不同秸秆还田方式对土壤生物学特征的影响

【摘要】：随着我国农业快速发展，化肥施用量逐年递增，随之带来了诸多生态和环境问题，已引起了政府和公众的广泛关注。秸秆还田技术可以缓解有机肥料不足的压力，减少化肥过量施用的不良影响，另外秸秆还田还具有提高土壤孔隙度、降低土壤容重、增加微生物数量，激活土壤酶活性等优点。在当今世界提倡节能减排、低碳经济的背景下，加强秸秆还田技术的研究具有重要意义。本文试验布置在西北农林科技大学三原长期定位试验地，以玉米-小麦轮作下不同秸秆还田方式为主要研究对象，采用室内分析的方法，研究9种秸秆还田方式（小麦高留茬覆盖还田下玉米粉碎还田，玉米粉碎深松还田，玉米不还田;小麦粉碎还田下玉米粉碎还田，玉米粉碎深松还田，玉米不还田;小麦不还田下玉米粉碎还田，玉米粉碎深松还田，玉米不还田，代号分别为WH+MC、WH+MM、WH+MN、WC+MN、WC+MM、WC+MC、WN+MC、WN+MM、WN+MN）对土壤生物性质等的影响，主要包括土壤酶活性、碳素指标、秸秆腐解率。此外室内模拟试验进行了不同碳氮比、土壤肥力情况下，不同秸秆还田量时秸秆腐解过程中土壤酶活性及碳素指标研究，获得主要结论如下： 1.秸秆还田增加了土壤酶的活性，土壤蔗糖酶、多酚氧化酶、FDA水解酶、β葡萄糖苷酶、碱性磷酸酶、脱氢酶均有提高，其中所有秸秆还田处理总体酶活性均高于对照，多重比较显示差异达显著或极显著水平，最大增幅为WN+MC处理的40.23%。 2.秸秆还田增加了土壤中有机碳、易氧化碳含量，其中WN+MC处理有机质增幅最大，达到34.71%。WC+MN处理易氧化碳增幅最大，达到27.02%。 3.相关性分析表明土壤FDA水解酶与有机碳、易氧化碳、Kos、上下层差值等的相关系数分别达到了0.945**、0.750**、0.761**和0.794**，揭示出FAD水解酶与土壤碳素的积累等关系十分密切，在一定程度上可反映秸秆腐解的程度。 4.经过3年的小麦-玉米轮作，综合考虑该区域田块尺度上秸秆还田对于土壤有机碳和土壤酶活性的影响，小麦不还田+玉米粉碎还田模式组合是最优耕作模式组合。 5.秸秆腐解呈现出前期快，中期减慢，后期基本停滞的规律， WC+MC处理最有利于秸秆快速腐解，干物质释放25%与50%需要的时间分别是3和45天。 6.高、低肥力土样间活性有机碳差异显著，但就秸秆还田后对土壤活性有机碳的增加量来说，高肥4个处理下活性有机碳平均增加2.04g/kg，较低肥处理增加2.06g/kg，二者差别不大；肥力不同对土壤脱氢酶、纤维素酶、FDA水解酶、脲酶活性影响显著.。不同秸秆还田量下高、低肥力土样酶活性基本都呈T2.0T1.0T0.5T0，而活性有机碳则呈现出前期T1.0＞T2.0、T0.5＞T0，后期T2.0T1.0T0.5T0的规律。 7.不同碳氮比土样间活性有机碳差异明显，对土壤活性有机碳的增加来讲，不调节碳氮比处理4个处理下平均增加2.81g/kg，明显大于调节碳氮比处理(2.04g/kg)。不同秸秆碳氮比处理对土壤脱氢酶、纤维素酶、FDA水解酶、脲酶活性影响显著。不同秸秆还田量下不同碳氮比土样酶活性基本都呈T2.0T1.0T0.5T0，而活性有机碳则呈现出前期T1.0＞T2.0、T0.5＞T0，后期T2.0T1.0T0.5T0的规律。 【关键词】：土壤酶 秸秆还田 有机碳 土壤呼吸 腐解率
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S154
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 文献综述13-23
• 1.1 秸秆的利用现状13
• 1.2 我国主要农区秸秆还田状况13-14
• 1.2.1 东北农区秸秆还田13-14
• 1.2.2 华北农区秸秆还田14
