稻—菜轮作条件下秸秆还田与化肥减量配施对作物产量及土壤性质的影响

【摘要】：农作物秸秆是世界上数量最多的一种农业生产副产品。我国秸秆资源巨大,近几年作物秸秆的生产量均在7亿t以上,但对于秸秆的综合利用还没有形成完整有效的政策机制,作物秸秆的利用效率依旧较低。此外,秸秆直接焚烧既造成资源浪费,也造成环境污染。农业生产中化肥的过量施入,既造成士壤地力下降,也对地下水及江河湖泊造成污染,是农业面源污染的重要来源。作物秸秆含有大量N、P、K等营养元素、微量元素、丰富的有机质,是一种低廉的有机物料。秸秆还田能够把作物吸收的大部分营养元素归还到土壤,同时秸秆还田又能减少化肥的施用,达到改良土壤性状等作用,是秸秆资源有效利用最直接、最有效的途径,也是农业可持续发展的重要途径。本文通过2年的田间定位试验,分别设置氮磷钾全量施肥(NPK)、90%氮磷钾施肥+秸秆还田(90%NPK+S)、80%氮磷钾施肥+秸秆还田(80%NPK+S)、70%氮磷钾施肥+秸秆还田(70%NPK+S)、50%氮磷钾施肥+2倍秸秆还田(50%NPK+SS)共5个处理,研究了秸秆还田配合减量施肥对土壤物化性状、生物学性状、土壤养分状况以及作物产量及其构成因素、生长性状、品质等的影响,旨在为废弃秸秆资源化利用提供科学依据,主要研究结果如下1、稻-蔬轮作条件下连续秸秆覆盖还田配合减量施肥对士壤理化性质有较大的影响。与只施化肥处理相比,收获三季后,秸秆还田处理的士壤容重降低0.020～0.11 g·cm-3；pH值提高0.060-0.55；有机质提高2.55～12.9g·kg-1;全氮含量提高0.0290～0.941kg·-1;全磷含量提高0.033～0.392 g·kg-1;全钾含量提高-0.200～6.50g·kg-1;速效氮含量提高18.3～65.5 mg·kg-1;速效磷含量提高0.200-13.7mg·kg-1;速效钾含量提高4.20～61.5 mg·kg-1。由此可知,与全量施入氮磷钾处理相比,秸秆还田配合减量施肥可以降低耕层土壤的容重,改善耕层士壤容重；有效提高耕层土壤pH值,使之接近中性；同时,还可以提高耕层土壤有机质、全量氮磷钾含量、速效氮磷钾含量。其中,70%-80%NPK+全量秸秆还田对土壤理化性质的改良效果最显著。2、稻-蔬轮作条件下连续秸秆覆盖还田配合减量施肥对土壤生物学性状影响较大。秸秆还田后,土壤转化酶、蛋白粉、过氧化氢酶、脲酶和酸性磷酸酶活性均有显著的提高,高于只施化肥的NPK处理。与只施化肥处理相比,水稻(2013)、儿菜(2013)、水稻(2014)收获季后,秸秆还田处理的土壤转化酶活性提高11.5%、11.0%、5.8%；蛋白酶活性提高19.3%、29.3%、23.8%；过氧化氢酶活性提高9.1%、6.4%、0.6%：脲酶活性提高15.6%、45.9%、48.4%；酸性磷酸酶活性提高50.8%、40.3%、6.6%。其中,70%～80%NPK+全量秸秆还田对于土壤酶活性的提升效果最显著。此外,通过分析土壤养分与土壤酶活性的相关关系还发现,土壤有机质、pH、全量养分和速效养分均对脲酶、过氧化氢酶、转化酶、酸性磷酸酶和蛋白酶活性的相关性均达到极显著正相关,土壤容重与各种酶活性的相关性达到极显著负相关,说明较好的土壤理化性质对改善土壤酶活性有着积极地促进作用。3、稻-蔬轮作条件下连续秸秆覆盖还田配合减量施肥对作物产量、经济效益等也有较大影响。秸秆覆盖还田配合减量施肥,可以提高水稻产量,增产3.03%～17.89%。其中以90%NPK+全量秸秆还田和50%NPK+两倍秸秆还田处理增产效果最好,分别增产17.06%和16.31%。通过水稻产量构成因素相关性分析得到,对水稻产量起主要作用的是水稻的有效穗数和结实率(r=0.811**、0.514**),秸秆还田以增加水稻的有效穗数和结实率来提高产量。同时,秸秆还田配合减量施肥可以使儿菜增产12.18%～36.36%,增加氨基酸总量、维生素C含量、还原糖含量,一定程度上降低NO3-N含量,对于儿菜品质的提高有积极作用。此外,秸秆还田配合减量施肥可以增加水稻和儿菜的产值及产投比,有效提高水稻和儿菜的经济效益。从水稻和儿菜产量及经济效益综合来看,50%NPK+两倍秸秆还田处理平均产投比最高,达到21.6、11.6,是最经济实惠的施肥策略。4、稻-蔬轮作条件下连续秸秆覆盖还田配合减量施肥对水稻品质、氮磷钾吸收量等有较大影响。水稻不同器官中的氮、磷含量表现为籽粒秸秆,钾含量表现为秸秆籽粒。通过相关性分析发现,秸秆还田配合减量施肥与植株氮含量呈负相关关系(r=-0.298、-0.228),与其余各项指标均呈正相关关系。说明秸秆还田配合减量施肥可以提高水稻植株磷钾含量,降低植株氮含量。而水稻产量与植株氮磷钾含量均呈正相关关系,说明植株氮磷钾含量可能影响水稻产量的变化。对作物氮磷钾吸收量的相关分析发现秸秆还田配合减量施肥与作物吸氮量呈负相关关系(r=-0.244),与作物吸磷钾量呈正相关关系(r=0.629、0.567),说明秸秆还田配合减量施肥可以增加作物磷钾吸收量,减少作物氮素吸收量。此外,植株氮磷钾含量及吸收量之间也存在一定的相互作用。综上研究结果得到,70～80%NPK+全量秸秆还田(水稻季施入尿素170.8～195.0kg·hm-2、过磷酸钙189.2～215.8kg·hm-2、氯化钾60.8～69.2kg·hm-2、秸秆7500kg·hm-2,儿菜季施入尿素383.6～ 428.4 kg·hm-2、过磷酸钙266.9～305.1 kg·hm-2、氯化钾136.3～155.7 kg·hm-2、秸秆7500kg·hm-2)是该地区稻-蔬轮作模式的最优施肥方式。秸秆还田是水旱轮作条件下提高土壤肥力和增加作物产量的重要途径。 【关键词】：秸秆还田 减量施肥 稻蔬轮作 土壤养分
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S141.4;S143
【目录】：

