高明[1]2001年在《稻田长期垄作免耕下土壤肥力及环境效应的研究》文中研究说明农业可持续发展的核心是在不断提高土地生产力的同时，不断提高生态环境质量，要达到这一目标，稻田垄作免耕不失为一条行之有效的方法。本文以1990年建立的长期定位试验为基本材料，研究了稻田长期垄作免耕，常规平作和水旱轮作几种耕作制下的土壤肥力变化及环境效应，结果表明： 稻田长期垄作免耕生态系统无论在物质循环，还是能量转换方面都有别于常规平作，稻田长期垄作免耕通过田间微地形的改变，土壤的物相结构发生了根本的变化，与常规平作相比，垄作免耕土壤部分出露水面为毛管水所浸润，土壤水分含量的空间变异大，形成由张力小的垄下部及垄两侧的土层向垄表土层运行的毛管水运动系统，土壤水分运动强烈，与外界进行交换的频率增大，同时，垄作免耕消除了水层对太阳辐射能的削弱作用，土壤热容量降低，导温率和导热率增大，吸收太阳辐射能增多，有利于土壤内部物质的转化，促进了土壤结构的形成，土壤中＜0.01mm土粒团聚度增大，＞0.01mm有机微团聚体和＞0.01mm级铁、铝——有机微团聚体所占比例表现为不同程度的提高，而＞0.01mm级无机微团聚体和钙、镁——有机微团聚体显着下降，孔隙稳定性增强，潜育层下降，形成A—Pg—G—P的高产土体构型。 稻田连续垄作免耕（稻麦）10年后，土壤表层有机质含量提高，0～10cm土层的有机质含量达4.75％，比常规平作高41.1％，比水旱轮作高51.3％，比试验前增加了89.0％；随着土壤层次的下移，各处理土壤有机质含量降低。通过对不同耕作制下腐殖酸的分离测定，长期垄作免耕土壤中的松结态腐殖质含量增加，紧结态腐殖质含量减少；垄作免耕（稻油）土壤胡敏酸在波长665mu处的光密度为0.122，445mu处为0.705，而常规平作在这两个波长处却分别为0.062和0.321，垄作免耕E_4/E_6的比值提高。采用热分析仪和红外光谱对不同耕作制下土壤胡敏酸的热解特性和光谱特性进行了分析，发现长期垄作免耕土壤胡敏酸DTA曲线在360～365℃处放热峰的焓变值比常规平作低，1000～1050cm~(-1)吸收峰常规平作也比垄作免耕强，而垄作免耕土壤腐殖质的氧化稳定系数增高，表明长期垄作免耕土壤腐殖酸的缩合度增高，芳构化程度增强。 长期垄作免耕稻田土壤全氮含量比常规平作和水早轮作高9.7％和26.7％，速效氮含量仍然是垄作免耕＞常规平作＞水旱轮作，全氮和速效氮含量与土壤有机质呈极显着正相关（reo．957＊＊、0．9！9．．，n＝．16）；垄作免耕土壤全磷含量比常规平作和水旱轮作高12．7％和 15．6％，0叶 土层的有效磷含量是常规平作和水早轮作的 4．5 ＄和 1倍；土壤全钾与全氮磷的变化相同，但有效钾含量却比常规平作低，说明长期垄作免耕条件下植物从土壤中吸收的钾多，生产上耍注意适时增施钾肥，保障钾素营养的供给。 稻田长期垄作免耕还可彤响土埂中磷和铁、锰、铜、锌存在的形态，与常规平作相比，长期垄作兔耕土壤无机励中的Ca—P、Fe—P、AI—P明显增加，活性和中度活性有机磷是常规平作的4＄和1．8倍；土壤中的水溶态、代换态、易还原锰结合态，碳酸盐’结合态，有机质结合态和二、叁氧化物结合态铁、锰、铜的数量和比例均比常规平作有所下降，残渣态铁、锰、铜相对增高；代换态和易还原锰结合态锌虽不同程度槽加，二叁氧化物结合态和有机质结合态锌显奢降低，土壤铁、铜、锰的可给性下降，锌的可给性增加。对于矿毒田实行垄作免耕，可减轻铁、锰对作物的危窖。 稻田长期垄作免耕生态系统中上壤动物的种类组成极其丰宫，共有18个类，其中线虫类、线蚓类、蚯蚓类为优势种，占个体总数的70％以上。土壤动物平均密度垄作兔耕（稻麦）处理为14700个旷，水旱轮作为7950个／f，常规平作为6275个旷，垄作免耕是常规平作的二．3倍，说明长期垄作兔耕有利于土壤动物的生长繁殖。 稻田长期垄作免耕能提高水稻产量，1990年《000年的＊年间，垄作免耕（稻油）处理水稻平均亩产521石kg，比常规平作和水旱轮作分别增产7石％和6石％，最高年份增产15．5％和16．2％；由于垄作免耕和水旱轮作一年种两季，加上小春的小麦（或油莱）产量，每年垄作兔耕比常规平作多产粮食200－300公斤庙．垄作免耕增产的主要原因是促进了水稻早生快发，增强了根系吸水吸肥作用，延缓了根系衰老，使垄作免耕水稻的穗长、穗粒数、千粒重、株高、茎粗、剑叶长显着高于常规平作。 通过4年7季不同耕作制稻田甲烷排放诅量的测定，常规平作水稻生长期甲烷排放通量在0．47叶．12mgidh间，平均值达27．18mg／dh，并且在每年长达250《80天的非水稻生长期内仍在排放甲烷，排放迟量在队13－87．07mud·h fd，平均为 12．giing／ffi’·h，使得常规平作甲烷年尿积排放量高达 149．70 im＼是目前世界上各类稻区各类利用方式下甲烷排放量最大的一类稻田。垄作免耕（一季中稻）1995年、1996年和1998年甲烷累积排放量分别为 104．16g／ffi＼ 150刀7 g／d和 68．44 g／mZ，只是同期常规平作甲烷累积排放量的96．6?
