小麦秸秆全量还田对土壤速效氮及水稻产量的影响

通过田间对比试验,研究了小麦秸秆全量还田后不同氮肥运筹模式下水稻产量及土壤氮素供应特征变化的差异.结果表明,总施氮量一致时,与秸秆不还田处理相比,小麦秸秆全量还田降低了后茬水稻生育前期(孕穗期之前)土壤速效氮(硝态氮和铵态氮)含量,而提高了生育后期(孕穗期之后)土壤速效氮含量,且同一生育期,秸秆还田氮肥优化运筹方案B[m(基蘖肥):m(穗肥)=6.5:3.5,m(基肥):m(分蘖肥)=8:2]较氮肥传统运筹方案A[m(基蘖肥):m(穗肥)=5:5,m(基肥):m(分蘖肥)=6:4]土壤速效氮含量高.秸秆全量还田促进水稻生育后期氮素吸收与生物量增加,而抑制前期增长,且同一生育期秸秆还田配套氮肥运筹方案B水稻氮素与生物量累积高于方案A.等量施氮条件下,小麦秸秆全量还田显著提高水稻产量,且氮肥运筹方案B增产幅度更大.施氮量为270 kg·hm-2时,秸秆还田配套氮肥运筹方案B和方案A分别较秸秆不还田处理水稻产量高9.3%和5.3%.秸秆全量还田主要通过增加水稻有效穗数实现增产,有效穗数分别较秸秆不还田处理高6.1%～14.5%.因此,小麦秸秆全量还田配套氮肥运筹方案B是实现水稻高产的有效措施.     

河西绿洲灌区玉米秸秆带膜还田腐解特征研究

为探讨河西绿洲灌区玉米秸秆带膜还田时的腐解规律,采用尼龙网袋法,对不同带膜还田模式下玉米秸秆的腐解特征进行研究,旨为当地玉米秸秆还田提供理论依据和技术指导。结果表明：土壤温度是影响当地玉米秸秆腐解的主要因素,经过180 d腐解后,各还田处理秸秆的腐解率均在50%以上,其中翻压处理的腐解率（67.5%～76.0%）高于覆盖处理（50.5%～59.0%）,而且腐解主要发生在还田后的30～120 d。秸秆在还田前期（前60 d）会与作物争夺土壤氮素,但是在还田后期会释放一定氮素,而且翻压和粉碎还田释放的氮素要高于覆盖和整株还田。从秸秆完全腐解的预测时间看,整株半量翻压、整株半量覆盖、粉碎半量翻压、粉碎全量翻压、粉碎半量覆盖和粉碎全量覆盖处理分别需要247、326、212、227、277和299 d才能完全腐解,可见,在河西绿洲灌区实行带膜还田前景广阔,而且翻压优于覆盖,粉碎优于整株,半量优于全量。     

秸秆还田下改良剂对水稻生长和Cd吸收积累的影响

土壤中的镉（Cd）易在水稻中积累而威胁人体健康,秸秆还田下不同化学改良剂对水稻Cd 吸收累积特性的影响效应值得关注.选取成都平原德阳市旌阳区Cd 污染稻田为研究对象,开展小区试验,研究秸秆（油菜、小麦）直接还田下添加石灰、钙镁磷肥、海泡石3 种改良剂对水稻生长和Cd 吸收累积的影响.结果表明：与对照相比,油菜秸秆＋钙镁磷肥和小麦秸秆＋海泡石处理均能增加水稻株高、分蘖数和产量,其中产量提高了6.34%和12.64%,达显著水平（P〈0.05）.秸秆还田下,配施改良剂（石灰、钙镁磷肥、海泡石）均能显著降低（P〈0.05）水稻糙米Cd 含量,较对照降幅分别为21.65%-36.75%（油菜秸秆还田）和21.11%-33.87%（小麦秸秆还田）.油菜秸秆＋改良剂（石灰、钙镁磷肥、海泡石）促进了土壤Cd 向茎叶的累积,较对照增加1.31-2.41 倍,这对水稻秸秆（茎叶）还田利用有不利影响.小麦秸秆＋石灰或海泡石处理均显著降低了茎秆、谷壳Cd 积累,较对照降幅为6.28%-19.63%和70.16%-78.68%.综合水稻产量及其对土壤Cd 吸收累积效应,油菜秸秆配合改良剂（海泡石、石灰和钙镁磷肥）、小麦秸秆＋海泡石是较为理想的秸秆还田与改良剂配合处理技术.     

