《长期秸秆还田对苏北稻麦轮作体系土壤肥力的影响》
该文是关于秸秆还田和土壤肥力方面专科开题报告范文跟秸秆还田有关专科开题报告范文.
摘 要为明确宿迁市宿豫区长时间秸秆还田对土壤肥力的影响,连续6年研究了秸秆还田对土壤pH值和有机质、全氮、有效磷、速效钾等土壤肥力指标的影响.结果表明,秸秆全量还田后,土壤pH值呈现先降低后升高的变化趋势,逐渐稳定在中性范围.秸秆还田后5年土壤平均有机质、有效磷、速效钾分别为25.45 g/kg、1.56 g/kg、27.52 mg/kg、115.38 mg/kg,较2012年分别增加了5.31%、17.19%、82.1%、18.4%.逐年的秸秆还田平均土壤有机质、有效磷、速效钾呈极显著增加,而全氮保持在稳定水平,说明长期秸秆还田有利于土壤肥力的提高和维持土壤肥力的长期稳定,对保障农业可持续发展和实现区域耕地地力水平提高具有重要意义.
关键词秸秆还田;稻麦轮作;土壤肥力;苏北地区
中图分类号S158文献标识码A
文章编号1007-5739（2020）04-0160-03 开放科学（资源服务）标识码（OSID）
农作物秸秆是重要的农业生产副产品,我国秸秆资源丰富,作物秸秆的生产量每年高达9亿t[1],约占世界秸秆总量的25%,是世界第一秸秆大国[2-3].作物秸秆含有大量有机质和丰富的氮、磷、钾等营养元素[4],秸秆还田是增加农田土壤养分的重要途径之一,也是减少因秸秆焚烧造成环境污染的重要举措,秸秆还田可以改善农田土壤基本理化性状,起到提高土壤质量和养分利用效率,增加作物产量的重要作用,有利于农业的可持续发展[5-6].
现代农业生产中化肥的过量施入,造成土壤酸化、板结等诸多问题[7].土壤是农业的基础,作物产量40%～80%的养分来自土壤,只有在土壤肥力提高的条件下,才能达到高产、稳产[8].秸秆还田能够将作物吸收的大部分营养元素归还到土壤,达到提升土壤肥力等作用.虽然国内科技工作者对秸秆还田培肥土壤等方面进行了大量研究[9-13],但试验周期较短,很难深入掌握秸秆还田下土壤质量演变规律.已有的长期定位试验研究显示,秸秆还田有助于增加土壤有机质含量及土壤养分[5,14],但是研究尺度较小,研究代表性差.宿迁市宿豫区是苏北农业大区,本试验在全区开展长期秸秆还田,并采集具有代表性的土壤样品进行分析,研究长期秸秆还田对土壤肥力的影响.
1材料与方法
1.1试验地概况
试验于2012年1月至2017年12月在江苏省宿迁市宿豫区进行.宿迁市宿豫区位于江苏省北部,属于长三角经济圈、东陇海产业带、沿海经济带、沿江经济带的交叉辐射区,属于暖温带季风气候区,光热资源比较优越,四季分明,气候湿润,年均气温14.2 ℃,年均降水量910 mm,太阳总辐射量约为489.5 kJ/cm2,年均日照总时数2 291 h.无霜期较长,平均为211 d,年均活动积温5 189 ℃,全年作物生长期为310.5 d.宿豫区耕地面积3.65万hm2,属于黄淮海冲击平原地带,土类主要为潮土和砂姜黑土,宿豫区种植制度为稻麦轮作.
1.2试验设计
结合测土配方施肥补贴项目和宿豫区长期秸秆还田现状,选择2012—2017年6年时间,分析研究秸秆还田对稻麦轮作体系土壤肥力的影响.每年10月水稻收获后秸秆还田前为一年处理,并在全区均匀布点进行土壤样品采集化验工作,连续6年重复试验,每年土样均是在小麦水稻秸秆全量还田的大田中采集.旨在区域范围内推广秸秆还田基础上,开展历年采土化验分析工作,在大区域长时间条件下研究秸秆还田与土壤理化性状的关系,揭示秸秆全量还田对土壤肥力的影响.