• 摘要7-9
• Absract9-12
• 第1章 文献综述12-24
• 1.1 秸秆资源量及其利用现状12-13
• 1.1.1 秸秆资源量12
• 1.1.2 秸秆的利用现状12-13
• 1.2 秸秆还田的技术应用13-15
• 1.3 秸秆还田与化肥减量配施对土壤理化性质的影响15-19
• 1.3.1 秸秆还田与化肥减量配施对土壤物理性质的影响15
• 1.3.2 秸秆还田与化肥减量配施对土壤pH的影响15-16
• 1.3.3 秸秆还田与化肥减量配施对土壤有机质的影响16-17
• 1.3.4 秸秆还田与化肥减量配施对土壤氮素的影响17
• 1.3.5 秸秆还田与化肥减量配施对土壤磷素的影响17-18
• 1.3.6 秸秆还田与化肥减量配施对土壤钾素的影响18-19
• 1.4 秸秆还田与化肥减量配施对土壤生物性状的影响19-20
• 1.4.1 秸秆还田与化肥减量配施对土壤微生物的影响19
• 1.4.2 秸秆还田与化肥减量配施对土壤酶活性的影响19-20
• 1.5 秸秆还田与化肥减量配施对作物产量及其生长状况的影响20-21
• 1.5.1 秸秆还田与化肥减量配施对作物产量的影响20
• 1.5.2 秸秆还田与化肥减量配施对作物生长状况的影响20-21
• 1.5.3 秸秆还田与化肥减量配施对作物品质的影响21
• 1.6 水旱轮作系统研究进展21-23
• 1.7 展望23-24
• 第2章 绪论24-28
• 2.1 研究目的及意义24-25
• 2.2 研究目标25
• 2.3 研究内容25-26
• 2.4 技术路线26-28
• 第3章 材料与方法28-32
• 3.1 研究区概况28
• 3.2 供试材料28-29
• 3.2.1 供试品种28
• 3.2.2 供试土壤基本性质28-29
• 3.2.3 种植制度29
• 3.3 试验设计29-30
• 3.4 样品采集30
• 3.5 分析测定方法30-31
• 3.5.1 土壤养分指标测定30
• 3.5.2 土壤酶活性测定30-31
• 3.5.3 作物考种与计产31
• 3.5.4 作物养分及品质测定31
• 3.6 数据处理31-32
• 第4章 秸秆还田与化肥减量配施对作物产量、品质的影响32-42
• 4.1 秸秆还田与化肥减量配施对水稻产量及其构成因子的影响32-33
• 4.2 秸秆还田与化肥减量配施对水稻经济效益的影响33-34
• 4.3 秸秆还田与化肥减量配施对水稻植株氮磷钾含量及吸收量的影响34-36
• 4.4 秸秆还田与化肥减量配施对儿菜产量及经济效益的影响36-37
• 4.5 秸秆还田与化肥减量配施对儿菜品质的影响37
• 4.6 秸秆还田与化肥减量配施对作物产量、品质等的相关性分析37-39
• 4.7 讨论39-42
• 第5章 秸秆还田与化肥减量配施对土壤理化性质的影响42-52
• 5.1 秸秆还田与化肥减量配施对土壤pH的影响42-43
• 5.2 秸秆还田与化肥减量配施对土壤容重的影响43-44
• 5.3 秸秆还田与化肥减量配施对土壤有机质的影响44-45
• 5.4 秸秆还田与化肥减量配施对土壤全效养分的影响45-46
• 5.5 秸秆还田与化肥减量配施对土壤速效养分的影响46-48
• 5.6 秸秆还田与化肥减量配施与土壤理化性质的相关性分析48
• 5.7 讨论48-52
• 第6章 秸秆还田与化肥减量配施对土壤酶活性的影响52-60
• 6.1 秸秆还田与化肥减量配施对土壤过氧化氢酶活性的影响52-53
• 6.2 秸秆还田与化肥减量配施对土壤蛋白酶活性的影响53-54
• 6.3 秸秆还田与化肥减量配施对土壤脲酶活性的影响54-55
• 6.4 秸秆还田与化肥减量配施对土壤转化酶活性的影响55-56
• 6.5 秸秆还田与化肥减量配施对土壤磷酸酶活性的影响56-57
• 6.6 土壤酶活性与土壤理化性质等的相关性分析57-58
• 6.7 讨论58-60
• 第7章 结论与存在问题60-62
• 7.1 结论60
• 7.2 存在问题60-62
• 参考文献62-74
• 致谢74-76
• 发表论文及参加课题一览表76

