秸秆还田方式和灌溉量对土壤碳水环境和玉米产量的影响
时间:2020/1/13 6:31:18 浏览量:
通过微区试验研究了不同秸秆还田方式和水分条件对土壤碳和水环境及桂花产量的影响。雨机库和可控水的养殖池。验中执行了两种类型的秸秆还田方法:秸秆土壤上覆盖有微垄(高12至15厘米的垄脊,垄脊,R),以及将培养物破碎并与土壤混合以进行平板培养(平板培养,F)。究其保水能力的75%至80%(充足水,CK),65%至70%(轻度干旱,SD),55%至60%(干旱,D),探讨它们对有机碳的影响与土壤水分,桂花产量及其相互作用的影响。果表明:在充足的水分条件下,平板栽培和返田的方法更有利于秸秆中水分的保留,有利于有机碳的积累和生产。开花期,与FSD和FD相比,土壤有机碳含量分别增加了19.74%和34.81%。返回田间处理的扁平稻草相比,进行冠峰处理更有利于保持土壤水分。开花,灌浆和收获期间,RD的土壤含水量分别比FD高10.48%,13.13%和8.21%。
当的灌溉可以使土壤层中有机碳含量和水分含量显着增加30 cm,这有助于提高产量。以看出,在干旱条件下,秸秆还田和微冠的结合有利于增加土壤的碳含量,增加土壤的水分含量并显着提高产量。年来,我国干旱频发,水资源日益匮乏。
水农业的发展已成为农业研究的热点。淮海人工林的水资源总量很小,仅占全国平均水资源的7.6%,此外,夏季气温高,蒸发量高,土壤多。水。花的产量很难继续增长[1]。国是栽培稻草的大国,但稻草利用率极低。统计,我国秸秆年产量约为7亿吨,其中直接燃烧约占30%,动物饲料约占30%,而直接秸秆仅占总产量的20%至30%。字段[2-5]中。量经验和生产实践表明,秸秆还田将对土壤的物理和化学性质,碳酸水的环境以及土壤的养分循环产生重要影响,这将影响作物的生长和发育,并有助于提高作物的产量[6-8]。而,传统的秸秆还田存在许多问题,例如病虫害频繁出现,影响土壤和肥料的整合以及降低出苗率。渠种植是一种收集雨水的有效方法,可以调节自然降水的分布,增加沟渠中的土壤湿度,提高用水效率并增加作物产量[9-11]。前,有许多关于秸秆还田和沟渠种植方式的报道,但是对于两者的结合尚缺乏研究。该实验中,使用垄沟和垄作种植方法将稻草垄行和种植行分开,并使用扁平稻草作为对照,研究土壤的有机碳含量,不同水分条件下两种秸秆还田方法的土壤水分和土壤有机碳含量。花产量的影响为有效利用稻草和水资源提供了理论依据。实验在实验水肥耦合站的实验水控制站(36°10'N,117°09'E)进行(长×宽×深:3.0 m×3 ,0 m×2.4 m),于2018年在山东农业大学获得。种植池用于冬小麦-桂花,每年用于两种作物,土壤的理化性质池塘中各种营养物质的含量都一致。植桂花前,在培养池中0至20厘米土壤层中的营养成分:有机碳10.53 g·kg-1,总氮0.82 g·kg-1,有效磷211.27 mg·kg-1,有效钾88.9 mg·kg-1。壤的表观密度为1.4 g·cm-3。肥与常规尿素的比例为6:4,控释尿素的比例为6:4。氮为225 kg·hm-2,桂花树价格P2O5和K2O均为150 kg·hm-2。测试的桂花品种为郑单958,每公顷密度为67,500株。于6月20日播种,并于10月8日收获。长期为110天。花后控制水分并定义3个灌溉梯度:田间持水量的75%至80%(充足的水,CK),65%至70%(轻度干旱,SD),55 %至60%(干旱,D)。60%的处理过的土壤水分降至50%时,进行额外的灌溉。种将稻草送回田地的方法:修剪稻草冠(沟顶的高度12-15厘米,R)和扁平种植稻草(秸秆在地面附近)。20厘米,F),返回田间的秸秆量为6000 kg·hm-2。
