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秸稈不同處理還田方式對(duì)土壤理化特性和作物生長(zhǎng)效應(yīng)的影響

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秸稈不同處理還田方式對(duì)土壤理化特性和作物生長(zhǎng)效應(yīng)的影響【摘要】:我國(guó)干旱半干旱地區(qū),氣候干燥、缺水少雨和水土流失導(dǎo)致了農(nóng)田土壤蓄水保墑能力和耕地土壤質(zhì)量及生產(chǎn)力的不斷降低,是本區(qū)農(nóng)

【摘要】:我國(guó)干旱半干旱地區(qū),氣候干燥、缺水少雨和水土流失導(dǎo)致了農(nóng)田土壤蓄水保墑能力和耕地土壤質(zhì)量及生產(chǎn)力的不斷降低,是本區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨的瓶頸問(wèn)題。如何改進(jìn)秸稈還田技術(shù),挖掘作物秸稈改良土壤結(jié)構(gòu),提升土壤肥力和質(zhì)量的潛力,持續(xù)提高旱區(qū)農(nóng)田生產(chǎn)力,是旱區(qū)農(nóng)業(yè)值得關(guān)注的重要研究課題。本研究通過(guò)研究秸稈粉碎、氨化及與無(wú)機(jī)土壤改良劑(硫酸鈣、硫酸鋁)混合三種措施施入塿土、黃綿土后對(duì)土壤水分特性、土壤結(jié)構(gòu)特性以及水分生產(chǎn)力的影響,對(duì)比分析了三種措施對(duì)兩種土壤的改良效果。主要結(jié)論如下: (1)長(zhǎng)秸稈加入土壤后在前期對(duì)土壤水分入滲起阻礙作用。粉碎秸稈則能夠提高土壤穩(wěn)定入滲率,但提高幅度較低。秸稈在經(jīng)過(guò)粉碎氨化措施后能顯著改善土壤的入滲性能。無(wú)機(jī)土壤改良劑單獨(dú)施用提高土壤穩(wěn)定入滲率及累積入滲量具有顯著效果。 (2)秸稈的處理方式對(duì)土壤低吸力段持水性影響較為顯著。粉碎秸稈在短期內(nèi)可顯著提高塿土的持水能力,表現(xiàn)出較高的即時(shí)效應(yīng)。氨化后效果更加顯著。無(wú)機(jī)土壤改良劑加入土壤后,土壤持水能力較對(duì)照有所增加,但效果不如秸稈顯著。當(dāng)其與粉碎氨化秸稈共同施用時(shí),兩者之間無(wú)明顯的交互作用。在試驗(yàn)后期,秸稈的處理方式對(duì)土壤持水能力的影響差異減小。不同處理秸稈施入黃綿土后,短期內(nèi)對(duì)土壤持水能力無(wú)明顯提升作用,連續(xù)施入后具有提高土壤持水能力的作用。在試驗(yàn)期內(nèi),秸稈較無(wú)機(jī)土壤改良劑提升土壤持水能力作用較緩慢,但時(shí)效性較長(zhǎng)。 (3)施入秸稈對(duì)低吸力段內(nèi)土壤的釋水能力影響較大。塿土釋水能力呈現(xiàn)“高—低—高”趨勢(shì),釋水能力的降低時(shí)期主要發(fā)生在秸稈初次施入土壤16周左右。土壤中連續(xù)施入秸稈均能提高土壤的釋水能力,但提升幅度不大。粉碎氨化秸稈施入塿土后較其他處理具有較高的釋水能力,提高了土壤的耐旱性。秸稈對(duì)黃綿土釋水能力的影響作用緩慢。試驗(yàn)前期施入秸稈對(duì)黃綿土釋水能力的影響效果不明顯。連續(xù)施入后,均能提高黃綿土的釋水能力,但增幅不大。粉碎氨化秸稈提高土壤釋水能力效果最好。 (4)秸稈施入土壤后,在短期內(nèi)提高了土壤水分的累積蒸發(fā)量。秸稈的處理方式對(duì)土壤蒸發(fā)性能的影響差異較大。粉碎秸稈較長(zhǎng)秸稈處理具有較高的土壤蒸發(fā)速率。