秸稈還田腐解特征及其對土壤環(huán)境和小麥生長的影響

【摘要】：近年來,隨著農(nóng)家燃料結(jié)構(gòu)的改變,農(nóng)作物秸稈的利用率越來越低,秸稈焚燒對環(huán)境造成了嚴(yán)重污染,而秸稈還田是一種有效利用農(nóng)業(yè)廢棄物的方式,不僅可以減少秸稈焚燒帶來的不利影響,還能培肥地力、改善土壤結(jié)構(gòu)、促進(jìn)作物生長,達(dá)到增產(chǎn)增收的目的。然而秸稈在還田過程中也存在一些技術(shù)問題,選擇何種還田方式,如何避免秸稈還田帶來的不利影響成為關(guān)注的焦點(diǎn)。在田間試驗(yàn)條件下,采用尼龍網(wǎng)袋法對不同還田深度下不同種類秸稈的腐解特征進(jìn)行了研究,探討了秸稈覆蓋對土壤和小麥產(chǎn)量的影響。主要研究結(jié)果如下： 1.紫色土丘陵區(qū)麥/玉/豆“旱三熟”種植模式下小麥和大豆秸稈腐解特征研究 (1)小麥秸稈在不同還田深度下腐解過程表現(xiàn)出如下特征：秸稈還田深度分別為0cm(DO,覆蓋),5cm(D5),15cm(D15),還田36周后的分解率D5(81.56%)D15(80.19%)DO(61%),碳釋放率D15(83.76%)D5(81.14%)DO(62.81%),氮釋放率D15(43.11%)D5(40.61%)DO(19.67%)；翻埋處理的分解率、碳釋放率和氮釋放率均顯著高于覆蓋處理；小麥秸稈碳氮比較高,腐解過程中一直維持在較高水平(高于或接近80),在分解末期下降到30左右,處理之間差異不顯著。 (2)大豆秸稈在不同還田深度下腐解過程呈現(xiàn)如下特征：分解率、碳釋放率、氮釋放率均為D15D5D0,36周后腐解率分別為62.25%(DO)、72.87%(D5)和76.49%(D15),碳釋放率分別為63.14%(DO)、73.19%(D5)和77.15%(D15),氮釋放率分別為39.10%(DO)、44.78%(D5)和47.08%(D15),翻埋處理的這三項(xiàng)指標(biāo)均顯著大于覆蓋處理。大豆秸稈在前期分解較快,尤其翻埋條件下更為顯著。碳氮比維持在50左右,在分解末期降至20左右。 (3)兩種秸稈的分解速率和碳、氮釋放速率最高值均出現(xiàn)在前兩周。由于大豆秸稈的碳氮比在整個腐解過程中顯著低于小麥秸稈,兩者腐解特征表現(xiàn)出一定差異性,小麥秸稈在前16周腐解程度較低,在16～36周腐解程度仍較高,而大豆秸稈在翻埋條件下前16周分解率達(dá)到40%以上。兩種作物秸稈的碳氮比均高于微生物活動的最適范圍,在腐解大部分時(shí)間內(nèi)表現(xiàn)為上升的趨勢,在秸稈還田后應(yīng)結(jié)合作物不同發(fā)育期對養(yǎng)分的需求情況及秸稈營養(yǎng)的釋放情況,適當(dāng)施用氮肥,緩解秸稈腐解與作物爭氮的矛盾,滿足作物的生長需要,同時(shí)也可加速腐解進(jìn)程。 2.紫色土丘陵區(qū),麥/玉/豆“旱三熟”種植模式下秸稈覆蓋對土壤環(huán)境及小麥產(chǎn)量的影響 (1)在小麥生長季內(nèi)對耕層土壤微生物監(jiān)測表明,秸稈覆蓋能夠顯著提高土壤中微生物數(shù)量(細(xì)菌、放線菌和真菌數(shù)量),其中0～10cmm土層中,秸稈覆蓋處理(S)相比對照(CK)的細(xì)菌、放線菌和真菌數(shù)量分別增加80.6%、137.1%和143.8%；10～20cmm土層中,S處理比CK的細(xì)菌、放線菌和真菌數(shù)量分別增加149.0%、34.5%和38.5%。10～20cmm土層中微生物數(shù)量顯著高于0～10cmm土層。三類主要微生物的組成結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為細(xì)菌數(shù)量放線菌真菌。 (2)在小麥生長季內(nèi)對耕層土壤微生物監(jiān)測表明,秸稈覆蓋對土壤中過氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶和尿酶活性具有顯著增強(qiáng)作用。在0～10cmm土層中,S處理相比CK的過氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶和尿酶活性分別增強(qiáng)51.5%、81.8%和47.7%；10～20cmm土層中,S處理相比CK的過氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶和尿酶活性分別增強(qiáng)34.2%、87.0%和37.8%,兩個土層中差異不顯著。 (3)秸稈覆蓋可以顯著增強(qiáng)土壤呼吸作用。CK土壤呼吸速率在0.4～1.9μmol·(m2·s)-1之間,均值為1.09μmol·(m2·s)-1;S土壤呼吸速率在0.5～2.7μmol·(m2.s)-1之間變化,均值為1.58μmol·(m2·s)-1,而秸稈覆蓋+腐熟劑(SD)土壤呼吸速率在0.6～2.7μmol·(m2·s)-1之間變化,均值為1.41μmol.(m2·s)-1;S和SD土壤呼吸速率均值分別比CK增加了45.0%和29.4%。 (4)秸稈覆蓋處理在小麥苗期以后對其生長促進(jìn)作用顯著；秸稈覆蓋使小麥增產(chǎn)23.7%,秸稈覆蓋配合秸稈腐熟劑將小麥產(chǎn)量提高了27.6%。 【關(guān)鍵詞】：秸稈還田 腐解特征 養(yǎng)分釋放 土壤微生物 土壤酶活性 土壤呼吸 小麥 生長 產(chǎn)量
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：S154;S512.1
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-11
• 第一章 文獻(xiàn)綜述11-17
• 1.1 我國秸稈資源與利用現(xiàn)狀11
• 1.2 秸稈還田方式11
• 1.3 秸稈還田效應(yīng)11-15
• 1.3.1 秸稈還田對土壤物理性質(zhì)的影響11-12
• 1.3.2 秸稈還田對土壤化學(xué)性質(zhì)的影響12-13
• 1.3.3 秸稈還田對土壤生物環(huán)境的影響13-14
• 1.3.4 秸稈還田對作物生長及產(chǎn)量的影響14-15
• 1.4 秸稈腐解規(guī)律15-17
• 第二章 緒論17-25
• 2.1 研究意義17
• 2.2 研究目的17-18
• 2.3 研究內(nèi)容18
• 2.4 技術(shù)路線18-19
• 2.5 試驗(yàn)材料與方法19-25
• 2.5.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)20-21
• 2.5.2 測定項(xiàng)目及方法21-25
• 第三章 不同還田深度下作物秸稈腐解特征研究25-39
• 3.1 結(jié)果與分析25-35
• 3.1.1 小麥秸稈腐解特征25-29
• 3.1.2 大豆秸稈腐解特征29-33
• 3.1.3 不同種類秸稈腐解特征差異分析33-35
• 3.2 討論35-37
• 3.2.1 小麥秸稈腐解特征36
• 3.2.2 大豆秸稈腐解特征36-37
• 3.2.3 不同種類秸稈腐解特征差異37
• 3.2.4 基于秸稈腐解規(guī)律的作物施肥管理37
• 3.3 小結(jié)37-39
• 第四章 秸稈覆蓋還田對土壤環(huán)境及小麥生長的影響39-49
• 4.1 結(jié)果與分析39-45
• 4.1.1 秸稈覆蓋對土壤環(huán)境的影響39-44
• 4.1.2 秸稈覆蓋對小麥生長及產(chǎn)量的影響44-45
• 4.2 討論45-46
• 4.2.1 秸稈覆蓋對土壤微生物和土壤酶活性的影響45
• 4.2.2 秸稈覆蓋對土壤呼吸作用的影響45-46
• 4.2.3 秸稈覆蓋對作物生長的影響46
• 4.3 小結(jié)46-49
• 4.3.1 秸稈還田對土壤微生物和土壤酶活性的影響46
• 4.3.2 秸稈覆蓋對土壤呼吸作用的影響46-47
• 4.3.3 秸稈覆蓋對小麥生長及產(chǎn)量的影響47-49
• 第五章 總結(jié)與展望49-51
• 5.1 主要結(jié)論49-50
• 5.1.1 秸稈腐解規(guī)律及田間肥料管理建議49
• 5.1.2 秸稈還田對土壤環(huán)境及作物生長和產(chǎn)量的影響49-50
• 5.2 創(chuàng)新點(diǎn)50
• 5.3 存在的不足及研究展望50-51
• 5.3.1 存在的不足50
• 5.3.2 研究展望50-51
• 附圖51-53
• 參考文獻(xiàn)53-59
• 致謝59-61
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文和參加課題61

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