孙承运[1]2004年在《不同温湿度条件下土壤有机质和秸秆分解规律与模拟》文中提出本文通过小麦秸秆和风干土样在不同温度、湿度和土壤碳氮比条件下的混合培养，模拟秸秆还田条件下土壤有机质和秸秆分解。测定秸秆和土壤有机质分解过程中CO_2释放量、土壤微生物量和土壤无机氮含量变化，探讨土壤有机质和秸秆分解的规律。应用现有模型，解释试验结论，获取模型参数，分析模型参数敏感性，为更好地模拟土壤碳氮循环提供参考。 主要结论如下： 温度和湿度影响土壤有机质和秸秆分解，培养83天，温度35℃和土壤相对含水量100％条件下，50％的秸秆碳分解，形成CO_2释放；土壤有机质分解CO_2累计释放量达893.5mg kg~(-1)。土壤相对含水量在30％-100％之间，温度在15℃-35℃之间，温湿度效应是正效应。培养初期土壤微生物量迅速增加，土壤有机质分解，形成的土壤微生物量碳最大为453.3mgkg~(-1)，加入秸秆处理最大微生物量可达800mgkg~(-1)以上。小麦秸秆分解固持无机氮，培养末净矿化氮仍达-8mgkg~(-1)。土壤有机质分解，土壤无机氮增加，培养期间土壤有机氮最大矿化量达37.1mgkg~(-1)。 土壤有机质和秸秆分解的温度、湿度效应函数。采用Johnsson等(1987)提出的温度效应函数，小麦秸秆分解的Q_(10)为1.23。土壤有机质分解的Q_(10)为1.34。且小麦秸秆分解的温度效应采用该函数优于土壤有机质。土壤有机质分解的温度效应采用Gaussian函数，能够更好地描述温度对土壤有机质分解的影响。小麦秸秆分解的湿度效应适于采用Quemada等(1997)提出的函数。土壤有机质分解湿度效应适于采用Johnsson等(1987)提出的函数。 施用氮肥影响土壤有机质和秸秆分解的氮素转化。施用氮肥形成的土壤微生物碳氮比降低，土壤微生物氮含量增加，肥料氮被固持到土壤微生物体。本文试验中施肥后最大固持纯氮达16.8mg kg~(-1)，约为加入氮肥的1／3；同时秸秆还田，固持的无机氮达30.0mg kg~(-1)。本文试验结果表明，施用氮肥对土壤有机质和秸秆分解释放的CO_2量没有显着影响，施用氮肥显着增加土壤微生物固持无机氮数量。 土壤有机质和秸秆分解的模拟。借鉴现有模型分析小麦秸秆和土壤有机质分解，单组分一级动力学模型可以较好地拟合试验数据；双组分模型具有更好的拟合精度。借鉴Nicolardot等(2001)提出的模型，模拟土壤有机质和秸秆分解，能够解释和模拟试验结论，如施用氮肥后土壤对肥料氮的固持、秸秆分解对土壤无机氮的固持、土壤供氮特性与土壤微生物周转的相关性等。参数敏感性分析表明土壤有机质和秸秆分解过程中，土壤氮素转化对土壤微生物碳氮比敏感，土壤供氮能力对于土壤微生物分解速率敏感。
朱利霞[2]2018年在《不同调控措施对旱作农田土壤碳氮及微生物学特性的影响》文中研究表明农田土壤碳氮是评价农田土壤质量的重要指标,在土壤可持续利用中具有重要作用;而土壤微生物是土壤有机质转化的主要动力,调控生态系统物质循环和能量流动。然而土壤微生物对所生存的微环境十分敏感,易受不同调控措施的影响,进而改变土壤碳氮转化。覆膜是半干旱农作区增温保墒和提高作物产量的有效措施,但是覆膜条件下如何维持土壤肥力、平衡土壤碳、氮、磷叁种养分元素也是亟待解决的问题。有机肥和来源于生物有机废弃物的生物炭可改善土壤微生态环境、提高土壤肥力,为旱作农田生产力可持续性研究提供了新的思路。本研究以黄土高原地区种植春玉米的旱作农田土壤为研究对象,以田间多年定位试验为基础并结合室内培养,从农田土壤-微生物-植物的角度,开展了农田土壤碳氮磷和土壤微生物的动态变化对覆膜、配施有机肥和生物炭等调控措施的响应研究,评价了不同调控措施对农田土壤养分转化和作物利用的影响。以期为优化旱作农田养分管理措施,增加农业碳汇能力,有效调控农田养分利用和土壤的可持续利用提供一定的科学依据。本研究获得主要结果如下:(1)添加不同有机物料对土壤碳氮动态的影响表现出显着差异,秸秆对土壤碳氮矿化的影响更显着。短期培养条件下,与对照相比,单施秸秆显着增加土壤累积CO_2释放量,单施生物炭对CO_2排放无显着影响,而秸秆与生物炭混合添加时CO_2累积释放量随生物炭量的增加而增加。添加有机物料增加土壤有机碳和全氮,降低矿质氮含量。~(13)C和~(15)N示踪的进一步研究表明,秸秆在分解过程中不断参与土壤碳氮的形成,秸秆碳对CO_2释放的贡献较土壤原有有机碳大而秸秆氮较多的保留在土壤中。