秸秆还田对干旱区滴灌玉米生产及土壤微生物的影响     

孟超然  白如霄  杨鹏辉  张皓禹  危常州 《新疆农业科学》2018,55(12):2251-2260

【目的】研究新疆北疆干旱区长期连作滴灌玉米不同秸秆还田量对玉米生产及土壤微生物多样性的影响,为该地区玉米秸秆高效还田提供科学依据。【方法】设计还田量为18、9、0 t/hm²的秸秆还田3个处理,利用自动微生物鉴定系统(Biolog-Eco),研究干旱区滴灌条件下玉米秸秆还田对土壤微生物群落功能多样性及对玉米生长、产量和品质的影响。【结果】秸秆还田能够显著提高土壤微生物对碳源的利用程度,增加土壤微生物物种的多样性和群落物种的均匀度;秸秆还田造成的土壤微生物群落功能多样性的差异主要表现在对碳水化合物类、多聚物类、氨基酸类碳源的利用程度上;秸秆还田可在生育期的中后期显著增加玉米干物质积累量,玉米秸秆还田量为18和9 t/hm²较秸秆不还田分别增产13.56%和5.48%;与秸秆不还田相比18 t/hm²秸秆还田可显著增加玉米籽粒蛋白质含量和脂肪含量,分别增加0.43%和0.39%。【结论】秸秆还田可改善土壤微生物功能多样性,提高玉米产量、品质。  相似文献   

秸秆还田及不同比例控失尿素对华北平原小麦产量及潮土性质影响     

张水清  涂昊泽  岳克  黄绍敏  张博  宋晓  郭斗斗  张珂珂  岳艳军 《农业资源与环境学报》2024,(1):105-112

为探讨不同控失尿素比例和秸秆还田对华北平原小麦产量及潮土化学性质的影响,本研究以华北潮土区小麦-玉米轮作体系为研究对象,采用裂区试验设计,以秸秆还田为主区,控失尿素比例为副区。秸秆还田模式设秸秆全量还田(S₁)、秸秆不还田(S₀)2种;控失尿素比例设不施肥(CK)以及控失尿素占总施氮量比例为0、40%、70%和100%(LCU₀、LCU₄₀、LCU₇₀、LCU₁₀₀)5个处理。在作物收割后进行产量测定,并采集0～20 cm耕层土壤进行常规土壤养分含量测定。结果表明：与S₀处理相比,S₁处理显著提高土壤有机质和速效钾含量。控失尿素显著提高土壤硝态氮含量,其他土壤养分含量无显著变化。秸秆不还田条件下,施用化肥显著降低了土壤pH值。控失尿素比例为70%时土壤养分含量最高。秸秆还田对小麦产量及吸氮量无显著影响,控失尿素对小麦产量及吸氮量增加具有极显著影响。在所有处理中,S₁-LCU₄₀  相似文献   

