氮肥运筹及秸秆还田方式对小麦产量和土壤生物活性的影响

【摘要】：作物秸秆还田是秸秆综合利用的重要途径之一,对提高土壤有机质含量,改善土壤理化性状具有重要作用。氮肥运筹和秸秆还田方式直接影响秸秆还田下下季作物的产量和土壤生物活性。然而不合理的还田方式和不恰当的氮肥施用方法不仅导致小麦产量下降,生产成本增加,还造成了环境污染和土壤性状的破坏。明确氮肥运筹和秸秆还田方式对小麦产量和土壤生物活性的影响及其生理基础可为小麦高产栽培措施提供理论依据和决策支持。因此,本研究通过大田试验研究了水稻秸秆还田下氮肥运筹和还田方式对小麦生长、产量、土壤理化性状和土壤生物活性的影响,主要研究结果如下：1.水稻秸秆还田下氮肥基追比和还田方式对小麦产量和氮肥利用率的影响。研究表明,稻秸还田降低了小麦的出苗率、单位面积穗数,但显著提高了每穗粒数、千粒重,从而增加了产量,还提高了小麦花后SPAD含量、地上部干物质积累、并且提高了小麦氮素利用率。秸秆还田条件下以氮肥基追比为7：3时产量最高；而4种还田方式中以正旋还田方式的产量最高。表明在本试验地区稻秸全量还田宜采用正旋还田,并采用氮肥基追比为7：3,可有效提高小麦产量和氮肥利用效率。2.明确了稻秸还田下氮肥基追比和还田方式对麦田土壤理化性状的影响。结果表明,稻秸还田降低了土壤含水量、土壤容重和pH值,提高了土壤温度。其中,4种还田方式下覆盖还田可有效增加土壤含水量和降低土壤容重。施用氮肥显著提高了0-40cm土层中铵态氮和硝态氮的含量,且拔节前无机氮含量随基肥施入量的增加而显著增加；稻秸还田降低了播种到越冬期土壤中0-40cm土层无机氮的含量,但提高了越冬到开花期土壤中无机氮含量。在越冬期后,在氮肥基追比为7：3时土壤中无机氮含量最多；在还田方式中以正旋还田下含量最多。因而秸秆还田条件下主要通过提高越冬期后的土壤供氮能力,而氮肥基追比为7：3的处理通过增加基肥的施用而缓解了小麦生长前期的不利影响,从而提高了产量和氮素利用率。3.探究了稻秸还田下氮肥基追比和还田方式对土壤微生物数量的影响。研究表明,在氮肥基追比试验中,增加基肥量,显著提高了土壤微生物的含量。其中细菌、真菌、放线菌的数量相对于正常留茬整体提升幅度为22%、25%、47%。而在还田方式中,0-20cm土层内,反旋还田对土壤细菌提升幅度最大,翻耕还田对真菌、放线菌提升幅度最大；20-40cm土层内,反旋还田对细菌提升幅度最大,翻耕还田对真菌、放线菌提升幅度最大。4.探究了稻秸还田下氮肥基追比和还田方式对土壤酶活性的影响。研究表明,在氮肥基追比试验中,增加基肥量,能够增加土壤过氧化氢酶、脲酶、中性磷酸酶的含量；而对于蔗糖酶,合理的氮肥基追比能有效增加其含量,其最大值出现在基追比为6：4情况下。秸秆还田显著提高了土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶和中性磷酸酶活性,而在4种还田方式中,在0-20cm的土层,正旋还田对中性磷酸酶的活性提升幅度最大；反旋还田对过氧化氢酶、蔗糖酶的活性提升幅度最大；翻耕还田对脲酶的活性提升幅度最大；而在20-40cm土层,正旋还田对中性磷酸酶的活性提升幅度最大；反旋还田对脲酶活性提升幅度最大；翻耕还田对蔗糖酶活性提升幅度最大。综上所述,稻秸还田在氮肥基追比为7：3时能够提高小麦产量以及土壤生物活性。该处理通过增加基肥,为土壤微生物提供充足的氮素,提高了土壤酶的含量,从而增加了土壤中硝态氮和铵态氮的含量,有利于缓解秸秆还田下小麦生育前期土壤氮素的固定以及后期的秸秆氮素的释放,从而协调了土壤氮素的供给,进而增加小麦根系氮素吸收和利用效率。而在4种还田方式中,正旋还田因其出苗率相对较高,并且土壤微生物数量和土壤酶的活性提升幅度均较部分还田方式高,因而正旋还田通过改善了土壤理化性状和土壤供氮能力,从而对小麦产量的增加幅度最大。因此,在本试验地区,秸秆还田适宜采用正旋还田,并采取氮肥基追比为7：3,提高了小麦产量和氮肥利用效率,还有效改善了土壤的理化性状。 【关键词】：小麦 稻秸还田 氮肥运筹 还田方式 产量 土壤微生物 土壤酶
【学位授予单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S512.1
【目录】：