培养前期秸秆对土壤碳矿化表现为正激发效应,而在后期负激发效应程度逐渐增强。秸秆添加提高了土壤碳的周转速率,促进了土壤有机质的更新;但显着降低土壤氮的潜在气态损失,增加土壤氮含量。(2)土壤碳氮及其组分对不同调控措施的响应不同,配施有机肥和生物炭增加土壤有机碳和总氮,但对有机碳氮组分的影响在不同生育期和不同年份差异较大。与对照(CK)相比,覆膜(PF)对有机碳和全氮的含量和储量无显着影响,有机肥配施(FM)显着增加有机碳和全氮的含量和储量。然而,与试验开始前相比,CK和PF处理有机碳和全氮表现为负增加,且PF处理的负增加程度更大;FM土壤有机碳和全氮为正增加,有利于提高土壤有机碳和全氮。2015年和2016年两年试验表明土壤有机碳氮组分在不同生育期受覆膜和施肥的影响,PF增加2015年PT和V6时期水溶性有机碳而降低2016年PT时期水溶有机碳;PF显着增加2015年和2016年V6和R5时期水溶性有机氮,FM则增加试验两年不同生育期水溶性有机碳氮;PF对2015年各生育期易氧化有机碳无影响而FM增加2015年0-10 cm土层R6时期和10-20 cm土层R5时期易氧化有机碳。与配施有机肥一样,生物炭显着增加土壤有机碳和全氮含量和储量,且30 t ha~(-1)的生物炭(BC30)增加效果更显着。与试验开始前相比,生物炭施用土壤有机碳表现为正增加,减缓了土壤有机质的消耗。对2015年和2016年有机碳氮组分的研究表明,生物炭显着增加了土壤水溶性有机碳氮和易氧化有机碳含量,不同生育期表现出不同的特征。因此,覆膜条件下配施有机肥与生物炭施用可以提高土壤有机质水平,增加土壤碳氮的有效性。(3)覆膜条件下配施有机肥显着增加试验两年玉米不同生育期土壤微生物量碳、氮和磷;增加土壤氨基糖累积量,促使土壤中微生物群落向细菌群落转变,提高土壤养分的有效性。生物炭对土壤微生物量和功能多样性的影响具有明显的异质性。覆膜条件下有机肥配施显着增加2015和2016年不同生育期的土壤微生物量碳、氮和磷,覆膜对土壤微生物量碳、氮和磷的影响则与生育期有关。与不施生物炭(BC0)相比,BC30显着降低2014年各生育期土壤微生物量碳、氮而显着增加2014年各生育期土壤微生物量磷含量和2015年各生育期微生物量碳、氮、磷。总体而言,有机肥配施和生物炭施用均对土壤微生物量有一定的促进作用。覆膜和配施有机肥7年后,0-10cm土层PF处理土壤总氨基糖累积量显着降低19.2%;FM显着增加0-10 cm和10-20 cm土层氨基糖的累积,分别增加26.3%和38.1%。不同类型的氨基糖在土壤中含量均为氨基葡萄糖(GluN)>氨基半乳糖(GalN)>胞壁酸(MurA)。FM处理显着降低GluN:MurA比值,促使土壤中微生物群落向细菌群落转变。对玉米拔节期生物炭对土壤微生物功能多样性影响的研究表明,生物炭显着降低土壤AWCD值和碳源利用能力,且10 t ha~(-1)生物炭(BC10)的降低作用较BC30明显;BC10显着降低0-10 cm和10-20 cm土层微生物丰富度S而显着增加10-20 cm土层微生物均匀度E,BC30显着降低10-20 cm土层土壤微生物丰富度S。由此,生物炭对农田土壤微生物功能多样性影响的差异性与生物炭对利用特定碳源微生物的选择性有关。(4)旱作农田不同调控措施下土壤、微生物量和生态酶的化学计量学特征具有较一致性和相对特异性。PF显着降低0-10 cm土层SOC:TN,FM则显着增加10-20 cm土层SOC:TP、0-10 cm和10-20 cm土层TN:TP;但FM显着降低0-10 cm和10-20 cm土层MBC:MBP,PF和FM均显着降低10-20 cm土层MBN:MBP;与CK相比,FM显着增加0-10 cm土层βG:NAG和10-20 cm土层βG:AP。生物炭对土壤生态化学计量学特征的影响则与其施用量有关。与BC0相比,BC10和BC30均显着增加0-10 cm和10-20cm土层SOC:TN和0-10 cm土层SOC:TP;BC30显着增加0-10 cm和10-20 cm土层MBC:MBN,分别增加9.8%和36.9%,BC10显着降低0-10 cm和10-20 cm土层MBC:MBP,BC10和BC30均显着降低10-20 cm土层MBN:MBP,分别降低26.8%和37.4%;BC10显着增加0-10 cm土层βG:NAG,BC30显着增加0-10 cm和10-20 cm土层βG:NAG和βG:AP。