秸秆还田后效对玉米氮肥利用率的影响   总被引：2，自引：0，他引：2  

邹文秀  韩晓增  陆欣春  陈旭  郝翔翔  严君 《中国农业科学》2020,53(20):4237-4247

【目的】玉米秸秆还田已经成为培肥土壤的重要农艺措施之一,研究玉米秸秆还田后效对氮肥利用率的影响,旨在为提出提高氮肥利用率的秸秆还田方式提供理论依据。【方法】以中国科学院海伦农业生态实验站为研究平台,以质地黏重的黑土为研究对象,运用¹⁵N同位素示踪技术,以2011年进行秸秆还田的田间试验为基础,于2016年开展不同秸秆还田方式后效对化肥氮利用率影响的研究。以未进行秸秆还田的处理为对照（CK）,在同等秸秆还田量下（10 000 kg·hm^-2）设置免耕秸秆覆盖（D₀）,粉碎后的秸秆均匀混于0—20 cm土层（D_0-20）、0—35 cm土层（D_0-35）和20—35 cm土层（D_20-35）,秸秆平铺于35 cm深度（D₃₅）和50 cm深度（D₅₀）7个处理。【结果】不同秸秆还田方式后效通过促进玉米干物质积累,提高玉米对氮素的吸收,增加玉米的氮素积累进而提高氮素利用率。不同处理对玉米各器官干物质积累的影响表现为D_0-35>D_20-35>D_0-20>CK≥D₀>D₃₅>D₅₀,其中D_0-35和D_20-35（秸秆深混还田后效）处理比其他处理分别显著提高了7.1%—47.7%和2.0%—39.1%（P<0.05）（叶子除外）。不同秸秆还田方式后效对玉米各器官氮含量没有显著影响（P>0.05）,但是D_0-35、D_20-35和D_0-20处理显著增加了玉米各器官氮素积累量（P<0.05）,与CK、D₀、D₃₅、D₅₀处理相比分别提高了15.8%—20.2%、8.5%—18.2%和27.9%—39.5%（P<0.05）。与其他处理相比,D_0-35和D_20-35处理玉米各器官¹⁵N累积量分别显著提高了5.1%—38.4%和9.3%—31.8%。74.1%以上的¹⁵N累积在玉米的籽粒中,不同秸秆还田方式后效没有显著影响¹⁵N在玉米各器官的分配比例,说明玉米秸秆还田后效通过促进玉米植株整体对肥料氮的吸收来提高氮肥的利用率。D_0-35处理氮肥利用率和¹⁵N肥料氮的残留率与其他处理相比分别提高了1.9—12.7个百分点和6.9—21.2个百分点,而氮肥损失率则降低了8.8—31.3个百分点;但是与CK处理相比,D₀、D₃₅和D₅₀（秸秆层铺后效）处理没有显著增加氮肥利用率,同时D₀和D₅₀处理氮素损失率提高了3.6和4.4个百分点;说明秸秆层铺后效有增加氮素损失的风险,而通过秸秆深混还田后效构建肥沃耕层是一种提高氮肥利用率的有效地途径。与CK处理相比,D_20-35、D₃₅和D₅₀处理的氮肥贡献率分别显著提高了3.74、4.26、3.79和4.51个百分点（P<0.05）,但是不同秸秆还田方式后效之间没有显著查差异（P>0.05）。Pearson相关分析结果表明秸秆还田后效通过促进玉米根系生长、增加土壤中轻组有机碳含量及改善土壤物理性质来提高氮肥利用率。【结论】对于质地黏重的黑土,可以通过增加秸秆还田混合深度,构建肥沃耕层提升土壤肥力和改善土壤结构,能够有效提高氮肥的利用率。  相似文献   

还田棉秆腐解与土壤理化性质对氮肥施用的响应特征     

梁萌  王志方  马健  李晨华 《新疆农业科学》2021,58(8):1427-1434

【目的】研究棉花秸秆还田配施不同氮肥处理对棉秆腐解及土壤理化性质的影响。【方法】以干旱区典型农业土壤-灰漠土为研究对象,采用随机区组设计,以不添加秸秆与氮肥(CK)为对照,设置无氮(0 kg/hm²)、低氮(N₁: 112.5 kg/hm²、N₂: 225 kg/hm²)、中氮(N₃: 450 kg/hm²)、高氮(N₄: 750 kg/hm²)5种氮处理水平。于2019年10月中旬将棉花秸秆打断为3~5 cm,以中等还田量施入18个小区。在1年的棉秸秆腐解期间,定期测定还田棉秆纤维素、半纤维素、木质素含量,土壤有机碳、全氮含量、pH、电导率。分析随着还田腐解时间的延长,棉秸秆主要成分含量与相应土壤理化性质的演变特征。【结果】添氮处理在腐解前期(第256 d)显著降低了还田棉秆木质素含量,而纤维素、半纤维素则在后期显著降低,木质素在腐解前期对氮肥添加更为敏感;棉秆在腐解前期,所有添氮处理的土壤有机碳含量显著增加,腐解后期降低,低氮处理(N₁、N₂)的有机碳含量最高;各处理间土壤全氮含量差异不显著;氮添加处理显著降低了土壤pH值与盐分;土壤有机碳含量与棉秆的木质素、半纤维含量呈显著负相关关系(P<0.05,P<0.01)。【结论】秸秆还田配施氮肥能加速棉秸秆腐解,而低氮处理(N₁、N₂)在加速秸秆降解的同时,有利于增加土壤有机碳含量,培肥土壤。  相似文献   

深耕条件下秸秆还田对土壤呼吸的影响     

《农技服务》2015,(12)

【目的】明确深耕条件下秸秆还田对农田土壤呼吸的影响,为改进耕作和秸秆还田技术提供参考依据,缓解农田土壤紧实问题,使农田土壤质量逐步提高。【方法】通过2年田间定位试验,比较深耕秸秆还田(DT)和深耕秸秆不还田(DNT)两个处理对对土壤呼吸的影响。【结果】秸秆还田促进玉米根系生长,增加土壤微生物数量,提高土壤酶活性,增加土壤呼吸速率。在深耕条件下,秸秆还田后土壤细菌、真菌和放线菌的数量分别增加39.2%、60.9%和88.3%,土壤磷酸酶、脲酶和蔗糖酶活性分别增加8.2%、12.3%和4.4%,玉米根长密度增加22.8%,拔节期、吐丝期和成熟期的土壤呼吸通量分别增加97.7%、95.2%和111.3%。【结论】深耕条件下秸秆还田能改善0-30cm耕层土壤的生物性状,促进玉米根系生长,增加土壤呼吸通量。  相似文献   

