秸秆还田与耕作方式对麦—玉两熟农田土壤质量和生产力的影响

【摘要】：保护性耕作技术起源于美国，20世纪70年代在我国逐渐推广。目前主要应用的技术有免耕、深松、耙耕和旋耕，而作物秸秆是农业生产循环的重要资源。本试验以黄淮海区域的典型生产系统小麦-玉米一年两熟制为主要研究对象，深入分析秸秆还田与耕作方式对农田土壤理化性状和生产力的影响，确立适合该地区的土壤质量评价系统，结合分析不同收割段玉米秸秆的营养物质，以期为该地区秸秆还田与耕作方式最优化体系的选择、玉米秸秆的利用提供参考依据。主要研究结果如下： 1秸秆还田与耕作方式对作物产量及构成因素的影响 与常规耕作相比，免耕处理降低了玉米穗粒数和小麦有效穗数、千粒重，深松处理增加了玉米产量、免耕处理降低了小麦产量。从秸秆留茬还田分析，秸秆还田能增加玉米千粒重、穗粒数和小麦千粒重、有效穗数，随秸秆还田量的增加而增加，留茬1m还田处理对玉米、小麦的籽粒增产效果最好。 2秸秆还田与耕作方式对土壤理化性状的影响 与常规耕作相比，保护性耕作措施显著影响了土壤化学性状，免耕、深松处理显著增加了0~20cm土层土壤的有机碳、全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾等，而常规耕作处理的各指标在0~40cm土层内分布较均匀。秸秆还田能显著增加土壤的有机碳、全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾等，留茬1m还田处理的增幅较大，而全还田处理的增幅有所降低。 秸秆还田与耕作方式对土壤物理性状和土壤酶活性有显著影响。与常规耕作相比，免耕、深松处理的土壤容重和酶活性升高。秸秆还田降低了土壤容重和pH值，增加了土壤非毛管孔隙度和含水量，其中留茬1m还田处理增幅较大。 3不同秸秆还田与耕作方式下农田土壤质量评价 不同秸秆还田与耕作方式下农田的土壤质量指数各异。深松留茬1m还田处理的土壤质量指数最高，免耕留茬1m还田、免耕全还田、常规全还田和常规留茬1m还田处理的土壤质量指数也较高，而免耕无还田和深松无还田处理的土壤质量指数较低。因此，深松留茬1m还田、免耕留茬1m还田、免耕全还田、常规全还田和常规留茬1m还田处理的农田土壤生产力水平较高，而免耕无还田和深松无还田处理的农田土壤生产力水平较低。 4不同收割段玉米秸秆的营养物质及产量 年际间玉米秸秆的产量差异显著，但不同收割段产量占总产量的比重年际间无显著差异，玉米秸秆1m以上部位干重和鲜重产量不足总产量的1/3。从营养物质和感官分析，1m以上部位仍保持绿色，中性和酸性洗涤纤维含量最低，粗蛋白、粗脂肪、钙和磷等营养物质含量最高，钾、糖和含水量适宜，因此1m以上部位最适合用于饲养。 为同时提高农田土壤的理化性状、增加作物产量、合理利用玉米秸秆。该地区在实施农田耕作时益选深松耕作，玉米秸秆还田时选择留茬1m直接粉碎还田，1m以上部位打捆移出农田用于饲养。 【关键词】：秸秆还田 耕作措施 作物产量 土壤理化性状 土壤质量评价 玉米秸秆营养物质
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S512.1;S513
【目录】：