相关性分析表明MBC:MBN和βG:NAG与SOC:TN和SOC:TP显着正相关,MBN:MBP与SOC:TN、SOC:TP和NAG:AP显着负相关。因此,有机肥配施和生物炭加剧微生物体内C和N的限制,促使相应酶活性的提高使微生物截获更多的碳氮,提高土壤碳氮水平。(5)~(15)N示踪结果表明,覆膜和有机肥配施均显着增加作物产量和籽粒氮素累积量,降低当季作物对肥料氮的吸收比例。作物吸收的氮素优先分配在籽粒中,且籽粒对残留氮的吸收比例较作物其它部分在第二季作物中更大,肥料氮的后效作用不可忽略。第一季玉米收获后肥料氮有26.7%-62.6%残留在土壤中,FM显着提高了残留氮的比例,有效的补充了土壤氮的消耗。残留肥料氮主要集中在表层土壤,这有利于氮肥利用效率的增加。经过两个生长季后,施入的肥料氮的残留率在7.5%-20.2%之间,与CK相比,FM显着增加肥料氮残留率而降低肥料氮损失率,PF显着降低肥料氮残留率;PF和FM处理均显着增加肥料氮利用率,但FM处理增加效果更显着。因此,旱作农田覆膜增产条件下,配施有机肥可以有效调控土壤养分并改变其有效性,在增加氮素吸收利用效率的同时维持土壤氮库、减少氮素损失,有利于旱作农田养分的高效利用和土壤肥力的可持续性。
员学锋[3]2006年在《保墒灌溉的节水增产机理及其效应研究》文中提出本论文是沿着导师吴普特研究员、汪有科研究员提出的“保墒灌溉”这一节水灌溉新理念展开的。保墒灌溉作为一种新的节水理念,需要研究的问题很多。本文着重将叁种不同的保墒措施(地膜覆盖;秸秆覆盖;化学调控——聚丙烯酰胺,简写为PAM)引入到地面灌溉中,实现保墒技术与灌溉技术集成。通过田间试验与室内试验相结合的方法,研究了不同保墒灌溉条件下土植界面水、肥、气、热状况及其节水增产效应,主要得到以下成果:1.解析了保墒灌溉条件下的田间温湿度效应,建立了土壤温度预报模型(1)模拟了同保墒灌溉条件下地表及地表以下5cm处土壤温度在1日内随时间变化的关系,并通过分析得出地膜覆盖、秸秆覆盖、PAM处理地表以下5cm处土壤温度与气温的变化呈直线正相关关系。(2)确定了保墒条件下不同深度土壤温度的日表征时刻,分析了各表征时刻土壤温度沿深度变化的关系,揭示了秸秆覆盖保墒灌溉条件下田间温湿度的时空变化规律。同时发现任何处理的剖面土壤温度最大日变幅均有随土壤深度增加呈指数递减的趋势。(3)建立了BP人工神经网络土壤剖面温度预报模型,预测精度较高。2.不同保墒灌溉措施的聚墒抑蒸效应各异(1)保墒灌溉条件下土壤水分的差异主要体现在0～50cm,随着深度的增加,土壤储水量的差异逐渐变小。(2)作物在灌浆期以前,耗水量大小依次为:CK>PAM处理>秸秆覆盖>地膜覆盖;随后,相同灌溉量条件下耗水的大小为:地膜覆盖>秸秆覆盖>CK>PAM处理;整个生育期总耗水量为:CK>PAM处理>秸秆覆盖>地膜覆盖。(3)分析结果表明,采用地膜覆盖和秸秆覆盖保墒灌溉措施后,每公顷农田年可节约灌溉用水量约500～800m3,化控保墒灌溉技术实施后也可节约150～450m3。3.保墒灌溉措施影响硝态氮在土壤中的分布夏玉米收获后各处理硝态氮含量基本随着深度的增加而递减,40cm以上不同层次土壤中硝态氮含量的大小顺序为:PAM处理>CK>地膜覆盖>秸秆覆盖。灌溉处理土壤中硝态氮含量在40～70cm出现凸峰,0～100cm硝态氮累积量的顺序为:PAM处理>CK>地膜覆盖>秸秆覆盖,同一保墒处理均随着灌溉量的增加而降低。冬小麦收获后测定发现,非灌溉和春灌条件下,硝态氮累积量的大小顺序为:PAM处理>CK>秸秆覆盖>地膜覆盖;冬灌条件下,PAM处理土壤硝态氮累积量最小,其余各处理差异不大。
杨黎[4]2013年在《辽西地区春玉米农田N_2O排放特征与固碳减排机制》文中研究表明氮肥在保障我国粮食安全中起着不可替代的支撑作用，氮肥施用量也在逐年持续增长，且在粮食主产区普遍偏高，对生态环境带来了安全隐患。春玉米是我国东北地区主要的粮食作物，该区春玉米农田氮肥投入通常超出氮肥推荐施用量；由于氮肥过量投入和不合理的耕作，地力呈下降趋势，也成为重要的温室气体排放源。如何优化田间管理措施在保障作物产量的同时实现固碳减排，对于该地区农业的可持续发展具有现实意义。本研究采用田间原位试验、土壤微生物测定试验和生物地球化学循环模型模拟相结合的方法，研究辽西地区春玉米农田主要温室气体（N_2O）排放和土壤呼吸特征，定量分析不同施氮措施和秸秆还田对春玉米产量、N_2O排放、土壤呼吸以及硝化和反硝化菌种群的影响，并在此基础上利用DNDC模型探讨既能保障产量又能实现固碳减排的优化管理措施。