6种处理方式,即平坦80(FCK),凸脊80(RCK),平坦70(FSD),凸脊70(RSD),平坦60(FD),凸脊60(RD)。外试验设计示意图如图1所示。花在开花,灌浆和收获期间收集了土壤样品,并且一次进行了三种重复混合比率从0到10、10到20、20到30、30到40、40到60、60到80和80到100厘米。不同的水平取样并以不同的水平混合,除去岩石样品和植物残渣,根系> 2 mm,风干后通过2 mm的筛子。机土壤碳:通过重铬酸钾的湿式氧化法测定[12]。壤水分含量:采用干燥法测定土壤的水分含量。量和产量构成:从每个养殖池中选出10株植物,每种处理重复3次并进行室内试验,包括穗数,行粒数和穗数。粒重。用Microsoft Excel 2003和SPSS 17.0软件对数据进行统计处理和分析,并使用SigmaPlot 10.0软件进行绘图。1表明,不同处理土壤的有机碳含量随生长期不同土壤层的生长而变化。每种处理中,土壤有机碳含量随土壤层中的生长过程而从0 cm下降至10 cm。
开花期到收获期,土壤有机碳含量从0 cm下降到10 cm,其下降幅度为CK> SD> D,而FCK的下降幅度最大。10至20 cm的土壤层显示出先减少后增加的趋势。开花到收获,每种处理的有机碳含量均降低,而经RD处理的土壤的有机碳含量则升高。壤层的有机碳含量从20厘米增加到30厘米。着生长过程呈上升趋势,在各种水分条件下土壤有机碳的增加表明R大于F。灌溉梯度下,土壤有机碳含量在整个生长期,从0到30 cm的土壤层中的CK> SD> D,花期的FCK使土壤的有机碳含量分别增加19.74%和34.81%。别与FSD和FD进行比较。秸秆还田的方法中,R和F对每个水梯度下土壤有机碳含量的影响都不同。CK处理在0至10 cm土层的整个生长期中显示F大于R,处理D显示R.大于F。开花期,根据相同的回归方法在秸秆中,0〜100 cm CK土壤层的土壤含水量明显高于处理D。CK比SD高9.7%,两者之间的差异不明显(图2)。 不同的水梯度下,不同的秸秆还田方法对土壤质量和含水量有不同的影响,主要体现在0-30 cm土层:0-30 cm土层10 cm,FCK比RCK高7.67%,其他治疗方法差异很小;在10-20 cm的土壤层中,DR与FD相比显着增加了10.48%。20-30 cm的土壤层中,DR显着增加了34.09%,而RSD则比FSD高6.38%。灌浆阶段,在灌浆阶段使用相同的秸秆还田方法,水分对土壤水分的影响与开花期基本相同(图3)。0〜100 cm土层,土壤含水量表明CK处理和SD处理均明显高于D处理。CK比SD高15.8%,两者之间没有显着差异。不同水梯度下,不同秸秆还田方式对土壤含水量的影响也主要表现在0〜30 cm土层。FD处理相比,在0至30 cm的土壤层中,RD显着提高了土壤含水量13.13%。RCK相比,FCK显着增加了7.1%;在不同的返回方式下,SD处理的土壤含水量无显着差异。收获期,如图4所示,使用相同的秸秆还田方法,不同用水方式对土壤层中土壤水分的影响为0在收获期的100 cm处,CK和SD明显高于D。SD高9.8%,两者之间的差异不显着。同土层下不同秸秆还田方式对土壤水分的影响也不同。FD土的水分含量相比,0到10 cm土层的RD显着增加了8.21%,而从10到20 cm土层中的RD显着下降;与土壤层中的FCK从0到30 cm相比,RCK显着将土壤层中的土壤水分从30 cm增加到60 cm。差异不明显。2表明,不同的灌溉梯度对产量的影响为CK> SD> D。不同的水分梯度下,不同秸秆还田方法的产量不同。
