秸秆还田对石灰性土壤Zn形态及其有效性的影响

【摘要】：我国面积广大的石灰性土壤面临着Zn有效性低，土壤供Zn不足等问题，影响了这一地区小麦等粮食作物籽粒Zn含量的提高，严重威胁着该地区人群的健康。为提高潜在缺Zn石灰性土壤地区小麦籽粒Zn含量，改善人体Zn营养状况，施Zn肥是快速有效的途径，已经日益受到人们的普遍重视。但由于石灰性土壤高pH、高CaCO_3含量及低有机质含量等性质造成土施Zn肥对小麦籽粒Zn含量提高幅度有限。为此，本文探讨了秸秆还田对石灰性土壤供锌能力的影响。试验于2009.11~2011.7在西北农林科技大学农作一站进行，通过两个田间培养试验和一个大田的长期定位试验，研究了不同类型秸秆、不同Zn含量秸秆还田及施肥（Zn肥和氮肥）对石灰性土壤Zn形态及其有效性的影响。主要取得了以下的试验结果： （1）通过尼龙网袋填埋的田间培养试验，揭示了玉米秸秆腐解对石灰性土壤Zn形态及其有效性的影响。结果表明：与施用Zn肥相比，秸秆还田对提高土壤全Zn含量贡献较小；施Zn肥和添加秸秆处理均显著增加土壤DTPA-Zn含量，施Zn肥处理增加的幅度更大；高锌秸秆还田后释放的Zn更易转化为土壤DTPA-Zn，转化率达49.0%，秸秆还田后土壤DTPA-Zn转化率呈先减小后增大的趋势，施Zn肥的变化不大。施Zn肥后土壤松结有机态Zn（Wbo-Zn）含量显著增加；而与单独施用Zn肥相比，施Zn肥+低Zn秸秆的处理土壤Wbo-Zn能够在更长时间内维持较高的水平。 （2）通过小麦秸秆的田间培养试验，研究了小麦秸秆还田对石灰性土壤供Zn能力以及对外源Zn肥在土壤中的行为影响。结果显示，施用Zn肥和高Zn含量小麦秸秆还田都能够增加土壤DTPA-Zn和Wbo-Zn含量，而施用Zn肥作用更大（单独施用Zn肥处理DTPA-Zn含量增加257~460%；Wbo-Zn含量增加90.3~375%）。施用Zn也能增加土壤碳酸盐结合态Zn（Carb-Zn）和全Zn含量，小麦秸秆还田也能略微增加紧结有机态和氧化锰结合态Zn（OxMn-Zn）含量，但对全Zn影响极小。与外源施入的Zn肥相比，高Zn含量小麦秸秆中的Zn更易转化为土壤DTPA-Zn；秸秆进入土壤后，也能起到活化土壤Zn的作用，且其活化的Zn量可能比秸秆本身释放的更多，因此，其意义也更为深远。 （3）通过连续九年的长期定位试验，揭示了长期小麦秸秆还田对石灰性土壤Zn形态及其有效性，以及对小麦籽粒Zn含量的影响。其结果显示，经过连续6季的冬小麦种植后，各处理土壤有效Zn含量均显著下降，但秸秆还田模式可以减缓这种下降趋势（2010年冬小麦收获后，覆草和垄沟模式下，DTPA-Zn含量显著高于对照，分别高出19.7%和15.2%。），而两种还田模式之间差异不显著；秸秆还田可以略微增加小麦籽粒Zn含量，但结合施用氮肥更为有效，尤其当施用高量氮肥（240kg·hm~(-2)，N240）时，增加更为明显（N240时，覆草和垄沟分别比不施氮时增加23.7%和24.5%）。在Zn的六种形态中，Wbo-Zn和OxMn-Zn与冬小麦籽粒Zn含量显著正相关；小麦秸秆还田能够增加土壤OxMn-Zn和Carb-Zn（秸秆还田同时配施高量氮肥），而对其它几种形态Zn含量影响较小；施用氮肥可以增加土壤Wbo-Zn和OxMn-Zn含量。 综上，秸秆还田同时配施Zn肥能够提高石灰性土壤Zn有效性和供Zn能力，而小麦秸秆还田配合施用氮肥既能够提高石灰性土壤Zn有效性，也同时提高了小麦籽粒Zn含量。因此，在石灰性土壤地区，若能够将秸秆还田，氮肥施用和Zn肥施用相配合，可能就能在提高土壤供Zn能力的同时，也提高小麦籽粒Zn含量，进而改善人体Zn营养。可能会成为维持这一地区农业可持续发展的有效方法。 【关键词】：石灰性土壤 Zn形态 有效性 秸秆还田
【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】：2012
