發(fā)布時(shí)間：2020-11-08 07:20

　　 為緩解長(zhǎng)期淺耕導(dǎo)致的黑土層“上肥下痩”現(xiàn)象,實(shí)現(xiàn)亞耕層肥力的提高及黑土地的可持續(xù)生產(chǎn),同時(shí)解決當(dāng)?shù)赜衩捉斩掦w量大、還田難的問(wèn)題,本研究在黑土玉米連作區(qū)通過(guò)秸稈深埋還田培肥亞耕層,探究切碎與顆粒兩種秸稈形態(tài)下低(15 t·hm~(-2))、中(45 t·hm~(-2))、高(75 t·hm~(-2))三種倍量對(duì)土壤有機(jī)碳與養(yǎng)分元素的比例平衡關(guān)系、土壤腐殖質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)、土壤物理性狀及團(tuán)聚體分布、土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響,進(jìn)而綜合評(píng)價(jià)秸稈高量還田對(duì)亞耕層的培肥效應(yīng)。主要進(jìn)展如下:(1)秸稈高量還田顯著提高土壤有機(jī)碳含量,平衡碳與氮、磷、鉀養(yǎng)分元素比例關(guān)系。秸稈還田顯著提高亞耕層有機(jī)碳含量,隨秸稈倍量增加,有機(jī)碳含量逐年在2%~20%、5%~27%、1%~18%之間增加,高量還田顯著高于低量還田,秸稈還田第2年是有機(jī)碳的主要積累時(shí)期,且秸稈倍量對(duì)有機(jī)碳影響更顯著。秸稈高量還田使碳氮比及碳磷比增幅10%,碳鉀比增幅20%,還田前期,秸稈顆粒對(duì)養(yǎng)分元素的提升幅度高于切碎秸稈,而還田后期,切碎秸稈相對(duì)較高。(2)增加秸稈用量促進(jìn)土壤腐殖質(zhì)組分含量的增加,有利于腐殖質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。其中切碎秸稈高量還田對(duì)胡敏酸碳的增幅30%,高于其低量還田10%~20%,而秸稈顆粒高量還田在前期具有顯著優(yōu)勢(shì)。中、高量秸稈還田顯著增加亞耕層土壤胡富比20%~60%,提高PQ值10%~30%,腐殖化程度隨時(shí)間而加深。一次性還田3年后,切碎秸稈高量還田可提高腐殖質(zhì)脂化度而秸稈顆粒高量還田則提高其芳香度。(3)秸稈高量還田有利于長(zhǎng)期維持良好的土壤物理性狀并促進(jìn)水穩(wěn)性團(tuán)聚體的形成。亞耕層土壤容重、土壤緊實(shí)度隨秸稈倍量的增加而降低,土壤含水量隨秸稈倍量的增加而提高。秸稈中、高量還田亞耕層0.25 mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量約為CK 1.2~1.4倍,且能降低0.25~0.053 mm、0.053 mm微團(tuán)聚體含量,大團(tuán)聚體的增加有利于土壤物理性狀的改善。土壤腐殖質(zhì)多分布于0.25 mm水穩(wěn)性團(tuán)聚體中,秸稈還田后土壤腐殖酸的增加是使大團(tuán)聚體含量增加的重要原因。(4)秸稈高量還田有利于提高土壤微生物菌群數(shù)量,增大還田后期真菌:細(xì)菌比值。秸稈顆粒還田前期顯著提高細(xì)菌、革蘭氏陽(yáng)性菌與革蘭氏陰性菌含量,切碎秸稈顯著提高真菌含量。隨還田時(shí)間的增加,高量還田對(duì)真菌:細(xì)菌比和革蘭氏陽(yáng)性菌:陰性菌比的增幅高于低量還田,高量還田更利于長(zhǎng)期維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。胡富比與2 mm土壤團(tuán)聚體是影響微生物群落分布的重要因子,大團(tuán)聚體含量與土壤真菌摩爾百分?jǐn)?shù)呈正相關(guān)關(guān)系。(5)一次性秸稈高量還田使土壤綜合肥力連續(xù)3年維持在較高水平。秸稈高量還田3年亞耕層土壤肥力質(zhì)量得分均高于低量還田,聚類分析發(fā)現(xiàn)切碎高量與顆粒高量在還田3年后分居一等與二等肥力水平,其與土壤理化及生物學(xué)性狀的改善顯著相關(guān)。秸稈一次性深埋還田連續(xù)3年提高玉米產(chǎn)量7%~15%,提升幅度隨秸稈用量的增加而增加,玉米產(chǎn)量與土壤綜合肥力得分呈極顯著正相關(guān)(R~2=0.8713,P0.01),主成分分析法評(píng)價(jià)土壤肥力質(zhì)量具有可靠性。綜上,秸稈高量還田(75 t·hm~(-2))最顯著地培肥了亞耕層,其中秸稈顆粒在前期效果顯著,而切碎秸稈具有長(zhǎng)效,這也解決了玉米秸稈的消納問(wèn)題,為亞耕層培肥提供了新型技術(shù)手段。
【學(xué)位單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S158
【部分圖文】：

圖 1.1 我國(guó)典型黑土區(qū)分布Fig.1.1 Distribution of typical black soil areas in China層與底土層的重要耕作層，影響作物根系向深層庫(kù)構(gòu)建有重要作用（Kirkegaard et al., 2007）。然而為不爭(zhēng)的事實(shí)。隨著開墾與耕作年限的增加，吉林位于地表下 20 cm 左右，堅(jiān)硬度約為耕層的 3 倍，輕養(yǎng)、施肥結(jié)構(gòu)不合理，使得土壤有機(jī)碳含量與開；Liu 等，2003），根據(jù)第二次土壤普查數(shù)據(jù)，東北50 cm 相比明顯變�。�龔子同等，2009），由劉武表 1.1），位于 20～40 cm 范圍內(nèi)的亞耕層土壤有機(jī)重要耕作層，其肥力的衰退可能會(huì)影響糧食產(chǎn)量壤肥力已刻不容緩。壤的有效措施，然而東北地區(qū)以玉米秸稈為主的秸的秸稈還田方式不僅可以解決大量秸稈的去向問(wèn)題的培肥上也具有重大意義。

技術(shù)路線

21c. C/K圖 3.1 不同年份 C/N、C/P、C/K 在 0～20cm 與 20～40cm 土層的分布Fig.3.1 Distribution of C/N、C/P and C/K in 0-20cm and 20-40cm soil layers under different years3.3 各指標(biāo)間的相關(guān)性分析將土壤有機(jī)碳（SOC）、土壤全氮（TN）、全磷（TP）、全鉀（TK）、C/N、C/P、C/K 各指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析（表 3.3），其中對(duì)于 0～20 cm 土層，SOC 與 TN、C/N、C/P 有極顯著正相關(guān)，與 TK 以及 C/K 有顯著正相關(guān)，TN 與 C/K、TK 與 C/N 及 C/K、C/N 與 C/P 均有極顯著相關(guān)，而
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本文編號(hào)：2874462