作物杂志,2022, 第5期: 135–140 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2022.05.019

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

秸秆全量还田下土壤氮素特征对耕作措施的响应

唐江华(), 杜孝敬, 徐文修(), 苏丽丽, 房彦飞, 许潮, 安崇霄   

  1. 新疆农业大学农学院,830052,新疆乌鲁木齐
  • 修回日期:2021-07-26 出版日期:2022-10-15 发布日期:2022-10-19
  • 通讯作者: 徐文修,主要从事绿洲农作制度与资源高效利用研究,E-mail:xjxwx@sina.com
  • 作者简介:唐江华,主要从事绿洲农田高效农作制度和农田碳氮循环研究,E-mail: yisyisls@sina.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(31760371);新疆农业大学作物学重点学科发展基金(XNCDKY2017001)

Effects of Tillage Measures on Soil Nitrogen Characteristics under Total Straw Returning

Tang Jianghua(), Du Xiaojing, Xu Wenxiu(), Su Lili, Fang Yanfei, Xu Chao, An Chongxiao   

  1. College of Agronomy, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, Xinjiang, China
  • Revised:2021-07-26 Online:2022-10-15 Published:2022-10-19

摘要:

为揭示北疆地区秸秆全量还田下不同耕作措施对土壤氮素特征的影响,进而筛选出适宜北疆复播大豆资源高效利用的耕作措施。于2019年进行了复播大豆田间试验,在冬小麦收获后秸秆全量还田条件下,设置了翻耕(TS)、翻耕覆膜(TPS)和免耕秸秆覆盖(NTS)3种耕作措施处理,研究不同耕作措施对复播大豆土壤铵态氮、硝态氮及氨挥发的影响。结果表明,复播大豆花期施肥后,土壤氨挥发速率和积累量表现为TPS>TS>NTS;不同耕作措施下土层0~20cm硝态氮和铵态氮含量差异显著,0~20cm耕层TPS和TS处理土壤硝态氮含量分别较NTS处理高17.12%和18.45%,铵态氮含量分别高82.76%和4.66%。综合考虑认为,秸秆全量还田下,北疆复播大豆适宜的耕作方式为翻耕覆膜。

关键词: 大豆, 秸秆还田, 耕作措施, 氮素, 土壤氨挥发

Abstract:

To determine the effects of various tillage techniques on nitrogen characteristics under straw returning, and to choose the most appropriate tillage technique for the effective use of summer soybean resources in northern Xinjiang, three treatments made up the trial in 2019, moldboard plough tillage with straw returning (TS), tillage+film mulching (TPS), and no-till with straw returning (NTS). The effects of different tillage measures on soil ammonium nitrogen, nitrate nitrogen and ammonia volatilization were studied. The results showed that after fertilization at the flowering stage of the reseeded soybean, the ammonia volatilization rate and accumulation in the soil showed TPS > TS > NTS. Different tillage measures had significant differences in nitrate nitrogen and ammonium nitrogen in 0-20cm soil. The average contents of nitrate nitrogen in 0-20cm with TPS and TS treatments were 17.12% and 18.45% higher than that NTS treatment, and ammonium nitrogen contents were high in 82.76% and 4.66%, respectively. Therefore, the tillage plus film mulching and with straw returning (TPS) is the suitable tillage measure for replanting summer soybean.

Key words: Soybean, Straw returning, Tillage measures, Nitrogen, Ammonia volatilization from soil

