dāng)?shù)貧鉁嘏c降雨情況見圖 2-1表 2-1 試驗(yàn)地耕作層土壤（0-40cm）土壤養(yǎng)分特性Table 2-1 Soil chemical properties of the tested field（0-40cm）土壤深度Soildepth/cm有機(jī)碳含量Organic carbon/（g/kg）速效磷含量Available phosphorus/(mg/kg)速效鉀含量Available potassium/(mg/kg)堿解氮含量Alkali-hydrolysable nitrogen/(mg/kg)全氮含量Total nitrogen/(g/kg )全氮含量Total phosphor/(g/kg)0-20cm 14.27±0.68 A 12.08±0.14A 145.65±1.87A 32.72±0.53A0.70±0.09A 0.65±0.04A20-40cm 12.00±0.35 B 4.93±0.25 B 70.69±1.02 B 17.55±0.29 B0.54±0.03B 0.45±0.07 B注：試驗(yàn)地土壤養(yǎng)分特性于 2011 年冬小麥播種前測定，大寫字母表示不同土層深度間差異顯著性（P<0.05）Note: the soil nutrient in experimental field hm2d been measured before winter wheat sowing in 2011; Capital letter indicates a significant differenceduring different soil depth (P<0.05)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2769783