水稻秸秆沟埋还田对麦田土壤环境的影响

通过大田试验,采用秸秆沟埋还田方式,设置沟埋深度分别为20、30、40、50 cm及对照5个处理,将上季作物秸秆进行全量还田(秸秆沟埋量为2 kg.m-1),研究水稻秸秆沟埋还田对麦田土壤含水量、温度、容重和孔隙度等的影响。结果表明,降水结束后12 d内,沟埋深度20和30 cm处理土壤含水量(与埋草沟边水平距离10 cm处)显著下降(P<0.05);而沟埋深度40和50 cm处理土壤含水量(与埋草沟边水平距离10 cm处)与对照差异未达显著水平。埋草沟秸秆下层土壤温度变化较小,秸秆对下层土壤具有保温作用;除沟埋深度20 cm处理外,其他不同沟埋深度处理均能明显降低秸秆上层土壤容重,增加土壤总孔隙度,使耕层土壤疏松。     

稻田土壤呼吸及酶活性对不同秸秆还田方式的响应

为了解秸秆还田通过改变土壤酶活性影响稻田土壤二氧化碳排放的过程,通过大田试验分析小麦和油菜秸秆翻埋还田(W1,R1)、覆盖还田(W2,R2)以及不还田(CK)处理下土壤呼吸和酶活性的变化及其对不同秸秆还田方式的响应.结果表明:(1)不同秸秆还田方式下土壤呼吸均表现为双峰值,峰值分别出现在6月(208.3±6.1 mL/kg)和9月(106.2±13.5 mL/kg).除油菜秸秆翻埋还田外,其他秸秆还田方式均增加了土壤呼吸作用.(2)土壤脲酶和蔗糖酶对不同秸秆还田方式响应各异.不同秸秆还田方式下土壤脲酶活性变化较小,没有表现出显著差异性.由此表明,不同秸秆还田对氮相关酶活性及氮素转化影响较小.而蔗糖酶在不同秸秆还田方式下差异较大.(3)蔗糖酶与土壤呼吸存在显著正相关关系(P0.05).上述结果表明蔗糖酶对秸秆还田较为敏感,可较好地表征秸秆还田过程中土壤呼吸变化状况,可为稻田营养循环利用提供有效依据.     

秸秆还田少免耕对冲积土微生物多样性及微生物碳氮的影响

土壤微生物是耕地质量的重要指标,为阐明秸秆还田少免耕对土壤质量的影响及其机理,在成都平原(温江)冲积水稻土区,开展了水稻–小麦/油菜轮作秸秆还田培肥定位试验(2003～2008年),在小麦生长季节,系统研究了土壤耕层微生物数量和微生物生物量的变化特征.结果表明,秸秆还田翻耕与秸秆还田免耕的土壤耕层微生物总量分别增加了51.7%、12.8%,土壤微生物数量增加主要来自土壤细菌数量的增加;从小麦全生育期看,在小麦分蘖期的增加幅度高于小麦播种期和小麦收获后,有利于促进小麦养分吸收与生长发育.秸秆还田少免耕显著增加了微生物生物量,秸秆还田翻耕和秸秆还田免耕处理土壤微生物碳总量分别比对照提高74.1%、25.8%,土壤微生物氮分别提高60.2%和12.1%.秸秆还田循环利用显著增加了土壤微生物数量和生物量,有利于土壤养分循环与转化,有利于提高土壤有机质含量并改善有机质质量,是耕地质量建设的重要途径.     

覆盖旱作水稻的生物效应及吸氮特征

研究了田间条件下旱作水稻半腐解秸秆覆盖、蚕豆秆覆盖、地膜覆盖、纸膜覆盖、生稻草覆盖5种覆盖方式的吸氮特征；水稻水作与旱作的产量及其构成因素；水稻水作与旱作条件下灌溉水的利用效率，结果表明，旱作条件下水稻各部位的含氮量均大于水作；旱作水稻的氮素吸收、累积主要在拔节期以后，而水作水稻从移栽后就大量吸收氮素，灌浆期后很少吸收氮素；旱作水稻的产量以半腐解覆盖处理的最高，为8415kg/hm^2；旱作水稻耗水量只占水作耗水量的7.14%，旱作水稻的水分利用效率是水作的12倍以上。     

覆盖旱作水稻的生物效应及吸氮特征

研究了田间条件下旱作水稻半腐解秸秆覆盖、蚕豆秆覆盖、地膜覆盖、纸膜覆盖、生稻草覆盖 5种覆盖方式的吸氮特征 ;水稻水作与旱作的产量及其构成因素 ;水稻水作与旱作条件下灌溉水的利用效率。结果表明 ,旱作条件下水稻各部位的含氮量均大于水作 ;旱作水稻的氮素吸收、累积主要在拔节期以后 ,而水作水稻从移栽后就大量吸收氮素 ,灌浆期后很少吸收氮素 ;旱作水稻的产量以半腐解覆盖处理的最高 ,为 8415kg/hm2 ;旱作水稻耗水量只占水作耗水量的 7 14% ,旱作水稻的水分利用效率是水作的 12倍以上     