秸秆还田对稻田土壤磷素形态及磷循环微生物功能基因的影响     

李季  张桥  张嘉欣  韩兴华  黎婉玲  孙丽丽  顾文杰  卢钰升  解开治  徐培智 《福建农业学报》2023,(10):1230-1241

【目的】以南方酸性土壤连续8年秸秆还田定位试验田为研究对象，探究秸秆还田对水稻分蘖期与成熟期土壤磷循环微生物功能基因的影响。【方法】定位试验共设置5个处理：化肥+无秸秆还田(CK)、化肥+当季秸秆全量还田(CKS)、化肥+当季秸秆全量还田+秸秆替代10%钾肥(S10)、化肥+当季秸秆全量还田+秸秆替代20%钾肥(S20)和化肥+当季秸秆全量还田+秸秆替代30%钾肥(S30)。利用Guppy土壤磷素连续浸提法和宏基因组测序技术，分别测定土壤磷素组分和磷循环微生物功能基因数据。【结果】秸秆还田处理显著提高了Guppy土壤磷分级中可利用磷组分NaHCO₃-Pi的含量(P<0.05)，其中S10、S20处理较CK处理提升了5.88%～8.73%；中等可利用磷组分中NaOH-Pi为南方酸性稻田土壤最主要的磷素形态，含量为154.03～202.11 mg·kg^-1。同时，秸秆还田还显著影响了土壤磷循环微生物功能基因的丰度，其中无机磷溶解基因pqqC对秸秆全量还田处理的响应更为明显。秸秆还田条件下磷循环功能基因(如phnW、phnO、pqqB、pqq...  相似文献   

不同改良措施对猕猴桃园土壤理化性质变化的影响     

游浩宇  陈大刚  徐开未  彭丹丹  肖苏杰  罗中魏  王祖华  陈远学 《四川农业大学学报》2022,(6):826-837

【目的】针对猕猴桃园土壤黏重滞水、通气透水性差,植株生长不良的生产问题,探究不同改良措施下果园黏重土壤物理、化学性质的变化,筛选最优土壤改良方案。【方法】采用1 m³露天池栽模拟试验,设计对照(CK)、掺砂20%(S₂₀)、掺砂40%(S₄₀)、枝条3 kg/池还田(B₃)、蚯蚓粪10 kg/池还田(W₁₀)、枝条3 kg+蚯蚓粪10 kg/池还田(B₃+W₁₀)和蚯蚓粪20 kg/池还田(W₂₀)等7个处理,测定土壤相关物理化学指标,并利用主成分分析法对不同改良处理的土壤物理化学性质变化进行综合评价。【结果】W₂₀、W₁₀、B₃+W₁₀、B₃以及S₂₀均能有效降低土壤表面紧实度和土壤容重,W₂₀、W₁₀、B₃+W  相似文献   

