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小麥/玉米輪作條件下秸稈還田鉀素效應研究

來源:論文學術(shù)網(wǎng)
時間:2024-08-18 13:20:39
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小麥/玉米輪作條件下秸稈還田鉀素效應研究【摘要】:試驗于2008年10月-2011年10月在中國農(nóng)業(yè)科學院國際高新技術(shù)園區(qū)國家測土施肥中心實驗室試驗基地(河北省廊坊市)進行。本研究

【摘要】:試驗于2008年10月-2011年10月在中國農(nóng)業(yè)科學院國際高新技術(shù)園區(qū)國家測土施肥中心實驗室試驗基地(河北省廊坊市)進行。本研究試驗處理設秸稈還田配施鉀肥(NPK+St),施用鉀肥(NPK)、秸稈還田(NP+St)、對照(NP)4個處理,試驗為隨機區(qū)組設計。通過3年6季的試驗,在我國華北平原冬小麥/夏玉米輪作條件下,研究秸稈還田和施鉀肥對作物產(chǎn)量的影響、作物—土壤系統(tǒng)鉀素表觀平衡和秸稈還田替代化學鉀肥比率。同時,從試驗區(qū)取0~20cm土樣,應用不同的浸提劑提取土壤不同形態(tài)鉀素,研究不同形態(tài)鉀素在土壤的動態(tài)平衡;通過加入不同濃度的外源鉀素研究土壤對外源鉀素固定能力;通過采取振蕩平衡法,利用0.01mol/LCaCl2和0.01mol/L草酸為浸提介質(zhì)研究土壤非交換性鉀釋放規(guī)律。主要結(jié)論如下: 與NP處理相比,NPK+St、NPK和NP+St處理均有明顯的增產(chǎn)效應,NPK+St處理的效果最好,小麥產(chǎn)量為4148.0kg/hm~2,與對照相比增產(chǎn)13.3%,玉米產(chǎn)量為6416.1kg/hm~2,與對照相比增產(chǎn)17.4%。施鉀在小麥上增產(chǎn)318.9kg/hm~2,增產(chǎn)幅度為8.6%,在玉米上增產(chǎn)688.7kg/hm~2,增產(chǎn)幅度為12.4%,施鉀在玉米上的增產(chǎn)效果優(yōu)于小麥。秸稈還田在小麥上增產(chǎn)169.3kg/hm~2,增產(chǎn)幅度為4.5%,在玉米上增產(chǎn)259.8kg/hm~2,增產(chǎn)幅度為4.5%。小麥季玉米秸稈還田的替鉀率在25.2%,玉米季小麥秸稈還田的替鉀率在20.3%。秸稈還田配施鉀肥處理的鉀肥回收率、農(nóng)學效率、偏生產(chǎn)力均大于施用鉀肥處理。 與NP處理相比,NPK+St、NPK和NP+St處理均可提高土壤水溶性鉀、非特殊吸附鉀、特殊吸附鉀、非交換性鉀含量,對土壤礦物鉀以及全鉀含量影響不大。NPK+St、NPK和NP+St處理也可提高土壤水溶性鉀、非特殊吸附鉀在速效鉀中的比例,增加土壤速效鉀和非交換鉀在全鉀中的比例。NPK+St處理下土壤各形態(tài)鉀素與試驗開始相比均有提高,NPK、NP+St和NP處理的土壤各形態(tài)鉀素均有下降,NP處理下降幅度較大。 秸稈還田和施鉀肥可提高作物鉀素吸收總量,除NPK+St處理外,其它各處理的鉀素支出總量均高于鉀高投入量,造成土壤鉀素不同程度的虧缺,NP處理的虧缺量最大。