薛建福[2]2015年在《耕作措施对南方双季稻田碳、氮效应的影响》文中研究表明土壤耕作作为一项重要的农艺措施,对土壤有机碳与氮素周转、作物生产中温室气体和活性氮排放都有重要的影响。因此,了解耕作措施对双季稻区土壤固碳和氮素动态、以及环境压力的影响,对双季稻生产的可持续发展具有重要的理论和现实意义。本研究主要分析了耕作措施对土壤有机碳库与氮库变化及其对作物生产的影响,并评价了各耕作措施下双季稻的碳足迹和氮足迹,以期提出双季稻生产碳氮管理对策。本试验于2005年设置,包括免耕秸秆还田(NT)、旋耕秸秆还田(RT)、翻耕秸秆还田(PT)和翻耕秸秆不还田(PT0)4个处理。本文主要基于2013-2014年期间试验数据进行分析,主要结果如下：(1)除NT处理外,各处理土壤矿物结合态有机碳和全氮含量在0-20cm变化幅度均较小,土壤有机碳与全氮及其他各组分有机碳和全氮含量均随土壤的加深而递减；秸秆还田条件下,随着耕作强度的增强,各指标其层化率基本上呈逐渐降低的趋势。(2)秸秆还田条件下,0-5cm土层有机碳含量随耕作强度的增强而显着降低：早稻收获时,各处理0-5cm土层全氮含量变化类似,晚稻收获时NT处理显着高于RT和PT处理。5-10和10-20cm层次NT处理土壤有机碳和全氮含量均低于RT和PT处理。不同耕作处理间20-30cm土层有机碳和全氮含量年际间表现不同,且耕作措施对30-50cm土层有机碳和全氮含量影响较小。(3)表层(0-5cm)土壤重组和轻组、颗粒和矿物结合态有机碳和全氮含量均随耕作强度的增强呈降低趋势；其中,各指标NT处理均显着高于PT处理；但NT处理5-20cm各组分有机碳和全氮含量基本上低于PT处理,部分组分达到显着差异；耕作措施对>20cm土层各组分有机碳和全氮含量影响较小。(4)除轻组碳氮比外,耕作措施对各土层总碳氮比和各组分碳氮比及其层化率影响不大。秸秆还田条件下,早稻收获时耕作措施对0-50cm剖面土壤有机碳和氮储量影响不大,晚稻收获时年际间表现不同。与PT0相比,PT处理显着增加了早稻收获时0-30cm和晚稻收获时0-20cm各土层有机碳储量,并显着增加了20-30cm土层全氮储量。0-50cm剖面土壤有机碳储量每增加1Mghm-2,水稻增产23.2kg hm-2。(5)秸秆还田条件下,各处理双季稻生产中由农资投入造成的潜在温室气体和活性氮排放均表现为NT<RT<PT,其周年排放分别介于3978.3-4271.9kg CO2-eq hm-21149.2-1435.7ghN-eq hm-2之间,NT和RT较PT处理潜在温室气体排放分别减少7.4%和3.4%,活性氮排放减少24.9%和10.0%。肥料施用是潜在温室气体排放的最大贡献者,收获、灌溉及耕作等机械耗能则是潜在活性氮排放最主要的贡献者。(6)不考虑土壤有机碳变化时,NT、RT、PT和PT0处理周年双季稻的碳足迹分别为1.53、1.95、1.59和1.37kg CO2-eq kg,其中秸秆还田条件下早稻碳足迹低于晚稻。稻田CH4排放是水稻碳足迹的最大组成,肥料施用次之。若考虑土壤有机碳,双季稻的碳足迹约降低35.9-50.3%。NT、 RT、 PT和PT0处理双季稻的氮足迹分别为5.70、4.67、4.94和5.17g N-eq kg-1,稻田NH3挥发损失是双季稻氮足迹的主要构成部分。
韩晓飞[3]2016年在《叁峡库区农田土壤无机磷动态变化及其迁移特征》文中指出人口数量大,资源短缺和环境恶化是制约中国社会、经济发展和人们生活水平提高的叁大障碍。当前,全世界范围内正面临着粮食增产与维护和改善农业生态环境质量的挑战,治理农业面源污染是其中的重要内容。党的“十八大”将生态文明建设与经济、政治、社会、文化建设摆在了同等重要位置,对治理农业面源污染高度重视,要求打好农业面源污染防治攻坚战。磷素是农业生产中最为重要的养分限制性因子,然而,由于其过量施用已经引起了严重的水体富营养化问题,大量研究已经表明,磷素是引发农业面源污染的主要元素之一,而且是关键性元素。所以建立兼顾作物高产和环境保护的土壤磷素推荐施肥体系及耕作措施对于农业生产和水环境保护具有重要意义。土壤磷对生态系统的作用机制是在土壤-水-大气-生物界面之间交换性迁移中形成的,土壤磷素农业面源污染具有明显的系统特征和地域特征。紫色土主要分布在长江中上游,占叁峡库区耕地面积的78.7%,随着土地利用强度加大,水土流失日益严重,造成了土壤养分的流失和水体富营养化污染,加剧了生态环境恶化。因此,研究特定区域尺度内的土壤磷素流失强度、通量以及时空变异规律,配置科学技术,调整适地磷肥管理,发展有机生态农业,强化典型农作系统的磷素循环,探明磷素原位截留和生态拦截净化机理,达到进一步消减农田土壤磷素养分的输出之目的。综合减排是土壤磷农业面源污染机理与调控技术研究发展的新趋势,主要在土壤微生态方面弄清磷流失污染的过程,优化化学磷肥以及有机肥施用量和配施比例,综合降低磷污染物在土壤、水体等多界面上的发生量。本研究结合我国目前“一控两减叁基本”的农业资源和环境对策,通过源头控制,中间阻控和末端消纳的技术手段,注重化肥减量优化以及有机无机肥配合施用,弄清了化肥和有机肥施用条件下紫色土农田土壤磷素流失源强及其径流和淋溶迁移特征,为全面认识叁峡库区紫色土农田磷素流失和有效评价磷流失对水环境风险提供了科学依据。本文以我国叁峡库区主要农田土壤紫色土为材料,采用田间长期定位试验与野外原位定点监测并结合室内实验分析的方法,通过22年水旱轮作长期定位试验从时间和空间尺度上研究了长期定位施肥和长期保护性耕作制度下紫色土无机磷变化特征,运用化学测试和系统的土-水-植并析的生态学观点,研究了紫色土旱坡地土壤无机磷迁移特征及主控因素以及稻-油水旱轮作紫色土无机磷素动态变化及其迁移特征,最后建立土-水-植耦合的紫色土农田磷素迁移流失模型,为预测叁峡库区紫色土农田土壤磷素流失量,制定合理的施肥和耕作措施提供了较为可靠的科学依据和理论基础。获得的主要研究结论如下:1.应用蒋柏藩-顾益初无机磷分级体系对22年长期定位施肥试验紫色土0~100cm土层各形态无机磷进行分级测定,研究了各形态无机磷在土壤剖面的分布及变化规律。结果表明,长期施用化学磷肥以及有机无机肥配施处理的土壤全磷、有效磷和各形态无机磷均较试验前有不同程度的增加,且以猪粪+npk(m+npk)处理土壤增加最多,其中有效磷含量增加了6倍;不施肥(ck)和单施氮肥(n)的处理土壤有效磷、全磷和各形态无机磷出现了下降,其中有效磷含量分别降低了51.1%和53.5%。除了fe-p和ca10-p含量下层高于上层外其余各形态无机磷都表现为耕层高于下层的特征。各处理ca2-p、al-p、ca8-p、o-p等无机磷的剖面分布较为相似,均呈20~60cm下降比较迅速,80~100cm变化不大或者稍微上升的趋势,而fe-p则表现为随土层深度增加呈上升趋势。相关分析表明各组分无机磷对紫色土有效磷的贡献为ca2-p(0.9569)>al-p(0.9265)>ca8-p(0.9100)>fe-p(0.8277)>ca10-p(0.7449)>o-p(0.7362)。长期有机无机肥配施可以显着增加磷素在土壤中的累积,并能减少土壤对磷素的固定,增强其在土壤中的移动,促进土壤磷素向有效态转化。