秸秆还田量对黑土区土壤及团聚体有机碳变化特征和 固碳效率的影响   总被引：2，自引：0，他引：2  

高洪军  彭畅  张秀芝  李强  朱平  王立春 《中国农业科学》2020,53(22):4613-4622

【目的】 探讨不同秸秆还田量下土壤及团聚体有机碳的变化特征,阐明土壤及团聚体有机碳储量变化对外源有机碳累积投入的响应关系,揭示黑钙土土壤及团聚体固碳效应和土壤有机碳定量提升机理。【方法】 于 2012 年4月在吉林省农安县玉米主产区设置了玉米秸秆还田量田间定位试验,共设计4个处理：秸秆还田量0（SA₀）、秸秆还田量4 500 kg·hm ^-2（SA₃₀₀）、秸秆还田量9 000 kg·hm ^-2（SA₆₀₀）、秸秆还田量13 500 kg·hm ^-2（SA₉₀₀）。利用多年试验土壤有机碳储量与外源有机碳投入的数据分析其量化关系和固碳效率。通过湿筛法筛分＞2 mm、2—0.25 mm、0.25—0.053 mm和＜0.053 mm粒级团聚体,分析不同粒级团聚体有机碳储量变化特征及固碳效应。 【结果】 长期秸秆还田能显著提高土壤有机碳含量,秸秆还田SA₆₀₀和SA₉₀₀两处理土壤有机碳含量均显著高于秸秆不还田（SA_O）、低量秸秆还田（SA₃₀₀）（P＜0.05）,并且后3年SA₉₀₀和SA₆₀₀两处理土壤有机碳含量差异达显著水平。2015—2018年间,SA₉₀₀处理土壤有机碳较SA₀处理分别依次提高了11.0%、15.8%、17.2%、23.1%。土壤总有机碳储量与外源有机碳输入呈极显著正线性相关关系（P＜0.01）,其中土壤总固碳效率为12.9%。与秸秆不还田（SA₀）相比,秸秆还田SA₆₀₀和SA₉₀₀两处理均显著提高了各粒级团聚体有机碳含量（P＜0.05）,尤其是对大团聚体（＞0.25 mm）有机碳含量增加贡献更大。高量秸秆还田（SA₉₀₀）处理的＞2 mm和2—0.25 mm粒级团聚体有机碳储量较秸秆不还田（SA₀）处理分别提高了45.5%和47.7%。除＜0.053 mm团聚体外,其他粒级土壤团聚体有机碳储量增加量与累积碳投入量增加量呈显著正线性相关关系（P＜0.05）;大粒级团聚体固碳效率显著高于小粒级团聚体,＞2 mm 和2—0.25 mm粒级团聚体固碳效率分别为4.9%和13.6%。依据秸秆还田下土壤固碳效率,预测未来10年内土壤有机碳储量要提升10%、20%、30%,每年需额外分别投入风干玉米秸秆约5.99、11.98、17.97 t·hm ^-2。 【结论】 玉米秸秆还田能显著促进黑钙土土壤及团聚体有机碳累积,并且土壤有机碳含量均随秸秆还田量和试验年限的延长而增加,有机碳主要集中固持在大团聚体中。表明秸秆还田是黑土区土壤肥力提升的重要培育措施,大团聚体有机碳可作为评价土壤有机碳变化对不同土壤培肥措施快速响应的重要指标之一。  相似文献   

秸秆还田对长期连作棉田土壤腐殖质组分含量的影响   总被引：9，自引：1，他引：9  

刘军  景峰  李同花  黄金花  谈建鑫  曹晶晶  刘建国 《中国农业科学》2015,48(2):293-302

【目的】以棉花长期连作定位试验田为研究对象,分析秸秆还田条件下长期连作棉田土壤腐殖质组分含量变化特征,为衡量和评价秸秆还田对长期连作棉田土壤质量和肥力的影响提供科学的理论依据。【方法】试验在石河子大学农学院试验站棉花长期连作定位试验田进行。设秸秆还田模式下5、10、15、20、25和30 a棉田连作小区,无秸秆还田模式下1、5、10和15 a连作小区,共计10个处理,每个处理3次重复,小区土壤初始背景值相近。棉花种植品种为“新陆早46号”,按“30+60+30”宽窄行距配置,种植密度为每公顷19.8万株/hm²。全生育期滴灌11次,滴灌总量5 400 m³·hm^-2,采用膜下滴灌。共施纯氮495 kg·hm^-2,30%基施,其余随水滴施,其他管理措施同一般大田管理。【结果】秸秆还田可以显著提高3个土层土壤胡敏酸含量,随着连作年限增加, 胡敏酸含量逐渐升高,20-40 cm土层土壤胡敏酸积累幅度最大,连作30 a棉田土壤胡敏酸含量比连作5、10、15、20和25 a分别增加139.90%、86.68%、93.33%、58.60%和22.86%;秸秆还田长期连作棉田0-20、20-40和40-60 cm土层土壤富里酸含量随着连作年限的增加而保持稳定不变, 分别维持在（2.79±0.19）、（2.56±0.10）和（1.77±0.15）g·kg^-1的水平上,而且0-20 cm和20-40 cm土层富里酸含量明显大于40-60 cm土层。秸秆还田能够显著地增加长期连作棉田各个土层胡敏素含量,胡敏素含量0-20＞20-40＞40-60 cm土层。秸秆还田不同连作年限C_HA/C_FA值均大于1,PQ值均大于0.5,且随着年限增加而增大,连作5 a最小,连作30 a最大,0-20、20-40和40-60cm土层连作30年C_HA/C_FA比连作5 a分别增加120.04%、116.39%和112.91%,PQ值连作30 a比连作5 a分别增加37.15%、36.44%和36.81%。【结论】秸秆还田能够提高长期连作棉田土壤胡敏酸和胡敏素的含量,增加富里酸含量并使之处于稳定水平上,还能够显著地提高 C_HA/C_FA和PQ值,使土壤腐殖质品质朝好的方向转化。  相似文献   

