科研产出
砂姜黑土秸秆还田配施氮肥的固碳效应分析
《生态环境学报 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：以安徽蒙城砂姜黑土4年秸秆还田定位试验为研究对象,研究了秸秆还田配施不同氮肥水平条件下砂姜黑土耕层土壤容重、有机质组分的变化特征,分析了土壤有机质含量与土壤容重的相关性以及秸秆还田和氮肥施用对土壤碳库管理指数、固碳效应的影响。结果表明,秸秆还田(S)显著降低了土壤容重,不同施氮水平间,秸秆移除的土壤容重在1.24~1.31 g·cm-3之间,而秸秆还田在1.14~1.20 g·cm-3范围内,后者较前者下降2.50%~9.20%(p<0.05),其中以秸秆还田配施N5(S+N 720kg·hm-2)处理的降幅最高。S较秸秆移除(R)显著提高了耕层土壤有机质含量(TOM)和活性有机质(LOM)含量,增加幅度分别为2.38%~10.61%(p<0.05)和9.10%~44.74%(p<0.05),其中分别以配施N2(N 450 kg·hm-2)、N3(N 540 kg·hm-2)水平的幅度最高。相同施氮条件下,碳库管理指数(CPMI)S较R高出2.42%~87.68%(p<0.05);秸秆还田配施氮肥较秸秆还田不施氮肥显著提高了CPMI,提高幅度分别为41.71%、38.17%、74.62%、48.84%和48.86%(p<0.05),并以配施N3处理的为最高,较N1(N 360 kg·hm-2)、N2、N4(N 630 kg·hm-2)和N5高出23.22%、26.38%、17.33%和17.31%(p<0.05);秸秆还田配施氮肥处理的CPMI较R+N0依次高出2.42%、45.14%、41.51%、78.85%、52.44%和52.46%(p<0.01);秸秆移除各氮肥水平间的CPMI无显著差异。根据等质量土壤计算方法,等质量土壤为2615 Mg·hm-2(0~20 cm),秸秆还田配施氮肥增加了耕层等质量土壤有机碳储量,增加范围为6.58%~14.83%;秸秆还田配施氮肥较不施氮肥显著高出10.29%~16.35%(p<0.05),较R+N0高出25.99%~32.91%(p<0.01),均以配施N4水平的增幅最高;S+N0较R+N0提高14.23%(p<0.05)。相关分析表明,SOM和LOM含量均随土壤容重的减小而增加,相关系数为0.5540和0.7575,分别呈显著线性负相关(p<0.05)和极显著线性负相关(p<0.01)。由此可见,秸秆还田可显著降低土壤容重,提高SOM、LOM和CPMI,有机质和活性有机质含量随土壤容重的增加递减;秸秆还田和施肥均可提高等质量2615 Mg·hm-2的土壤有机碳储量,秸秆还田以配施N4、N5高氮量时表现为最高,N1、N2和N3处理次之,不施肥最低;单施氮肥对提高等质量土壤的有机碳储量具有显著作用,但不及秸秆还田与氮肥配施的效果显著。
关键词： 砂姜黑土 秸秆还田 氮肥水平 有机质组分 碳库管理指数 碳储量
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秸秆还田和施肥对砂姜黑土理化性质及小麦-玉米产量的影响
《生态学报 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：通过安徽省蒙城县砂姜黑土上连续4a的冬小麦-夏玉米连作长期定位试验,研究了秸秆还田配合施用不同量氮肥对土壤理化性质及作物产量的影响。结果表明,秸秆还田可降低土壤容重2.5%—9.2%,提高含水量8.2%—28.5%和表层土壤贮水量4.1%—19.9%;增加土壤总孔隙度1.1%—8.9%、毛管孔隙度18.9%—41.0%,非毛管孔隙度降低6.4%—38.8%,土壤毛管孔隙度占土壤总孔隙度的比例增加。秸秆还田所有处理耕层的土壤硝态氮含量高于秸秆移除处理,施氮540、630、720 kg N hm-2a-1时,秸秆还田处理的硝态氮含量显著高于秸秆移除,而铵态氮含量无明显变化规律。无论秸秆还田还是秸秆移除,耕层土壤的硝态氮含量随氮肥用量的增加呈指数趋势增加,硝态氮含量与施氮量的相关性秸秆移除处理高于秸秆还田处理;秸秆还田处理的铵态氮含量随施氮量增加成指数趋势增加,而秸秆移除处理呈指数趋势减小,相关性均不显著。秸秆还田条件下,小麦和玉米获得高产的年氮肥用量分别为630、696 kg N hm-2a-1,秸秆移除为579、627 kg N hm-2a-1。经作用力分析,秸秆还田是影响土壤物理性质的最重要因素,作物产量受秸秆还田和施氮量的影响,但氮肥水平大于秸秆还田。
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