2.以1990年建立的耕作制定位试验田紫色土为研究对象,分析了常规中稻-冬水田平作(cf)、中稻-冬水田垄作免耕1(rnt1)、中稻-小麦或油菜垄作免耕2(rnt2)和中稻-小麦或油菜水旱轮作(cr)等耕作方式对紫色土剖面不同形态无机磷分布演变特征的影响。结果表明:与试验前土壤相比,长期不同耕作处理的土壤上下层全磷、有效磷和各形态无机磷均有不同程度的增加,各处理土壤中不同形态无机磷含量大小顺序为rnt2>cf>cr>rnt1。除了fe-p含量下层土壤高于上部耕层外,ca2-p、ca8-p、al-p、ca10-p、o-p都表现为耕层高于下层的特征。不同耕作措施对紫色土剖面各形态无机磷含量影响显着,对各形态无机磷有效性影响效果为cr>rnt>cf。长期水旱轮作更有利于作物对磷的吸收。从各形态无机磷在不同剖面紫色土总无机磷中所占比重来看,ca10-p和o-p较大,钙磷整体所占比重最大。3.从不同施肥条件下紫色土旱坡地磷素年际流失特征可以看出,总磷(tp)和总可溶性磷(tdp)流失量有明显的差异。各处理tp和tdp变化范围比较大,分别为0.06~1.58kg·hm-2·a-1和0.009~0.268kg·hm-2·a-1。从2011~2014年不同施肥处理tp和tdp平均流失总量可以看出,tp流失量大小依次为倍量施磷肥(2p)>优化施肥(p)>优化施肥+猪粪有机肥(mp)>优化施肥+秸秆还田(sp)>优化施肥量磷减20%+猪粪有机肥(mdp)>优化施肥量磷减20%+秸秆还田(sdp)>不施磷肥(p0)。倍量施磷肥(2p)处理流失总磷量最高。优化施肥(p)处理分别是优化施肥量磷减20%+秸秆还田(sdp)处理和优化施肥量磷减20%+猪粪有机肥(mdp)处理的1.5~2倍左右。tdp流失量与tp流失量大小顺序稍有不同,各处理大小依次为倍量施磷肥(2p)>优化施肥+猪粪有机肥(mp)>优化施肥(p)>优化施肥量磷减20%+猪粪有机肥(mdp)>优化施肥+秸秆还田(sp)>优化施肥量磷减20%+秸秆还田(sdp)>不施磷肥(p0)。各施肥处理磷素流失量与降雨量做相关性分析得出,总磷累积流失量和累积降雨量呈y?aln(x)-b,a?0(r2=0.8306~0.9473)对数关系相关,总可溶性磷累积流失量和累积降雨量呈y?ax?b,a?0(r2=0.9302~0.9803)线性关系相关(其中p0处理为对数关系相关)。同时采用野外径流小区对紫色土旱坡地2014年雨季(5~8月)3次典型降雨产流进行定点监测,研究了p、2p、mp、sp、mdp、sdp、p0等不同施肥方案对紫色土旱坡地地表径流和壤中流磷素流失的影响。结果表明:紫色土旱坡地地表径流和壤中流受降雨强度影响,雨季次降雨中雨到暴雨平均径流量为10.68~52.32mm,泥沙量为13.58~40.20kg·km-2,壤中流占总径流的53%以上,壤中流是雨季径流主要输出途径。而次降雨地表径流总磷(tp)平均含量和流失负荷都远高于壤中流,地表径流磷素流失是紫色土旱坡地雨季磷素流失主要方式。发现减磷配施有机肥对紫色土旱坡地坡面径流中磷素流失有显着消减效应,sdp、mdp分别比p处理的总磷含量降低57%和48%,配施秸秆效果好于配施猪粪有机肥。次降雨磷素平均流失负荷为0.01~0.47kg·hm-2,磷素平均流失负荷表现为2p>p>mp>sp>mdp>sdp>p0。减磷配施猪粪和秸秆有机肥对土壤磷素地表径流损失具有显着消减效应,但增加壤中流磷素淋失风险。因此要控制磷素流失首先要控制水土侵蚀,在平衡配施有机肥的同时要注意采取增厚土层,提升土壤有机质等综合治理措施。不同施肥处理对冬小麦-夏玉米生长发育和磷肥利用率的影响研究表明,冬小麦季和夏玉米季都以倍量施磷肥(2p)处理作物磷吸收量为最高,但是磷素表观利用率却不高。小麦季优化施肥量磷减20%+秸秆还田(sdp)和优化施肥量磷减20%+猪粪有机肥(mdp)处理分别比常规优化施肥(p)处理磷肥表观利用率高5.9%和4.2%。玉米季有机无机肥配施处理磷肥表观利用率也显着高于单施化肥处理(p<0.05)。尽管倍量施磷肥(2p)处理可以增加作物对磷素的吸收量,但是经济效益和利用率却大大降低,会导致肥料资源的浪费和环境的污染。有机无机肥配施可以显着提高作物对磷肥的吸收利用。紫色土旱坡地冬小麦和夏玉米适当减磷配施有机肥可以在不减产的前提下提高磷肥的利用率并能降低对水环境污染。4.优化及减磷配施有机肥对水稻、油菜生长发育和磷肥利用率的影响研究结果表明,在常规作物施肥基础上适当减少化学磷肥施用量,并配合施用有机肥,对作物产量并没有产生显着的减产效应,而且能在一定程度上减少农田磷素损失提高磷素利用率。水稻对磷肥的利用率总体表现为:优化施肥量磷减20%+猪粪有机肥(mdp)>优化施肥量磷减20%+秸秆还田(sdp)>优化施肥+猪粪有机肥(mp)>优化施肥+秸秆还田(sp)≈优化施肥(p),各处理磷肥利用率在20%~25%之间。油菜对磷肥的利用率总体表现为:优化施肥量磷减20%+秸秆还田(sdp)>优化施肥量磷减20%+猪粪有机肥(mdp)>优化施肥+猪粪有机肥(mp)>优化施肥+秸秆还田(sp)>优化施肥(p),各处理磷肥利用率在17%~29%之间。油菜不同生育期土壤磷素动态变化研究结果表明,有机无机肥配施可以显着提高土壤有效磷含量。蕾薹期土壤有效磷较苗期有一个明显的降低,但在油菜开花期和收获后期,土壤有效磷有一个明显的上升,油菜生长花期以后是土壤有效磷淋失的主要时期。不同施肥处理对稻田田面水tp含量动态变化研究表明,在水稻生长前一个月内,田面水总磷含量随着施磷水平的增加而增加,优化施肥(p)比不施磷肥(p0)处理总磷含量高4倍左右。各处理磷含量大小表现为p>mp>sp>mdp>sdp>p0。一个月后不同施肥处理田面水总磷含量基本一致,80天后各处理总磷含量接近不施磷处理。磷肥施用后的7~10天内是控制稻田磷素流失的关键时期,在此时期内任何降雨径流或者人为扰动以及农田排水都可能使得大量的磷素流失进入水环境之中,从而增加对水体污染的风险。为探索长江流域稻油轮作系统水稻季减少农田磷素流失的最佳施肥模式和有效耕作措施,降低其对长江水质的威胁。采用渗漏池长期田间原位定点试验并结合室内实验分析,研究了化肥配施猪粪有机肥和水稻秸秆还田对土壤磷素淋溶迁移的影响。结果表明在水稻生长期内土壤淋溶水中磷素浓度随时间延长呈逐渐下降的趋势,前期波动幅度大且下降迅速,到55天之后逐步稳定达到平衡。总可溶性磷(tdp)是渗漏水磷素的主要形态。土壤淋溶水中总磷(tp)和总可溶性磷(tdp)含量均表现为mp>sp>p>mdp>sdp>p0。土壤总磷(tp)淋失负荷在0.295~0.493kg·hm-2之间。化学磷肥减量有利于降低土壤淋溶水中磷素淋失量。p0处理比p处理总磷淋失量降低39%。mdp和sdp处理比mp和sp处理叁层总磷淋失量分别降低21.7%和19.6%。施用有机肥提高了淋溶水中的磷素含量,促进了土壤中磷素的淋失,同时显着提高了土壤中有效磷的含量,猪粪有机肥的促进作用比水稻秸秆大。通过本试验研究各施肥处理对作物生长、磷肥利用率和对土壤磷素有效性的贡献及其磷素淋失对水环境风险大小可以看出化学磷肥减量和秸秆配施是应对农业面源污染“控源节流”的较好措施。