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秸秆还田对黄棕壤理化性质及微生物量碳氮的影响研究【字数:8125】

2024-02-25 15:12编辑: www.jxszl.com景先生毕设
本文通过秸秆还田深度对比试验,探究了不同深度秸秆还田对土壤理化性质及微生物生物量碳氮的影响,为合理利用作物秸秆资源,增强土壤水土保持能力、培肥土壤和农业的可持续发展提供科学依据。本文以黄棕壤为研究对象,设置5个不同的秸秆还田处理,分别为对照处理(CK)、秸秆表面覆盖(T0)、秸秆10-20 cm还田(T10)、秸秆20-30 cm 还田(T20)、秸秆30-40 cm还田(T30),研究了不同秸秆还田深度对土壤物理性质、有机质含量、氮素水平及微生物生物量碳氮的影响。得到结果如下秸秆还田可以有效改善土壤物理性质,秸秆各还田处理对土壤总孔隙度和水力学性质都有不同程度的提高,其中T0和T10处理提高最明显,对土壤物理性质改良效果最好;秸秆还田后,秸秆还田各处理中土壤有机质含量、全氮、硝态氮、微生物生物量碳、氮与CK处理相比均有显著提高,其中T10和T20处理增加最多,而铵态氮和微生物生物量碳氮比显著降低。研究表明,T10处理对土壤物理性质的改良最好,对土壤有机质、氮素以及微生物生物量碳氮的含量提升最为明显,这表明秸秆在10-20 cm还田时对黄棕壤的改良效果最好。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言3
1 材料与方法4
1.1 试验材料4
1.2 试验方案4
1.3 分析项目及测定方法5
1.4 数据分析方法5
2 结果与分析5
2.1 不同秸秆还田深度对土壤物理性质的影响5
2.2 不同秸秆还田深度对土壤有机质和氮素的影响7
2.3 不同秸秆还田深度对土壤微生物生物量碳氮的影响8
3 讨论9
3.1 不同秸秆还田深度对土壤物理性质的影响9
3.2 不同秸秆还田深度对土壤养分与微生物碳氮的影响9
4 结论10
致谢10
参考文献11
秸秆还田对黄棕壤理化性质及微生物量碳氮的影响研究
引言
引言
秸秆是农业生产系统中重要的副产品,富含氮、磷、钾等多种植物生长所需的营养元素,秸秆中含有的丰富的有机碳, *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072
是植物和土壤微生物维持生长和繁殖的重要碳源。我国是农业大国,拥有丰富的秸秆资源,每年秸秆产量约为7亿吨,占世界秸秆总产量的三分之一。这些秸秆中所含养分,相当于3×106多吨氮肥,7×105多吨磷肥,7×106多吨钾肥,是重要的生物肥料[12]。由于我国秸秆利用形式单一,秸秆利用率低,过多的未被利用的秸秆资源被随意丢弃和焚烧,造成了严峻的环境污染和安全问题,大量资源被浪费。如何合理利用秸秆资源,解决环境污染问题,提高秸秆的利用率,是发展绿色农业必须解决的重要问题[3]。
秸秆还田对于有效利用秸秆资源,发展可持续农业具有重要的意义。秸秆还田对于改善土壤物理性质也具有重要作用。秸秆能够改善长期不合理施肥和耕作造成的土壤板结现象,还能促进农田生态系统养分循环和物质与能量的转化[45]。秸秆分解产生的有机质等多糖物质,通过附着于土壤粘粒表面,产生较强的黏着力,改变土壤颗粒分散无结构状况,促进土壤团聚体的形成和稳定性的提高[67]。秸秆还田对土壤养分变化和土壤微生物具有重要的影响。秸秆还田通过增加土壤有机质,提高水肥利用率等方式来维持农田的高生产力[89]。秸秆还田向土壤中输入大量的有机碳源[7],为土壤微生物的生长繁殖提供了所需的营养物质和适宜的生存场所,促进了微生物的生长,同时微生物分解作用将秸秆中的养分释放出来,促进了土壤氮的矿化和循环,增加了土壤肥力[1114]。孙汉印等通过对不同秸秆还田模式下土壤团聚体的研究发现,秸秆还田对大团聚体 (>250μm) 氧化稳定性有提高的作用, 而对较小级别团聚体有机质氧化稳定性有降低作用[15]。强学彩等通过对3种秸秆还田量下土壤呼吸的研究表明秸秆还田比不还田的土壤呼吸高57.5 %,而全量还田比不还田的增大了14.5 %[16]。隋鹏祥等通过不同耕作方式和秸秆还田结合对土壤酶活性的影响研究,指出不同耕作方式配合秸秆还田均能增加表层土壤βG、NAG和AP的活性,增加下层土壤NAG和AP的活性[17]。
目前,有关秸秆还田的研究较多,但主要侧重于表层秸秆还田,以及不同耕作方式对秸秆还田的影响,而结合土壤深度对秸秆还田的研究较少,对于20 cm以下的土层,以及通过改变秸秆还田深度,探究最佳还田深度的报告则鲜有报道。因此,本试验以黄棕壤为研究对象,研究改变秸秆还田深度后土壤物理性质、养分含量以及微生物生物量碳氮的变化状况,筛选对于黄棕壤最优的改良处理,探究最佳还田深度,以期为黄棕壤改良利用、提高秸秆资源的利用率,改善黄棕壤水土保持能力以及农业可持续发展提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验区位于南京市江浦区农业试验站(32°03′N,118°51′E,海拔约22 m),该地属亚热带季风气候,多年平均温度为15.6 ℃,降水量约为1100 mm,日照时数1910 h,无霜期223 d,地下水埋深1.5 m 以下,土壤类型为典型的地带性土壤—黄棕壤。供试土壤的基本理化性质详见表1。
表1 供试土壤的基本理化性质
土壤深度
(cm)
有机质
(gkg1)
全氮
(gkg1)
容重
(gm3)
总孔隙度
(%)
010
11.0
0.8
1.42
49.40
1020
8.2
0.7
1.55
41.38
2030
5.9
0.5
1.69
36.34
3040
4.9
0.4
1.66
37.51
1.2 试验方案
试验于2017年10月至2018年7月进行,试验区共设5个处理:对照处理(CK)、秸秆表面覆盖(T0)、秸秆1020 cm还田(T10)、秸秆2030 cm 还田(T20)、秸秆3040 cm还田(T30),每个处理3次重复,每个小区面积为 4×4 m=16 m2,采用拉丁方无序随机区组排列。试验区四周设1 m 的保护行,小区间设0.5 m的排水沟。试验区农田按常规施肥处理:各处理的肥料施用量一致,共计施肥225 kghm2,小麦拔节期统一追施纯氮60 kghm2,浇拔节水160 mm。秸秆材料采用水稻秸秆,按照试验设计用量将其截成5 cm 左右小段,秸秆添加量为7500 kghm2,有机碳含量为405.80 gkg1,全氮含量为5.23 gkg1,秸秆碳氮比为77.59。每年小麦播种前添加入土壤,当年后期不再添加秸秆。

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