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

玉米秸秆还田机械化技术    薛玉华;

秸秆还田在农业可持续发展中的综合评价    郑丹;迟凤琴;

土壤氮素矿化研究进展    廖中建;黎理;

施用有机肥对蔬菜品质影响的研究进展    汤宏;张杨珠;曾掌权;侯金权;

秸秆还田配施氮肥对夏玉米产量和品质的影响    张学林;张许;王群;赵亚丽;杨青华;李潮海;

秸秆还田与施氮量对小麦、玉米产量与品质的影响    江晓东;迟淑筠;宁堂原;李增嘉;

玉米植株残体留田对土壤生化环境因子的影响    王淑平,周广胜,王淑平,姜亦梅,王明辉,姜岩,刘孝义

稻麦两熟制不同耕作方式与秸秆还田对小麦产量和品质的影响    刘世平;陈后庆;陈文林;戴其根;霍中洋;许轲;张洪程;

大田条件下稻麦轮作土壤氮素流失研究    陆敏;刘敏;黄明蔚;茅国芳;

秸秆还田对宁南旱作农田土壤活性有机碳及酶活性的影响    路文涛;贾志宽;张鹏;王维;侯贤清;杨保平;李永平;

水旱轮作体系中的养分循环特征    石孝均

玉米秸秆连续多年还田对土壤理化性状和作物生长的影响    吴菲

化肥配施秸秆对冬小麦/夏玉米轮作土壤的培肥效应研究    周瑞华

水稻秸秆还田腐解规律及对土壤养分和酶活性的影响    闫超

预处理秸秆与氮肥配施对两种土壤微生物量碳、氮动态变化的影响    张娟;沈其荣;蔡相鲁;李铁男;叶文婷;