粉碎氨化措施在試驗(yàn)后期能有效抑制土壤的蒸發(fā)能力,與無(wú)機(jī)土壤改良劑混合配施能穩(wěn)定抑制土壤的蒸發(fā)強(qiáng)度,但抑制效果不如單施無(wú)機(jī)土壤改良劑。 (5)土壤中施入粉碎秸稈能顯著增加土壤團(tuán)聚體評(píng)價(jià)指標(biāo)R0.25、MWD、GMD各值,提高土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。粉碎秸稈與無(wú)機(jī)土壤改良劑混合配施能進(jìn)一步提高土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。長(zhǎng)秸稈、粉碎氨化秸稈對(duì)提高土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量具有一定的遲效性,在施入土壤16周后提高土壤團(tuán)聚體各評(píng)價(jià)指標(biāo)效果顯著。無(wú)機(jī)土壤改良劑對(duì)土壤團(tuán)聚體各評(píng)價(jià)指標(biāo)無(wú)明顯的改良作用。 (6)秸稈施入塿土后,土壤孔隙分形維數(shù)總體表現(xiàn)為“高—低—高”的趨勢(shì),秸稈對(duì)塿土土壤孔隙結(jié)構(gòu)的改善作用主要發(fā)生在初次施入和連續(xù)施入試驗(yàn)16周左右。粉碎氨化秸稈改善土壤孔隙結(jié)構(gòu)連通性具有穩(wěn)定性和長(zhǎng)效性。秸稈施入黃綿土在短期內(nèi)降低了土壤孔隙的連通性。隨著秸稈的分解,土壤孔隙連通性逐漸得到改善。長(zhǎng)秸稈對(duì)土壤孔隙連通性的改善作用較粉碎和氨化秸稈差。粉碎氨化秸稈與無(wú)機(jī)土壤結(jié)構(gòu)改良劑混合配施改良土壤孔隙分形維數(shù)效果較優(yōu)。不同處理秸稈施入土壤后,均能逐漸改善土壤孔隙的均勻性和連通性,效果較單施無(wú)機(jī)土壤改良劑措施優(yōu)。 (7)短期內(nèi),秸稈的粉碎程度對(duì)秸稈的分解速率無(wú)明顯作用,在試驗(yàn)后期則能顯著提高秸稈的分解速率,氨化秸稈能顯著提高秸稈自身的分解速度。當(dāng)與無(wú)機(jī)土壤改良劑混合配施后則會(huì)降低土壤中有機(jī)C的礦化速率。 (8)秸稈混合施入土壤后,延緩了作物進(jìn)入旺盛生長(zhǎng)的時(shí)期。粉碎氨化秸稈與硫酸鈣混合施用能顯著提高夏玉米的生長(zhǎng)速率。其中氨化秸稈措施促進(jìn)作物干物質(zhì)的累積主要發(fā)生在苗期和乳熟期。各處理在初次施入土壤后,夏玉米籽粒產(chǎn)量的影響差異不顯著。其中長(zhǎng)秸稈氨化翻壓處理在提高籽粒產(chǎn)量,粉碎氨化翻壓處理在提高生物量方面較其他處理高。 (9)夏玉米水分利用效率試驗(yàn)結(jié)果表明,長(zhǎng)秸稈氨化、粉碎秸稈氨化、長(zhǎng)秸稈氨化+硫酸鈣、粉碎秸稈+硫酸鈣處理的作物耗水系數(shù)分別較對(duì)照降低4.31%、1.91%、3.11%、2.01%;WUE分別較對(duì)照處理增加3.29%、3.64%、2.25%、0.87%。氨化秸稈施入土壤后,在提高作物產(chǎn)量、水分利用效率方面起到一定作用。 秸稈經(jīng)過(guò)不同處理方式后施入塿土、黃綿土后,均能有效改良土壤,就本研究時(shí)段內(nèi)的改良效果而言,粉碎秸稈綜合表現(xiàn)最優(yōu)。 【關(guān)鍵詞】:秸稈粉碎 秸稈氨化 無(wú)機(jī)土壤改良劑 土壤水分 土壤結(jié)構(gòu) 水分生產(chǎn)力
【學(xué)位授予單位】:西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2012