秸秆还田和氮肥用量对冬小麦产量和氮素利用的影响   总被引：3，自引：0，他引：3  

王新媛  赵思达  郑险峰  王朝辉  何刚 《中国农业科学》2021,54(23):5043-5053

【目的】在陕西关中小麦-玉米轮作区通过连续7年田间定位试验,探索秸秆还田配施化学氮肥对冬小麦产量、籽粒蛋白质含量、地上部吸氮量、收获期土壤硝态氮残留量及土壤氮素平衡的影响,为小麦增产及氮素高效利用提供科学依据。【方法】试验采用裂区设计,主处理为玉米秸秆还田和不还田,副处理设置5个施氮水平,分别为0（N0,不施用氮肥）、84 kg·hm^-2（N84,当地推荐氮肥用量的一半）、168 kg·hm^-2（N168,当地推荐氮肥用量）、252 kg·hm^-2（N252,高氮肥用量）、336 kg·hm^-2（N336,超高氮肥用量）。【结果】与秸秆不还田处理相比秸秆还田未提高冬小麦籽粒产量,施用氮肥较不施氮肥小麦增产18%—29%,而超高氮肥用量较推荐氮肥用量有减产风险。秸秆还田和氮肥用量对小麦产量有交互效应。与秸秆不还田处理相比,秸秆还田在氮肥用量为252和336 kg·hm^-2时,公顷小麦穗数增加5%—7%,产量平均增加5%—6%。秸秆还田对小麦籽粒蛋白质含量无显著影响,施用氮肥的籽粒蛋白质含量较不施用氮肥增加16%—33%。秸秆还田对小麦地上部吸氮量无显著影响,施用氮肥的地上部吸氮量较不施用氮肥增加36%—72%。秸秆还田和氮肥用量对小麦地上部吸氮量有交互效应。与秸秆不还田处理相比,秸秆还田在氮肥用量为252和336 kg·hm^-2时地上部吸氮量平均增加5%—8%。与秸秆不还田相比,秸秆还田使土壤硝态氮残留量平均增加18%,增加的硝态氮含量主要分布在70—170 cm土层。N168处理在秸秆不还田条件下土壤氮处于亏损状态,秸秆还田后有效地弥补了氮亏缺,进一步增加氮肥用量,将大幅增加土壤氮盈余量。相对于秸秆还田,氮肥用量对土壤氮盈余量的影响更大。【结论】秸秆还田配施高氮肥用量能增加小麦产量和地上部吸氮量,但同时增加了土壤硝态氮残留量和氮盈余量。综合考虑小麦籽粒产量、土壤硝态氮残留和土壤表观氮平衡等,秸秆还田配施168 kg·hm^-2氮肥更利于维持小麦产量和保护生态环境。  相似文献   

秸秆还田深度对土壤温室气体排放及玉米产量的影响   总被引：4，自引：0，他引：4  

朱晓晴  安晶  马玲  陈松岭  李嘉琦  邹洪涛  张玉龙 《中国农业科学》2020,53(5):977-989

【目的】秸秆还田是培肥地力、增加土壤有机质和改善土壤结构的重要技术手段,但以往的研究表明秸秆还田会加速土壤温室气体的排放。本研究通过对秸秆不同还田深度下农田土壤温室气体排放特征和产量的研究,明确降低温室气体排放量的最佳还田深度,以期为合理利用秸秆、提高作物产量,实现农业可持续发展提供科学依据。【方法】采用大田微区试验,以玉米为供试作物,设置4个还田深度,采用静态箱-气相色谱法测定整个玉米生长季不同还田深度下温室气体（CO₂、CH₄、N₂O）的排放特征,产量及产量构成因素。试验共设5个处理,还田深度分别为0—10 cm（T1）、10—20 cm（T2）、20—30 cm（T3）和30—40 cm（T4）,同时以不还田处理作为对照（CK）。【结果】（1）在整个玉米生长季CO₂和N₂O均表现为排放,CH₄表现为吸收。CO₂累积排放量为T3处理最高,较CK显著增加了28.6%,T4处理增加最少,较CK显著增加了17.1%（P<0.05）,但T1与T4处理之间差异不显著;而N₂O的累积排放量T2处理为最高,与CK相比,累积排放量显著增加111.3%,T4处理增加最少,与CK相比显著增加了12.8%（P<0.05）;CH₄则表现为吸收,且秸秆还田后降低了农田土壤对CH₄的吸收能力,吸收量表现为CK处理>T4处理>T3处理>T1处理>T2处理,且各还田处理与CK之间差异显著（P<0.05）。（2）秸秆不同还田深度下,与对照相比,各处理玉米产量均显著增加,增产在5.6%—20.8%（P<0.05）,但各处理之间的穗长、穗粗和行粒数差异不显著。当秸秆还至30—40 cm时,产量最高,较CK增加了20.8%,表明秸秆还田对提升土壤肥力及作物增产有重要作用。（3）从温室气体综合增温潜势（GWP）和温室气体排放强度（GHGI）来看,在100年尺度上,GWP表现为T2处理>T3处理>T1处理>T4处理>CK处理,而GHGI表现为T2处理>T3处理>T1处理>CK处理>T4处理,表明与CK相比,各处理均增加了玉米季温室气体的综合增温潜势,而T4处理则降低了玉米季温室气体排放强度,说明秸秆深还至30—40 cm可在一定程度上缓解全球增温潜势。【结论】秸秆还田会显著增加CO₂和N₂O排放,降低对CH₄的吸收能力;秸秆深还至30—40 cm可相对降低综合增温潜势,降低温室气体排放强度,同时显著增加玉米产量。因此,为实现较高的玉米产量和较低的温室气体排放强度,秸秆深还至30—40 cm是较为合理的土壤改良培肥方式。  相似文献   