在综合考虑农业生产省本增效和控制农田面源污染的情况下,可以采取减量化肥配施有机肥的施肥模式。5.土-水-植耦合的紫色土农田磷素迁移流失模型可以较好的模拟预测水田田面水可反应性无机磷(MRP)含量变化特征和叁峡库区紫色土旱坡地磷素迁移流失特征。其中稻田磷素流失模型中固定速率常数最敏感,对结果影响作用最大。施肥初期排水会导致磷素随排水损失增加,因此,合理排灌对控制紫色土稻田磷素流失有其积极意义。利用紫色土22年长期定位施肥试验和长期不同耕作制试验监测基地以及原状土壤渗漏池,从时间和空间尺度上,并兼顾水田、旱地土壤,系统研究了叁峡库区紫色土中磷素的迁移转化特征,获得了大量的基础性监测数据和研究成果,为叁峡库区紫色土农田土壤磷肥的优化管理以及施行合理的施肥和耕作制度提供了理论依据。全面系统的研究了不同磷素水平以及不同种类有机肥对叁峡库区紫色土农田土壤无机磷迁移流失的影响,得出优化施肥量磷减20%配施秸秆有机肥可以作为一种从源头控制紫色土农田土壤磷素流失的较好措施加以推广。
吴艳[4]2012年在《耕作方式对紫色水稻土有机碳组分的影响》文中进行了进一步梳理土壤是个巨大的有机碳库,储存着高达1500 pg的有机碳,约占全球陆地总碳库的2/3-3/4,是大气碳库的3倍,陆地生物量的2.5倍。土壤碳库的微小变化可以导致大气CO2浓度的显着变化。有机碳主要受自然因素和人为因素的影响,在未来一定时期内,人类活动将是影响土壤碳循环的主要因素。人类对农田土壤进行的耕作、施肥、灌溉等管理措施,均会影响土壤有机碳库的变化,而耕作常常被认为是引起农田土壤有机质含量下降的主要原因。本研究以1989年设立的,位于西南大学的农业部重庆紫色土生态环境重点野外科学观测试验站内的长期免耕试验田为对象,研究冬水田平作(DP)、垄作免耕(LM)、垄作翻耕(LF)和水旱轮作(SH)四种耕作制度下紫色水稻土壤有机碳(SOC)及活性有机碳组分(包括易氧化有机碳,ROC；微生物生物量碳,MBC；可溶性有机碳,DOC；颗粒态有机碳,POC；轻组有机碳,LFOC)含量,同时研究了水旱轮作处理下土壤有机碳及其活性组分含量的季节动态,探寻耕作方式对紫色水稻土壤有机碳含量及储量的影响及土壤有机碳及其活性组分的季节变化规律及影响因素,同时通过有机碳库分层比来表征和评价土壤质量。主要研究结果如下：1、耕作方式对土壤有机碳及组分的影响(1)翻耕处理中SOC含量随土壤深度的降低比较均匀,免耕方式下SOC含量则呈现出明显的表层富集现象。在0-60 cm的深度范围内,LM处理的SOC含量都显着高于其他处理,不同耕作方式之间SOC的差异在表层最大,随着土壤深度的增加,各处理之间的差异逐渐减小。在0-60 cm剖面中,SOC含量依次为：LM(17.6 g·kg-1)>DP(13.9 g·kg-1)>LF(12.5 g·kg-1)>SH(11.3 g·kg-1),SOC储量也依次为：LM (158.52 MgC-hm-2)> DP (106.74 Mg C·hm-2)> LF (Mg C·hm-2)> SH (MgC·hm-2), LM处理的SOC储量极显着高于其他四种处理。(2)土壤ROC含量总体上随土壤深度的增加而降低,在0-60 cm的深度范围内,土壤ROC平均含量为：DP(3.67 g·kg-1)>LF(3.49 g·kg-1)>LM(3.28 g·kg-1)>SH(2.69 g·kg-1),ROC分配比例为LF(25%)=DP(25%)>SH(22%)>LM(14%)。耕作方式对紫色水稻土ROC含量没有明显影响(p=0.830),但却显着降低了免耕处理下ROC分配比例(p<0.05)。(3)同一土层不同耕作方式间MBC的差异在表层最大,随着土壤深度的增加,各处理之间的差异逐渐减小。MBC含量在土壤剖面上具有明显的垂直递减趋势,翻耕农作下其含量降低的比较稳定,而免耕农作下则呈现为表层富集现象。在0-60 cm的深度范围内,MBC含量则依次为：LM(259 mg-kg-1)> SH(213 mg-kg-1) >LF (160 mg-kg-1)>DP (144 mg-kg-1)。与其它3种耕作方式相比,长期垄作免耕能够增加土壤MBC含量。(4)土壤DOC含量总体上随土壤深度的增加而降低,在0-60 cm的土壤深度内,各耕作处理DOC的平均含量为：LM (32.92 mg-kg-1)> DP (32.63 mg-kg-1) >SH (26.79 mg-kg-1)> LF (22.10 mg-kg-1)。单因素方差分析的结果表明,四种耕作方式下土壤DOC含量无显着差异(p>0.05)。(5)物理密度分组通常将土壤分为自由轻组(Free Light Fraction, F-LF)、闭合轻组(Occluded Light Fraction, O-LF)和重组(Heavy Fraction, HF)。在土壤总有机碳中,重组有机碳占明显优势,约占土壤总有机碳的69.56%-95.66%,其分配比例随土壤深度的增加而升高；自由轻组次之,约占土壤总有机碳的5.03%-26.43%,其分配比例随土壤深度的增加而降低；闭合组分中的有机碳最低,仅占土壤总有机碳的1.37-4.93%,其分配比例的垂直变化不明显。在0-60 cm土壤深度内,不同耕作方式下自由轻组有机碳的平均含量为LM(4.36 g·kg-1)>DP(2.11g·kg-1)>LF(1.74 g·kg-1)>SH(1.46 g·kg-1),相应的有机碳分配比例分别为17.1%、14.0%、12.2%和11.3%；闭合轻组有机碳的平均含量为LM(0.82 g·kg-1)>DP(0.51g·kg’)>LF(0.36 g·kg-1)>SH(0.34 g·kg-1),相应的有机碳分配比例分别为3.36%、3.45%、2.71%和3.00%。(6)在0-60 cm土壤深度内,总体上POC含量随土壤深度增加而逐渐降低,耕作方式的差异主要对表层土壤的POC分布产生显着影响。颗粒态土壤质量分数所占比例范围为30.38%-45.65%,通过方差分析,不同耕作方式中LM与其他耕作方式均达到显着差异(p<0.05)。在0-60 cm土层中,不同耕作方式POC含量从大到小依次为：LM(48.56 g·kg-1)>LF(35.84 g·kg-1)>DP(32.61 g·kg-1)>SH(25.77g.kg-1)。(7)以有机碳分层比(CSR)等于2作为土壤质量退化或改善的界限,传统耕作DP和SH处理均导致土壤质量发生退化(CSR值分别为1.54和1.92),而长期的免耕和起垄则有效的改善了土壤质量(LM和LF处理的CSR值分别为2.65和2.14)。2、土壤SOC及活性组分含量的季节动态变化(1) SOC、ROC、MBC和POC含量具有相似的季节变化特征,表现为在油菜生长初期及末期高于生长中期,且四者的含量均在生长末期达到最高,分别为16.20 g-kg-1、3.58g-kg-1、309.70 mg-kg-1及6.11 g·kg-1。DOC含量的季节变化模态为单峰型,在植物生长中期达到最高值37.64 mg-kg-1。LFOC含量的季节变化则表现在在油菜生长中期显着高于生长初期(p<0.05),于油菜生长中期达到整个生长季的最高值3.72 g-kg-1。ROC、MBC、DOC、LFOC及POC的分配比例均与其组分含量呈现相同的季节变化动态。(2)SOC及ROC含量主要取决于地下5 cm处温度、土壤全氮含量及pH值,MBC含量的主要影响因子为地下5 cm处温度、根系生物量及根系C、N含量,DOC含量主要受土壤水分含量的限制；POC含量主要受土壤全氮含量及pH值的影响；根系生物量及根系C、N含量则是影响土壤LFOC含量主要因子。