生物质气化导热油传导供热烘烤烟叶研究    王喜功;杨旭亮;李仁政;赵湘江;杨晓东;周建;杜传印;

榨菜叶还田对水稻产量的影响研究    温明霞;聂振朋;石孝均;

秸秆还田对土壤特性和作物生产的影响    李东升;周为华;范佳;宋森楠;李春燕;朱新开;

麦玉轮作体系中秸秆钾对土壤钾库平衡的影响    董玉良,劳秀荣,孙伟红,张昌爱

上海农场农田土壤养分状况及培肥措施    袁新田;焦加国;李辉信;

不同施氮水平对水稻产量、吸氮量及土壤肥力的影响    向圣兰;刘敏;陆敏;张丽佳;黄明蔚;

玉米根分泌物对喀斯特地区土壤吸附磷的影响    黄承玲;陈训;范成五;

旱地马铃薯连作对土壤养分的影响    胡宇;郭天文;张绪成;

保墒灌溉条件下土壤中硝态氮分布和累积研究    员学锋;吴普特;汪有科;牛文全;

园林绿地生态系统养分动态及其利用效率研究    张凯

砂姜黑土区小麦玉米轮作秸秆全量还田对冬小麦的生理生态效应    屈会娟

砂姜黑土区小麦玉米一年两熟秸秆全量还田对夏玉米生育及产量影响研究    沈学善

丹参栽培土壤适宜性微生物群落结构研究    林贵兵

吉林西部水田土壤碳库时空模拟及水稻生产的碳足迹研究    徐小明

不同耕作方式下土壤耕层理化性状和生物学特性时空分布研究    侯雪坤

海河流域农业非点源污染负荷估算与评价研究    朱梅

秸秆和秸秆木质素在土壤中的降解及其对土壤性质的影响    刘继培

马铃薯稻草包芯高产栽培及其生理机制研究    翁定河

长期施肥条件下红壤性水稻土有机质特征及其与土壤质量的关系    鲁艳红

江汉平原油菜—水稻轮作制度下施肥效果及经济效益的研究    宁大伟

水稻—油菜轮作中钾肥效应及作物—土壤体系钾素动态变化研究    王亚艺

油菜轻简化生产中几项养分管理关键技术的初步研究    苏伟

免耕稻田磷素动态及组分特征的研究    通乐嘎

耕作方式对稻田土壤有机碳库的影响    乐丽鑫

三峡库区两种森林中土壤细菌与环境因子的空间分布关系    田晓堃

玉米秸秆腐解复合菌系CSS-1的构建、菌群组成及腐解特性研究    刘尧

耕作方式及其转变对麦玉两熟农田土壤CH_4、N_2O排放和固碳能力的影响    田慎重

超微细磷矿粉的释磷特征及对冬小麦的营养效应    何振全

秸秆还田条件下稻麦生产密肥调控技术研究    吴延华

秸秆还田免耕撒播小麦技术研究    白瑞贤,杜文建,梅碧蓉

太湖稻麦地区秸秆还田增产及培肥效果    王振忠,董百舒,吴敬民

秸秆还田对作物产量及土壤养分的影响    李孝勇,武际,朱宏斌,王允青

我国农作物秸秆综合利用与循环经济    任仲杰;顾孟迪;

不同水分条件下连续多年秸秆还田对水稻、油菜产量的影响    王允青;王静;郭熙盛;武际;

秸秆还田的作用与方法    胡海生;

碳酸盐黑钙土改良培肥技术研究    王晓军;于凤芝;高同彬;周光明;杨思平;周高飞;

硝酸盐对蔬菜的污染与防治    徐文军,王希平

有机肥料对保护地辣椒品质的影响    王凤文;

长期定位施肥设施土壤微团聚体磷素吸附解吸特征性探讨    赵宇光;梁成华;杜立宇;陈新之;