RCK相比,FCK显着提高了7.71%;但是,FD治疗显着低于RD治疗。种现象可能是由于在不同的水条件下,将秸秆还田的方法对小穗数量和千粒重的影响。RCK相比,FCK显着提高了6.38%,与FD相比,RD显着提高了5.11%。SD秸秆还田的两种处理之间没有显着差异。数的差异可能与光点的长度有关:光点FD的长度比RD大10.59%,光点FCK的长度比RCK小7.23% 。千粒谷物的重量显示为CK> SD> D,并且与D相比,CK显着增加了15.04%。 秆还田和种植方法大大影响了土壤的水分含量[5] 。晶晶和贾亮的研究表明,有机物的水分保留是基于一定量的土壤水分。相对较高的土壤水分含量(SWC> 70%至80%)下,返回田间的耕种秸秆往往具有更好的保水效果,而在较低的土壤水分含量下( SWC <60%至55%)其保水能力不明显[13,14]。与本实验的结果是一致的:在充足的水分条件下,扁平作物的土壤水分,有机碳含量和单产均明显高于冠作物。干旱条件下,山顶作物的土壤水分,有机碳含量和单产均优于平板作物。
可能是由于以下事实:庄稼的波峰减少了行之间的蒸发,增加了水向沟渠的渗透,改变了土壤水分的空间分布,减轻了土壤干燥并降低了土壤水分。量降低。秆还田将通过增加土壤碳含量,改善土壤质量和增加土壤储水量来减轻干旱对农作物的不利影响[6,7] 。溉可以显着增加生物量和农作物产量,改善生物量将产生大量的根和植物体,使其返回田间,这在一定程度上将碳返还[15] ]。项研究的结果表明,随着生长,灌溉将逐渐减少表层土壤的有机碳含量,并使有机碳含量增加20至30 cm,而土壤的有机碳含量将增加。开花到收获的整个灌溉过程中地表水会更高。果水量足够,则较高的有机碳回流和较低的有机碳矿化速率可能是造成较高的表面碳含量的原因。壤中的水分还影响返回田间的秸秆的分解,进而影响土壤的碳含量。俊松等。[16]表明,灌溉量会显着影响土壤含水量和土壤蓄水量。
着灌溉量的增加,土壤含水量和储水量增加,蒸散量也增加,这与本实验的结果是一致的。溉将影响土壤的有机碳含量和空间分布。同土层土壤有机碳含量随灌溉量的增加而增加,即CK> SD> D。与杨振泉的结论一致[17]。]和刘振祥[18]。 干旱条件下,在地面上使用微脊秸秆返回田间有利于保持土壤的水容量,抑制田间蒸发,增加沟渠中水的渗透,有利分解山脊中的稻草并促进有机碳的积累,同时减轻干旱胁迫。溉会增加土壤湿度。够的湿度更有利于秸秆的保水,并能促进有机物的分解,有利于有机碳的积累和产量的形成。而言之,在干旱条件下,秸秆还田和微冠的结合有利于增加土壤的有机碳和水含量,并大大提高产量。
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当的灌溉可以使土壤层中有机碳含量和水分含量显着增加30 cm,这有助于提高产量。以看出,在干旱条件下,秸秆还田和微冠的结合有利于增加土壤的碳含量,增加土壤的水分含量并显着提高产量。年来,我国干旱频发,水资源日益匮乏。
水农业的发展已成为农业研究的热点。淮海人工林的水资源总量很小,仅占全国平均水资源的7.6%,此外,夏季气温高,蒸发量高,土壤多。水。花的产量很难继续增长[1]。国是栽培稻草的大国,但稻草利用率极低。统计,我国秸秆年产量约为7亿吨,其中直接燃烧约占30%,动物饲料约占30%,而直接秸秆仅占总产量的20%至30%。字段[2-5]中。量经验和生产实践表明,秸秆还田将对土壤的物理和化学性质,碳酸水的环境以及土壤的养分循环产生重要影响,这将影响作物的生长和发育,并有助于提高作物的产量[6-8]。而,传统的秸秆还田存在许多问题,例如病虫害频繁出现,影响土壤和肥料的整合以及降低出苗率。渠种植是一种收集雨水的有效方法,可以调节自然降水的分布,增加沟渠中的土壤湿度,提高用水效率并增加作物产量[9-11]。前,有许多关于秸秆还田和沟渠种植方式的报道,但是对于两者的结合尚缺乏研究。该实验中,使用垄沟和垄作种植方法将稻草垄行和种植行分开,并使用扁平稻草作为对照,研究土壤的有机碳含量,不同水分条件下两种秸秆还田方法的土壤水分和土壤有机碳含量。花产量的影响为有效利用稻草和水资源提供了理论依据。