主要研究内容与结果如下：（1）2009-2012年连续4年的田间试验观测表明，在农民习惯施肥措施（FP）下，辽西地区春玉米农田土壤N_2O排放通量与高峰出现主要受施肥和降雨影响，且呈现较一致的规律性；N_2O季节排放总量均值为1.14±0.19kg N ha~(-1)，年际间变异系数为17%；土壤呼吸季节总量均值为2019±264kg C ha~(-1)，年际间变异系数为13%。进一步分析表明农田土壤N_2O排放和土壤呼吸动态与环境因子密切相关，土壤N_2O排放与土壤无机氮含量正相关（P <0.01），土壤呼吸强度与土壤温度呈指数相关，与土壤湿度显着负相关（P <0.01）。（2）不同施氮措施和秸秆还田对N_2O减排效果的田间原位观测试验结果表明，减施20%氮肥处理（OPT）与FP处理相比，2009-2012年4个春玉米生长季中农田土壤N_2O均有减排效果，且减幅在逐年增大，但减排效果不显着。而在减氮20%的基础上改施缓释肥处理（CRF）或添加硝化抑制剂处理（OPT+DCD），可在不影响春玉米产量的同时显着降低供试农田土壤N_2O排放。与FP处理相比，CRF处理下2009年和2010年春玉米生长季N_2O排放总量降低幅度分别为10%和13%，OPT+DCD处理在2011年和2012年N_2O季节排放总量降幅分别达到22%和31%，均具有较显着的减排效果。在OPT基础上加秸秆还田处理（OPTS）的4个春玉米生长季N_2O排放总量在所有处理中均为最高，秸秆还田措施明显促进了N_2O排放。（3）不同施氮措施和秸秆还田对土壤呼吸影响的田间试验结果表明，供试农田土壤呼吸季节变化与作物生长进程、土壤温度变化、秸秆还田等密切相关。在秸秆还田措施下，生长季前期土壤呼吸强度显着高于其他处理。CK、FP、OPT、OPTS处理在2009-2012年4个春玉米生长季农田土壤呼吸季节总量均值分别为1891.2±59.0kg C ha~(-1)、1939.3±39.6kg C ha~(-1)、1945.2±46.3kgC ha~(-1)、2096.4±156.8kg C ha~(-1)；CRF、OPT+DCD处理在2009-2010年和2011-2012年的结果分别为2320.8±102.5kg C ha~(-1)、1759.2±78.0kg C ha~(-1)；不同施氮措施对土壤呼吸无显着影响。（4）2012年春玉米生长季追肥前后不同处理下土壤硝化、反硝化菌群大小的微生物测定试验结果表明，CK处理下所采土壤样品中AOB和AOA amoA基因拷贝数平均值分别为0.1×105（g SDW~(-1)）和0.2×105（g SDW~(-1)），反硝化细菌nirS基因拷贝数平均值为0.5×107（g SDW~(-1)），均显着低于其它施氮处理；氮肥施用通过促进氨氧化细菌（AOB）、氨氧化古菌（AOA）和具有nirS基因的反硝化细菌种群数量增长，进而促进N_2O排放。与其他施氮处理（FP、OPT、OPTS）相比，OPT+DCD处理下供试农田土壤中AOA和AOB amoA基因拷贝数与反硝化细菌nirS基因拷贝数均为最低，可见DCD对参与硝化和反硝化反应的微生物具有抑制作用，从而实现N_2O减排。（5）利用2010和2011年实测的田间试验数据对DNDC模型的验证结果表明，DNDC模拟的不同处理下土壤呼吸季节总量、N_2O排放季节总量、春玉米产量与田间观测较一致，模拟值与观测值的均方根误差（RMSE）基本控制在8%以内；且能较准确的模拟再现土壤呼吸和N_2O排放动态。表明应用DNDC模型进一步评价春玉米农田固碳减排措施具有可靠性。（6）应用DNDC模型评价不同管理措施固碳减排长期效果的结果表明，在50年时间尺度上，优化施氮措施（OPT、CRF、OPT+DCD）不会显着影响作物产量（与FP相比），并可以不同程度降低N_2O排放（分别减少8%、13%、12%），但这些措施下土壤有机碳增加较小。在优化施氮措施基础上采取秸秆还田，能在保障产量的同时有效增加土壤固碳，大幅减少春玉米种植系统温室气体净排放，从长期看是一项有效的固碳减排措施。