• 目录6-9
• 中文摘要9-11
• Abstract11-13
• 1 引言13-21
• 1.1 研究的目的意义13-14
• 1.2 国内外研究进展14-21
• 1.2.1 保护性耕作的国内外发展现状14-15
• 1.2.2 秸秆还田与耕作方式对作物产量及构成因素的影响15-16
• 1.2.3 秸秆还田与耕作方式对土壤物理性状的影响16-17
• 1.2.3.1 对土壤水分的影响16
• 1.2.3.2 对土壤 pH 值的影响16
• 1.2.3.3 对土壤容重和孔隙度的影响16-17
• 1.2.4 秸秆还田与耕作方式对土壤化学性状的影响17-18
• 1.2.5 秸秆还田与耕作方式对土壤酶活性的影响18
• 1.2.6 土壤质量评价的研究现状18-19
• 1.2.7 玉米秸秆营养成分的研究现状19-21
• 2 材料与方法21-27
• 2.1 试验地概况21
• 2.2 试验设计21-22
• 2.2.1 田间试验设计21-22
• 2.2.2 玉米秸秆试验设计22
• 2.3 田间管理22
• 2.4 试验方法与测定项目22-23
• 2.4.1 田间取样方法22-23
• 2.4.2 土壤理化指标的测定方法23
• 2.4.3 玉米秸秆营养物质的测定方法23
• 2.5 土壤质量评价体系23-25
• 2.5.1 MDS 的建立23-24
• 2.5.2 权重的确定24
• 2.5.3 隶属度函数的确立24-25
• 2.5.4 土壤质量指数综合评价模型25
• 2.6 试验数据处理25-27
• 3 结果与分析27-57
• 3.1 秸秆还田与耕作方式对作物产量及构成因素的影响27-30
• 3.1.1 玉米产量及构成因素27-28
• 3.1.2 小麦产量及构成因素28-29
• 3.1.3 小麦、玉米周年产量29-30
• 3.2 秸秆还田与耕作方式对土壤理化性状的影响30-47
• 3.2.1 土壤化学性状30-39
• 3.2.1.1 有机碳含量30-31
• 3.2.1.2 全氮含量31-32
• 3.2.1.3 碳氮比值32-33
• 3.2.1.4 全磷含量33-34
• 3.2.1.5 全钾含量34-35
• 3.2.1.6 速效磷含量35-37
• 3.2.1.7 速效钾含量37
• 3.2.1.8 活性有机碳含量37-39
• 3.2.2 土壤物理性状39-43
• 3.2.2.1 土壤水分39-40
• 3.2.2.2 土壤 pH 值40-41
• 3.2.2.3 土壤容重41-42
• 3.2.2.4 土壤孔隙度42-43
• 3.2.3 土壤酶活性43-45
• 3.2.3.1 脲酶活性43-44
• 3.2.3.2 过氧化氢酶和多酚氧化酶活性44-45
• 3.2.4 秸秆还田与耕作方式对各指标的作用力分析45-47
• 3.2.4.1 产量及构成因素的作用力分析45-46
• 3.2.4.2 土壤理化性状的作用力分析46-47
• 3.3 秸秆还田与耕作方式的农田土壤质量评价47-52
• 3.3.1 MDS 的建立47-50
• 3.3.2 隶属度确立50
• 3.3.3 土壤质量指数50-51
• 3.3.4 土壤质量指数与作物产量相关性分析51-52
• 3.4 不同收割段玉米秸秆营养物质及产量分析52-57
• 3.4.1 秸秆的产量52
• 3.4.2 秸秆的 CP、EE、NDF 和 ADF 的含量及产量52-54
• 3.4.3 秸秆的含水量，SS 和 SC 含量及产量54-55
• 3.4.4 秸秆的 Ca、P、K 含量及产量55-57
• 4 讨论57-62
• 4.1 秸秆还田与耕作方式对作物产量及构成因素的影响57
• 4.2 秸秆还田与耕作方式对土壤质量状况的影响57-59
• 4.2.1 对土壤理化性状的影响57-58
• 4.2.2 土壤质量评价分析58-59
• 4.3 玉米秸秆的营养价值分析59-60
• 4.3.1 秸秆产量分析59
• 4.3.2 营养物质分析59-60
• 4.4 田间机收玉米时秸秆留茬高度分析60-62
• 5 结论62-63
• 参考文献63-71
• 致谢71-72
• 攻读学位期间发表文章情况72

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