秸秆还田施肥模式对麦—玉轮作产量及土壤微生物学特性的影响

【摘要】：在皖北砂姜黑土区冬小麦-夏玉米轮作体系中,基于秸秆还田的基础上,设置了9个施肥处理,即CK(不施肥对照)、NPK(单施氮磷钾化肥,施肥对照)、ST1(秸秆+氮磷钾化肥)、ST2(秸秆+氮磷钾化肥+秸秆腐熟剂)、ST3(秸秆+氮磷钾化肥+2倍秸秆腐熟剂)、ST4(秸秆+70%氮磷钾化肥+猪粪有机肥)、ST5(秸秆+70%氮磷钾化肥+牛粪有机肥)、ST6(秸秆+50%氮磷钾化肥+2倍猪粪有机肥)、ST7(秸秆+50%氮磷钾化肥+2倍牛粪有机肥),研究不同施肥处理对小麦和玉米产量以及土壤微生物学特性的影响,并结合土壤养分和碳库情况,为优化秸秆还田技术,构建高产健康的土壤微生物区系提供理论依据。主要研究结论如下：1.秸秆还田条件下,施肥可增加小麦和玉米产量,且增产效果逐年明显,以ST6、ST7处理的小麦和玉米产量相对较高。其中,ST6处理的小麦和玉米产量的年际间的稳定性较好；施用3000kg猪粪或牛粪有机肥替代30%化肥可满足作物正常生长。2.秸秆还田提高了土壤全氮、全磷、碱解氮、速效磷和速效钾含量,无论在小麦季还是玉米季,ST6处理的土壤碱解氮、速效磷和全磷含量增加效果最显著；而在两季中,ST7处理的速效钾含量分别较ST1处理增加13.96%和20.53%。3.秸秆还田条件下,小麦季和玉米季各施肥处理的土壤有机质和土壤活性有机碳含量与NPK处理相比均有不同程度的增加,其中ST6处理增加效果最显著；同时,ST6处理对小麦季的土壤碳库管理指数也有显著性升高。4.秸秆还田条件下,施肥使土壤酶活性提高,其中土壤蔗糖酶、纤维素酶、脲酶以及中性磷酸酶活性均随着有机肥用量的增加而提高,相关分析表明,土壤酶活性在一定程度上反映土壤肥力水平。5.秸秆还田条件下,施肥增加了土壤细菌、放线菌和总微生物数量。两季中,ST7处理的细菌数量较NPK处理分别增加了2.06倍和2.33倍,同时ST7处理的土壤微生物量碳、氮和土壤微生物墒也显著性提高。相关分析表明,土壤微生物学特性与土壤肥力在一定程度上正相关。综合以上分析,秸秆还田条件,配施50%化肥和6000 kg h-2有机肥可提升土壤质量,有利于构建高产健康的土壤微生物区系。 【关键词】：秸秆还田 小麦-玉米轮作体系 作物产量 土壤微生物学特性
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S512.1;S513
【目录】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 文献综述12-24
• 1.1 我国化肥利用现状及存在问题12
• 1.2 秸秆还田对作物产量及土壤性质的影响12-15
• 1.2.1 秸秆还田对作物产量的影响13-14
• 1.2.2 秸秆还田对土壤理化性状的影响14
• 1.2.3 秸秆还田对土壤微生物学性状的影响14-15
• 1.3 施用有机(类)肥料对作物产量及土壤性质的影响15-18
• 1.3.1 有机-无机肥料配施对作物产量的影响16-17
• 1.3.2 有机-无机肥料配施对土壤理化性状的影响17
• 1.3.3 有机-无机肥料配施对土壤微生物学性状的影响17-18
• 1.4 土壤微生物学特性对土壤健康状况的指示18-21
• 1.4.1 土壤微生物群落结构对土壤健康状况的指示18-19
• 1.4.2 土壤微生物生物量对土壤健康状况的指示19-20
• 1.4.3 土壤酶活性对土壤健康状况的指示20-21
• 1.5 选题目的与意义21-22
• 1.6 技术路线22-24
• 第二章 基于秸秆还田处理的施肥处理对小麦-玉米轮作产量及土壤养分的影响24-34
• 2.1 引言24
• 2.2 材料和方法24-26
• 2.2.1 试验区概况24-25
• 2.2.2 试验设计25-26
• 2.3 测定项目26-27
• 2.4 数据分析27
• 2.5 结果与分析27-32
• 2.5.1 不同施肥处理对小麦-玉米轮作区作物产量的影响27-29
• 2.5.2 不同施肥处理对土壤pH的影响29-30
• 2.5.3 不同施肥处理对土壤养分的影响30-32
• 2.6 结论与讨论32-34
• 第三章 基于秸秆还田的施肥处理对小麦-玉米轮作土壤碳库管理指数的影响34-42
• 3.1 引言34
• 3.2 材料和方法34-35
• 3.2.1 测定项目35
• 3.2.2 数据分析35
• 3.3 结果与分析35-39
• 3.3.1 不同施肥处理土壤有机质的影响35-36
• 3.3.2 不同施肥处理对土壤活性有机碳的影响36-37
• 3.3.3 不同施肥处理对土壤活性有机碳碳素有效性的影响37
• 3.3.4 不同施肥处理对土壤碳库管理指数的影响37-38
• 3.3.5 作物产量与土壤肥力及碳库管理指数的相关性38-39
• 3.4 结论与讨论39-42
• 第四章 基于秸秆还田的施肥处理对小麦-玉米轮作土壤酶活性的影响42-50
• 4.1 引言42
• 4.2 材料和方法42-43
• 4.2.1 测定项目42
• 4.2.2 数据分析42-43
• 4.3 结果与分析43-48
• 4.3.1 不同施肥处理对土壤蔗糖酶活性的影响43-44
• 4.3.2 不同施肥处理对土壤纤维素酶活性的影响44-45
• 4.3.3 不同施肥处理对土壤脲酶活性的影响45
• 4.3.4 不同施肥处理对土壤中性磷酸酶活性的影响45-46
• 4.3.5 土壤酶活性与作物产量和土壤肥力的相关性46-48
• 4.4 结论与讨论48-50
• 第五章 基于秸秆还田的施肥处理对小麦-玉米轮作土壤微生物数量和微生物量碳、氮的影响50-58
• 5.1 引言50
• 5.2 材料和方法50-51
• 5.2.1 测定项目50-51
• 5.2.2 数据分析51
• 5.3 结果与分析51-56
• 5.3.1 不同施肥处理对土壤微生物数量的影响51-53
• 5.3.2 不同施肥处理对土壤微生物量碳、氮的影响53-55
• 5.3.3 土壤微生物数量与土壤微生物量碳、氮含量、作物产量、土壤肥力及酶活性的相关性55-56
• 5.4 结论与讨论56-58
• 第六章 全文结论58-59
• 创新点和不足之处59-60
• 参考文献60-74
• 致谢74-76
• 攻读硕士期间发表论文76

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