不同条件下作物秸秆养分释放规律的研究

【摘要】：作物秸秆是宝贵的可再生有机资源,还田后可改良和培肥土壤,提高作物产量。秸秆还田已成为最直接、最有效的培肥途径。本试验分别于2010年在黑龙江省双城市农业技术推广中心试验地和2011年在黑龙江省农业科学院院内框栽场进行。试验采用尼龙网袋法将秸秆埋入土壤中,研究其不同还田方式下作物秸秆还田后的腐解速度、秸秆养分释放规律和对有机质进行的调控、秸秆还田后对土壤微生物量碳氮的影响以及玉米秸秆对下茬作物的自毒作用和他感效应,为秸秆合理还田与土壤培肥提供理论依据。研究结果表明： 1.经过120d的分解,玉米秸秆埋入不同深度其生物量累计分解率表现为埋深10cm埋深5cm埋深2cm,3个处理的有机碳分解率呈相同趋势,均随时间的延长逐渐增加。分解120d后,埋深10cm、5cm和2cm的有机碳分别分解了60%左右。磷和钾的释放速度比氮快,氮、磷、钾释放率分别为63.3%～65.8%、86.9%～90.5%、82.8%～90.7%,而埋深10cm和埋深5cm在钾素的释放上明显快于埋深2cm。埋深10cm更适宜玉米秸秆的分解。 2.不同长度玉米秸秆和大豆秸秆经过两年的分解,第一年生物量分解率为55%左右,玉米秸秆生物量分解率大于大豆秸秆；第二年生物量分解率为77%～88%,大豆秸秆生物量分解率大于玉米秸秆。玉米还田长度2cm分解最快,大豆秸秆还田长度6cm分解最快。不同长度的玉米和大豆秸秆有机碳分解了88%左右,表现为玉米秸秆2cm6cm10cm,大豆秸秆6cm10cm2cm。不同长度秸科还田后氮释放63%～80%%。磷、钾释放了大约90%,还田长度对释放速度没有明显影响。因此在农业生产上建议玉米秸秆还田长度以2cm为好,大豆秸秆6cm为好。 3.玉米茎秆和叶经过120d的分解,其生物量分解率分别为53.5%、64.1%。茎秆氮素释放率比叶高27.7%；茎秆有机碳分解率比玉米叶低12.2%。玉米叶处理周围土壤中微生物量碳氮的含量均高于茎秆处理周围的土壤,且在腐解前30d内最明显。 4.调节C/N提升了玉米秸秆生物量分解速率；调节C/N后秸秆氮素的释放率比对照低,而磷素的释放率和有机碳的分解率均比对照高。调节C/N后,秸秆附近土壤中的微生物量碳明显提高。 5.根据玉米秸科的矿化率以及腐殖化系数,通过Jenny模型可预测秸秆还田后土壤有机质的动态及平衡。研究结果表明：连续施用秸秆10年,每年施用6.2t/hm2的玉米秸秆、5.7t/hm2的大豆秸秆,就可使土壤有机质含量维持在3.5%左右。可以实现土壤有机质含量的调控,对土壤进行定向定量培肥。 6.玉米秸秆的自毒效应结果表明：在没有外源氮素供应的条件下,秸秆腐解30d后和60d后均对玉米生长起到了抑制作用。但随着秸秆腐解时间延长不同浓度秸秆处理对玉米生长的抑制作用减弱。玉米秸秆的他感效应表现为低浓度的浸提液对小麦苗高有明显的促进作用,浓度越高促进作用越小。 【关键词】：作物秸秆 还田方式 腐解规律 有机质平衡 化感
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：S141.4
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 1 引言11-20
• 1.1 研究目的与意义11-12
• 1.2 国内外研究动态12-13
• 1.3 秸秆在土壤中腐解的影响因素13-14
• 1.4 秸秆还田对土壤肥力的影响14-17
• 1.4.1 对土壤物理性质的影响14-15
• 1.4.2 对土壤化学性质的影响15
• 1.4.3 对土壤有机质的影响15-16