张磊[5]2002年在《稻田自然免耕体系土壤微生物及有机质周转研究》文中研究说明免耕制是一种保护性耕作制，指同一块土壤在一定年限内，不仅免除播前耕作(犁耕和深翻)，也免除播后中耕，作物收获后直接将作物残茬留在土壤中的耕作方式。在免耕体系中，有限的耕作只在播种行上进行，耕作区达总田面的25％，包括免耕、浅耕播种、中耕机开沟播种、旋耕机具条耕播种等，所以免耕制(no-tillage)也叫“零耕”(zero-tillage)、“化学耕作”(chemical tillage)、”无犁耕作”(no-plowtillage)、“喷—种—收”等名称。科学文献中通常采用免耕法和零耕这一术语。 比较各种免耕方式，最主要的区别是作物残茬返还的方式。作物收获后，作物地上部被从地表带走，地下部的根系等原位保留，直接播种的免耕方式暂时称为残茬免耕；直接播种，并将前作地上部有秩序地平铺在地表进行覆盖的免耕称为覆盖免耕。通常所指的免耕就是这两种方式。适于平作早地保墒和减少土壤侵蚀。 1982年侯光炯院士根据四川农民和农村科技工作者的实践经验，在总结覆盖免耕和残茬免耕的基础上提出了自然免耕制，其名称有两方面的涵义，一是模拟自然土高肥力的生理生态特征；二是说明高肥力的基本特征是免耕。 实行免耕制，关键是有机残体的返还。研究表明，一旦免耕与覆盖分离，则免耕即不能提高有机质和有机氮水平，导致土壤退化和减产。覆盖免耕使土壤上层的有机质和氮素稳定增加，这主要来自被激发的微生物繁殖时对碳和氮的生物固定，而传统耕作则由于耕翻加速了有机物的矿化，0-10cm土层微生物碳含量均一，其数值几乎为免耕系统的一半。所以长期的覆盖免耕使有机氮库越来越大，传统耕作下有机氮库则变得越来越小。 与残茬免耕和覆盖免耕相比， 自然免耕更加重视有机残体的返还及良好的分解条件的建立。自然免耕技术要则包括：(1)改造土壤水文，以连续的垄沟地形，扩充毛管水影响范围，用连续植被法提高复种指数，保证土不离根，最大限度地改土面蒸发为叶面蒸腾，让土壤长期处于毛管水浸润状态，保证七壤没有变干的危险，即连续植被、连续垄作；(2)严格执行免耕技术，保证土壤结构不会断裂和破坏，即连续免耕；(3)严格按照土壤生理类型和区域类型适土适种、适地适种、按土施肥、看苗施肥；(4)严格控制构内水位，使之适应根系生理的需要，即连续浸润。将秸秆混入土壤中分解，垄、沟搭配，保持土壤的浸润状态和连续植被，不仅解决了覆盖免耕制中有机质分解、转化慢的问题，而且使输入土壤的有机质分解、转化更加迅速，所以在促进土壤有机质循环方面自然免耕制表现出明显的优越性，土壤有机质遂表现为快速的增长。 土壤微生物是影响有机残体分解利用的最主要的因素，是推动土壤有机质分解、转化和循环的动力。对土壤有机物分解、转化的研究某种程度上就是有机物分解、转化与微生物关系的研究。但目前国内外对有机残体周转与微生物关系的深入研究较少，影响了有机残体的返还和利用。自然免耕在这方面提供了极好的素材，在本文中正是以自然免耕的有机残体物质循环为切入点，研究土壤中有机质的周转与微生物的关系。 在本论文中，有机残体的分解是自始至终的研究内容，有机残体的分解、转化与微生物的关系是论文的研究中心。首先通过对自然免耕定位试验的有机残体的分解与转化的动态特征研究，得出有机残体分解转化过程中的有机质、养分、微生物及出和Eh的动态特征，总结出有机残体分解与微生物关系的一般规律。在此基础上，设计了盆钵分解试验，在统一水分、统一养分和无植物干扰情况下验证有机残体分解周转与微生物的关系，探讨通过接种有益微生物加速有机残体转化的可能性和途径。之后，利用模拟试验研究了自然免耕使土壤有机质积累的微生物方面的原因所在，并探讨了对自然免耕土壤接种有益微生物菌种的影响和设置。最后，在大量士壤理化性质、土壤微生物特征值及气候数据的基础上，利用现有的土壤有机碳周转的计算机模型对自然免耕试验地的有机质积累趋势进行预测，从而在氏远发展上对自然兔耕地土壤有机质及其它性质的变化方向上有所了解和把握。 通过上述研究，主要得到以下结论： （l）对自然免耕的研究表明：经过门年的定位试验，士壤有机质含量迅速提高，增幅甚至达 90．0％和 SS 3％，而冬水免耕处理的土壤有机质的增幅不大。可见，大量的有讥残体的返还是土壤有机质增加的充分条件：影响土壤有机质的积累的表面上是耕作和轮作制度，而实质是有机残体的返还量及其适宜的分解、周转条件。自然免耕恰好提供这些条件。在自然免耕定位试验的施肥水平－卜，十壤的全氮量缓慢积累，速效氮在冬季有机残体分解量低时下降，总量保持增长；P、K养分供应不足，各处理的P、K含量提高较少，甚至在地上部作物旺盛生长时明显下降，尤以垄作免耕明显。P、K肥施肥不足及淹水条件下微生物分解作用受到抑制是主要原因，而籽粒带走一部分钾素也造成了缺钾。相比之下，沟内的分解作用因为淹水而较缓慢，分解产物含量的最高值的大小与有机残体的返还量有关。沟内上层上壤全量和有效N、P、K的最终积累水平均为：垄作兔?