车升国[5]2015年在《区域作物专用复合（混）肥料配方制定方法与应用》文中进行了进一步梳理化肥由低浓度到高浓度、由单质肥到复合(混)肥、复合(混)肥由通用型走向专用化,是世界肥料发展的主要趋势。我国幅员辽阔,土壤、气候和作物类型复杂多样,农业经营以小农经济为主,规模小、耕地细碎化。因此,区域化、作物专用化是我国复合(混)肥料发展的重要方向。本文根据我国不同类型大田作物的区域分布特点,系统研究区域作物需肥规律、气候特性、土壤特点、施肥技术等因素,开展区域作物专用复合(混)肥料配方制定方法与应用研究。主要结果如下：(1)根据农田养分投入产出平衡原理,研究建立了“农田养分综合平衡法制定区域作物专用复合(混)肥料农艺配方的原理与方法”。该方法通过建立农田养分综合平衡施肥模型,确定区域作物氮磷钾施肥总量以及基肥和追肥比例,从而获得区域作物专用复合(混)肥料一次性施肥、基肥、追肥中氮磷钾配比,也即复合(混)肥料配方。通过施肥模型确定区域作物专用复合(混)肥料氮磷钾配比,使作物产量、作物吸收养分量、作物带出农田养分量、肥料养分损失率、养分环境输入量、土壤养分状况、气候生态等因素对区域作物专用复合(混)肥料配方制定的影响过程定量化。根据区域作物施肥量来确定作物专用复合(混)肥料配方,生产的作物专用复合(混)肥料可同时实现氮磷钾叁元素的精确投入。(2)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域小麦农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而获得区域小麦专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域小麦专用复合(混)肥料配方。我国小麦专用复合(混)肥料一次性施肥配方中氮磷钾比例为1：0.40：0.31,基肥配方氮磷钾比例为1：0.65：0.51。不同区域小麦专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：东北春小麦区1：0.42：0.15、1：0.60：0.21；黄淮海冬小麦区1：0.45：0.40、1：0.79：0.70；黄土高原冬小麦区1：0.50：0.09、1：0.77：0.14；西北春小麦区1：0.47：0.47、1：0.80：0.81；新疆冬春麦兼播区1：0.27：0.25、1：0.65：0.59；华东冬小麦区1：0.42：0.38、1：0.61：0.54；中南冬小麦区1：0.24：0.28、1：0.35：0.43；西南冬小麦区1：0.34：0.26、1：0.57：0.43；青藏高原冬春麦兼播区1：0.62：0.70、1：1.04：1.17。(3)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域玉米农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域玉米专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域玉米专用复合(混)肥料配方。我国玉米专用复合(混)肥料一次性施肥配方中氮磷钾比例为1：0.40：0.30,基肥配方氮磷钾比例为1：0.93：0.69。不同区域玉米专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：东北春播玉米区1：0.65：0.52、1：1.39：1.11；黄淮海平原夏播玉米区1：0.37：0.18、1：0.62：0.30；北方春播玉米区1：0.45：0.08、1：1.73：0.32；西北灌溉玉米区1：0.39：0.36、1：0.95：0.86；南方丘陵玉米区1：0.27：0.40、1：0.50：0.73；西南玉米区1：0.41：0.29、1：1.22：0.87。(4)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域水稻农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域水稻专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域水稻专用复合(混)肥料配方。我国水稻专用复合(混)肥料一次性施肥配方中氮磷钾比例为1：0.44：0.56,基肥配方氮磷钾比例为1：0.75：0.96。不同区域水稻专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：东北早熟单季稻区1：0.47：0.18、1：0.94：0.35；华北单季稻区1：0.35：0.28、1：0.61：0.50；长江中下游平原双单季稻区晚稻1：0.29：0.58、1：0.49：0.98,早稻1：0.34：0.37、1：0.57：0.63,单季稻1：0.53：0.95、1：0.92：1.63；江南丘陵平原双单季稻区晚稻1：0.42：0.75、1：0.63：1.12,早稻1：0.44：0.80、1：0.67：1.22,单季稻1：0.51：0.45、1：0.75：0.67；华南双季稻区晚稻1：0.33：0.50、1：0.61：0.92、早稻1：0.39：0.74、1：0.71：1.36；四川盆地单季稻区1：0.58：0.83、1：1.05：1.49；西北单季稻区1：0.53：0.30、1：0.90：0.52；西南高原单季稻区1：0.77：0.97、1：1.32：1.66。(5)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域马铃薯农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域马铃薯专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域马铃薯专用复合(混)肥料配方。我国马铃薯专用复合(混)肥料一次性施肥配方氮磷钾比例为1：0.31：0.89,基肥配方氮磷钾比例为1：0.54：1.59。不同区域马铃薯专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：北方一作区1：0.39：0.56、1：0.53：0.77；中原二作区1：0.39：0.58、1：1.10：1.62；南方二作区1：0.15：1.04、1：0.26：1.85；西南混合区1：0.47：1.55、1：0.79：2.60。