秸秆还田下晚播稻茬麦适宜施氮量研究

研究了前荏水稻秸秆全量还田条件下,不同施氮水平(0、90、180、270和360 kg·hm-2)对晚播小麦土壤矿质氮积累、秸秆氮释放、氮素平衡特征和产量的影响.结果表明,基肥施用提高了越冬期0～ 30 cm土壤矿质氮量,追施氮肥提高了开花期0～15 cm土壤矿质氮量.施氮量高于180 kg· hm-2时会造成小麦成熟后土壤矿质氮量的显著增加.氮平衡分析结果表明,小麦全生育期氮素净矿化量为48 kg· hm-2;随施氮水平的增加,秸秆氮释放量、植株氮积累量、土壤矿质氮残留量和氮表观损失量均随之增加;N90、N180、N270和N360处理氮表观损失率分别为27.9％、37.6％、43.2％和47.6％;N90处理损失量以播种至越冬期最高,其余处理均以开花至成熟期最高.适量增施氮肥有利于提高籽粒产量,但施氮量若超过180 kg·hm-2,增产效果则不显著.综合考虑,水稻秸秆全量还田条件下氮肥施用量为180 kg·hm-2有利于兼顾晚播小麦生产和生态效益.     

减量施氮对苦荞产量形成及氮代谢酶活性的影响

为明确减量施氮对苦荞强弱势粒及产量形成的影响,以苦荞品种晋荞2号为试验材料,研究在225 kg/hm²(N1)、135 kg/hm²(N2)、45 kg/hm²(N3)、0 kg/hm²(N4,对照)4个氮肥处理下苦荞强弱势粒的灌浆动态、根系形态生理、叶片中叶绿素含量及氮代谢相关酶活性、农艺性状和产量的差异.结果显示:减氮处理下,N2处理时晋荞2号籽粒的灌浆起始势(R0)、最大灌浆速率(Gmax)和平均灌浆速率(Gmean)最大,达最大灌浆速率的时间(Tmax.G)最小;强弱势粒间以强势粒的A值(生长终值量)、R0、Gmax和Gmean大于弱势粒,而N值(形状参数)和Tmax.G则低于弱势粒. 4个氮肥处理和强弱势粒均以灌浆中期对粒重的贡献率最大,灌浆后期次之,灌浆前期最小.随着施氮量的减少,晋荞2号的根系长度等形态指标及根系活力呈先增加后降低的趋势,以N2处理最大;随着施氮量的减少,晋荞2号叶片中的叶绿素含量及谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)、谷氨酰胺合酶(GOGAT)、硝酸还原酶(NR)活性呈先增加后降低的趋势,N2处理最大,强弱势粒间以强势粒的叶绿素含量较高、氮代谢酶活性较大. N2处理时的株高等农艺性状及产量形成指标均大于其余3个氮肥处理.本研究表明适当减量施氮可延缓苦荞衰老、促进苦荞强弱势粒的灌浆和氮代谢酶活性的增加,提高粒重和最终产量,进而实现节肥和高产.(表7参31)     

麦季稻秆还田方式对后续稻季CH4排放的影响

通过田间试验研究了麦季4种稻秆还田方式（不还田、表面覆盖、均匀混施和原位焚烧）对后续稻季CH4排放的影响,以探讨稻．麦轮作系统中秸秆还田对稻田温室气体排放的后续效应。试验于2007年小麦播种期将4．8t·hm^-2水稻秸秆分别以不同方式还田（不还田处理除外）,利用静态箱／气相色谱法对2008年后续稻季CH4排放进行观测。结果表明,不同麦季稻秆还田方式显著影响后续稻季的CH4排放。与不施稻秆处理相比,表面覆盖和均匀混施处理后续稻季CH4排放量增加了75％和40％,且CH4排放量差异主要体现在水稻生长前期（0．60d）;原位焚烧处理CH4排放量与稻秆不还田处理相比无显著差异（P〉0．05）;与不施稻秆处理相比,均匀混施处理显著增加稻季开始前土壤全C质量分数6％和全N质量分数12％（P〈0．05）;各处理水稻（Oryza sativa L．）产量无显著差异（P〉0．05）;稻秆麦季均匀混施与表面覆盖相比能在一定程度上抑制后续稻季CH4排放．同时避免了秸秆焚烧导致的C、N、P等元素的大量损失,是较为合理的麦季稻秆还田方式。     