梁文旭[6]2007年在《稻草不同还田方式和覆盖物种类在烤烟生产上的应用研究》文中研究指明在湖南永州进行了连续叁年的烟田稻草还田方式和覆盖物种类的定位试验,研究结果如下:烟田不同稻草还田方式对土壤理化性状和烤烟产质量的影响研究表明,两种稻草还田方式均能改善土壤结构,稻草覆盖比稻草翻压的改土效果更为明显,两种还田方式对土壤营养状况的影响规律比较一致。稻草覆盖显着提高烤烟根系活力,而稻草翻压的提高作用不显着;两种还田处理均能显着提高烟叶NRase活性,两者差别不显着。稻草覆盖处理烟株田间长势较好,烤后烟品质较高,烟叶内在化学成分较为协调,稻草翻压处理在前期烤烟生长不如覆盖处理,进入旺长期以后长势逐渐接近一致,但烤后烟烟碱含量高,烟叶化学成分的协调性不如稻草覆盖处理。烟田不同覆盖物种类对土壤温湿度和烤烟生长的影响研究表明,在揭膜之前的伸根期,稻草覆盖的保温作用不如地膜覆盖,烤烟进入旺长期以后,和其他处理相比,稻草覆盖土壤温、湿度变幅较小,能够维持烤烟生长适宜的温、湿度条件。稻草覆盖能够显着提高烟株根系活力,而地膜覆盖不利于烤烟维持较高的根系活力;两种覆盖方式均能促进烤烟NRase活性的提高。和其他处理相比,稻草覆盖处理能够促进烤烟上部叶的开片,烤烟经济性状明显改善,烟叶化学成分协调性明显提高。稻草覆盖栽培烤烟应作为湖南省烟稻轮作区适宜的稻草还田方式和替代地膜的覆盖栽培模式。
谷海红[7]2008年在《水旱轮作植烟土壤供氮特征及对烤烟氮素积累分配的影响》文中研究说明高质量烟叶要求烟株前期供氮充足,后期氮素供应较少,以防止烟株贪青晚熟和烟叶烟碱含量过高。土壤氮素矿化过程及其与烟株氮素吸收规律的耦合是烤烟生产需要解决的关键问题。本文以云南省代表性水旱轮作植烟土壤为研究对象,通过田间原位培养试验和15N示踪试验,研究了氮肥施用及稻草还田条件下土壤氮素矿化特征及其对烤烟氮素积累分配、烟叶产量和品质的影响。试验点设在云南省玉溪市赵桅村6组烟田和实验基地。主要研究结果如下:原位培养试验的研究结果表明,在烟株整个生育期6组烟田的不施氮和施氮90 kg·hm~(-2)处理土壤氮素累积矿化量分别为164 kg·hm~(-2)和112 kg·hm~(-2),实验基地分别为122 kg·hm~(-2)和101 kg·hm~(-2)。烟株生育后期两试验田土壤氮素矿化能力依然较强,打顶后各处理的氮素矿化量约占全生育期总矿化量的50 %。施氮处理不同对烟株吸氮量、土壤氮和肥料氮在烟株体内的积累分配及烟叶品质的影响不同。烟株整个生育期6组烟田的对照和施氮处理烟株累积吸氮量分别为70.9 kg·hm~(-2)和115 kg·hm~(-2),实验基地分别为89.7 kg·hm~(-2)和140 kg·hm~(-2),施氮显着提高了烟株吸氮量。N15示踪试验表明,施氮90 kg·hm~(-2)下烟株整个生育期中吸收的氮素主要来自于土壤氮,而且烟株吸收的土壤氮及其占总吸氮量的比例随生育期延长和烟叶着生部位的升高显着增加,采收结束时6组烟田和实验基地烟株吸收的土壤氮占总吸氮量的比例分别达69.1 %和73.5 %。施氮对烟叶有增产作用,但在6组烟田的表现不显着;与对照相比,施用氮肥在两试验田均显着提高了烟叶总氮和烟碱含量,改善了烟叶品质,但由于烟株生育后期土壤供氮过多,上部烟叶存在烟碱含量偏高的问题。因此控制烟株生育后期土壤供氮量,对降低上部烟叶总氮和烟碱含量,提高我国烟叶整体质量至关重要。不同稻草还田方式对土壤氮素矿化及烟叶品质的影响不同。在烤烟旺长期,稻草覆盖还田明显提高了土壤氮素矿化量;采收期,稻草翻埋还田的促进作用显着。尽管稻草还田促进了土壤氮素矿化,提高了土壤供氮能力,但两种稻草还田方式均显着降低了上部烟叶的总氮和烟碱浓度,提高了其总糖和还原糖浓度。从本研究来看,稻草还田有改善上部烟叶品质,提高其可用性的作用。
邹建文[8]2005年在《稻麦轮作生态系统温室气体（CO_2、CH_4和N_2O）排放研究》文中研究表明温室气体引起的全球变暖和臭氧层破坏是当今两大全球环境问题。其中,CO_2、CH_4和N_2O是最主要的温室气体。农田生态系统在全球大气温室气体收支中起着十分重要的角色。本研究主要以我国华东地区稻麦轮作生态系统为对象,采用静态暗箱-气相色谱法田间原位同步测定CO_2、CH_4和N_2O通量,探讨常规农业管理措施对该系统温室气体排放的影响,以及一些相关过程和机理。 田间试验包含叁个稻麦轮作周期:2000-01稻麦轮作周期内,采用区组设计研究水稻生长季灌溉方式(淹水-烤田-淹水和持续淹水)和秸秆施用(分0、225、450g·m~(-2)3水平填埋于土壤耕作层10cm处)对稻田CH_4和N_2O排放及后季冬小麦田N_2O排放的影响:2001-02稻麦轮作周期研究稻田基施有机物料对稻麦轮作系统CH_4和N_2O排放的综合影响。