1.3样品采集与测定方法
2012—2017年,每年10月左右,在水稻收获后秸秆还田前,结合测土配方施肥补贴项目采集土样任务,在全区11个乡镇按照100～360 hm2设置1个样点均匀布点,共计1 396个土壤样点,每个采样点采用“S”型方法,采集0～20 cm混合土壤样品,检测土壤pH值、有机质、全氮、有效磷、速效钾5项参数.其中,土壤pH值按照NY/T 1377—2007方法测定、有机质采用NY/T 1121.6—2006方法测定,土壤全氮采用半微量开氏法 NY/T 53—1987方法测定、有效磷采用NY/T 1121.7—2014方法测定、速效钾采用LY/T 1234—2015方法测定.测定数据以2012年数据作为对照,对比分析之后5年长期秸秆还田对宿豫稻麦轮作体系土壤肥力的影响.
1.4数据分析
采用Excel和SPSS 18.0进行数据处理与统计分析,采用Duncan方法进行不同处理间差异显著性检验分析.
2结果与分析
2.1长期秸秆还田对土壤pH值的影响
2012—2017年,土壤pH值呈现先下降再升高的变化趋势,雖然秸秆还田土壤pH值数值总体变动有降低趋势,但差异并不显著.土壤平均pH值在2015年达到最低值6.3,呈现土壤酸化现象,且土壤平均pH值极显著低于其他年份土壤pH值（P<0.01）;2016—2017年这2年中,呈现逐渐增加趋势,至2017年10月,土壤平均pH值增加至7.16（中性范围）.秸秆还田条件下的土壤pH值变化规律呈现类反抛物线（R2=0.466 8）（表1、图1）.土壤pH值的变化规律说明,秸秆还田条件下,在前期秸秆分解过程中,可能产生一定的酸性物质,进而影响土壤的pH值.长期耕作施用化肥对土壤pH值具有酸化作用,在施肥的同时,配合秸秆还田,可以有效改善因长期施肥造成的土壤酸化问题.
2.2长期秸秆还田条件下对土壤有机质的影响
秸秆还田条件下,土壤有机质总体呈现增加趋势,且随着秸秆还田年份的增加,呈极显著增加趋势,具体表现为先增加再降低再增加的变化趋势,其中土壤有机质在2015年达到最低值,平均为22.64 g/kg,低于2012年土壤有机质,但差异不显著,极显著低于其他年份的土壤有机质.土壤有机质的总体变化趋势呈现线性递增趋势,说明秸秆还田后,在大区域长时间范围内,有利于土壤有机质的增加,有利于整个区域土壤的培肥（R2等于0.120 2）（图2）.经分析发现,土壤pH值与土壤有机质变化具有极显著负相关（表2）.
2.3长期秸秆还田对土壤全氮的影响
秸秆还田条件下,土壤全氮总体呈增加趋势,逐年变动表现为先升高后降低,土壤全氮变化规律呈现抛物线.不同于pH值和有机质的变化规律,土壤全氮在秸秆还田环境下,于2015年达到最高值1.76 g/kg,极显著高于其他年份土壤全氮含量,并在随后的年际间降低,除2017年土壤全氮和2012年差异不显著外,其他年份的土壤全氮均极显著地高于2012年（表1、图3）,说明在秸秆还田条件下,土壤的氮素肥力状况呈现增加趋势,并维持在稳定水平.土壤全氮和有机质、有效磷、速效钾呈现显著性正相关（P<0.01）,说明表征土壤基础地力的指标具有相同的变化规律,体现了秸秆还田对土壤基础地力的提高作用.
2.4长期秸秆还田对土壤有效磷的影响
秸秆全量还田条件下,土壤有效磷总体表现为增加趋势,且逐年变动呈上升趋势,在2015—2017年3年时间内,有效磷平均值稳定大于30 mg/kg,极显著高于2012年的15.12 mg/kg,有效磷含量平均增加82.1%（表1）.秸秆还田条件下,土壤有效磷含量总体呈增加趋势,说明秸秆还田有助于土壤有效磷的增加（R2等于0.805 5,图4）.土壤有效磷与土壤全氮、速效钾等营养元素表现为极显著正相关,与土壤pH值表现为极显著负相关（表2）,这可能和土壤pH值降低有利于土壤被固定的磷元素转化为活性的有效磷,增加土壤活性营养元素含量.