NP處理3年的K2O虧缺總量為720.1kg/hm~2,NPK處理的土壤鉀素也有相當數(shù)量的虧缺,3年的K2O虧缺總量為497.8kg/hm~2,NP+St處理土壤鉀素3年的K2O虧缺量為63.5kg/hm~2,而NPK+St處理的土壤鉀素有盈余,3年的K2O盈余量為248.9kg/hm~2。鉀素表觀平衡系數(shù)除NPK+St外,均小于1,NPK+St、NPK、NP+St處理的表觀平衡系數(shù)分別為1.26、0.42、0.92。 在外源鉀加入濃度400~3600mg/L的范圍內(nèi),秸稈還田和施鉀肥可顯著降低土壤對外源鉀素的固定量,土壤固鉀量隨外源加入鉀素濃度的增加而增加,但固鉀率下降。在同一濃度外源鉀加入水平下,NPK+St處理土壤固鉀量最低,NPK和NP+St處理次之,NP處理土壤固鉀量最高。NPK+St處理土壤固鉀量與試驗開始相比下降,而NPK、NP+St和NP處理土壤固鉀量與試驗開始相比增加,NP處理固鉀量增加幅度較大。秸稈還田和施鉀肥可能通過影響土壤速效鉀含量、緩效鉀含量、有機質(zhì)、土壤K+飽和度(KSR)和陽離子代換量(CEC)的變化而改變土壤對外源鉀素的固定能力。 在0.01mol/L CaCl2和0.01mol/L草酸兩種浸提劑中土壤非交換性鉀的釋放特征基本相似,各處理土壤的最大釋放量也表現(xiàn)為:NPK+StNPKNP+StNP。土壤非交換性鉀最大釋放量與試驗前相比,NPK+St處理在241小時最大釋放量在兩種浸提劑中分別增加了9.2mg/kg和21.5mg/kg,NPK處理與NP+St處理變化不明顯,而NP處理241小時最大釋放量在兩種浸提劑中分別減少8.8mg/kg和61.5mg/kg。用一級反應方程可以較好的對土壤非交換性鉀的釋放進行描述,各處理土壤在兩種浸提中非交換性鉀釋放速率參數(shù)大小表現(xiàn)為:NPK+StNPKNP+StNP(0.01mol/LCaCl2浸提劑)和NPK+St NP+St NPKNP(0.01mol/L草酸浸提劑),鉀素投入較高的處理土壤非交換性鉀釋放量較大,釋放速率也大,土壤的鉀素供應能力較強。NP處理土壤最大釋放量和釋放速率較小,土壤供鉀能力較弱。 【關(guān)鍵詞】:秸稈還田 施鉀肥 作物產(chǎn)量 鉀素平衡 鉀素固定 非交換性鉀釋放
【學位授予單位】:中國農(nóng)業(yè)科學院
【學位級別】:博士
【學位授予年份】:2012
【分類號】:S158
【目錄】:
  • 摘要6-8
  • Abstract8-13
  • 第一章 緒論13-27
  • 1.1 本研究的目的和意義13
  • 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-24
  • 1.2.1 秸稈還田和施鉀肥對作物產(chǎn)量和土壤肥力的影響14-18
  • 1.2.2 秸稈還田和施鉀肥對作物—土壤體系中鉀素循環(huán)和鉀素平衡的影響18-21
  • 1.2.3 秸稈還田和施鉀肥對土壤鉀素形態(tài)特征的影響21-22
  • 1.2.4 秸稈還田和施鉀肥下土壤鉀素固定特征22
  • 1.2.5 秸稈還田和施鉀肥下土壤非交換性鉀釋放的特征22-23
  • 1.2.6 鉀肥的植物有效性及施用現(xiàn)狀23-24
  • 1.3 本文研究內(nèi)容24-25
  • 1.3.1 秸稈還田和施鉀肥對作物產(chǎn)量和鉀素平衡及鉀肥利用效率的研究25