【分類(lèi)號(hào)】:S152.7
【目錄】:
  • 摘要5-7
  • ABSTRACT7-13
  • 第一章 緒論13-27
  • 1.1 研究背景、目的與意義13-14
  • 1.1.1 研究背景13
  • 1.1.2 研究目的與意義13-14
  • 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-25
  • 1.2.1 土壤團(tuán)聚體理論14-16
  • 1.2.2 有機(jī)物料與土壤結(jié)構(gòu)改良的關(guān)系16-19
  • 1.2.3 有機(jī)物料與土壤水分特性關(guān)系19-23
  • 1.2.4 無(wú)機(jī)土壤改良劑改良土壤結(jié)構(gòu)研究23-25
  • 1.2.5 秸稈不同還田方式對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的影響25
  • 1.3 研究中存在的問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)25-27
  • 第二章 研究?jī)?nèi)容及方法27-32
  • 2.1 研究?jī)?nèi)容27
  • 2.1.1 秸稈不同處理方式對(duì)土壤水分特性和土壤團(tuán)聚體的影響27
  • 2.1.2 不同處理方式下秸稈分解速率及土壤碳氮的變化規(guī)律27
  • 2.1.3 秸稈不同處理方式對(duì)夏玉米產(chǎn)量及水分利用效率的影響27
  • 2.2 研究思路及技術(shù)路線(xiàn)27-28
  • 2.3 研究方法28-30
  • 2.3.1 土柱試驗(yàn)材料28-29
  • 2.3.2 土柱試驗(yàn)設(shè)計(jì)29
  • 2.3.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法29-30
  • 2.4 田間試驗(yàn)研究?jī)?nèi)容與方法30-31
  • 2.4.1 試驗(yàn)區(qū)概況30
  • 2.4.2 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)30-31
  • 2.4.3 測(cè)定項(xiàng)目和方法31
  • 2.5 數(shù)據(jù)處理31-32
  • 第三章 秸稈不同處理方式對(duì)土壤水分特性的影響32-78
  • 3.1 秸稈不同處理方式對(duì)土壤入滲特性的影響32-38
  • 3.1.1 各處理對(duì)土壤累積入滲量的影響32-35
  • 3.1.2 各處理對(duì)土壤入滲過(guò)程及參數(shù)的影響35-38
  • 3.2 秸稈不同處理方式對(duì)土壤持水釋水能力的影響38-64
  • 3.2.1 各處理對(duì)土壤持水能力的影響38-46
  • 3.2.2 各處理土壤水分特征曲線(xiàn)擬合參數(shù)46-53
  • 3.2.3 各處理對(duì)土壤釋水能力的影響53-60
  • 3.2.4 各處理對(duì)土壤水分有效性的影響60-64
  • 3.3 秸稈不同處理方式對(duì)土壤蒸發(fā)特性的影響64-77
  • 3.3.1 各處理對(duì)塿土蒸發(fā)特性的影響64-71
  • 3.3.2 各處理對(duì)黃綿土蒸發(fā)特性的影響71-77
  • 3.4 小結(jié)77-78
  • 第四章 秸稈不同處理方式對(duì)土壤團(tuán)聚體的影響78-100
  • 4.1 秸稈不同處理方式對(duì)塿土團(tuán)聚體的影響78-89
