稻麦两熟制长期秸秆沟埋还田对土壤碳氮含量及作物产量的影响
秸秆集中沟埋还田是一种不同于常规还田的新型土壤耕作技术。目前，关于秸秆集中沟埋还田的研究主要集中在土壤生态过程的短期效应方面。本实验旨在对比集中沟埋还田与粉碎旋耕还田两种不同还田方式对土壤有机碳、氮素有效性及作物产量的长期效应，旨在评估新型秸秆沟埋还田的推广可行性。研究发现，在稻季中，秸秆沟埋还田条件下测定的土壤TOC相较于秸秆粉碎旋耕还田与不还田均显著提高；DOC含量相较于秸秆粉碎旋耕还田与不还田均显著降低；MBC相对于秸秆粉碎旋耕还田与不还田均显著提高；土壤TN含量相较于秸秆粉碎旋耕还田与不还田均显著提高；土壤NH4+-N含量相较于秸秆粉碎旋耕还田与不还田均显著提高；水稻产量相较于不还田显著提高。在麦季中，秸秆沟埋还田条件下测定的土壤MBC相较于秸秆粉碎旋耕还田与不还田均显著提高；土壤TN含量相较于不还田显著降低；土壤NH4--N含量相较于不还田显著降低；土壤NO3--N含量相较于秸秆粉碎旋耕还田与不还田均显著提高；土壤MBN相较于不还田显著提高；小麦产量相较于秸秆粉碎旋耕还田与不还田显著提高。结果表明，长期秸秆沟埋还田能够改善土壤生态过程，提高稻麦产量。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言3
1材料与方法5
1.1实验方法5
1.2实验方案5
1.2.1实验材料5
1.2.2实验地点6
1.3实验设计6
1.3.1设计实验6
1.3.2主要测定指标6
1.3.3测定方法6
1.3.3.1土壤总有机碳（TOC）的测定6
1.3.3.2土壤活性有机碳（LOC）的测定6
1.3.3.3土壤水溶性有机碳（DOC）的测定6
1.3.3.4土壤微生物生物量碳（MBC）与土壤微生物生物量氮6
1.3.3.5植物全氮（TN）、铵态氮（NH4+N）及硝态氮含量6
1.3.3.6作物产量测定方法7
1.3.3.7数据分析7
2结果与分析7
2.1两种还田方式对土壤中有机碳（TOC、LOC、DOC、MBC）含量的影响差异
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
及分析7
2.1.1对土壤总有机碳（TOC）含量的影响7
2.1.2对土壤活性有机碳（LOC）含量的影响7
2.1.3对土壤水溶性有机碳（DOC）含量的影响8
2.1.4对土壤微生物生物量碳（MBC）含量的影响9
2.2两种方式土壤中氮素（TN、NH4+N、NO3N、MBN）有效性影响差异及分析10
2.2.1对土壤总氮含量（TN）的影响10
2.2.2对土壤铵态氮含量（NH4+N）的影响11
2.2.3对土壤硝态氮含量（NO3N）的影响12
2.2.4对土壤微生物生物氮含量（MBN）的影响13
2.3稻麦两熟制中两种还田方式对水稻、小麦产量的影响差异及分析14
2.3.1两种还田方式对水稻产量的影响14
2.3.2两种还田方式对小麦产量的影响15
3讨论16
致谢17
参考文献17
稻麦两熟制长期秸秆沟埋还田对土壤碳氮含量及作物产量的影响
引言
引言
将秸秆作为一种可利用的生物资源处理，一方面能够减少因随意焚烧带来的污染物质的排放，而另一方面，还能使其变废为宝，最大程度的回收与利用。秸秆还田作为一种直接有效的秸秆利用方式，既可以解决即环境污染问题，也可以促进农业资源的循环利用 [1]。
作为生态农业的核心措施之一，已有大量研究探讨了秸秆还田对土壤碳氮含量及作物产量的影响。