实验在实验水肥耦合站的实验水控制站(36°10'N,117°09'E)进行(长×宽×深:3.0 m×3 ,0 m×2.4 m),于2018年在山东农业大学获得。种植池用于冬小麦-桂花,每年用于两种作物,土壤的理化性质池塘中各种营养物质的含量都一致。植桂花前,在培养池中0至20厘米土壤层中的营养成分:有机碳10.53 g·kg-1,总氮0.82 g·kg-1,有效磷211.27 mg·kg-1,有效钾88.9 mg·kg-1。壤的表观密度为1.4 g·cm-3。肥与常规尿素的比例为6:4,控释尿素的比例为6:4。氮为225 kg·hm-2,桂花树价格P2O5和K2O均为150 kg·hm-2。测试的桂花品种为郑单958,每公顷密度为67,500株。于6月20日播种,并于10月8日收获。长期为110天。花后控制水分并定义3个灌溉梯度:田间持水量的75%至80%(充足的水,CK),65%至70%(轻度干旱,SD),55 %至60%(干旱,D)。60%的处理过的土壤水分降至50%时,进行额外的灌溉。种将稻草送回田地的方法:修剪稻草冠(沟顶的高度12-15厘米,R)和扁平种植稻草(秸秆在地面附近)。20厘米,F),返回田间的秸秆量为6000 kg·hm-2。
6种处理方式,即平坦80(FCK),凸脊80(RCK),平坦70(FSD),凸脊70(RSD),平坦60(FD),凸脊60(RD)。外试验设计示意图如图1所示。花在开花,灌浆和收获期间收集了土壤样品,并且一次进行了三种重复混合比率从0到10、10到20、20到30、30到40、40到60、60到80和80到100厘米。不同的水平取样并以不同的水平混合,除去岩石样品和植物残渣,根系> 2 mm,风干后通过2 mm的筛子。机土壤碳:通过重铬酸钾的湿式氧化法测定[12]。壤水分含量:采用干燥法测定土壤的水分含量。量和产量构成:从每个养殖池中选出10株植物,每种处理重复3次并进行室内试验,包括穗数,行粒数和穗数。粒重。用Microsoft Excel 2003和SPSS 17.0软件对数据进行统计处理和分析,并使用SigmaPlot 10.0软件进行绘图。1表明,不同处理土壤的有机碳含量随生长期不同土壤层的生长而变化。每种处理中,土壤有机碳含量随土壤层中的生长过程而从0 cm下降至10 cm。
开花期到收获期,土壤有机碳含量从0 cm下降到10 cm,其下降幅度为CK> SD> D,而FCK的下降幅度最大。10至20 cm的土壤层显示出先减少后增加的趋势。开花到收获,每种处理的有机碳含量均降低,而经RD处理的土壤的有机碳含量则升高。壤层的有机碳含量从20厘米增加到30厘米。着生长过程呈上升趋势,在各种水分条件下土壤有机碳的增加表明R大于F。灌溉梯度下,土壤有机碳含量在整个生长期,从0到30 cm的土壤层中的CK> SD> D,花期的FCK使土壤的有机碳含量分别增加19.74%和34.81%。别与FSD和FD进行比较。秸秆还田的方法中,R和F对每个水梯度下土壤有机碳含量的影响都不同。CK处理在0至10 cm土层的整个生长期中显示F大于R,处理D显示R.大于F。开花期,根据相同的回归方法在秸秆中,0〜100 cm CK土壤层的土壤含水量明显高于处理D。CK比SD高9.7%,两者之间的差异不明显(图2)。 不同的水梯度下,不同的秸秆还田方法对土壤质量和含水量有不同的影响,主要体现在0-30 cm土层:0-30 cm土层10 cm,FCK比RCK高7.67%,其他治疗方法差异很小;在10-20 cm的土壤层中,DR与FD相比显着增加了10.48%。20-30 cm的土壤层中,DR显着增加了34.09%,而RSD则比FSD高6.38%。灌浆阶段,在灌浆阶段使用相同的秸秆还田方法,水分对土壤水分的影响与开花期基本相同(图3)。