【分类号】：S153.6
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 前言13-22
• 1.1 研究的目的及意义13
• 1.2 缺 Zn 现状与纠正方法13-18
• 1.2.1 土壤 Zn 的有效性13-14
• 1.2.2 影响石灰性土壤 Zn 有效性的因素14-17
• 1.2.3 石灰性土壤 Zn 缺乏的纠正措施17-18
• 1.3 秸秆还田对土壤供 Zn 能力的影响18-20
• 1.3.1 秸秆还田对土壤 Zn 的补充和活化作用18-19
• 1.3.2 秸秆还田对土壤 Zn 有效性和不同形态 Zn 的影响19-20
• 1.4 存在问题20
• 1.5 技术路线20-22
• 第二章 玉米秸秆还田对石灰性土壤 Zn 形态及其有效性的影响22-29
• 2.1 引言22
• 2.2 材料与方法22-24
• 2.2.1 试验地概况22-23
• 2.2.2 供试材料23
• 2.2.3 试验设计23
• 2.2.4 测定项目与方法23-24
• 2.2.5 数据处理24
• 2.3 结果与分析24-27
• 2.3.1 秸秆还田对土壤全 Zn 含量的影响24
• 2.3.2 秸秆还田对土壤 DTPA-Zn 含量的影响24-25
• 2.3.3 秸秆还田对土壤 DTPA-Zn 转化率的影响25
• 2.3.4 秸秆还田对土壤各形态 Zn 含量的影响25-27
• 2.4 讨论27-28
• 2.5 结论28-29
• 第三章 小麦秸秆还田对石灰性土壤 Zn 形态及其有效性的影响29-37
• 3.1 引言29
• 3.2 材料与方法29-30
• 3.2.1 试验地概况29
• 3.2.2 供试材料29-30
• 3.2.3 试验设计30
• 3.2.4 测定项目与方法30
• 3.2.5 数据处理30
• 3.3 结果与分析30-35
• 3.3.1 小麦秸秆还田对石灰性土壤 DTPA-Zn 含量的影响30-31
• 3.3.2 小麦秸秆还田对石灰性土壤 DTPA-Zn 转化率的影响31
• 3.3.3 小麦秸秆还田对石灰性土壤各形态 Zn 含量的影响31-34
• 3.3.4 小麦秸秆还田对石灰性土壤全 Zn 含量的影响34-35
• 3.4 讨论与结论35-36
• 3.4.1 秸秆还田对石灰性土壤 Zn 有效性的影响35
• 3.4.2 秸秆还田对石灰性土壤全 Zn 和形态 Zn 含量的影响35-36
• 3.5 结论36-37
• 第四章 长期小麦秸秆还田和施用氮肥对石灰性土壤 Zn 形态及其有效性的影响37-45
• 4.1 引言37
• 4.2 材料与方法37-39
• 4.2.1 试验地概况37-38
• 4.2.2 试验设计与实施38
• 4.2.3 试验样品采集38
• 4.2.4 测定项目与方法38-39
• 4.2.5 数据处理39
• 4.3 结果与分析39-42
• 4.3.1 长期秸秆还田对石灰性土壤 Zn 有效性的影响39
• 4.3.2 秸秆中的 Zn 转化为土壤 DTPA-Zn 的比率39-40
• 4.3.3 长期秸秆还田对石灰性土壤 Zn 形态的影响40-41
• 4.3.4 长期秸秆还田对小麦籽粒 Zn 含量的影响41-42
• 4.3.5 籽粒 Zn 含量与形态 Zn 的相关关系42
• 4.4 讨论42-44
• 4.4.1 秸秆还田和施氮对石灰性土壤 Zn 有效性的影响42-43
• 4.4.2 秸秆还田和施氮对石灰性土壤形态 Zn 的影响43
• 4.4.3 秸秆还田和施氮对小麦籽粒 Zn 含量的影响43-44
• 4.5 结论44-45
• 第五章 结论45-46
• 参考文献46-52
• 致谢52-54
• 作者简介54

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