在对土壤中有机碳影响的方面，前人研究主要体现在对总有机碳、水溶性有机碳、易氧化有机碳及微生物碳量等指标。对于总有机碳的影响主要体现在土壤活性有机碳与土壤的有效养分、土壤的物理性状及耕作措施等具有更密切的关系，它比土壤总有机碳对稻秆还田的反应更为灵敏[24]，因此在土壤质量中，活性有机碳能够作为土壤潜在生产力以及由土壤管理措施引起土壤有机质变化的早期指标[56]。目前国内外关于稻秆还田对提高土壤有机碳含量的效应已经得到学术界的普遍认可[78]，但是稻秆还田条件下土壤有机碳的增幅是不是随着还田量的增加而增加还不得而知。
经研究表明，稻杆还田使土壤水溶性有机碳含量平均增加52.05%。稻杆还田可以显著增加土壤水稳性团聚体有机碳含量。土壤水稳性团聚体有机碳含量随着团聚体粒径的增加呈现先增大后减小的趋势,且以2－1mm 土壤水稳性团聚体有机碳含量为最高。耕作方式对土壤水稳性团聚体有机碳达到了显著性差异,对于0.5－0.25mm、2－1mm、5－3mm和 〉5mm粒径,RRWS水稳性团聚体有机碳含量显著高于TRWS,增幅分别为1.97%、2.67%、7.56%和13.17%。综上，稻秆还田可以显著增加土壤水溶性有机碳含量及水稳性团聚体有机碳含量[9]。
对易氧化有机碳的影响主要体现在连续两季25%和50%稻秆还田量处理对各土层土壤易氧化有机碳提高作用最显著，而髙量稻秆还田处理较中低量稻秆还田处理较在提高活性有机碳组分方面没有体现出明显优势，这是由于过量稻秆还田导致土壤C/N失衡，从而影响稻秆的腐解效应。同时，中低量稻秆还田处理较稻秆不还田处理也显著提高了土壤易氧化有机碳有效率以及碳库管理指数，这更是说明中低量稻秆还田处理土壤有机碳更容易被微生物分解，养分循环更快。即每公顷6000公斤以内的小麦稻秆和9000公斤以内的水稻秸秆连续还田，对麦田不同土层的易氧化有机碳没有产生不利的影响，适当的稻秆还田量有利于增加土壤易氧化有机碳含量[10]。
土壤微生物量碳在土壤中的绝对数量不大，但它是土壤有机养分的活性部分，可反映土壤有效养分状况和生物活性，能在很大程度上反映土壤微生物数量，是评价土壤微生物数量和活性及土壤肥力的重要指标[11] 。秸秆作为一种有机物料还田提高了土壤的有机质含量，改善了土壤的理化性质，为微生物的生长繁殖提供了良好的生存环境[12]；同时秸杆还田为土壤微生物生长提供了丰富的碳源，极大地刺激了微生物的群落和活性[1314]。
对土壤中氮素的影响，主要体现在对土壤全氮含量、氮素淋失及微生物量氮等指标。土壤全氮含量可以表征土壤总的供氮水平，体现土壤肥力。李贵桐等的研究结果表明，稻秆还田增加了土壤氮矿化量，年际变化较大[15]。劳荣秀等研究发现稻秆还田后，土壤速效氮含量也得到了提高，且与稻杆还田量呈显著正相关[16]。稻秆的高碳氮比会导致微生物与作物生长竞争氮素，从而影响稻秆还田的土壤氮素固定和矿化，可以通过配施氮肥解决这种问题。柯福源等研究认为稻秆与氮肥混施，能提高水稻对稻轩氮的利用率，减少氮肥浪费和损失，展示出持续稳定长期的供氮特点，增产效益比较显著[17]。
研究结果表明，施入农田中的氮肥大约有5.0%41.9%通过淋溶进入地下水，导致地下水硝酸盐含量上升，危及人类健康[18]。减少化肥用量、施用缓释控释肥和有机肥、添加秸秆、改善农田灌溉模式等对减少氮素淋失有明显的影响[1924]。一些研究结果[2526]表明，秸秆还田后，淋溶液中氮、磷素的累积含量均有降低，淋失速度也有不同程度的降低。李玉梅等[27]发现秸秆粉碎氨化还田对土壤中氮磷素的淋溶损失均有不同程度的抑制作用。李妍等研究[28]结果表明，适宜的还田量和还田深度能够减少氮素的淋失，提高养分利用率，减少环境污染。因此，秸秆集中沟埋还田有很好的应用前景。