• 1.4.4 对土壤生物活性的影响16-17
• 1.5 对作物产量的影响17
• 1.6 秸秆的化感作用17-18
• 1.7 秸秆腐解研究方法18
• 1.8 研究内容及技术路线18-19
• 1.8.1 研究内容18-19
• 1.8.2 技术路线19
• 1.9 课题来源19-20
• 2 材料与方法20-24
• 2.1 试验材料20
• 2.2 试验设计与方法20-22
• 2.2.1 玉米秸秆不同埋深试验20-21
• 2.2.2 不同长度秸秆还田试验21
• 2.2.3 玉米不同部位还田试验21
• 2.2.4 调节C/N秸秆还田试验21
• 2.2.5 有机质矿化率试验21-22
• 2.2.6 玉米秸秆的化感效应22
• 2.3 测定项目与方法22-23
• 2.4 数据分析23-24
• 3 结果与分析24-46
• 3.1 不同埋深对玉米秸秆分解速率及养分释放规律的影响24-27
• 3.1.1 不同埋深下玉米秸秆生物量的变化24
• 3.1.2 不同埋深下玉米秸秆氮素的释放24-25
• 3.1.3 不同埋深下玉米秸秆磷素的释放25-26
• 3.1.4 不同埋深下玉米秸秆钾素的释放26
• 3.1.5 不同埋深下玉米秸秆有机碳的分解26-27
• 3.2 不同长度秸秆分解速率及养分释放规律的研究27-33
• 3.2.1 不同长度秸秆生物量的变化27-29
• 3.2.2 不同长度秸秆氮素的释放29-30
• 3.2.3 不同长度秸秆磷素的释放30-31
• 3.2.4 不同长度秸秆钾素的释放31-32
• 3.2.5 不同长度秸秆有机碳的分解32-33
• 3.3 玉米不同部位秸秆分解速率及养分释放规律的研究33-36
• 3.3.1 不同部位秸秆生物量的变化33-34
• 3.3.2 不同部位秸秆氮素的释放34-35
• 3.3.3 不同部位秸秆磷素的释放35
• 3.3.4 不同部位秸秆钾素的释放35-36
• 3.3.5 不同部位秸秆中有机碳的分解36
• 3.4 调节C/N对玉米秸秆生物量及养分释放规律的影响36-39
• 3.4.1 秸秆牛物量的变化36-37
• 3.4.2 玉米秸秆氮素的释放37
• 3.4.3 玉米秸秆磷素的释放37-38
• 3.4.4 玉米秸秆钾素的释放38
• 3.4.5 玉米秸秆有机碳的分解38-39
• 3.5 秸秆还田对土壤微生物量碳、氮的影响39-42
• 3.5.1 玉米秸秆不同部位还田对土壤微生物量碳、氮的影响39-40
• 3.5.2 调节C/N对土壤微生物量碳、氮的影响40-42
• 3.6 玉米秸秆的腐殖化系数及有机质矿化率的研究42-43
• 3.6.1 玉米秸秆腐殖化系数42
• 3.6.2 有机质平衡与预测42-43
• 3.7 玉米秸秆的化感效应43-46
• 3.7.1 玉米秸秆模拟还田后对玉米作物的抑制效应43-44
• 3.7.2 玉米秸秆水浸提液对小麦的化感作用44-46
• 4 结论46-48
• 4.1 不同埋深对玉米秸秆分解速率及养分释放规律的影响46
• 4.2 不同长度秸秆分解速率及养分释放规律的研究46
• 4.3 玉米不同部位秸秆分解速率及养分释放规律的研究46
• 4.4 调节C/N对玉米秸秆生物量及养分释放规律的影响46
• 4.5 秸秆还田对土壤微生物量碳、氮的影响46-47
• 4.6 有机质的平衡与预测47
• 4.7 玉米秸秆的化感效应47-48
• 致谢48-49
• 参考文献49-56
• 攻读硕士期间发表的学术论文56

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