• 1.2.3 西北农区秸秆还田14
• 1.2.4 西南农区秆还秸田14
• 1.2.5 长江中下游农区秸秆还田14
• 1.2.6 华南农区的秸秆还田14
• 1.3 农作物秸秆还田方式14-15
• 1.3.1 直接还田14-15
• 1.3.2 堆沤还田15
• 1.3.3 过腹还田15
• 1.3.4 焚烧还田15
• 1.4 秸秆还田在农业生产上的作用15-20
• 1.4.1 秸秆还田对土壤物理性状的影响15-16
• 1.4.2 秸秆还田对土壤有机质及营养元素的影响16-17
• 1.4.3 秸秆还田对土壤生物学特性的影响17-19
• 1.4.4 秸秆还田对土壤健康质量的影响19-20
• 1.5 关于秸秆腐解的研究20
• 1.6 秸秆还田中化感作用的研究20-21
• 1.7 秸秆还田中要注意的问题及展望21-23
• 1.7.1 还田量的问题21
• 1.7.2 碳氮比的问题21
• 1.7.3 CO2排放的问题21-23
• 第二章 研究背景与研究方法23-26
• 2.1 研究的目的与意义23
• 2.2 研究区概况23
• 2.3 研究目标与内容23-24
• 2.3.1 研究目标23-24
• 2.3.2 研究内容24
• 2.4 研究方案24-25
• 2.4.1 田间试验24
• 2.4.2 室内模拟试验24-25
• 2.5 技术路线25-26
• 第三章 秸秆还田对土壤酶活性及有机质的影响26-40
• 3.1 引言26
• 3.2 材料与方法26-28
• 3.2.1 试验区概况26
• 3.2.2 试验方案26-28
• 3.2.3 测定方法28
• 3.2.4 数据处理28
• 3.3 结果与分析28-39
• 3.3.1 不同秸秆还田方式对土壤有机碳，易氧化碳的影响28-31
• 3.3.2 秸秆还田对土壤酶活性的影响31-38
• 3.3.3 土壤酶活性与土壤有机碳相关性分析38-39
• 3.4 小结39-40
• 第四章 秸秆腐解速率及酶活性变化动态研究40-50
• 4.1 引言40
• 4.2 材料与方法40-41
• 4.2.1 试验材料40
• 4.2.2 试验方案40-41
• 4.2.3 测定方法41
• 4.2.4 数据处理41
• 4.3 结果与分析41-48
• 4.3.1 秸秆的腐解特征41-44
• 4.3.2 腐解对土壤易氧化碳的影响44-45
• 4.3.3 腐解对 Kos 的影响45-46
• 4.3.4 腐解对土壤 FDA 水解酶活性的影响46-47
• 4.3.5 腐解对土壤脲酶活性的影响47-48
• 4.3.6 秸秆腐解中土壤酶碳素指标、腐解率的相关性分析48
• 4.4 小结48-50
• 第五章 不同碳氮比、不同肥力下秸秆腐解对土壤酶及碳素指标的影响50-66
• 5.1 引言50
• 5.2 材料与方法50-51
• 5.2.1 试验材料50
• 5.2.2 试验方案50-51
• 5.2.3 测定方法51
• 5.2.4 数据处理51
• 5.3 结果与分析51-65
• 5.3.1 不同碳氮比、土壤肥力对土壤呼吸强度的影响51-54
• 5.3.2 不同碳氮比、土壤肥力对土壤呼吸累计释放率的影响54-55
• 5.3.3 不同碳氮比、土壤肥力对土壤活性有机碳的影响55-57
• 5.3.4 不同碳氮比、土壤肥力对土壤酶活性的影响57-65
• 5.4 小结65-66
• 第六章 全文结论与展望66-68
• 6.1 全文的主要结论66-67
• 6.1.1 田间试验66
• 6.1.2 室内模拟试验66-67
• 6.2 问题与展望67-68
• 参考文献68-73
• 致谢73-74
• 作者简介74

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