不同碳氮比的有机物料施用处理包括:常规化肥(化肥处理,CK)、菜饼+常规化肥(菜饼处理,RC)、小麦秸秆+常规化肥(秸秆处理,WS)、牛厩肥+常规化肥(牛厩肥处理,CM)和猪厩肥+常规化肥(猪厩肥处理,PM)。施用的有机物料于水稻移栽前填埋于土壤耕作层10cm左右,其中牛厩肥和猪厩肥为未腐熟的干物料;2002-03年轮作周期田间设置不同的化肥施用量和作物残体还田量处理,研究稻麦轮作系统化肥N和作物残体N的N_2O直接排放系数。为期21天的培养实验以不同C/N比的植物残体为碳源,尿素为氮源,研究了植物残体分解对N_2O排放的影响。采用盆栽和大田试验相结合,以静态暗箱-气相色谱法和作物收割法相结合确定冬小麦植株排放N_2O量,描述冬小麦植株排放N_2O的季节动态。 主要结果如下: 1.与淹水-烤田-淹水(F-D-F)相比,持续淹水(F)显着减少稻田N-2O排放,却增加稻田CH_4排放和后季麦田N_2O排放。水稻生长季不同的灌溉方式下秸秆填埋对麦田N_2O排放的影响不同。在常规灌溉方式下,与无秸秆施用处理相比,填埋225g·m~(-2)和450g·m~(-2)小麦秸秆显着减少后季麦田N_2O排放;而在持续淹水方式下,秸秆施用并不减少后季麦田N_2O排放。 2.在淹水-烤田-淹水-湿润灌溉(干干湿湿)条件下,有机物料填埋对CH_4和N_2O排放的影响与有机物料类型有关。与施用化肥(化肥处理)相比,稻田基施菜饼+化肥(RC)促进水稻生长季CH_4和N_2O的排放量,分别增加252%和22%;对后季麦田N_2O排放量无影响;施用小麦秸秆+化肥(WS)导致水稻生长季CH_4排放增加250%,然而却明显减少水稻生长季和后季麦田的N_2O排放量,分别减少18%和
刘书宇[9]2004年在《不同培肥方式对黑土区土壤生态系统氮素转化的影响》文中研究表明本课题研究松嫩平原黑土区农田土壤生态系统中不同培肥物质处理下，与氮素转化（氨化作用、硝化作用和反硝化作用）有关的土壤微生物（氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌）和土壤酶（脲酶、过氧化物酶、过氧化氢酶）的变化规律，及对土壤中氨化作用强度、硝化作用强度和反硝化作用强度的影响；以及土壤温度、湿度、pH值对土壤微生物、生化作用强度和速效氮的影响，从而对土壤中氮素的循环机理转化进行深入的理论研究，为生产实践中科学合理的利用土壤氮素和指导氮素肥料的施用提供科学依据，为当前的绿色食品生产和有机食品生产提供科学参考。 本试验得出的主要结论有：在整个小麦生长发育过程中，农肥处理土壤氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌数量最高，其土壤中氨化细菌数量平均为6.19×107个/克干土，硝化细菌数为13.59×102个/克干土，反硝化细菌数为4.03×104个/克干土，其次为化肥处理，各细菌数分别为6.17×107个/克干土，5.42×102个/克干土，1.35×104个/克干土。这说明化肥和农肥的施用促进了土壤中细菌的发育，也促进了土壤中有机态氮向铵态氮的转化。 2 农肥处理与化肥处理土壤氨化作用强度高于秸秆培肥和对照，农肥与化肥中有机态氮含量较高，可供转化的氮素较多，农肥处理的硝化作用强度在整个作物生长期保持最大，NO2-N消失率平均为43.42%，化肥处理为34.54%，秸秆平均为24.12%，对照土壤的硝化作用强度呈直线下降趋势，平均为18.86%。反硝化作用强度比较：化肥处理>农肥处理>秸秆培肥>对照，说明化肥使用后有相当比例的硝态氮损失掉了。3 土壤中速效N含量在整个小麦生长发育阶段成下降趋势。施用农肥的土壤速效N含量在整个小麦生育期变化幅度不大，施用农肥可以稳定地供应给土壤N素，而施用化肥使作物各生育时期的速效N含量不稳定，易造成土壤N的淋溶。4 土壤温湿度与土壤氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌的数量及生化强度之间均呈正相关，但不显着，化肥处理与农肥处理中二者相关性较大。土壤pH对土壤生化作用强度有较大影响。有机质含量与硝化作用强度之间有很好的相关性（萌芽期r=0.3545、叁叶期r=0.4004、拔节期r=0.9828**、抽穗期 r=0.9981 **、成熟期r =0.9927**）。说明施用农肥有利于土壤氮素转化，而施用化肥在促进土壤氮素转化的同时，也加大了反硝化作用造成的氮素损失。施用秸秆和农肥的土壤有较高的C/N比，有利于土壤氨化作用和硝化作用，并抑制反硝化作用的进行，这两种形式肥料N的输入在某种程度上有利于土壤氮素的转化和利用，减少氮素的反硝化损失。5秸秆还田的培肥模式可以改良土壤，修复土壤微生态系统。其次是农肥处理，对土壤微生态系统健康的修复好于化肥。化肥处理虽然促进小麦地上部的发育，但与农肥处理比较，地下与总生物量之比较小，所以在施用化肥过多使作物在存在环境胁迫条件下，抗逆性差。施用农肥的小麦产量高于化肥处理28.4%，说明农肥代替化肥并不会降低小麦产量，反而可以一定程度地提高作物产量。