  • 4.1.1 土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體分布狀況78-82
  • 4.1.2 土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體評(píng)價(jià)指標(biāo)分析82-87
  • 4.1.3 不同處理低吸力段土壤孔隙結(jié)構(gòu)分析87-89
  • 4.2 秸稈不同處理方式對(duì)黃綿土團(tuán)聚體的影響89-98
  • 4.2.1 土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體分布狀況89-92
  • 4.2.2 土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體評(píng)價(jià)指標(biāo)分析92-97
  • 4.2.3 不同處理低吸力段土壤孔隙結(jié)構(gòu)分析97-98
  • 4.3 小結(jié)98-100
  • 第五章 秸稈不同處理方式對(duì)秸稈分解速率的影響100-107
  • 5.1 秸稈不同處理方式對(duì)秸稈分解速率的影響100-104
  • 5.1.1 塿土試驗(yàn)加秸稈處理不同時(shí)期秸稈殘留率100-102
  • 5.1.2 黃綿土試驗(yàn)加秸稈處理不同時(shí)期秸稈殘留率102-104
  • 5.2 不同培養(yǎng)時(shí)段加秸稈處理秸稈分解率104-106
  • 5.2.1 塿土試驗(yàn)不同時(shí)段秸稈分解率104-105
  • 5.2.2 黃綿土試驗(yàn)不同時(shí)段秸稈分解率105-106
  • 5.3 小結(jié)106-107
  • 第六章 秸稈不同處理方式對(duì)土壤總有機(jī)碳、全氮的影響107-113
  • 6.1 秸稈不同處理方式對(duì)土壤總有機(jī)碳(TOC)的影響107-109
  • 6.1.1 秸稈不同處理方式對(duì)塿土TOC的影響107-108
  • 6.1.2 秸稈不同處理方式對(duì)黃綿土TOC的影響108-109
  • 6.2 秸稈不同處理方式對(duì)土壤全氮(TN)的影響109-111
  • 6.2.1 秸稈不同處理方式對(duì)塿土TN的影響109-110
  • 6.2.2 秸稈不同處理方式對(duì)黃綿土TN的影響110-111
  • 6.3 小結(jié)111-113
  • 第七章 秸稈不同處理方式改良土壤綜合評(píng)價(jià)113-118
  • 7.1 各處理主成分分析(塿土)113-115
  • 7.2 各處理主成分分析(黃綿土)115-118
  • 第八章 秸稈不同處理方式對(duì)夏玉米產(chǎn)量、水分利用效率的影響118-123
  • 8.1 不同處理夏玉米生產(chǎn)力的影響118-120
  • 8.1.1 不同處理夏玉米Logistic生長(zhǎng)模型118-119
  • 8.1.2 不同處理對(duì)夏玉米干物質(zhì)的影響119-120
  • 8.2 不同處理對(duì)夏玉米產(chǎn)量的影響120-121
  • 8.3 不同處理水分利用效率121-122
  • 8.4 小結(jié)122-123
  • 第九章 結(jié)論與建議123-126
  • 9.1 討論123
  • 9.2 秸稈不同處理方式對(duì)土壤特性的影響123-125
  • 9.3 對(duì)夏玉米產(chǎn)量及水分利用效率的影響125-126
  • 參考文獻(xiàn)126-135
  • 致謝135-136
  • 作者簡(jiǎn)介136