图1

不同处理对复播大豆土壤氨挥发速率的影响 不同小写字母表示0.05水平差异显著,下同

图2

不同处理对复播大豆土壤氨挥发积累量的影响

图3

不同处理对复播大豆成熟期各土层土壤硝态氮垂直分布的影响

图4

不同处理对复播大豆成熟期各土层土壤铵态氮垂直分布的影响

[1] IPCC. Climate Change 2013:The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge: Cambridge University Press, 2013.
[2] 苏京志, 温敏, 丁一汇, 等. 全球变暖趋缓研究进展. 大气科学, 2016, 40(6):1143-1153.
[3] 徐娇媚. 伊犁河谷气候变化及其对农业影响初探. 乌鲁木齐:新疆农业大学, 2013.
[4] 李娟, 韩霁昌. 渭北旱塬麦玉轮作田土壤质量及生产性能提升效应研究. 西部大开发(土地开发工程研究), 2016(3):68-76.
[5] 王玉玲, 李军. 利于小麦—玉米轮作田土壤理化性状和作物产量的耕作方式研究. 植物营养与肥料学报, 2014, 20(5):1139-1150.
[6] Romero P R, Verhulst N, Delarosa D, et al. Effects of tillage and crop residue management on maize yields and net returns in the central mexican highlands under drought conditions. Pedosphere, 2014, 24(4):476-486.
doi: 10.1016/S1002-0160(14)60034-5
[7] 赵宏亮, 王麒, 孙羽, 等. 秸秆还田下灌溉方式对水稻产量及水分利用率的影响. 核农学报, 2018, 32(5):959-969.
doi: 10.11869/j.issn.100-8551.2018.05.0959
[8] 王保君, 王伟, 胡乃娟, 等. 麦秸还田下水氮管理对稻田土壤养分、酶活性及碳库的短期影响. 核农学报, 2016, 30(5):957-964.
doi: 10.11869/j.issn.100-8551.2016.05.0957
[9] 潘剑玲, 代万安, 尚占环, 等. 秸秆还田对土壤有机质和氮素有效性影响及机制研究进展. 中国生态农业学报, 2013, 21(5):526-535.
[10] 刘连强, 张志军, 訾惠君, 等. 大豆秸秆栽培白灵菇配方的初步研究. 中国食用菌, 2011, 30(2):33,36.
[11] 高旺盛. 论保护性耕作技术的基本原理与发展趋势. 中国农业科学, 2007, 40(12):2702-2708.
[12] Cannell R Q, Hawes J D. Trends in tillage practices in relation to sustainable crop production with special reference to temperate climates. Soil and Tillage Research, 1994, 30(2/3/4):245-282.
doi: 10.1016/0167-1987(94)90007-8
[13] Reeves D W. The role of soil organic matter in maintaining soil quality in continuous cropping systems. Soil and Tillage Research, 1997, 43(1/2):131-167.
doi: 10.1016/S0167-1987(97)00038-X
[14] 韩上, 武际, 李敏, 等. 深耕结合秸秆还田提高作物产量并改善耕层薄化土壤理化性质. 植物营养与肥料学报, 2020, 26(2):276-284.
[15] 李纯燕, 杨恒山, 萨如拉, 等. 不同耕作措施下秸秆还田对土壤速效养分和微生物量的影响. 水土保持学报, 2017, 31(1):197-201,210.
[16] 付国占, 李潮海, 王俊忠, 等. 残茬覆盖与耕作方式对土壤性状及夏玉米水分利用效率的影响. 农业工程学报, 2005, 21(1):52-56.
[17] 张宇, 张海林, 陈继康, 等. 耕作方式对冬小麦田土壤呼吸及各组分贡献的影响. 中国农业科学, 2009, 42(9):3354-3360.
[18] Mu X, Zhao Y, Liu K, et al. Responses of soil properties,root growth and crop yield to tillage and crop residue management in a wheat-maize cropping system on the North China Plain. European Journal of Agronomy, 2016, 78:32-43.
doi: 10.1016/j.eja.2016.04.010
[19] 郭梨锦, 曹凑贵, 张枝盛, 等. 耕作方式和秸秆还田对稻田表层土壤微生物群落的短期影响. 农业环境科学学报, 2013, 32(8):1577-1584.