经实验发现[29]，秸秆还田无施肥和秸秆还田有施肥处理均能提高土壤微生物量氮含量，两者没有显著性差异。仅仅施肥而无秸秆还田的处理对于提高土壤微生物量氮的效果微乎其微，说明秸秆还田是土壤微生物量氮提高的核心因素。Witter[30] 在长达30年的肥料试验田上的研究结果表明，长期施用有机肥或有机物料如秸秆、绿肥、农家肥等土壤中微生物量较高。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言3
1材料与方法5
1.1实验方法5
1.2实验方案5
1.2.1实验材料5
1.2.2实验地点6
1.3实验设计6
1.3.1设计实验6
1.3.2主要测定指标6
1.3.3测定方法6
1.3.3.1土壤总有机碳（TOC）的测定6
1.3.3.2土壤活性有机碳（LOC）的测定6
1.3.3.3土壤水溶性有机碳（DOC）的测定6
1.3.3.4土壤微生物生物量碳（MBC）与土壤微生物生物量氮6
1.3.3.5植物全氮（TN）、铵态氮（NH4+N）及硝态氮含量6
1.3.3.6作物产量测定方法7
1.3.3.7数据分析7
2结果与分析7
2.1两种还田方式对土壤中有机碳（TOC、LOC、DOC、MBC）含量的影响差异
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
及分析7
2.1.1对土壤总有机碳（TOC）含量的影响7
2.1.2对土壤活性有机碳（LOC）含量的影响7
2.1.3对土壤水溶性有机碳（DOC）含量的影响8
2.1.4对土壤微生物生物量碳（MBC）含量的影响9
2.2两种方式土壤中氮素（TN、NH4+N、NO3N、MBN）有效性影响差异及分析10
2.2.1对土壤总氮含量（TN）的影响10
2.2.2对土壤铵态氮含量（NH4+N）的影响11
2.2.3对土壤硝态氮含量（NO3N）的影响12
2.2.4对土壤微生物生物氮含量（MBN）的影响13
2.3稻麦两熟制中两种还田方式对水稻、小麦产量的影响差异及分析14
2.3.1两种还田方式对水稻产量的影响14
2.3.2两种还田方式对小麦产量的影响15
3讨论16
致谢17
参考文献17
稻麦两熟制长期秸秆沟埋还田对土壤碳氮含量及作物产量的影响
引言
引言
将秸秆作为一种可利用的生物资源处理，一方面能够减少因随意焚烧带来的污染物质的排放，而另一方面，还能使其变废为宝，最大程度的回收与利用。秸秆还田作为一种直接有效的秸秆利用方式，既可以解决即环境污染问题，也可以促进农业资源的循环利用 [1]。
作为生态农业的核心措施之一，已有大量研究探讨了秸秆还田对土壤碳氮含量及作物产量的影响。
在对土壤中有机碳影响的方面，前人研究主要体现在对总有机碳、水溶性有机碳、易氧化有机碳及微生物碳量等指标。对于总有机碳的影响主要体现在土壤活性有机碳与土壤的有效养分、土壤的物理性状及耕作措施等具有更密切的关系，它比土壤总有机碳对稻秆还田的反应更为灵敏[24]，因此在土壤质量中，活性有机碳能够作为土壤潜在生产力以及由土壤管理措施引起土壤有机质变化的早期指标[56]。目前国内外关于稻秆还田对提高土壤有机碳含量的效应已经得到学术界的普遍认可[78]，但是稻秆还田条件下土壤有机碳的增幅是不是随着还田量的增加而增加还不得而知。