朱强根[10]2010年在《黄淮海平原土壤节肢动物对耕作和施肥的响应》文中进行了进一步梳理农业由于其巨大的土地面积,被认为是世界生物多样性损失最为严重的领域之一。通过对不同耕作方式和施肥处理等农田管理对土壤节肢动物群落的影响调查,结果表明:(1)不同耕作方式和秸秆还田处理对土壤节肢动物群落具有显着的影响,免耕有助于提高土壤节肢动物群落多样性。秸秆还田提高了群落优势度,降低了群落的均匀度,显着增加了群落的丰富度。耕作方式对土壤节肢动物群落的影响主要表现为间接作用,它与土壤层次和秸秆还田之间均有显着的交互作用。免耕加秸秆还田提高了Onychiurus armatus的数量,而秸秆还田与翻耕处理的交互作用显着提高了Proisotoma minuta和Lepidocyrtus pallidus的种群密度。免耕有助于提高Folsomides famarensis和Folsomides parvulus,特别是Sminthurinus sp.和Bourletiella sp.的数量密度,Pongeiella sp.则在翻耕条件下更大。甲螨亚目对耕作和秸秆还田的响应不显着,翻耕和秸秆还田有利于提高中气门亚目的数量,前气门亚目表现为免耕高于翻耕,但其对秸秆的响应不明显。(2)不同施肥处理对土壤节肢动物群落丰富度和多样性有显着的影响。缺磷的NK处理和有机肥OM处理均增加了土壤节肢动物群落优势度,而PK处理下表现相反。土壤节肢动物群落的均匀度在不施肥CK处理下显着增加,有机肥OM处理则相反。施用有机肥或有机无机混合施用的OM和OMNPK处理具有最高的土壤节肢动物群落多样性,而施用氮肥的NPK处理对增加群落丰富度与多样性均没有明显的正效应,缺磷的NK处理群落多样性最低。Onychiurus armatus和Folsomides famarensis在施用有机肥或有机无机混施的OM和OMNPK处理下得到显着增长。蜱螨目与NPK和OMNPK处理有很好的正相关关系,特别是甲螨亚目,但甲螨亚目和前气门亚目均表现与有机肥OM处理没有显着相关性。缺磷的NK处理表现了对土壤节肢动物特别是弹尾目不利,其弹尾目密度低于不施肥CK处理。弹尾目棘跳科对氮肥表现了一定的负面响应,而蜱螨目甲螨亚目则一般随着氮肥用量的增加而增加,但存在氮肥用量的“阈值”(230 kg N·hm-2～250 kg N·hm-2)效应,高氮肥用量(≥230 kg N·hm-2)对蜱螨目中气门亚目和前气门亚目也有拟制作用。
参考文献：
[1]. 不同温湿度条件下土壤有机质和秸秆分解规律与模拟[D]. 孙承运. 中国农业大学. 2004
[2]. 不同调控措施对旱作农田土壤碳氮及微生物学特性的影响[D]. 朱利霞. 西北农林科技大学. 2018
[3]. 保墒灌溉的节水增产机理及其效应研究[D]. 员学锋. 西北农林科技大学. 2006
[4]. 辽西地区春玉米农田N_2O排放特征与固碳减排机制[D]. 杨黎. 中国农业科学院. 2013
[5]. 稻田自然免耕体系土壤微生物及有机质周转研究[D]. 张磊. 西南农业大学. 2002
[6]. 稻草不同还田方式和覆盖物种类在烤烟生产上的应用研究[D]. 梁文旭. 湖南农业大学. 2007
[7]. 水旱轮作植烟土壤供氮特征及对烤烟氮素积累分配的影响[D]. 谷海红. 中国农业科学院. 2008
[8]. 稻麦轮作生态系统温室气体（CO_2、CH_4和N_2O）排放研究[D]. 邹建文. 南京农业大学. 2005
[9]. 不同培肥方式对黑土区土壤生态系统氮素转化的影响[D]. 刘书宇. 东北农业大学. 2004
[10]. 黄淮海平原土壤节肢动物对耕作和施肥的响应[D]. 朱强根. 南京林业大学. 2010
标签：农业基础科学论文; 农艺学论文; 土壤有机质论文; 秸秆论文; 土壤微生物论文; 土壤结构论文; 土壤改良论文; 土壤湿度论文; 土壤密度论文; 灌溉农业论文; 分解反应论文; 三农论文; 玉米论文; 微生物论文;