发酵稻草抑藻机理研究

稻草在通气条件下经1个月发酵后,发酵稻草及其发酵液对鱼腥藻和念珠藻的生长具有显著的抑制效果,而对小球藻的抑制效果不明显,这说明发酵稻草的抑藻作用是有特异性的;经过灭菌的发酵稻草、没有经过发酵的稻草则没有抑藻作用,显示抑制藻类的物质是在稻草经过发酵后形成的,且该物质对热敏感。我们从发酵稻草中分离出21株微生物,发现其中一株(B3)具有和发酵稻草相同的抑藻效果,它能强烈地抑制鱼腥藻和念珠藻的生长,但它的发酵滤液没有抑制作用。本实验表明发酵稻草的抑藻作用是由于稻草在发酵过程中富集了某种微生物,这种微生物直接作用于藻类,使藻类的生长受到抑制,甚至死亡。     

稻草还田与冬种马铃薯稻草覆盖对培肥地力的效果

在不同土壤种类、不同土壤肥力的田块进行了多点多年定点试验。经过连续三年早造稻草还田和冬种马铃薯稻草覆盖,4个试验点土壤有机质含量平均提高了0.182％,早晚稻、马铃薯每公顷产量分别提高了1305、1275、3765kg,表明稻草还田培肥地力效果显著,但不同土质的田块其效果有所不同。稻草还田、冬种马铃薯稻草覆盖与合理轮作和平衡施肥相结合将取得更好的效果。稻草还田的土壤肥力越来越高、连年增产,因此,稻草还田是改造中低产田的有效措施,应大力推广。     

秸秆腐解剂在秸秆还田中的效果研究初报

在大田、微区和盆栽条件下，研究了秸秆腐解剂对小麦、水稻生长及产量的影响，同时研究了秸秆腐解剂对小麦、水稻秸秆腐解速率及对土壤肥力的影响。结果表明，稻、麦秸秆还田时施用秸秆腐解剂对提高稻、麦产量具有明显的增产效果，增产的原因是穗数和粒数增加；稻、麦秸秆还田量不同时，还田量大且配施秸秆腐解剂的效果较还田量小好；麦秸秆还田方式不同时，麦秸以栽稻前耕翻还田且配施秸秆腐解剂的效果较好，上水沤制的效果较差；秸秆腐解剂能促进稻、麦秸秆较快腐解，减轻和防止多量秸秆还田给作物生长带来不利影响，并可稳定和提高土壤养分含量。     

江苏省水稻秸秆资源量及其可收集量估算

以江苏省23个主要水稻品种为研究对象,对不同品种类型、种植方式和单产水平的水稻进行取样调查,分析不同生产条件下的水稻草谷比及不同留茬高度下的秸秆可收集量,结合相关统计资料估算江苏省水稻秸秆资源量及其可收集量。结果表明,水稻草谷比在不同品种类型间差异较小（0.98～1.03）,不同种植方式（0.80～1.19）和不同单产水平（0.83～1.12）间差异较大;当留茬高度为5、15、20和25 cm时,水稻秸秆可收集系数分别为0.815～0.868、0.668～0.732、0.600～0.669和0.533～0.618,水稻秸秆可收集量分别为1 352.16×104～1 458.09×104、1 145.70×104～1 228.13×104、1 043.20×104～1 121.52×104和951.37×104～1 021.30×104 t。估算得到2009年江苏省水稻秸秆资源量（以干质量计）为1 585.93×104～1 704.92×104 t,比传统方法的估算结果高2.45%～10.14%。江苏省水稻秸秆资源丰富,可收集量主要受留茬高度和种植方式的影响。     