小白菜硝酸盐含量基因型差异及其遗传行为的研究    汪李平

我国北方粮食主产区土壤养分分布特征研究    王红娟

秸秆还田量的农田生态效应研究    强学彩

长期秸秆还田改土培肥综合效应的研究    孙伟红

玉米秸秆连续多年还田对土壤理化性状和作物生长的影响    吴菲

不同生态条件下稻米品质对施氮反应的差异    刘阳

秸秆还田土壤中与纤维素降解相关的微生物的分子生态学研究    张晶

不同耕作方式和稻草还田量对晚稻生长发育与土壤肥力的影响    卜毓坚

还田秸秆腐解特征及其对稻田土壤碳库的影响研究    陈尚洪

油菜落叶对土壤养分含量及微生物生长的影响    眭丹

长期与短期秸秆还田后稻米品质的差异性变化研究    顾丽

不同耕作方式下稻草分解与养分释放特点及对水稻氮素利用的影响    刘开强

提高作物产量的途径    王香芝;

作物产量差研究与展望    王纯枝;李良涛;陈健;刘明强;宇振荣;

(2)全国各省区各种作物产量统计表    

什么叫回归和回归系数?什么叫相关和相关系数?    

合理调配肥料的原则    刘福英;

什么叫回归和回归系数?什么叫相关和相关系数?    

世界作物产量简况    段道怀

农桐间作光和作物产量关系的研究    杜修学,卞敏,杨焕金,周卫东,张升

浅析拉萨市作物产量与水分变化    拉巴,李春

提高作物产量和抗病性的策略和关键技术    陈靠山

提高光能利用效率力争作物产量的突破    匡廷云;赵明;卢从明;白克智;焦德茂;张荣铣;李良璧;

辽宁潮棕壤长期定位试验下肥料对作物产量的贡献    宇万太;张璐;马强;

麦稻轮作制下耕作措施对土壤无机氮供应特征及作物产量的影响    武际;郭熙盛;张祥明;王允青;

接种蚯蚓对秸秆还田土壤C、N动态和作物产量的影响    王霞;李辉信;胡锋;沈其荣;陈小云;仓龙;

利用SPSS进行作物产量与施肥量关系的线性加平台回归模型拟合    李利;樊明寿;

序    路明;

RZWQM模型的研究进展    郭海刚;黄治平;杜会英;王风;张克强;

栽培制度对麦田病虫群落组成及作物产量的影响研究简报    廖华明;罗林明;王显报;王胜;袁春花;

气候变化对秋熟作物产量的影响及适应研究    张百战;吕翔;赵杰;孙磊;

应用GIS开发河北省富钾岩石的研究    阎同生;徐东瑞;

粮食安全有保障 主产作物产量可动态预报    王梅

黄村今年秋季作物产量再创历史新高    杨方宇

中国土壤硼元素缺乏影响作物产量    北京新禾丰农化资料有限公司 田欢

微生物菌活化土壤作物产量大增    杨海燕　记者 徐光胜

增强土壤肥力　提高作物产量    记者　于宁

科学施肥：粮食增产 农民增收 农业增效    王忠怀

及时人工补充二氧化碳有助于提高作物产量    上海农科热线供稿

茬口倒得顺 粮食装满囤    翟洪民 刘传珍

作物产量庞大 市场需求旺盛    

科学施肥的五个基本定律    云南省土肥站 刘友林

长期施肥下我国典型农田作物产量演变特征和机制    李忠芳

耕作施肥对土壤水热和养分及作物产量影响的模拟研究    刘爽

黄土高原双垄覆膜和地槽集水技术对土壤水温、土壤养分及作物产量的影响    周丽敏

施肥、覆膜和耕作方式对半干旱黄土高原地区作物产量和土壤质量的影响    刘长安

长期施肥对农牧交错带旱耕地土壤特性及生产力影响的研究    李焕春

稻—菜轮作条件下秸秆还田与化肥减量配施对作物产量及土壤性质的影响    万毅林

土壤、施肥及气候因素对作物产量贡献的研究    韩霜

黄土丘陵沟壑区农田土壤有机碳和作物产量动态变化    陈晨

不同的施肥措施对新造梯田土壤质量和作物作物产量的影响    张荣合

长期定位施肥对作物产量和褐潮土肥力的影响研究    宋永林

保护性耕作下不同施肥处理对作物产量和土壤理化性质的影响    刘禹池

保护性耕作对土壤理化性状及作物产量与品质的影响    王亚雷

施肥与耕作对紫色土坡耕地地表径流氮磷流失及作物产量的影响    田太强

黄土高原施用硒锌铁对作物产量与营养品质的影响    昝亚玲

不同管理模式对中低产田作物产量和土壤肥力的影响    刘小玲