根层调控对填闲作物消减设施蔬菜土壤累积硝态氮的影响     

吉艳芝  刘辰琛  巨晓棠  张丽娟  冯万忠  刘树庆 《中国农业科学》2010,43(24):5063-5072

 【目的】本研究以甜玉米(Zea mays L.)作为填闲作物,探讨根层调控措施对填闲作物消减土壤剖面累积NO3--N的影响。【方法】通过设置休闲、传统种植、土壤调理剂和秸秆还田4个处理,进行田间小区试验。【结果】在本试验条件下,施用土壤调理剂的甜玉米总生物量最大,其吸氮量与秸秆还田处理没有差异,但均明显高于传统种植;填闲季结束后0—100 cm土层NO3--N消减量显著高于100—200 cm土层,2种根层调理处理0—100 cm土层残留NO3--N显著低于传统种植,100—200 cm三者之间未表现差异,休闲导致土壤NO3--N高量残留且下移趋势严重;秸秆还田、土壤调理剂处理的30—60 cm和60—100 cm土层根长密度和根干重显著高于传统种植,根长密度与NO-3-N消减量极显著相关;土壤调理剂和秸秆还田处理在100 cm处NO3--N淋失量分别比传统种植减少68.4%和52.6%。【结论】在硝态氮高累积的设施土壤上,填闲作物可以通过土壤调理剂和秸秆还田根层调理措施实现土体NO3--N的快速消减。  相似文献   

不同耕作和秸秆还田下褐土真菌群落变化特征   总被引：4，自引：1，他引：3  

代红翠  张慧  薛艳芳  高英波  钱欣  赵海军  成浩  李宗新  刘开昌 《中国农业科学》2019,52(13):2280-2294

【目的】研究华北平原地区小麦-玉米周年复种模式下不同耕作和秸秆还田方式对土壤真菌群落结构及功能的影响,并探索农田土壤肥力对耕作和秸秆还田方式响应差异的生物学机制,为优化耕作与秸秆还田方式和提高农田土壤肥力提供理论依据。【方法】本研究以华北平原小麦-玉米周年复种农田土壤为研究对象,采用Miseq高通量测序技术,结合FUNGuild真菌功能预测工具,分析3种耕作方式（免耕、深耕与旋耕）与两种秸秆还田方式（麦秸单季还田与小麦-玉米秸秆双季还田）定位试验条件下,小麦成熟期土壤真菌群落结构与功能的差异,结合土壤理化性质,进一步探究农田土壤真菌群落结构及功能变化的环境驱动因子。【结果】与免耕双季还田相比,深耕秸秆双季还田与深耕单季还田0—10 cm耕层土壤有机碳含量分别降低35.04%和44.30%;免耕秸秆单季还田10—20 cm耕层土壤中碱解氮含量显著低于其他处理。农田土壤0—10 cm土层真菌主要包含子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)和壶菌门(Chytridiomycota),相对丰度分别为68.98%、16.96%和1.62%;10—20 cm土层真菌主要包含子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门（Basidiomycota）、壶菌门(Chytridiomycota)和球囊菌门(Glomeromycota),相对丰度分别为68.44%、15.52%、1.51%和1.23%。不同处理土壤真菌群落结构存在差异,与秸秆单季还田相比,秸秆双季还田0—10 cm和10—20 cm土层担子菌门(Basidiomycota)相对丰度分别提高了50.07%和29.08%。进一步分析土壤群落结构发生变化的原因,结果显示0—10 cm土层土壤真菌群落多元回归树第一次分割以土壤有机碳为节点,其阈值为11.17 g·kg ^-1,旋耕双季还田和免耕双季还田与其他处理分离;10—20 cm土层土壤真菌群落多元回归树第一次分割以碱解氮为节点,其阈值为6.52 mg·kg ^-1,免耕单季还田与其他处理分离。从营养类型看,各处理0—10 cm（26.84%）和10—20 cm（23.91%）土层土壤真菌均以病理营养型为主;与免耕相比,深耕和旋耕处理0—10 cm土层病理营养型真菌相对丰度分别显著降低25.16%和16.45%,且以深耕单季还田最低。病理营养型真菌相对丰度与土壤有机碳、可溶性有机碳、全氮、碱解氮和速效钾含量均呈显著正相关关系。【结论】不同耕作与秸秆还田方式改变了农田土壤真菌群落结构及功能,土壤有机碳和碱解氮的改变是影响真菌群落组成的主要因素;深耕能够降低秸秆还田后土壤病理营养型真菌相对丰度,利于保持农田土壤生态系统健康。  相似文献   