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DZN1自動(dòng)土壤水分觀測(cè)儀的維護(hù)與維修    朱保美;周清;

DZN3型土壤水分自動(dòng)站測(cè)墑質(zhì)量分析    舒素芳;張育慧;王平;

黃土高原刺槐林地土壤水分垂直變化數(shù)學(xué)模型研究    趙忠;李劍;袁志發(fā);胡小寧;曹揚(yáng);王迪海;

不同土壤水分對(duì)旱地小麥產(chǎn)量的影響    王宏周;孫廣建;張玉平;雷鐵栓;王哲武;呂麗萍;

基于遙感和區(qū)域氣候模式的土壤水分預(yù)報(bào)方法研究    陳懷亮;徐祥德;劉玉潔;厲王昇;鄒春輝;翁永輝;

沙坡頭地區(qū)人工林植物的水分生態(tài)位適宜度與種間共存機(jī)制分析    李文龍;施維林;王剛;

巖溶地區(qū)公路修筑對(duì)沿線(xiàn)土壤的影響    彭建國(guó);張重祿;胥燦輝;

甘草生產(chǎn)與土壤水分關(guān)系模型的初步研究    王季槐;沈海亮;杜茜;雷茜;

灌區(qū)土壤水分空間變異及監(jiān)測(cè)方法研究    胡玲;彭世彰;丁加麗;徐俊增;

半干旱黃土丘陵區(qū)不同土地利用類(lèi)型對(duì)土壤水分的影響    黃志霖;陳利頂;

環(huán)保型土壤改良劑——AXIS    本報(bào)實(shí)習(xí)記者 王維 徐筱璇

玉米秸稈還田過(guò)六關(guān)    巨鹿縣農(nóng)業(yè)局 朱敬霞 武墨廣 盧愛(ài)鈴

土壤改良劑:“額外投入”列入正常預(yù)算    本報(bào)記者 范敏

玉米苗期管理四注意    記者 陳星 整理

土壤有效水含量判斷方法    河北 王美娟

桃樹(shù)的四個(gè)灌水期    陳濤

看黃瓜長(zhǎng)相 查問(wèn)題早防    河北省植??傉?劉光濤 宋立強(qiáng)

泰興用秸稈生產(chǎn)再生木炭    趙曉勇

秸稈生化飼料的制作    宿煥德

山丹大力推廣秸稈粉碎還田技術(shù)    葛勤

秸稈不同處理還田方式對(duì)土壤理化特性和作物生長(zhǎng)效應(yīng)的影響    王增麗

土壤水分對(duì)稻米品質(zhì)形成的影響及其機(jī)理    蔡一霞

基于ERS散射計(jì)數(shù)據(jù)的青藏高原土壤水分估算方法研究    王建明

黃土高原小流域典型壩地土壤水分和泥沙空間分布特征    趙培培

黃土高原水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)帶小流域植被恢復(fù)的水土環(huán)境效應(yīng)研究    佘冬立

水肥一體化灌溉模式下土壤水分養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律研究    宰松梅

黃土高原植被恢復(fù)的土壤水分生態(tài)環(huán)境    胡良軍

土壤水分快速測(cè)量方法及其應(yīng)用技術(shù)研究    趙燕東

黃淮海平原集約種植條件下土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)建模及應(yīng)用    雷宏軍

凋落物對(duì)典型草原植被及土壤水分的影響    王靜

秸稈不同還田方式對(duì)土壤水分特性及土壤結(jié)構(gòu)的影響    王珍

兩優(yōu)培九的結(jié)實(shí)特性及其與溫度、土壤水分的關(guān)系研究    薛艷鳳

冀西北壩上地區(qū)主要農(nóng)作物抗旱成苗的土壤水分指標(biāo)研究    李友

晉西黃土區(qū)坡面林地土壤水分承載力研究    孫中峰

基于駐波率原理的土壤水分測(cè)量方法的研究    張志勇

冀西北高原林地水分動(dòng)態(tài)與水資源適度利用研究    高運(yùn)青

由潮灘土壤含水量反演露灘地形的遙感方法初探    王艷君

關(guān)于土壤有機(jī)質(zhì)直接測(cè)定系統(tǒng)測(cè)量精度改進(jìn)措施的研究    吳建虎

基于遙感技術(shù)的灌區(qū)動(dòng)態(tài)信息監(jiān)測(cè)    張智韜

農(nóng)田土壤水分時(shí)空變異特征及水量平衡分析    高鳳蓮