[20] 牛新胜, 马永良, 牛灵安, 等. 玉米秸秆覆盖冬小麦免耕播种对土壤理化性状的影响. 华北农学报, 2007, 22(增):158-163.
[21] 陈素英, 张喜英, 胡春胜, 等. 秸秆覆盖对夏玉米生长过程及水分利用的影响. 干旱地区农业研究, 2002(4):55-57,66.
[22] 李少昆, 王克如, 冯聚凯, 等. 玉米秸秆还田与不同耕作方式下影响小麦出苗的因素. 作物学报, 2006, 32(3):463-465,478.
[23] 王朝辉, 刘学军, 巨晓棠, 等. 田间土壤氨挥发的原位测定——通气法. 植物营养与肥料学报, 2002, 8(2):205-209.
[24] 符小文, 刘文, 徐文修, 等. 伊犁河谷冬小麦―夏大豆轮作体系土壤氨挥发对氮肥的响应. 新疆农业大学学报, 2018, 41(2):79-85.
[25] 宋歌, 孙波, 教剑英. 测定土壤硝态氮的紫外分光光度法与其他方法的比较. 土壤学报, 2007, 44(2):288-293.
[26] 郭文淼, 辛宇, 张金尧, 等. 全波长扫描式多功能读数仪―靛酚蓝比色法测定水样铵态氮含量. 中国土壤与肥料, 2018(4):166-170.
[27] 张德奇, 岳俊芹, 李向东, 等. 耕作方式对豫南雨养区土壤微环境及冬小麦产量的影响. 农业工程学报, 2016, 32(增2):32-38.
[28] 董文旭, 胡春胜, 陈素英, 等. 保护性耕作对冬小麦―夏玉米农田氮肥氨挥发损失的影响. 中国农业科学, 2013, 46(11):2278-2284.
[29] Martin H. Chantigny J. Douglas M D, et a1. Ammonia volatilization following surface application of raw and treated liquid swine manure. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 2009, 85(3):275-286.
doi: 10.1007/s10705-009-9266-7
[30] 朱兆良, 金继运. 保障我国粮食安全的肥料问题. 植物营养与肥料学报, 2013, 19(2):259-273.
[31] 陈海飞, 冯洋, 徐芳森, 等. 秸秆还田条件下氮肥管理对中低产田水稻产量和氮素吸收利用影响的研究. 植物营养与肥料学报, 2014, 20(3):517-524.
[32] Li S, Jiang X, Wang X, et al. Tillage effects on soil nitrification and the dynamic changes in nitrifying microorganisms in a subtropical rice-based ecosystem:a long-term field study. Soil and Tillage Research, 2015, 150:132-138.
doi: 10.1016/j.still.2015.02.005
[33] 胡立峰, 胡春胜, 安忠民, 等. 不同土壤耕作法对作物产量及土壤硝态氮淋失的影响. 水土保持学报, 2005, 19(6):186-189.
[34] 隋鹏祥, 张心昱, 温学发, 等. 耕作方式和秸秆还田对棕壤土壤养分和酶活性的影响. 生态学杂志, 2016, 35(8):2038-2045.
[35] Govaerts B, Sayre K D, Lichter K, et al. Influence of per-manent raised bed planting and residue management on physical and chemical soil quality in rain fed maize/wheat systems. Plant and Soil, 2007, 291:39-54.
doi: 10.1007/s11104-006-9172-6
[36] 胡锦昇, 樊军, 付威, 等. 保护性耕作措施对旱地春玉米土壤水分和硝态氮淋溶累积的影响. 应用生态学报, 2019, 30(4):1188-1198.
[37] Abdullah S A. Minimum tillage and residue management increase soil water content,soil organic matter and canola seed yield and seed oil content in the semiarid areas of Northern Iraq. Soil and Tillage Research, 2014, 144:150-155.
doi: 10.1016/j.still.2014.07.017
[38] Liu X, Ju X, Zhang F, et al. Nitrogen dynamics and budgets in a winter wheat-maize cropping system in the North China Plain. Field Crops Research, 2003, 83(2):111-124.