镨对镉胁迫下水稻幼苗根系生长和根系形态的影响

为了解稀土镨对镉胁迫下水稻（OryzasativaL．）根系毒害的缓解效应,以水稻幼苗为实验材料,采用溶液培养方法,研究了50μmol·L-1镉胁迫下不同浓度镨对水稻幼苗根系鲜质量、形态和根系活力的影响。结果表明,50μmol·L-1镉胁迫下,水稻根系生长受到明显的抑制,根系鲜质量、根长、根表面积、根体积和根系活力明显降低,且随镉处理时间的延长,抑制程度加重。但镉对根系平均直径无明显影响。23—184μmol·L-1的镨对水稻镉毒害有一定的缓解效果,可不同程度的减轻镉对幼苗的伤害,促进了镉胁迫下根系鲜质量、根系长度、根系表面积和根系体积的增加,提高了根系活力,且随着处理时间的延长,缓解效应愈加明显,与单镉毒害相比,镨处理5天后根系鲜质量、根长、根表面积、根体积和根系活力分别提高了0．92％～14．8％、1．61％～16．3％、2．57％～20．3％、1．52％-17．2％和3．71％～32．8％,处理10d后根系鲜质量、根长、根表面积、根体积和根系活力分别提高了2．55％-31．2％、1．44％～21．4％、1．78％～27．2％、2．16％～23．4％和8．14％～52．9％;此外,23．184μmol·L-1的镨处理对直径≤1．0mm的根长和根表面积、直径0．5mm〈D≤1．0mm的根体积影响较大,其分别提高了0．9％～24．3％、1．9％。32．6％、0．4％～33．2％,其中以92μmol·L-1镨缓解效果最好。但随着镨浓度的进一步加大,当镨浓度达到230μmol·L-1时,反而会使水稻根系受到更严重的毒害。     

镨对镉胁迫下水稻幼苗根系生长和根系形态的影响

为了解稀土镨对镉胁迫下水稻(Oryza sativa L.)根系毒害的缓解效应,以水稻幼苗为实验材料,采用溶液培养方法,研究了50μmol·L-1镉胁迫下不同浓度镨对水稻幼苗根系鲜质量、形态和根系活力的影响。结果表明,50μmol·L-1镉胁迫下,水稻根系生长受到明显的抑制,根系鲜质量、根长、根表面积、根体积和根系活力明显降低,且随镉处理时间的延长,抑制程度加重。但镉对根系平均直径无明显影响。23～184μmol·L-1的镨对水稻镉毒害有一定的缓解效果,可不同程度的减轻镉对幼苗的伤害,促进了镉胁迫下根系鲜质量、根系长度、根系表面积和根系体积的增加,提高了根系活力,且随着处理时间的延长,缓解效应愈加明显,与单镉毒害相比,镨处理5天后根系鲜质量、根长、根表面积、根体积和根系活力分别提高了0.92%～14.8%、1.61%～16.3%、2.57%～20.3%、1.52%～17.2%和3.71%～32.8%,处理10d后根系鲜质量、根长、根表面积、根体积和根系活力分别提高了2.55%～31.2%、1.44%～21.4%、1.78%～27.2%、2.16%～23.4%和8.14%～52.9%;此外,23～184μmol·L-1的镨处理对直径≤1.0mm的根长和根表面积、直径0.5mmD≤1.0mm的根体积影响较大,其分别提高了0.9%～24.3%、1.9%～32.6%、0.4%～33.2%,其中以92μmol·L-1镨缓解效果最好。但随着镨浓度的进一步加大,当镨浓度达到230μmol·L-1时,反而会使水稻根系受到更严重的毒害。     

稻草还田方式对双季稻田耕层土壤有机碳积累的影响

选择南方典型双季稻田,研究不同的稻草还田方式对土壤不同层次有机碳的积累、表土碳密度、C/N比值及水稻产量的影响。结果表明,不同的稻草还田和耕作处理对水稻产量无显著影响;不同稻草还田处理的土壤有机碳和C/N均随土层加深而减小;3个稻草还田处理0-5 cm土层土壤有机碳质量分数显著高于不还田对照,其中,以高桩免耕处理最高,比无草翻耕处理提高13.8%（P〈0.01）;5-10 cm土层表现为高桩翻耕处理显著高于其他处理,增加幅度为1.39-1.66 g kg-1;10-15 cm为翻耕处理（包括稻草不还田和还田）显著高于各免耕处理;稻草翻耕处理（0-15 cm）的耕层有机碳密度显著高于其他处理。因此,南方双季稻田采取稻草翻耕还田方式有利于增加土壤有机碳汇。     

堆肥制作中微生物侵染秸秆的环境扫描电镜(ESEM)观察

为了探索堆肥制作中木质纤维素类物质的生物降解过程,在堆肥进程中取不同分解阶段的秸秆样品,利用环境扫描电镜(ESEM)观察微生物的分布情况,并从机械作用的角度探讨了微生物在秸秆分解过程中的作用。结果表明,堆肥制作前新鲜秸秆表面未发现微生物分布,堆肥制作前期微生物开始附着在秸秆表面,随着堆肥进程,秸秆表面微生物密度有所增加,秸秆分解时产生的裂缝中发现也有微生物分布。堆肥制作中,参与秸秆分解的微生物以群落形式分布,从个体形态来看,这些微生物主要由球菌和丝状菌组成,但不同形态微生物个体大小差异较大。分析认为大型丝状菌通过秸秆分解产生的裂缝侵入秸秆内部时所产生的机械作用可促进秸秆的崩解。