(6)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域油菜农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域油菜专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域油菜专用复合(混)肥料配方。我国油菜专用复合(混)肥料一次性施肥配方氮磷钾比例为1：0.73：0.70,基肥配方氮磷钾比例为1：1.16：1.11。不同区域油菜专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：春油菜区1：0.70：0.55、1：0.80：0.63；长江下游冬油菜区1：0.50：0.24、1：0.86：0.40；长江中游冬油菜区1：0.60：0.56、1：1.13：1.07；长江上游冬油菜区1：1.00：1.20、1：1.20：2.34。(7)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域棉花农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域棉花专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域棉花专用复合(混)肥料配方。我国棉花专用复合(混)肥料一次性施肥配方氮磷钾比例为1：0.37：0.65,基肥配方氮磷钾比例为1：0.67：1.17。不同区域棉花专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：黄河流域棉区1：0.45：0.94、1：0.84：1.76；西北内陆棉区1：0.44：0.44、1：0.74：0.73；长江流域棉区1：0.24：0.65、1：0.45：1.20。(8)根据农田士壤养分综合平衡施肥模型,确定区域花生农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域花生专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域花生专用复合(混)肥料配方。我国花生专用复合(混)肥料配方全国一次性施肥配方氮磷钾比例为1：0.35：0.85,基肥配方氮磷钾比例为1：0.48：1.10。不同区域花生专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：东北花生区1：0.22：0.69、1：0.35：1.11；黄河流域花生区1：0.59：0.86、1：0.76：1.10；长江流域花生区1：0.31：0.90、1：0.48：1.40；东南沿海花生区1：0.35：1.07、1：0.78：2.41。(9)根据农田土壤养分综合平衡施肥模型,确定区域大豆农田氮、磷、钾肥推荐施用量,从而可获得区域大豆专用复合(混)肥料氮磷钾比例(N:P2O5:K2O),确定区域大豆专用复合(混)肥料配方。我国大豆专用复合(混)肥料一次性施肥配方氮磷钾比例为1：0.43：0.52,基肥配方氮磷钾比例为1：0.43：0.52。不同区域大豆专用复合(混)肥料一次性施肥配方和基肥配方氮磷钾比例分别为：北方春大豆区1：0.43：0.33、1：0.43：0.33；黄河流域夏大豆区1：0.6：0.72、1：0.73：0.87；长江流域夏大豆区1：0.48：0.79、1：0.48：0.79；南方多熟制大豆区1：0.60：1.07、1：0.60：1.07。
卢廷超[6]2017年在《免耕对广东典型稻区早稻稻田甲烷排放特征的影响》文中指出甲烷(CH_4)是造成温室效应的主要温室气体。相同分子数的CH_4温室效应比二氧化碳更高,变暖潜力是二氧化碳的25倍,严重影响着人类的生存环境。而稻田是CH_4的重要排放源,如何减少稻田CH_4的排放对消减温室气体的排放具有重要意义。本研究选取典型亚热带季风性湿润气候区的广东省双季稻区进行定位试验,设置了免耕和常规耕作两种模式,包括常规不施肥、常规施肥、免耕不施肥、免耕施肥4个处理,观测各处理CH_4排放通量的日变化及生育期变化,探究免耕施肥对早稻稻田CH_4排放的影响,并分析了温度、风速、湿度、土壤有机质、土壤pH、土壤酶活等对稻田CH_4排放的影响机制。结果如下:1.水稻分蘖期稻田CH_4排放有明显的日变化特征,各处理稻田CH_4排放趋势一致,排放峰值出现在下午15:00,最低排放值出现在夜晚21:00。CH_4日平均排放量大小为:常规施肥(48.56mg/m~2·h)>常规不施肥(24.47mg/m~2·h)>免耕施肥(8.88mg/m~2·h)>免耕不施肥(1.97mg/m~2·h)。水稻抽穗期稻田CH_4排放的日变化特征不明显,各处理CH_4排放峰值与最低值出现不一致,各处理CH_4日平均通量大小次序为:常规不施肥(19.43 mg/m~2·h)>免耕施肥(16.06 mg/m~2·h)>免耕不施肥(5.34 mg/m~2·h)>常规施肥(4.67 mg/m~2·h)。2.在整个生育期内,免耕处理稻田CH_4的排放通量低于常规处理。各处理稻田CH_4排放的动态变化表现为多峰模式,稻田CH_4排放最高值出现在分蘖期,最低值出现在晒田时(移栽后41天),整个生育期各处理稻田CH_4排放通量均值大小关系为:常规不施肥>常规施肥>免耕施肥>免耕不施肥,分别为25.68mg/m~2·h,19.55 mg/m~2·h,11.67 mg/m~2·h,4.54 mg/m~2·h,免耕处理稻田CH_4排放量比常规处理稻田CH_4排放量低64.16%。3.免耕提高了土壤酶活性,且有利于培肥地力。与常规耕作比较,免耕脲酶、酸性磷酸酶活性分别提高了5.27%-10.85%和5.26%-6.56%,脲酶活性在孕穗期和抽穗期免耕的主效应达到显着水平(P<0.05),酸性磷酸酶活性在孕穗期、抽穗期和成熟期免耕的主效应达到显着水平(P<0.05)。土壤养分测试结果表明,免耕提高了土壤有机质、铵态氮、硝态氮含量。土壤有机质含量免耕比常规耕作模式提高4.00%-8.92%,并在分蘖期、孕穗期、抽穗期和成熟期的主效应达到显着水平(P<0.05);土壤铵态氮含量免耕比常规耕作模式提高16.50%-24.88%,并在孕穗期和抽穗期的主效应达到显着水平(P<0.05);土壤硝态氮含量免耕比常规耕作模式提高17.73%,并在孕穗期、抽穗期和成熟期的主效应达到显着水平(P<0.05)。但免耕有降低土壤pH的趋势。4.免耕和常规耕作模式稻田CH_4气体的日尺度排放与气温、地表温度、5cm土温、草面温度、绝对湿度、风速等呈正相关关系。土壤pH、土壤有机质、土壤铵态氮含量及土壤脲酶活性均与CH_4排放通量为正相关关系,土壤硝态氮含量与稻田CH_4排放量相关性不显着。
