轻型栽培和秸秆还田对土壤性状和水稻产量的影响

【摘要】：轻型栽培是一种简化程序、减少人工劳动强度、提高劳动生产率、降低作业成本的集约化技术。水稻轻型化栽培技术包括机械耕作代替人力畜力耕作、抛秧和直播代替插秧等。稻田机械化耕作促进了秸秆还田,抛秧和直播技术改变了水稻根系分布及其养分吸收动态特征,对土壤有效养分和土壤力学性质产生长期影响。通过在江西余江县设立的定位试验5年的连续观测,结合室内模拟实验,本试验研究目标是：1)明确耕作深度、秸秆全量还田和轻型化栽培式对水稻产量、土壤有机碳、土壤有效N、P、K含量季节变化的影响；2)明确耕作深度、秸秆全量还田和轻型化栽培模式对水稻根系和土壤有效N、P、K含量在土壤耕层分布的影响；3)明确在插秧条件下,耕作深度和秸秆全量还田对稻田土壤力学性质的影响及控制因素。研究结果对综合优化轻型栽培技术和稻田土壤的持续管理提供理论支撑。 主要结论如下： (1)秸秆全量还田显著提高早晚稻产量和耕层土壤有效养分含量,深翻耕的增产幅度大于浅旋耕,浅旋耕养分提高幅度大于深翻耕,其中速效钾含量提高的幅度最大。秸秆全量还田处理下水稻产量比无秸秆还田显著提高3.9%,深翻耕处理比前翻耕产量提高3.6%,浅旋耕处理下,土壤有机碳、有效N、K比深翻耕显著高出5.2%,5.4%和15.9%。 (2)土壤养分含量和根系各项指标在土壤剖面垂直方向具有明显的分层现象。浅旋耕有利于养分和根系在表层(0～5cm)聚集,深翻耕处理土壤深层有效养分含量和根系指标要高于浅旋耕。根系的各项指标与土壤中各层的有机碳、有效N、P都存在极显著相关,与有效K之间无显著相关。 (3)有机碳投入量是影响土壤力学性质重要因素之一。随着有机碳投入量增加,土壤下陷阻力和贯穿阻力显著减小,抗张强度增大,干燥后土壤收缩能力和大孔隙比例都显著增加。 研究结果说明了轻型栽培技术配合秸秆全量还田提高了水稻产量、土壤养分有效性和土壤力学性质,在干湿交替条件下可不增加耕作深度。 【关键词】：轻型栽培 秸秆还田 水稻产量 有效养分 力学性质
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S511
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 英文缩略表11-12
• 前言12-13
• 第一章 绪论13-20
• 1.1 水稻轻型栽培方式13-14
• 1.2 基于轻型栽培的秸秆还田模式14
• 1.3 轻型栽培和秸秆还田对水稻产量的影响14-15
• 1.4 轻型栽培和秸秆还田对土壤肥力的影响15-17
• 1.5 轻型栽培和秸秆还田对土壤力学性质的影响17-18
• 1.5.1 团聚体、容重和孔隙度17-18
• 1.5.2 根系分布与贯穿阻力18
• 1.6 科学问题的提出18-20
• 第二章 材料与方法20-24
• 2.1 试验设计与方案20-21
• 2.1.1 试验点概述20
• 2.1.2 试验设计与田间管理20-21
• 2.2 测定项目和方法21-23
• 2.2.1 基本土壤理化性质测定方法21
• 2.2.2 田间力学性质测定21-22
• 2.2.3 模拟试验力学性质测定22-23
• 2.3 数据分析与处理23-24
• 第三章 水稻产量及其土壤养分的季节变化24-33
• 3.1 水稻产量变化和有机碳投入量估计24-26
• 3.1.1 水稻产量变化24-25
• 3.1.2 有机碳投入量估算25-26
• 3.2 土壤养分变化26-30
• 3.2.1 土壤有机碳26-27
• 3.2.2 土壤速效养分27-30
• 3.3 讨论30-32
• 3.3.1 轻型栽培方式对产量变化的影响30-31
• 3.3.2 轻型栽培方式对养分变化的影响31-32
• 3.4 小结32-33
• 第四章 土壤养分和根系的垂直分布33-45
• 4.1 土壤养分分布33-35
• 4.1.1 土壤速效养分分布33-35
• 4.1.2 土壤有机碳分布35
• 4.2 根系干物质及其形态分布35-40
• 4.2.1 根系干物质分布35-36
• 4.2.2 根系形态状况36-40
• 4.3 养分、根系和产量之间的关系40-42
• 4.4 讨论42-44
• 4.4.1 轻型栽培方式对土壤养分分布的影响42-43
• 4.4.2 轻型栽培方式对水稻根系分布的影响43-44
• 4.4.3 水稻养分状况与根系形态及产量的关系44
• 4.5 小结44-45
• 第五章 水稻生长期土壤稳定性和力学性质变化及影响因素45-55
• 5.1 土壤力学性质45-50
• 5.1.1 土壤有机碳和团聚体稳定性45-46
• 5.1.2 土壤收缩能力与贯穿阻力46-48
• 5.1.3 土壤抗张强度与收缩能力48-49
• 5.1.4 土壤孔隙分布49-50
• 5.2 关系50-53
• 5.2.1 土壤下陷能力与贯穿阻力之间关系50-51
• 5.2.2 土壤有机碳和有机碳投入量与下陷阻力和贯穿阻力之间的关系51-52
• 5.2.3 土壤有机碳和有机碳投入量与抗张强度和平均重量直径之间的关系52-53
• 5.3 讨论53-54
• 5.4 小结54-55
• 第六章 全文总结55-56
• 6.1 全文主要结论55
• 6.2 主要创新点55
• 6.3 未来研究设想55-56
• 参考文献56-64
• 致谢64-65
• 作者简介65

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