2.5秸秆还田条件下对土壤速效钾的影响
秸秆还田条件下,土壤速效钾总体表现为升高趋势,逐年变化趋势为先升高再降低然后再升高.土壤速效钾含量在2016年、2017年均极显著高于2012年,长期秸秆全量还田条件下,宿豫区范围内,土壤速效钾呈现很好的线性增加趋势（R2等于0.684 7,图5）,说明秸秆还田有利于增加土壤速效钾含量,提高土壤营养元素含量.土壤速效钾与土壤有机质、全氮、有效磷含量呈现极显著正相关（表2）,说明秸秆还田有助于土壤肥力的整体提高.
3结论与讨论
3.1结论
通过长期秸秆全量还田,土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾均呈现出不同程度的增加,秸秆还田后5年的土壤平均有机质、全氮、有效磷、速效钾分别为25.45 g/kg、1.56 g/kg、27.52 mg/kg、115.38 mg/kg;较2012年分别增加了5.31%、17.19%、82.1%、18.4%.逐年的秸秆还田多重比较结果显示,土壤有机质、有效磷、速效钾均呈现极显著增加;全氮秸秆还田后5年较第1年表现为增加,但后5年之间全氮变化差异不显著,土壤全氮保持在稳定水平,说明长期秸秆还田有利于土壤肥力的提高和维持土壤肥力的长期稳定,且对土壤pH值环境具有长期调控作用,减少过量施肥造成土壤酸化等问题的危害,减少农业面源污染的产生,对维持苏北稻麦轮作区域耕地地力水平提高和农业环境保护,走农业可持续发展道路,保障区域粮食生产功能和粮食安全具有重要意义.
3.2讨论
秸秆全量还田条件下,土壤pH值先降低,这与杨连飞[15]的秸秆全量还田有助于降低土壤pH值的研究结果相同.土壤pH值降低到2015年的微酸性,又逐步上升呈中性,这与万毅林[16]研究结果相同.秸秆还田使得土壤有机质含量提高,而有机质在分解过程中生成二氧化碳和大量有机酸,可能导致前期秸秆还田后土壤pH值的降低[17],但秸秆还田在一定程度上对土壤pH值起到调节作用,可以使土壤pH值由偏酸性或偏碱性向中性转化[18].王淑平等[19]研究认为,秸秆还田增强了土壤的缓冲能力,使土壤pH值保持在对于土壤养分循环转化和作物生长有益并且比较稳定的水平.因此,秸秆还田对土壤pH值的整体调节具有重要作用,有助于维持作物生长所需的正常pH值范围.秸秆全量还田条件下,土壤pH值与有机质、全氮、有效磷、速效钾呈现极显著负相关,说明土壤pH值对土壤微生物活性、有机质矿化、矿物质转化有重要作用,进而影响土壤团养分的存在状态、有效性,以及有效养分的释放和迁移[20].
秸秆全量还田可以培肥地力,使土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾分别出现不同程度的增加趋势,这与许多学者研究结果相同[21-25].秸秆还田有助于增加土壤微生物的数量[26],土壤微生物对秸秆的分解、土壤有机质的矿化、腐殖质形成和分解、营养元素循环具有积极作用,可以在一定程度上提高土壤肥力[27],这是秸秆还田土壤培肥地力的主要原因.刘晓霞等[28]在我国南方地区连续实施秸秆还田3～4年,发现相对于秸秆不还田,秸秆还田后土壤有机质、有效磷和速效钾含量都顯著提高,但秸秆还田对土壤全氮含量的短期效应很有限,与本文研究较为一致.白建忠等[29]在我国西北从2013—2015年连续实施秸秆还田3年,发现秸秆还田量对2014年水稻种植前土壤有机质、全氮和速效钾含量有显著影响,而对其他不同时期土壤碱解氮、有效磷含量影响不大.这可能是由于秸秆还田受不同的土壤类型、气候、秸秆种类、耕作体系等综合因素影响,表现出不同的研究结论,有待进一步研究.秸秆还田还可以在稻麦轮作条件下显著地降低农田地表径流中的氮、磷、钾流失量,减少农业面源污染[30-32],对土壤肥力的提高、维持土壤肥力的稳定以及减少农业面源污染具有重要的意义.
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上文结束语，本文论述了关于秸秆还田方面的秸秆还田和土壤肥力论文题目、论文提纲、秸秆还田和土壤肥力论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文.
秸秆还田和土壤肥力引用文献:
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