经研究表明，稻杆还田使土壤水溶性有机碳含量平均增加52.05%。稻杆还田可以显著增加土壤水稳性团聚体有机碳含量。土壤水稳性团聚体有机碳含量随着团聚体粒径的增加呈现先增大后减小的趋势,且以2－1mm 土壤水稳性团聚体有机碳含量为最高。耕作方式对土壤水稳性团聚体有机碳达到了显著性差异,对于0.5－0.25mm、2－1mm、5－3mm和 〉5mm粒径,RRWS水稳性团聚体有机碳含量显著高于TRWS,增幅分别为1.97%、2.67%、7.56%和13.17%。综上，稻秆还田可以显著增加土壤水溶性有机碳含量及水稳性团聚体有机碳含量[9]。
对易氧化有机碳的影响主要体现在连续两季25%和50%稻秆还田量处理对各土层土壤易氧化有机碳提高作用最显著，而髙量稻秆还田处理较中低量稻秆还田处理较在提高活性有机碳组分方面没有体现出明显优势，这是由于过量稻秆还田导致土壤C/N失衡，从而影响稻秆的腐解效应。同时，中低量稻秆还田处理较稻秆不还田处理也显著提高了土壤易氧化有机碳有效率以及碳库管理指数，这更是说明中低量稻秆还田处理土壤有机碳更容易被微生物分解，养分循环更快。即每公顷6000公斤以内的小麦稻秆和9000公斤以内的水稻秸秆连续还田，对麦田不同土层的易氧化有机碳没有产生不利的影响，适当的稻秆还田量有利于增加土壤易氧化有机碳含量[10]。
土壤微生物量碳在土壤中的绝对数量不大，但它是土壤有机养分的活性部分，可反映土壤有效养分状况和生物活性，能在很大程度上反映土壤微生物数量，是评价土壤微生物数量和活性及土壤肥力的重要指标[11] 。秸秆作为一种有机物料还田提高了土壤的有机质含量，改善了土壤的理化性质，为微生物的生长繁殖提供了良好的生存环境[12]；同时秸杆还田为土壤微生物生长提供了丰富的碳源，极大地刺激了微生物的群落和活性[1314]。
对土壤中氮素的影响，主要体现在对土壤全氮含量、氮素淋失及微生物量氮等指标。土壤全氮含量可以表征土壤总的供氮水平，体现土壤肥力。李贵桐等的研究结果表明，稻秆还田增加了土壤氮矿化量，年际变化较大[15]。劳荣秀等研究发现稻秆还田后，土壤速效氮含量也得到了提高，且与稻杆还田量呈显著正相关[16]。稻秆的高碳氮比会导致微生物与作物生长竞争氮素，从而影响稻秆还田的土壤氮素固定和矿化，可以通过配施氮肥解决这种问题。柯福源等研究认为稻秆与氮肥混施，能提高水稻对稻轩氮的利用率，减少氮肥浪费和损失，展示出持续稳定长期的供氮特点，增产效益比较显著[17]。
研究结果表明，施入农田中的氮肥大约有5.0%41.9%通过淋溶进入地下水，导致地下水硝酸盐含量上升，危及人类健康[18]。减少化肥用量、施用缓释控释肥和有机肥、添加秸秆、改善农田灌溉模式等对减少氮素淋失有明显的影响[1924]。一些研究结果[2526]表明，秸秆还田后，淋溶液中氮、磷素的累积含量均有降低，淋失速度也有不同程度的降低。李玉梅等[27]发现秸秆粉碎氨化还田对土壤中氮磷素的淋溶损失均有不同程度的抑制作用。李妍等研究[28]结果表明，适宜的还田量和还田深度能够减少氮素的淋失，提高养分利用率，减少环境污染。因此，秸秆集中沟埋还田有很好的应用前景。
经实验发现[29]，秸秆还田无施肥和秸秆还田有施肥处理均能提高土壤微生物量氮含量，两者没有显著性差异。仅仅施肥而无秸秆还田的处理对于提高土壤微生物量氮的效果微乎其微，说明秸秆还田是土壤微生物量氮提高的核心因素。Witter[30] 在长达30年的肥料试验田上的研究结果表明，长期施用有机肥或有机物料如秸秆、绿肥、农家肥等土壤中微生物量较高。
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