杭玉浩, 王强盛, 许国春, 刘欣, 杨冰[7]2017年在《稻田土壤养分特性对不同耕作方式的生态响应》文中指出为深入了解耕作措施对稻田耕层土壤的作用效果,笔者在前人研究结果的基础上综述了免耕、翻耕等不同耕作方式对稻田土壤物理性质包括容重、孔隙度、团聚体、水分、温度,土壤化学性质如氮、磷、钾、有机质和微量元素含量以及土壤生物学特性包括微生物、酶活性的影响,分析了不同稻作措施的优缺点。最后对稻田耕层的合理调控提出因地制宜,依据当地的气候、土壤条件、栽培模式选择合理的耕作方式;合理轮耕,免耕、翻耕和旋耕交替运作;配施绿肥和有机肥;推行节水稻作模式等建议。
王欣悦[8]2016年在《不同耕作制稻田土壤甲基汞的分布特征》文中认为稻米是当今世界最重要的粮食作物之一,我国是世界上最大的水稻生产国,稻谷常年产量占全国粮食总产量的40%以上。近年研究发现,稻米具有很强的甲基汞富集能力,稻田土壤是水稻体内甲基汞的主要来源,稻米食用已成为汞污染区人群甲基汞暴露的主要来源。因此,如何降低稻田系统汞的甲基化,抑制甲基汞向水稻植株特别是籽粒的迁移和积累,是重要的课题。长期不同耕作方式对稻田土壤理化性质及微生物区系有较大影响,这势必会影响到土壤中汞的转化、迁移、累积等环境化学行为。但目前对不同耕作方式下稻田系统中甲基汞的产生、富集过程和作用机制尚不清楚。为此,本研究以长期定位试验的垄作免耕冬水田(T1)、垄作免耕水旱轮作田(T2)、厢作免耕水旱轮作田(T3)、垄作免耕水旱轮作绿肥田(T4)、垄作翻耕水旱轮作田(T5)、厢作翻耕水旱轮作田(T6)、常规平作冬水田(CK1)和常规平作水旱轮作田(CK2)等8种试验田为研究对象,研究不同耕作方式下稻田系统中甲基汞的动态变化规律,探寻不同耕作方式条件下稻田土壤甲基汞的分布特征,寻求合理的耕作方式,为降低通过稻米消费的甲基汞暴露风险提供科学耕作管理依据。结果表明:1、试验期间(11月至次年6月)每月一次采集不同耕作稻田土壤样品中,0-10 cm土样,T5处理总汞含量最高,T6处理最低;在土层深度10-20 cm范围内,T3处理的土壤总汞含量最高,CK1处理最低;在土层深度20-30 cm范围内,CK2处理的土壤总汞含量最高,T1处理最低。从整个土壤剖面来看,土层深度0-10 cm范围内土壤总汞浓度最高,土层深度20-30cm范围内土壤总汞浓度最低。在试验选择的土层深度0-30 cm范围内,不同试验田间无显着差异。2、不同耕作稻田土壤甲基汞含量,在土层深度0-10 cm范围内,T1处理最高,CK2处理最低;在土层深度10-20 cm范围内,T1处理最高,T3处理最低;在土层深度20-30cm范围内,T3处理最高,T4处理最低。从整个土壤剖面来看,在试验选择的土层深度0-30 cm范围内,各种耕作方式处理的稻田土壤甲基汞含量高低规律为:T1>T2>T3≈T6>T5>T4>CK1>CK2,这表明垄作免耕特别是冬水田的垄作免耕更能导致稻田土壤甲基汞含量的增加,而常规平作特别是水旱轮作田的常规平作更有利于减少稻田土壤甲基汞含量。建议采用常规水旱轮作的耕作方式,能有效减少稻田土壤甲基汞含量。3、种植水稻后,稻田内的汞及甲基汞不断发生由土壤向水体中的迁移过程。在种植水稻期间,水旱轮作的耕作方式比冬水田更能增加稻田土壤和水体的总汞含量,但冬水田的耕作方式更能促进土壤汞的甲基化过程。4、在水稻苗期,对于免耕水旱轮作田,垄作处理比厢作处理更有利于稻田土壤汞向间隙水的迁移,而翻耕水旱轮作田的规律则相反;对于垄作水旱轮作田,免耕处理比翻耕处理更有利于稻田汞甲基化过程的进行,而厢作水旱轮作田的规律则相反。在水稻幼穗发育期和开花结实期,对于免耕水旱轮作田,厢作处理比垄作处理更利于稻田汞的积累,而翻耕水旱轮作田的规律则相反;翻耕处理比免耕处理更有利于促进稻田汞甲基化过程的进行。5、在水稻苗期和水稻开花结实期,水旱轮作绿肥稻田的总汞含量高于水旱轮作油菜稻田;在水稻幼穗发育期,水旱轮作绿肥的耕作方式更能促进土壤汞向水体的释放过程。
刘世平[9]2006年在《稻麦两熟制不同耕作栽培方式对农田生态环境和周年生产力的影响》文中研究表明稻麦免耕套种与秸秆还田是一种新型的耕作栽培方式，不同程度地改变了农田生态环境，直接影响稻麦的生长。通过稻麦两熟制不同耕作栽培方式对农田生态环境、稻麦生长发育、产量品质和周年效益的研究，揭示新型耕作栽培方式土壤供肥特征和稻麦吸肥与生长发育规律，为稻麦轻型高产、优质、高效栽培提供技术和理论支撑，为有效地开展免耕、合理轮耕和秸秆还田提供科学依据。本研究通过网室和大田小区3年4种不同耕作栽培方式的定位试验，研究了稻麦两熟条件下，免耕套种与秸秆还田对农田生态环境和周年生产力的影响。主要结果如下：(1)稻田免耕套种小麦留茬高度超过30 cm时，对晴天的透光率影响较大，影响小麦苗期生长。因此，从透光对小麦生长和秸秆自然还田两方面考虑，留茬高度在20～30 cm时较为适宜。免耕与秸秆覆盖麦田苗期高温晴天中午土壤的温度降低，而早晚的土温略高，土温的日较差比较小，日均土温稍有降低，而低温晴天和阴天的日均土温略高。(2)麦田干旱时免耕覆盖土壤含水率较高，下雨后透水性较好。免耕覆盖有助于防止土壤水分蒸发，降低地表径流，增加水分渗透。在网室水泥池不渗漏的情况下，稻田秸秆还田后水体的pH值降低，化学耗氧量(COD)提高。还田30天内，pH值免耕覆盖还田比翻耕不还田最多降低1.0左右；翻耕还田、免耕高茬、免耕覆盖还田的COD分别为翻耕不还田的3倍、8-12倍和11-17倍。大田水体的pH值和COD变化没有这样大，对水稻生长不会产生明显影响。(3)免耕套种的耕层土壤容重和穿透阻力均有所增加，但不会明显影响稻麦的生长。秸秆还田3年后，土壤肥力提高，有机质、全氮、速效磷、速效钾翻耕还田比翻耕不还田分别增加2.0％-8.3％、2.9％-4.7％、0.1％-3.1％、10.7％-23.5％，以速效钾增加的幅度最高。秸秆还田对土壤速效氮有一定的缓冲和调节作用，翻耕秸秆还田处理前期有一定程度的下降，而后期速效氮含量明显上升。秸秆还田为土壤微生物活动繁殖提供了充足的能源和碳源，利于土壤微生物活动，促进磷、钾的有效化，也有利于后期土壤速效磷、钾的提高，微生物生物量N增加，麦收时翻耕秸秆还田处理耕层土壤微生物量N最高，稻收时以免耕覆盖还田微生物量N最高，均为翻耕不还田的1倍。(4)麦田埋在土层7cm和14cm的秸秆腐解速度较快，且以埋深14cm最快，覆盖在表层较慢，说明秸秆与土壤密切接触，有利于秸秆腐解。稻田由于有水层的作用和高温高湿的环境，覆盖在表层秸秆腐解也较快。麦季稻秸覆盖还田一季后秸秆残留率在60％左右，埋在土层的残留率在40％左右；稻季麦秸覆盖还田一季后秸秆残留率在25％左右，而埋在土层的残留率在20％左右。覆盖还田秸秆固定的氮素较多，对稻麦生长供应的氮素没有翻入土壤的多，但可起到很好的调节作用，提高氮肥利用率。随着还田秸秆的腐解，秸秆含氮率逐渐增加，全碳含量逐渐下降，秸秆C／N比降低。麦田稻秸表层C／N比一直较高，而稻田的麦秸表层C／N比最低，7cm最高。麦田和稻田前期不同埋深对秸秆全碳的影响不显着，C／N比主要取决于秸秆的含氮率。一季后麦田稻秸的C／N比在30左右，稻田麦秸的C／N比在15以上，比土壤腐殖质的C／N比高，说明一季后秸秆还都未完成其腐殖化过程。(5)秸秆覆盖会影响小麦种子的发芽出苗，基本苗减少，秸秆较多处小麦冻害较重。