  • 1.3.2 秸稈還田和施鉀肥對土壤不同形態(tài)鉀素含量的影響25
  • 1.3.3 秸稈還田和施鉀肥對土壤鉀素固定的影響及其機理25
  • 1.3.4 秸稈還田和施鉀肥對土壤非交換性鉀釋放的影響25
  • 1.4 技術(shù)路線25-27
  • 第二章 材料與方法27-31
  • 2.1 供試材料27-28
  • 2.1.1 供試品種27
  • 2.1.2 供試土壤27-28
  • 2.1.3 種植制度28
  • 2.2 試驗設計28
  • 2.3 樣品采集28-29
  • 2.3.1 植株樣品28
  • 2.3.2 土壤樣品28-29
  • 2.4 試驗測定項目及方法29-30
  • 2.4.1 作物產(chǎn)量測定29
  • 2.4.2 土壤理化性質(zhì)的測定29-30
  • 2.4.3 土壤鉀素固定試驗30
  • 2.4.4 土壤非交換性鉀釋放動力學試驗30
  • 2.5 數(shù)據(jù)分析30-31
  • 第三章 秸稈還田和施鉀肥對作物產(chǎn)量的影響31-43
  • 3.1 秸稈還田和施鉀肥對作物產(chǎn)量的影響31-36
  • 3.1.1 秸稈還田和施鉀肥對 2008/2009 年小麥玉米輪作期作物產(chǎn)量的影響31-32
  • 3.1.2 秸稈還田和施鉀肥對 2009/2010 年小麥玉米輪作期作物產(chǎn)量的影響32-33
  • 3.1.3 秸稈還田和施鉀肥對 2010/2011 年小麥玉米輪作期作物產(chǎn)量的影響33-34
  • 3.1.4 秸稈還田和施鉀肥對產(chǎn)量影響的差異分析34-36
  • 3.2 秸稈還田和施鉀肥對鉀肥利用效率的影響36-38
  • 3.2.1 秸稈還田和施鉀肥對鉀素農(nóng)學效率的影響36-37
  • 3.2.2 秸稈還田和施鉀肥對鉀素偏生產(chǎn)力的影響37
  • 3.2.3 秸稈還田和施鉀肥對鉀素回收率的影響37-38
  • 3.2.4 秸稈還田和施鉀肥對鉀素鉀肥利用效率綜合影響分析38
  • 3.3 秸稈替代化學鉀肥的作用分析38-40
  • 3.4 本章小結(jié)40-41
  • 3.5 討論41-43
  • 第四章 秸稈還田和施鉀肥對不同鉀素形態(tài)的影響43-54
  • 4.1 秸稈還田和施鉀肥對 2008/2009 年小麥玉米輪作期耕層鉀素狀況的影響43-46
  • 4.1.1 秸稈還田和施鉀肥對耕層速效鉀狀況的影響43-44
  • 4.1.2 秸稈還田和施鉀肥對耕層非交換性鉀狀況的影響44-45
  • 4.1.3 秸稈還田和施鉀肥對耕層礦物態(tài)鉀狀況的影響45
  • 4.1.4 秸稈還田和施鉀肥對耕層全鉀的影響45-46
  • 4.1.5 秸稈還田和施鉀肥對耕層各形態(tài)鉀素比例的影響46
  • 4.2 秸稈還田和施鉀肥對 2009/2010 年小麥玉米輪作期耕層鉀素狀況的影響46-49
  • 4.2.1 秸稈還田和施鉀肥對耕層速效鉀狀況的影響46-47
  • 4.2.2 秸稈還田和施鉀肥對耕層非交換性鉀狀況的影響47-48
  • 4.2.3 秸稈還田和施鉀肥對耕層礦物態(tài)鉀狀況的影響48
  • 4.2.4 秸稈還田和施鉀肥對耕層全鉀的影響48-49
  • 4.2.5 秸稈還田和施鉀肥對耕層各形態(tài)鉀素比例的影響49