Response of Fungal Community and Function to Different Tillage and Straw Returning Methods   总被引：2，自引：1，他引：1  

DAI HongCui  ZHANG Hui  XUE YanFang  GAO YingBo  QIAN Xin  ZHAO HaiJun  CHENG Hao  LI ZongXin  LIU KaiChang 《中国农业科学》2019,52(13):2280-2294

【Objective】 This study was conducted to explore the change of fungal community structure and function response to different tillage and straw returning methods in wheat-maize rotation system in the North China Plain. It aimed to clarify the biological mechanism of soil fertility improvement, which provided a theoretical support for sustainable development for agricultural production. 【Method】 A six-year field study with split plot design was conducted to investigate the effects of different soil tillage methods (no tillage, CT; deep tillage, DT; rotation tillage, ST) and straw returning methods (wheat and maize straws were returned to the field, DS; only wheat straw was returned to the field, SS) on changes of fungal community structure and function in soils from wheat-maize rotation system in the North China Plain. In combination with soil properties, multiple regression trees and correlation analysis was carried out to investigate driving factors of fungal community structure and function in soil．【Result】 The results showed that, compared with NT, soil organic carbon content under DS and SS were reduced by 35.04% and 44.30% in 0-10 cm layer, respectively. The available nitrogen of NT under SS treatment was significantly lower than that under other treatments in 10-20 cm layer. Ascomycetes (68.98%), Basidiomycetes (16.96%) and Chytridiomycetes (1.62%) were the dominant fungus in 0-10 cm layer, while Ascomycetes (68.44%), Basidiomycetes (15.52%), Chytridiomycetes (1.51%) and Coccidiomycetes (1.23%) were the dominant fungus in 10-20 cm layer. The different tillage and straw returning methods changed soil fungal community structure. Specifically, the relative abundance of Basidiomycota in DS increased 50.07% and 29.08% respectively in 0-10 cm and 10-20 cm layers than that of SS. The multiple regression trees showed that soil fungal communities were divided into soil organic carbon nodes with a threshold of 11.17 mg·kg ^-1 in 0-10 cm layer, additionally, the soil fungi community were divided into available nitrogen nodes with a threshold of 6.52 mg·kg ^-1 in 10-20 cm layer. In this study, Pathotroph was mainly function type of soil fungi in 0-10 cm (26.84%) and 10-20 cm (23.91%) layers in wheat-maize rotation in the North China Plain. Compared with NT, Pathotroph relative abundance under DT and RT treatments were reduced by 25.16% and 16.45%, respectively. The results of correlation analysis showed that Pathotroph relative abundance were positively correlated with soil total organic carbon, dissolved organic carbon, total nitrogen, available nitrogen and available potassium. 【Conclusion】 In general, our results indicated that different tillage and straw returning methods changed soil fungal community structure and relative abundance of functional groups. The content of soil organic carbon and available nitrogen were the driving factors shaped the fungal community structure. Besides, DT could reduce Pathotroph relative abundance, which was conducive to maintaining the soil ecosystem health.  相似文献   