小麦累积干物重以翻耕处理较高，免耕处理较低，成熟期免耕比翻耕平均低15％左右，而免耕秸秆覆盖还田与翻耕秸秆覆盖还田、免耕高茬与翻耕不还田差异不显着。由于免耕套种小麦的含N、P率略低，含K率持平，累积N、P、K吸收量比翻耕处理低20％左右。在同期播种，相同播量的情况下，免耕套种小麦穗数较少，千粒重较高，第一年实际产量略低。但随着连续免耕时间的延长，残留秸秆较多，稻田水绵严重，影响套种小麦出苗，免耕处理产量明显降低，免耕秸秆覆盖还田比翻耕不还田平均降低7.27％，必须改变播种方式或轮耕。耕翻秸秆覆盖还田在麦季的产量有增有减，比翻耕不还田平均减产1％左右。免耕与秸秆还田的小麦容重降低，但出粉率提高，可改善小麦的商品品质。在土壤肥力较低时，免耕处理粗蛋白质和湿面筋含量有降低趋势。而秸秆覆盖还田可提高粗蛋白质和湿面筋含量，有利于改善中、强筋专用小麦的品质。(6)与移栽稻相比，免耕套种水稻株高较低，单茎叶面积略小，生物量低，但生育后期干物质累积量增加迅速。从秸秆还田来看，水稻干物质的积累翻耕秸秆还田低于翻耕不还田，免耕套种覆盖低于免耕高茬，翻耕移栽秸秆还田处理在拔节期表现尤其明显。随着生育期的推进，植株含氮磷钾率逐渐下降，秸秆还田前期与水稻争氮，后期又释放氮素供水稻吸收，植株含氮率成熟期免耕套种与移栽相差不大，但无论是秸秆还是籽粒，免耕和翻耕秸秆还田都显着高于翻耕不还田。成熟期植株含P、K率也以免耕和翻耕秸秆还田处理为高，翻耕不还田较低。累积吸收N、P、K的量均以免耕覆盖和翻耕秸秆还田处理较高，免耕高茬和翻耕不还田较低，免耕覆盖还田与翻耕还田、免耕高茬与翻耕不还田间差异不明显。解决好套种水稻的立苗和草害等问题，套种水稻的产量可与移栽水稻的产量持平或略增。翻耕秸秆还田的水稻产量最高，平均比翻耕不还田增产3％左右。免耕套种覆盖还田也能获得较高产量，比翻耕不还田增产0.8-3.1％。在亩穗数相差不大的情况下，免耕套种水稻每穗实粒数较少，千粒重较高，套种水稻可获得较高产量。主要是水稻后期根系活力强，干物质积累多，抗病抗逆性强。水稻免耕套种可明显改善稻米的加工品质和外观品质，提高其出糙率、精米率和整精米率，降低垩白率和垩白度。翻耕移栽秸秆还田也能提高整精米率，垩白率、垩白度略有降低。水稻免耕套种和秸秆还田可提高稻米蛋白质含量，降低直链淀粉的含量，使其胶稠度变软，稻米品质变优；而水稻移栽秸秆还田条件下蛋白质含量提高，直链淀粉含量略增，胶稠度变硬。(7)土壤肥力数值化综合评价表明，不同处理养分肥力指标(NFI)以免耕秸秆还田最高，耕翻不还田最低；但综合肥力指标(IFI)却以耕翻秸秆还田最高，免耕高茬最低，主要受土壤容重影响。可以认为，综合肥力指标是耕地现实持续生产力的标志，养分肥力指标是耕地潜在持续生产力的标志。翻耕秸秆还田耕地现实持续生产力最好，免耕秸秆还田有较高的耕地潜在持续生产力。免耕套种的小麦产量较低，水稻产量有所增加，考虑节省的秧田种植小麦，则稻麦年产量免耕套种高于翻耕。从技术经济角度分析，在掌握一定的栽培技术后，采用稻麦免耕套种方式，能增加稻麦两熟的周年产量，具有明显的节本增收效果。稻麦周年产量生产力和经济生产力以免耕套种秸秆还田最高，免耕高茬次之，翻耕秸秆还田较低，翻耕不还田最低。翻耕秸秆还田比不还田有一定的增产增收效果，如果考虑到秸秆还田后所带来的土壤肥力效应和减少肥料用量，增产增收效果更为明显。高产、高效、可持续发展是现代农业所追求的目标。运用综合评分法对稻麦两熟制不同耕作栽培方式周年生产力综合评价，选择产量和产值作为高产的指标，选用低成本和纯收入作为高效的指标，选用土壤肥力综合评价指标NFI和IFI作为可持续发展指标。根据高产、高效和可持续等总指标的相对重要性，高产为35％，高效为35％，可持续为30％，确定各指标的权重。高产指标中年产量为20％，总产值为15％：高效指标中总成本为15％，纯收入为20％，可持续指标中NFI为10％，IFI为20％。4个耕作栽培方式综合评分结果：免耕套种秸秆还田得分最高，周年生产力最好，免耕高茬次之，耕翻还田再次，耕翻不还田得分最低，周年生产力最差。
董爱玲[10]2009年在《稻油免耕复种对土壤理化性状和水稻生长特性的影响》文中提出作为一种省工、省力、高效栽培技术,免耕越来越受到人们的重视,因此免耕栽培面积也不断的扩大。为探明水稻免耕移栽对土壤理化性状、生长规律及免耕移栽的环境效应,通过田间试验,室内分析方法,于2007-2008年研究了稻田免耕移栽对水稻各生育期分蘖势、结实率、根系特性、干物质积累量、叶面积指数及产量形成等方面的影响,结果如下:稻田免耕条件下,土壤容重有所增加,而土壤总孔隙度,毛管持水量有下降趋势,因此土壤理化性状得到不同程度改善。免耕移栽田的土壤有机质、全氮含量都有不同程度的增加,但全磷、全钾有降低趋势。在免耕条件下,移栽稻生长前期分蘖速度较翻耕稻快,每蔸苗数高于翻耕稻9.35%;2007年免耕处理的有效穗数、成穗率均高翻耕移栽稻;2008年免耕处理的最高分蘖期株高分别比翻耕处理高,但其有效穗数、成穗率分别比翻耕处理低。在最高分蘖期、孕穗期和成熟期,2007年免耕处理的干物质积累量均高于翻耕稻处理,2008年除孕穗期高于翻耕处理外,其它时期干物质积累量均略低于翻耕移栽稻。免耕稻有效叶面积持续时间长,叶面积指数较高,老化指数高,抗衰老力较强。免耕稻根系氧化力较强。2007年免耕移栽稻有效穗数、结实率、千粒重和理论产量均高于翻耕移栽稻;2008年除每穗总粒数以外,其它各种处理均略比翻耕稻低。免耕移栽油菜每株角果数、千粒重、理论产量、实际产量均高翻耕移栽油菜,并且差距达到显着水平。调查水稻免耕移栽和翻耕移栽的收入情况显示,除去耕作中耕地、劳动用工、购买种子、农药等费用开支包括在内,以增加的产量和节约的成本计算增加收入量。和水稻翻耕移栽对比,采用水稻免耕移栽可平均增加收入7404.0元/hm~2、7944.0元/hm~2。
参考文献：
[1]. 稻田长期垄作免耕下土壤肥力及环境效应的研究[D]. 高明. 西南农业大学. 2001
[2]. 耕作措施对南方双季稻田碳、氮效应的影响[D]. 薛建福. 中国农业大学. 2015
[3]. 叁峡库区农田土壤无机磷动态变化及其迁移特征[D]. 韩晓飞. 西南大学. 2016
[4]. 耕作方式对紫色水稻土有机碳组分的影响[D]. 吴艳. 西南大学. 2012
[5]. 区域作物专用复合（混）肥料配方制定方法与应用[D]. 车升国. 中国农业大学. 2015
[6]. 免耕对广东典型稻区早稻稻田甲烷排放特征的影响[D]. 卢廷超. 甘肃农业大学. 2017
[7]. 稻田土壤养分特性对不同耕作方式的生态响应[J]. 杭玉浩, 王强盛, 许国春, 刘欣, 杨冰. 中国农学通报. 2017
[8]. 不同耕作制稻田土壤甲基汞的分布特征[D]. 王欣悦. 西南大学. 2016
[9]. 稻麦两熟制不同耕作栽培方式对农田生态环境和周年生产力的影响[D]. 刘世平. 扬州大学. 2006
[10]. 稻油免耕复种对土壤理化性状和水稻生长特性的影响[D]. 董爱玲. 贵州大学. 2009
标签：自然地理学和测绘学论文; 农业基础科学论文; 农艺学论文; 土壤结构论文; 土壤密度论文; 土壤肥力论文; 土壤分层论文; 三农论文; 水稻论文; 磷肥论文;