doi: 10.1016/S0378-4290(03)00068-6
[1] 王和寿. 不同氮素水平对叶用甘薯营养品质的影响[J]. 作物杂志, 2022, (6): 208–213
[2] 齐广勋, 董岭超, 张伟, 袁翠平, 刘晓冬, 王英男, 董英山, 王玉民, 赵洪锟. 国外大豆种质资源对大豆花叶病毒株系3(SMV3)的抗性评价[J]. 作物杂志, 2022, (6): 70–74
[3] 历艳璐, 王俊鹏, 于欣志, 魏宏磊, 陈麒宇, 赵洪祥, 徐晨, 边少锋, 张治安. 冷凉区不同地膜覆盖对玉米干物质和氮素积累与分配的影响[J]. 作物杂志, 2022, (5): 124–129
[4] 葛昌斌, 秦素研, 黄杰, 曹燕燕, 廖平安. 耕作方式对小麦赤霉病和产量的影响[J]. 作物杂志, 2022, (5): 235–240
[5] 李宁, 刘彤彤, 杨进文, 史雨刚, 王曙光, 孙黛珍. 不同氮素利用效率型小麦品种的生理差异分析[J]. 作物杂志, 2022, (5): 87–96
[6] 孙庆圣, 原程, 张玉先. 减施氮肥和接种根瘤菌对黑大豆光合特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2022, (4): 132–137
[7] 乔羽佳, 卫玲, 肖俊红, 刘博, 杨海峰, 段学艳. 黄淮海夏大豆不同年份、地点的产量差异分析[J]. 作物杂志, 2022, (4): 221–226
[8] 郑敏娜, 梁秀芝, 康佳惠, 李荫藩, 王慧, 韩志顺, 陈燕妮. 不同施氮量对饲用燕麦光合特性及氮素光合利用效率的影响[J]. 作物杂志, 2022, (4): 249–254
[9] 雷蕾, 关哲允, 曹士亮, 王玉民, 林春晶, 彭宝, 刘鹏, 赵丽梅, 李志刚, 张春宝. 基于产量相关性状SSR分子标记的大豆杂种优势群划分[J]. 作物杂志, 2022, (4): 54–61
[10] 王保君, 程旺大, 沈亚强, 秦叶波, 苏瑶, 陈贵, 鲁晨妮, 张红梅. 氮肥减量对优质稻籽粒蛋白质影响及其合理性评价[J]. 作物杂志, 2022, (3): 168–173
[11] 于博, 徐松鹤, 任琴, 杨玉亭, 周萌洋, 潘瑜. 秸秆还田研究进展及内蒙古玉米秸秆深翻还田现状[J]. 作物杂志, 2022, (2): 6–15
[12] 杜昕, 李博, 毛鲁枭, 陈伟, 张玉先, 曹亮. 褪黑素对干旱胁迫下大豆产量及AsA-GSH循环的影响[J]. 作物杂志, 2022, (1): 174–178
[13] 王庆彬, 卢洁春, 彭春娥, 孟慧, 刘治国, 王洪凤, 张民. 不同氮量处理配施宛氏拟青霉提取物对小白菜生长和氮素吸收的影响[J]. 作物杂志, 2022, (1): 190–195
[14] 韩德志. 大豆炸荚表型精准检测方法的研究[J]. 作物杂志, 2022, (1): 84–87
[15] 王锐, 陈士勇, 陈志青, 崔培媛, 卢豪, 杨艳菊, 张海鹏, 张洪程. 根系分泌物对根际土壤关键氮转化过程的影响[J]. 作物杂志, 2021, (6): 1–8
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 李红燕,王永宏,赵如浪,张文杰,明博,谢瑞芝,王克如,李璐璐,高尚,李少昆. 宁夏引/扬黄灌区玉米子粒脱水模型的构建与应用[J]. 作物杂志, 2018, (4): 149 –153 .
[2] 温辉芹,程天灵,裴自友,李雪,张立生,朱玫. 山西省近年审定小麦品种的综合性状分析[J]. 作物杂志, 2018, (4): 32 –36 .
[3] 梁海燕, 李海, 林凤仙, 张翔宇, 张知, 宋晓强. 不同糜子品种抗倒伏性田间鉴定及抗倒评价指标的筛选分析[J]. 作物杂志, 2018, (4): 37 –41 .
[4] 何中国,朱统国,李玉发,王佰众,牛海龙,刘红欣,李伟堂,牟书靓. 吉林省花生育种现状及发展方向[J]. 作物杂志, 2018, (4): 8 –12 .
[5] 樊艳丽,董会,卢柏山,史亚兴,高宁,史亚民,徐丽,席胜利,张翠芬,刘焱辉. 播期对不同糯玉米品种淀粉糊化特性的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 79 –83 .
[6] 张燕,尹翠,曹云娥. 蚯蚓发酵液对果蔬品质的影响[J]. 作物杂志, 2018, (1): 102 –106 .
[7] 黄少辉,杨云马,刘克桐,杨军芳,邢素丽,孙彦铭,贾良良. 不同施肥方式对河北省小麦产量及肥料贡献率的影响[J]. 作物杂志, 2018, (1): 113 –117 .
[8] 杜志敏,杨宇尘,夏原野,宫彦龙,闫志强,徐海. 收获期对北方杂交粳稻和常规粳稻品质的影响[J]. 作物杂志, 2018, (1): 147 –151 .
[9] 郜战宁,冯辉,薛正刚,杨永乾,王树杰,潘正茂. 28个大麦品种(系)主要农艺性状分析[J]. 作物杂志, 2018, (1): 77 –82 .
[10] 朱凯,张飞,柯福来,王艳秋,邹剑秋. 种植密度对适宜机械化栽培高粱品种产量及生理特性的影响[J]. 作物杂志, 2018, (1): 83 –87 .