长期秸秆还田改土培肥综合效应的研究

长期定位肥料试验作为农田生态系统的重要研究方法,具有常规试 验不可比拟的优点。本试验选用山东省齐河县华店乡和焦斌乡两地代表 黄淮海农区的潮土,设置秸秆不同用量与氮磷肥配施为 6 个主处理、两 种土质为副处理,进行盆栽试验,对麦玉两熟长期不同施肥条件下土壤 理化性质的动态变化、土壤钾库形态的转化、土壤养分的平衡状况、土 壤酶的活性及微生物区系等进行了系统研究,初步探讨秸秆还田改土培 肥的增产效应与机理,主要研究结果如下: 1 秸秆还田量与土壤盐分呈显著正相关。秸秆与化肥配施的土壤可 溶性盐分有增加趋势。砂壤土含盐量高于中壤土。另外,土壤盐分也与 气候和作物生育期等因素有关。 2 秸秆还田能改善土壤的通气状况,降低土壤容重和 pH 值,协调 土壤水肥气热等生态条件,为根系生长创造良好的土壤环境。 3 秸秆还田能显著增加土壤有机质积累,提高土壤养分的有效性。 两种质地的土壤,其有机质季节积累和养分生物有效性的变化动态相 似,即 6 月 2 日最高,6 月 22 日最低。土壤有机质及有效养分含量都 随施肥年限的延长而递减,且中壤土的各肥力指标均大于砂壤土。 4 秸秆还田量与水溶性钾、非特殊吸附钾、特殊吸附钾和非交换钾 含量呈显著正相关,与矿物钾呈显著负相关。长期秸秆还田土壤钾素年 度变化规律:非交换钾、特殊吸附钾呈逐年上升趋势;水溶性钾、非特 殊吸附钾、矿物钾呈逐年下降趋势。 5 秸秆还田量与土壤有效铁、锌、锰之间呈显著正相关,与速效铜 相关性不好;两种不同质地土壤微量元素均有类似规律:即 N1P1M3> N1P1M2>N1P1M1>N0P0M2>N1P1M0>N0P0M0。除有效铜外,土壤有效 锌、锰、铁季节性变化都较明显。 6 两种质地的土壤脲酶和磷酸酶活性强度变化趋势是 N1P1M3> N1P1M2>N1P1M1>N0P0M2>N1P1M0>N0P0M0。在 NP 肥用量相同的各 处理中,秸秆还田量与土壤脲酶、磷酸酶活性密切相关。两种土质的土 壤脲酶、磷酸酶与有机质、有效氮、有效磷、有效钾均呈极显著相关。 1 长期秸秆还田改土培肥综合效应的研究 两种酶都有随施肥年限的延长而递减的趋势。 7 秸秆还田后,土壤细菌、真菌、放线菌的数量均有所增加,且细 菌>放线菌>真菌。在小麦分蘖期,各处理的微生物数量最少;小麦返青 期后菌类数量迅速增加;微生物数量的高峰期出现在玉米拔节期和大喇 叭口期。 8 秸秆还田能显著提高作物产量,中壤土的增产效果比砂壤土好。 总产量与秸秆还田量呈显著正相关;小麦的千粒重和生物量都与秸秆还 田量呈显著正相关,而株高、穗粒数和有效穗数与秸秆还田量的相关性 不显著;玉米的穗粒重、千粒重与秸秆还田量之间达到了显著水平,而 穗粒数和穗行数与还田量的相关性不显著。 9 作物对 N、P、K 的吸收量随秸秆还田量的增加而提高;在 N、P、 K 投入量相同的条件下,中壤土中作物对养分的吸收量大于砂壤土;在 化肥施入量相同的条件下,土壤氮素始终保持盈余状态,而磷素和钾素 均处于亏缺状态。