秸秆还田对宁南半干旱地区土壤团聚体特征的影响   总被引：32，自引：4，他引：32  

张鹏  贾志宽  王维  路文涛  高飞  聂俊峰 《中国农业科学》2012,45(8):1513-1520

【目的】探明秸秆还田对土壤团聚体的影响,为宁南半干旱区作物生产及土壤培肥制度的建立提供参考。【方法】本研究通过4年秸秆还田定位试验,设置了不同秸秆粉碎还田量处理：谷子秸秆还田量为3 000 kg•hm-2 (低,L)、6 000 kg•hm-2 (中,M)、9 000 kg•hm-2 (高,H),玉米秸秆还田量为4 500 kg•hm-2 (低,L)、9 000 kg•hm-2 (中,M)、13 500 kg•hm-2 (高,H),对照为秸秆不还田。对不同处理条件下干筛和湿筛下各团聚体指标进行分析。【结果】各秸秆还田处理干筛下0—40 cm土层＞0.25 mm团聚体含量（DR0.25）、平均重量直径（mean weight diameter,DMWD）和几何平均直径（geometric mean diameter,DGMD）均显著高于CK处理,各还田处理的分形维数均显著低于CK;湿筛法分析表明,供试土壤中团聚体以机械稳定性团聚体为主,随秸秆还田量的增加,0—40 cm土层水稳性团聚体的平均重量直径（WMWD）、几何平均直径（WGMD）和分形维数的顺序均为：H,M处理＞L处理＞CK;各处理土壤团聚体破坏率（PAD）和不稳定团粒指数（ELT）在0—40 cm土层内均表现出近似“Z”字形趋势,且CK显著高于各还田处理（P＜0.05）。【结论】在宁南半干旱区采用秸秆还田对提高土壤团聚体含量具有明显作用。  相似文献   

连续秸秆还田对油菜水稻轮作土壤磷素有效性 及作物磷素利用效率的影响   总被引：1，自引：0，他引：1  

王昆昆  廖世鹏  任涛  李小坤  丛日环  鲁剑巍 《中国农业科学》2020,53(1):94-104

【目的】探究长江流域水旱轮作制度下,化学磷肥和秸秆还田配施磷肥对作物生产力的贡献,以及对土壤磷有效性和磷素效率的影响,为农田土壤磷素管理提供科学依据。【方法】试验于2014—2018年在湖北省武汉市华中农业大学进行,选取定位试验中的3个处理,分别为：（1）不施磷（NK）;（2）施磷（NPK）;（3）施磷配合秸秆还田（NPK+S）。通过测定作物产量、磷含量及土壤有效磷,分析作物磷素利用效率,探讨土壤有效磷变化与磷累积盈亏的响应关系。【结果】与NK处理相比,NPK处理的油菜和水稻平均产量分别提高530.3%和35.9%,磷积累量分别提高495.3%和98.5%;与NPK处理相比,NPK+S处理的油菜和水稻平均产量分别提高19.1%和11.0%,磷积累量分别提高20.6%和11.7%;油菜产量和磷积累量对磷肥和秸秆的响应优于水稻。秸秆还田条件下,油菜和水稻的平均磷素农学效率分别提高6.8%和33.9%,油菜、水稻和周年的磷素累积利用率分别提高8.6%、17.0%和19.8%。秸秆还田对水稻磷素利用率和农学效率的影响更为显著。4年油菜水稻轮作后,不施磷处理土壤磷素累积亏缺110.2 kg P₂O₅·hm ^-2,有效磷浓为1.9 mg·kg ^-1;施磷处理土壤磷素累积盈余210.9 kg P₂O₅·hm ^-2,有效磷浓度（4.3 mg·kg ^-1）较不施磷处理提高126.3%;施磷配合秸秆还田处理土壤磷素累积盈余（222.1 kg P₂O₅·hm ^-2）较NPK处理增加5.3%,有效磷浓度（5.1 mg·kg ^-1）较NPK处理提高18.6%。秸秆还田显著提高了土壤有效磷浓度,但土壤磷盈余量没有明显增加。连续秸秆还田和施用化学磷肥条件下,水稻土每盈余100 kg·hm ^-2的磷,NPK和NPKS处理土壤有效磷分别提高1.8和2.0 mg·kg ^-1。秸秆还田促进了土壤磷素有效化。【结论】施磷显著增加了油菜、水稻的产量和磷积累量,提升了土壤磷盈余量和有效磷浓度;秸秆还田在施磷肥的基础上进一步增加了油菜、水稻的产量和磷积累量,提高了作物特别是水稻对磷素的利用率和农学效率,同时能够在避免土壤磷素过量积累的情况下提高土壤有效磷浓度。  相似文献