秸秆预处理对土壤水肥因子及作物产量的影响

【摘要】：通过在陕西省灌溉试验站连续二年的田间定位试验,探讨预处理秸秆还田对旱地土壤水肥因子和作物生长发育及产量的影响。研究结果表明,施用粉碎氨化秸秆或施用粉碎氨化秸秆与硫酸钙的混合物,均具有改善土壤孔隙、抵制无效蒸发、协调土壤养分、培肥地力、保蓄降水、促进作物生长和增加作物产量之目的。本研究为秸秆资源的有效利用和科学合理还田提供了新的方法和途径,对干旱半干旱地区农业可持续发展有重要意义。1.秸秆预处理对旱地土壤墒情、肥力及作物产量的影响(1)比较几种秸秆预处理方法,秸秆粉碎有利于冬前小麦分蘖,但土壤水分散失较快,后期小麦发育较慢;返青后,粉碎氨化秸秆处理条件下的分蘖增加明显,氨化秸秆配施硫酸钙处理次之。长秸秆及粉碎秸秆处理下的小麦生长状况,均不如粉碎氨化秸秆及粉碎氨化秸秆配施硫酸钙处理下的小麦生长健壮。(2)就作物产量而言,2010-2011年,粉碎氨化秸秆处理下的作物产量最高,粉碎氨化秸秆配施硫酸钙处理次之,长秸秆处理产量最低;2011-2012年,粉碎氨化秸秆处理较其它处理增产约6.7%-14.8%,其中较粉碎氨化秸秆配施无机土壤改良剂处理略高。粉碎氨化秸秆处理不仅提高了作物产量,而且提高了水分利用效率。(3)粉碎氨化秸秆配施硫酸钙处理及粉碎氨化秸秆处理条件下,作物播种时的底墒及灌浆期的土壤水分等,均较粉碎秸秆处理及长秸秆处理为高,充分说明对作物秸秆粉碎氨化后再配以无机土壤改良剂是旱地保墒的有效手段。而从旱地土壤保墒及土壤水分有效性的角度出发,推荐采用粉碎氨化秸秆还田。(4)粉碎氨化秸秆混施硫酸钙处理及粉碎氨化秸秆处理显著提高了表层土壤有机质含量,而对亚表层土壤有机质含量影响较小。土壤全氮含量,与土壤有机质的变化呈现近似规律;而两种预处理方式对全磷含量的提高幅度很小。土壤剖面速效氮、速效磷、速效钾含量,上层养分含量明显高于下层。而粉碎秸秆处理及长秸秆处理,由于分解程度较低,对各土壤养分指标的影响甚微。(5)粉碎氨化秸秆混施硫酸钙处理,由于硫酸钙与氨化秸秆混合的交互作用以及硫酸钙自身对土壤养分的吸附作用,较粉碎氨化秸秆处理,降低了土壤养分的有效性,但对土壤硝态氮有更好的保蓄作用。2.预处理秸秆田间效应作用机理(1)施用粉碎氨化秸秆或施用粉碎氨化秸秆与硫酸钙的混合物,显著改善了土壤团聚情况及土壤孔隙分布情况。在湿筛条件下,粉碎氨化秸秆处理或粉碎氨化秸秆混施硫酸钙处理,提高土壤团聚体平均重量直径近一倍(后者更高)。长秸秆对土壤团聚体稳定性及土壤孔隙分布未有改善效果。单施无机土壤改良剂,有效改善了土壤孔隙分布,抑制了土壤水分蒸发。(2)施用粉碎秸秆较长秸秆,提高了土壤饱和含水量并改善了土壤持水及供水特性;粉碎氨化秸秆或粉碎氨化秸秆混施硫酸钙,显著改善了以上水分特性指标。施用粉碎秸秆或长秸秆条件下,土壤脱水速率较高,而施用粉碎氨化秸秆或粉碎氨化秸秆混施硫酸钙条件下,土壤脱水速率较低。(3)粉碎氨化秸秆具有最强的自身分解能力;粉碎氨化秸秆混施硫酸钙次之;粉碎秸秆及长秸秆分解速率最低。 【关键词】：秸秆粉碎—氨化 无机土壤改良剂 土壤水分—肥力因子 作物产量
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S141.4
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 作物秸秆还田技术研究进展13-24
• 1.1 作物秸秆还田技术研究现状13-22