0〜100 cm土层,土壤含水量表明CK处理和SD处理均明显高于D处理。CK比SD高15.8%,两者之间没有显着差异。不同水梯度下,不同秸秆还田方式对土壤含水量的影响也主要表现在0〜30 cm土层。FD处理相比,在0至30 cm的土壤层中,RD显着提高了土壤含水量13.13%。RCK相比,FCK显着增加了7.1%;在不同的返回方式下,SD处理的土壤含水量无显着差异。收获期,如图4所示,使用相同的秸秆还田方法,不同用水方式对土壤层中土壤水分的影响为0在收获期的100 cm处,CK和SD明显高于D。SD高9.8%,两者之间的差异不显着。同土层下不同秸秆还田方式对土壤水分的影响也不同。FD土的水分含量相比,0到10 cm土层的RD显着增加了8.21%,而从10到20 cm土层中的RD显着下降;与土壤层中的FCK从0到30 cm相比,RCK显着将土壤层中的土壤水分从30 cm增加到60 cm。差异不明显。2表明,不同的灌溉梯度对产量的影响为CK> SD> D。不同的水分梯度下,不同秸秆还田方法的产量不同。
RCK相比,FCK显着提高了7.71%;但是,FD治疗显着低于RD治疗。种现象可能是由于在不同的水条件下,将秸秆还田的方法对小穗数量和千粒重的影响。RCK相比,FCK显着提高了6.38%,与FD相比,RD显着提高了5.11%。SD秸秆还田的两种处理之间没有显着差异。数的差异可能与光点的长度有关:光点FD的长度比RD大10.59%,光点FCK的长度比RCK小7.23% 。千粒谷物的重量显示为CK> SD> D,并且与D相比,CK显着增加了15.04%。 秆还田和种植方法大大影响了土壤的水分含量[5] 。晶晶和贾亮的研究表明,有机物的水分保留是基于一定量的土壤水分。相对较高的土壤水分含量(SWC> 70%至80%)下,返回田间的耕种秸秆往往具有更好的保水效果,而在较低的土壤水分含量下( SWC <60%至55%)其保水能力不明显[13,14]。与本实验的结果是一致的:在充足的水分条件下,扁平作物的土壤水分,有机碳含量和单产均明显高于冠作物。干旱条件下,山顶作物的土壤水分,有机碳含量和单产均优于平板作物。
可能是由于以下事实:庄稼的波峰减少了行之间的蒸发,增加了水向沟渠的渗透,改变了土壤水分的空间分布,减轻了土壤干燥并降低了土壤水分。量降低。秆还田将通过增加土壤碳含量,改善土壤质量和增加土壤储水量来减轻干旱对农作物的不利影响[6,7] 。溉可以显着增加生物量和农作物产量,改善生物量将产生大量的根和植物体,使其返回田间,这在一定程度上将碳返还[15] ]。项研究的结果表明,随着生长,灌溉将逐渐减少表层土壤的有机碳含量,并使有机碳含量增加20至30 cm,而土壤的有机碳含量将增加。开花到收获的整个灌溉过程中地表水会更高。果水量足够,则较高的有机碳回流和较低的有机碳矿化速率可能是造成较高的表面碳含量的原因。壤中的水分还影响返回田间的秸秆的分解,进而影响土壤的碳含量。俊松等。[16]表明,灌溉量会显着影响土壤含水量和土壤蓄水量。
着灌溉量的增加,土壤含水量和储水量增加,蒸散量也增加,这与本实验的结果是一致的。溉将影响土壤的有机碳含量和空间分布。同土层土壤有机碳含量随灌溉量的增加而增加,即CK> SD> D。与杨振泉的结论一致[17]。]和刘振祥[18]。 干旱条件下,在地面上使用微脊秸秆返回田间有利于保持土壤的水容量,抑制田间蒸发,增加沟渠中水的渗透,有利分解山脊中的稻草并促进有机碳的积累,同时减轻干旱胁迫。溉会增加土壤湿度。够的湿度更有利于秸秆的保水,并能促进有机物的分解,有利于有机碳的积累和产量的形成。而言之,在干旱条件下,秸秆还田和微冠的结合有利于增加土壤的有机碳和水含量,并大大提高产量。
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