  • 4.3 秸稈還田和施鉀肥對 2010/2011 年小麥玉米輪作期耕層鉀素狀況的影響49-52
  • 4.3.1 秸稈還田和施鉀肥對耕層速效鉀狀況的影響49-50
  • 4.3.2 秸稈還田和施鉀肥對耕層非交換性鉀狀況的影響50-51
  • 4.3.3 秸稈還田和施鉀肥對耕層礦物態(tài)鉀狀況的影響51
  • 4.3.4 秸稈還田和施鉀肥對耕層全鉀的影響51-52
  • 4.3.5 秸稈還田和施鉀肥對耕層各形態(tài)鉀素比例的影響52
  • 4.4 本章小結(jié)52
  • 4.5 討論52-54
  • 第五章 秸稈還田和施鉀肥對作物—土壤體系中鉀素平衡的影響54-63
  • 5.1 秸稈還田和施鉀肥對 2008/2009 年小麥玉米輪作期鉀素平衡的影響55-56
  • 5.2 秸稈還田和施鉀肥對 2009/2010 年小麥玉米輪作期鉀素平衡的影響56-58
  • 5.3 秸稈還田和施鉀肥對 2010/2011 年小麥玉米輪作期鉀素平衡的影響58-59
  • 5.4 秸稈還田和施鉀肥對鉀素平衡影響的差異分析59-61
  • 5.5 本章小結(jié)61
  • 5.6 討論61-63
  • 第六章 秸稈還田和施鉀肥對土壤鉀素固定的影響及其機理63-71
  • 6.1 秸稈還田和施鉀肥對耕層土壤固鉀率(量)的影響63-68
  • 6.1.1 定位試驗前耕層土壤固鉀率(量)63-64
  • 6.1.2 秸稈還田和施鉀肥對 2008/2009 年小麥玉米輪作期耕層固鉀率(量)的影響64-65
  • 6.1.3 秸稈還田和施鉀肥對 2009/2010 年小麥玉米輪作期耕層固鉀率(量)的影響65-66
  • 6.1.4 秸稈還田和施鉀肥對 2010/2011 年小麥玉米輪作期耕層固鉀率(量)的影響66-68
  • 6.2 秸稈還田和施鉀肥對耕層土壤固鉀量的影響因素分析68-69
  • 6.2.1 影響鉀素固定的因素68
  • 6.2.2 土壤鉀素固定影響因素的因子分析68-69
  • 6.3 本章小結(jié)69
  • 6.4 討論69-71
  • 第七章 秸稈還田和施鉀肥對非交換性鉀釋放的影響及其機理71-78
  • 7.1 秸稈還田和施鉀肥對耕層非交換性鉀累積釋放量的影響71-74
  • 7.1.1 定位試驗前耕層非交換性鉀累積釋放量影響72-73
  • 7.1.2 秸稈還田和施鉀肥對 2008/2009 年小麥玉米輪作期耕層非交換性鉀累積釋放量的影響73
  • 7.1.3 秸稈還田和施鉀肥對 2009/2010 年小麥玉米輪作期耕層非交換性鉀累積釋放量的影響73-74
  • 7.1.4 秸稈還田和施鉀肥對 2010/2011 年小麥玉米輪作期耕層非交換性鉀累積釋放量的影響74
  • 7.2 秸稈還田和施鉀肥下非交換性鉀釋放的動力學方程74-77
  • 7.2.1 秸稈還田和施鉀肥下非交換性鉀釋放的一級動力學方程曲線74-76
  • 7.2.2 秸稈還田和施鉀肥對非交換性鉀釋放相關(guān)參數(shù)76-77
  • 7.3 本章小結(jié)77-78
  • 第八章 全文結(jié)論78-81
  • 8.1 全文結(jié)論78-79
  • 8.2 創(chuàng)新之處79
  • 8.3 展望79-81
  • 參考文獻81-94
  • 致謝94-95
  • 作者簡介95