• 1.1.1 作物秸秆还田与土壤结构关系13-17
• 1.1.2 作物秸秆还田与土壤水分关系17-19
• 1.1.3 作物秸秆还田与土壤养分关系19-21
• 1.1.4 作物秸秆还田与作物产量关系21-22
• 1.2 作物秸秆还田中存在的主要问题及研究方向22-24
• 第二章 有机无机土壤改良技术研究24-29
• 2.1 土壤有机改良的产量效应24
• 2.2 土壤有机改良的水分效应24
• 2.3 有机改良技术对土壤结构影响24-25
• 2.4 土壤有机改良与土壤肥力关系25-27
• 2.5 无机改良与土壤结构及墒情关系27
• 2.6 土壤墒情与肥效关系27
• 2.7 秸秆预处理与土壤有机无机改良关系27-29
• 第三章 秸秆预处理对土壤水分因子及作物产量的影响29-58
• 3.1 秸秆预处理对作物产量及其水分利用效率的影响29-38
• 3.1.1 材料及方法29-32
• 3.1.2 结果与讨论32-38
• 3.1.3 结论38
• 3.2 秸秆预处理对土壤水分入渗阻力的影响38-45
• 3.2.1 材料及方法39-40
• 3.2.2 结果与讨论40-44
• 3.2.3 结论44-45
• 3.3 秸秆预处理对土壤持水性及斥水性的影响45-51
• 3.3.1 材料及方法45-47
• 3.3.2 结果47-49
• 3.3.3 讨论49-51
• 3.3.4 结论51
• 3.4 秸秆预处理对土壤水分有效性的影响51-56
• 3.4.1 材料及方法51-52
• 3.4.2 结果与讨论52-55
• 3.4.3 结论55-56
• 3.5 小结56-58
• 第四章 秸秆预处理对土壤肥力及养分有效利用的影响58-65
• 4.1 土壤表层有机碳及全氮评价58-61
• 4.1.1 材料及方法58-59
• 4.1.2 结果与讨论59-61
• 4.1.3 结论61
• 4.2 施用预处理秸秆条件下作物根际土壤养分有效性评价61-64
• 4.2.1 材料及方法61-62
• 4.2.2 结果与讨论62-64
• 4.2.3 结论64
• 4.3 小结64-65
• 第五章 秸秆预处理对土壤结构的影响65-75
• 5.1 秸秆预处理对土壤团聚的影响65-69
• 5.1.1 材料及方法65-66
• 5.1.2 结果66-67
• 5.1.3 讨论67-68
• 5.1.4 结论68-69
• 5.2 秸秆预处理对土壤活性有机碳含量的影响69-73
• 5.2.1 材料及方法69-71
• 5.2.2 结果与讨论71-73
• 5.2.3 结论73
• 5.3 小结73-75
• 第六章 秸秆预处理对秸秆矿化能力的影响75-80
• 6.1 氨化处理对秸秆初期分解的影响75-77
• 6.1.1 试验材料和方法75
• 6.1.2 试验结果与讨论75-76
• 6.1.3 结论76-77
• 6.2 氨化处理对秸秆后期碳矿化的影响77-79
• 6.2.1 材料及方法77
• 6.2.2 结果及讨论77-78
• 6.2.3 结论78-79
• 6.3 小结79-80
• 第七章 创新与展望80-84
• 7.1 结论80-83
• 7.2 创新83
• 7.3 展望83-84
• 参考文献84-95
• 致谢95-96
• 作者简介96

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