• 摘要7-9
• ABSTRACT9-12
• 第一章 文献综述12-26
• 摘要12
• 1 秸秆还田的主要方式12-13
• 2 秸秆还田对土壤理化性状的影响13-17
• 2.1 土壤物理性状13-14
• 2.1.1 土壤结构13
• 2.1.2 土壤温度13
• 2.1.3 土壤水分13
• 2.1.4 土壤空气13-14
• 2.2 土壤化学性状14-15
• 2.2.1 土壤有机质14
• 2.2.2 土壤无机营养14-15
• 2.2.3 土壤pH15
• 2.3 土壤生物活性15-17
• 2.3.1 土壤微生物15-16
• 2.3.2 土壤酶16-17
• 2.3.3 土壤动物17
• 3 秸秆还田对小麦产量与品质的影响17-18
• 3.1 小麦的生长17
• 3.2 作物的产量17-18
• 3.3 秸秆还田对小麦品质的影响18
• 4 研究目的与意义18-20
• 参考文献20-25
• Abstract25-26
• 第二章 氮肥运筹及秸秆还田方式对小麦产量和氮素利用的影响26-40
• 摘要26-27
• 1 材料与方法27-29
• 1.1 试验设计27
• 1.2 取样及测定方法27-28
• 1.2.1 小麦出苗率27
• 1.2.2 小麦产量27-28
• 1.2.3 地上部干物重28
• 1.2.4 植株含氮量28
• 1.2.5 叶绿素含量28
• 1.3 计算方法28
• 1.4 数据分析28-29
• 2 结果与分析29-34
• 2.1 产量及产量构成因素29-30
• 2.2 氮肥运筹和还田方式对小麦出苗率的影响30-31
• 2.3 氮肥运筹和还田方式对旗叶绿素含量(SPAD值)的影响31
• 2.4 氮肥运筹和还田方式下不同生育阶段干物质积累31-32
• 2.5 氮肥运筹和还田方式对小麦阶段性氮吸收的影响32-33
• 2.6 氮肥运筹对小麦氮素利用效率的影响33-34
• 3 讨论与小结34-36
• 参考文献36-38
• Abstract38-40
• 第三章 氮肥运筹及秸秆还田方式对土壤理化性状的影响40-56
• 摘要40-41
• 1 材料与方法41-42
• 1.1 试验设计41
• 1.1.1 稻秸还田下配以氮肥运筹试验41
• 1.1.2 稻秸还田下配以不同还田方式试验41
• 1.2 取样方法41
• 1.3 测定方法41
• 1.3.1 土壤物理性状的测定41
• 1.3.2 土壤无机氮的测定41
• 1.4 计算方法41
• 1.5 数据分析41-42
• 2 结果与分析42-52
• 2.1 氮肥运筹及秸秆还田方式对土壤理化性状的影响42-46
• 2.1.1 土壤温度42-43
• 2.1.2 土壤含水量43-45
• 2.1.3 土壤容重45-46
• 2.1.4 土壤pH46
• 2.2 氮肥运筹对土壤无机氮的影响46-49
• 2.2.1 土壤硝态氮46-47
• 2.2.2 土壤铵态氮47-48
• 2.2.3 土壤无机氮积累48-49
• 2.3 还田方式对土壤无机氮的影响49-52
• 2.3.1 土壤硝态氮49-50
• 2.3.2 土壤铵态氮50-51
• 2.3.3 土壤无机氮积累51-52
• 3 讨论与结论52-53
• 参考文献53-55
• Abstract55-56
• 第四章 氮肥运筹及秸秆还田方式对土壤生物活性的影响56-84
• 摘要56-57
• 1 材料与方法57-58
• 1.1 试验设计57
• 1.1.1 稻秸还田下配以氮肥运筹试验57
• 1.1.2 稻秸还田下配以不同还田方式试验57
• 1.2 取样方法57
• 1.3 测定方法57
• 1.3.1 土壤微生物57
• 1.3.2 土壤酶57
• 1.4 计算方法57-58
• 1.5 数据分析58
• 2 结果与分析58-78
• 2.1 氮肥运筹和还田方式对土壤微生物数量的影响58-66
• 2.1.1 土壤细菌58-61
• 2.1.2 土壤真菌61-63
• 2.1.3 土壤放线菌63-66
• 2.2 氮肥运筹和还田方式对土壤酶活性的影响66-78
• 2.2.1 土壤过氧化氢酶66-69
• 2.2.2 土壤脲酶69-72
• 2.2.3 土壤蔗糖酶72-75
• 2.2.4 土壤中性磷酸酶75-78
• 3 小结与讨论78-81
• 参考文献81-83
• Abstract83-84
• 第五章 讨论与结论84-92
• 摘要84
• 1 讨论84-86
• 1.1 氮肥基追比、还田方式对小麦土壤理化性状的影响84-85
• 1.2 土壤理化性状对土壤微生物、土壤酶的影响85
• 1.3 土壤微生物、土壤酶对土壤无机氮及小麦氮素利用的影响85
• 1.4 土壤无机氮对小麦产量及生长的影响85-86
• 2 结论86
• 3 本研究的创新之处86-87
• 4 今后的研究设想87-88
• 参考文献88-90
• Abstract90-92
• 致谢92

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