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秸稈還田地塊耕作管理“三要”    薛玉華

淺析作物秸稈還田應用技術(shù)    馬金芝;劉悅上;陸卓;

應用生態(tài)系統(tǒng)原理發(fā)揮秸稈還田的經(jīng)濟效益    余彥波,劉棣良

不同前作及其秸稈還田對晚稻產(chǎn)量和土壤肥力的影響    孫傳芝;孫仲逸;魏貞瑩;唐復中;

秸稈還田機械化技術(shù)比較研究    周勇;黃海東;吳一鳴;

機械化秸稈還田技術(shù)的應用及其展望    陳新;張瑞宏;

成都平原麥稻雙免耕秸稈還田技術(shù)模式    湯永祿;黃鋼;鄭家國;李朝蘇;鄧先和;付書明;

酵素菌在秸稈還田中的應用研究    朱紹林;喬紅梅;姜曉清;周明;

玉米秸稈安全還田方法的研究    劉武仁;鄭金玉;馮艷春;劉鳳成;羅洋;邱貴春;蔡紅巖;

作物秸稈還田對改善土壤生態(tài)環(huán)境的研究    何建新;王志進;朱建樺;張曉建;嚴玉娟;

淺論農(nóng)業(yè)秸稈生物質(zhì)能源綜合利用的技術(shù)途徑    袁梅;

提高秸稈綜合利用率 減少環(huán)境污染    樊旭;

耕作方式和秸稈還田對直播稻田土壤碳固定及其產(chǎn)量的影響    段華平;牛永志;李鳳博;卞新民;

推行綠色技術(shù) 發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)    任小平;孫達義;

我區(qū)力推秸稈還田沃土工程技術(shù)    記者 宋春風 通訊員 陳彥毅

省農(nóng)墾六成麥地秸稈還田    王戴群記者 孫全龍

大榮集團氰胺化鈣變身催腐劑    梁建統(tǒng)

9.2萬畝棉花實施秸稈還田    通訊員 劉世全

應大力推廣秸稈還田技術(shù)    安徽鳳陽縣 田益全

驛城區(qū)農(nóng)機局抓好玉米機收和秸稈還田工作    本刊記者 呂磊通訊員 胡軍鋒

清潔 節(jié)能 省錢    本報記者 韓光亮 通訊員 莊君 姜龍金 劉瑞華

全市秸稈還田將達100萬畝    劉璇 陳志奎

今秋明春四川秸稈還田百萬畝    通訊員 彭福智 記者 鄧萬祥

秸稈還田及綠肥利用技術(shù)    中化化肥高級顧問 中國農(nóng)業(yè)大學教授 王興仁

小麥/玉米輪作條件下秸稈還田鉀素效應研究    王志勇

黃土高原農(nóng)田綜合地力及碳匯特征對連續(xù)多年玉米秸稈全量還田的響應    慕平

水旱輪作條件下秸稈還田的培肥和增產(chǎn)效應    武際

長期施用化肥和稻草下紅壤性水稻土鉀素肥力演變規(guī)律的研究    廖育林

基于試驗與模型的C、N循環(huán)研究    潘志勇

長期施鉀對北方典型土壤鉀素及作物產(chǎn)量、品質(zhì)的影響    譚德水

稻麥兩熟制不同耕作栽培方式對農(nóng)田生態(tài)環(huán)境和周年生產(chǎn)力的影響    劉世平

多熟復種稻田土壤耕作和秸稈還田的效應研究    陳冬林

保護性耕作措施對農(nóng)田土壤健康狀況的影響及作物響應研究    韓賓

土壤過程的系統(tǒng)學分析初探——以連續(xù)秸稈還田土壤中氮素轉(zhuǎn)化過程為例    李貴桐

周年秸稈還田與土壤耕作對水稻產(chǎn)量、品質(zhì)及稻季溫室氣體排放的影響    王子臣

高產(chǎn)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)不同秸稈還田模式和施肥水平對作物生長的影響研究    趙彩霞

吉林省雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)玉米秸稈還田機械化耕作技術(shù)研究    李萬良

秸稈還田條件下稻麥生產(chǎn)密肥調(diào)控技術(shù)研究    吳延華

雙輥秸稈還田旋耕機的研制開發(fā)    劉小偉

秸稈還田和氮肥施用對夏玉米生育及產(chǎn)量影響的研究    霍竹

稻田保護性耕作對土壤水分及作物產(chǎn)量的影響研究    卿明福

不同耕作方式和稻草還田量對晚稻生長發(fā)育與土壤肥力的影響    卜毓堅

秸稈還田對隔茬冬小麥抗性生理及土壤肥力的影響    高茂盛

長期與短期秸稈還田后稻米品質(zhì)的差異性變化研究    顧麗