秸秆还田模式对农田土壤碳库特性及产量的影响

引用本文

王海候, 金梅娟, 陆长婴, 施林林, 周新伟, 沈明星, 季国军, 张永春. 秸秆还田模式对农田土壤碳库特性及产量的影响[J].自然资源学报, 2017,32(5): 755-764
WANG Hai-hou, JIN Mei-juan, LU Chang-ying, SHI Lin-lin, ZHOU Xin-wei, SHEN Ming-xing, JI Guo-jun. Effects of Patterns of Returning Straw to Field on Soil Carbon Pool and Yield in Rice-wheat Double Cropping Systems[J]. Journal of Natural Resources, 2017,32(5): 755-764 复制到剪切板

DOI:10.11849/zrzyxb.20160506

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秸秆还田模式对农田土壤碳库特性及产量的影响

王海候^1,³, 金梅娟^1,³, 陆长婴^1,³, 施林林^1,³, 周新伟^1,³, 沈明星^1,^3,^*, 季国军², 张永春^2,³

1. 江苏太湖地区农业科学研究所,江苏苏州 215155

2. 江苏省农业科学院资源与环境研究所/农业部江苏耕地保育科学观测实验站, 南京 210014

3. 农业部苏州水稻土生态环境重点野外科学观测试验站,江苏苏州 215155

*通信作者简介：沈明星（1968- ）,男,江苏吴江人,研究员,主要从事循环农业方面研究。E-mail: smxwwj@163.com

第一作者简介：王海候（1979- ）,男,江苏启东人,副研究员,硕士,主要从事土壤质量管理与农业废弃物循环利用。E-mail: wanghaihou@126.com

收稿日期:2016-05-16 网络出版日期:2017-05-20

基金:农业部公益性行业（农业）科研专项（201503122）; 江苏省科技支撑项目（BE2013334）; 江苏省农业科技自主创新基金项目（CX(12)1002）

摘要

为探明南方稻麦两熟制农田秸秆还田模式对土壤总有机碳、活性有机碳、碳库管理指数和稻麦产量的影响,论文通过8 a的水稻-小麦轮作田间定位试验,设置了4个秸秆还田模式处理：秸秆不还田（CK）、秸秆稻麦季均还田（RW）、仅麦秸稻季还田（W）、仅稻秸麦季还田（R）。结果表明,与CK处理相比,秸秆还田显著提高了0~20 cm土壤的总有机碳、活性有机碳、稳定态有机碳（ P<0.05）;不同秸秆还田模式处理之间的土壤总有机碳、稳定态有机碳差异均不显著（ P>0.05）,RW处理的活性有机碳、碳库活度指数、碳库管理指数与R处理无显著差异性（ P>0.05）,显著大于W处理（ P<0.05）;RW与R处理的水稻产量均值无显著差异性（ P>0.05）,显著大于W处理;活性有机碳、碳库管理指数与水稻产量均值呈极显著相关（ P<0.01）,与小麦产量均值关系不密切（ P>0.05）;上述结果表明,与稻麦两季还田模式相比,南方稻麦两熟制农田实施仅稻秆麦季还田模式,并不影响作物稳产性与土壤地力的提升。

关键词: 土壤; 秸秆还田模式; 活性有机碳; 碳库管理指数; 产量; 稻麦两熟制

中图分类号:S158.5 文献标志码:A 文章编号:1000-3037(2017)05-0755-10

Effects of Patterns of Returning Straw to Field on Soil Carbon Pool and Yield in Rice-wheat Double Cropping Systems

WANG Hai-hou^1,³, JIN Mei-juan^1,³, LU Chang-ying^1,³, SHI Lin-lin^1,³, ZHOU Xin-wei^1,³, SHEN Ming-xing^1,³, JI Guo-jun²

1. Taihu Research Institute of Agricultural Sciences, Suzhou 215155, China

2. Institute of Agricultural Resources and Environments, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences/Scientific Observing and Experimental Station of Arable Land Conservation (Jiangsu), Nanjing 210014, China

3. Key Scientific Observation & Experiment Station Paddy Field Eco-environment, Suzhou, Ministry of Agriculture, Suzhou 215155, China

Fund:Public Welfare and Industry Special Fund Project of the Ministry of Agriculture, No.201503122; Jiangsu Province Science and Technology Support Project, No.BE2013334; Jiangsu Province Agricultural Science and Technology Innovation Fund Projects, No.CX(12)1002

Abstract

Straw returning helps to decrease the environment pollution, moreover, the rational utilization of straw resources benefits sustainable development of soil fertility, soil conservation, and the agricultural ecosystem. An eight-year field experiment was conducted in Suzhou City, Jiangsu Province to study the effect of different patterns of straw returning to field on labile organic ( LOC), carbon pool management index ( CPMI) and crop yields in a typical rice-wheat rotation region—the Taihu Lake region. The experiment consisted of four patterns of returning straw to the field: rice straw alone (named as “R”), wheat straw alone (named as “W”), straw of both rice and wheat (named as “RW”) and no straw returning to field (CK). The results indicated that returning straw significantly increased the content of total organic carbon ( TOC), LOC, and non-labile organic ( NLOC) at the soil depth of 0-20 cm interval compared to no straw returning treatment. The TOC significantly increased by 15.34%-16.97%, and the LOC content significantly increased by 16.62%-27.39% ( P<0.05). No significant difference on TOC or NLOC was observed among different treatments. There were no significant differences of LOC, CPI, CPMI between the treatments of RW and R, while the value of LOC, CPI, CPMI of RW were higher in the treatment of W. The mean rice yield increased by 4.53% in RW and 4.07% in R treatment respectively compared to CK treatment ( P<0.05), and no significant difference was observed between W and CK treatments. There were no significant differences of LOC between RW and R treatments ( P>0.05), while significant differences were observed between the treatments of RW and W ( P<0.05). LOC and CPMI were significantly correlated to the mean yield of rice ( P<0.05), while they were not correlated with mean yield of wheat ( P>0.05). It was concluded that compared with the mode of returning both rice and wheat straws to field, the mode of only returning rice straw to field in the wheat growing season does not affect the crop yield stability and soil fertility improvement. However, it is recommended to reduce or avoid returning wheat straw in a rice-wheat double cropping system in South China.

Keyword: soil; patterns of straw returning to field; labile organic carbon; carbon pool management index; yield; rice-wheat double cropping system

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稻麦两熟制是我国长江下游地区农田的重要种植生产模式之一, 同时, 也是江苏省最主要的粮食生产模式^[1]。江苏省常年稻麦两熟制的种植面积为1.63× 10⁶ hm², 约占全省耕地面积的40%左右^[2], 根据抽样调查估算^[3], 稻麦轮作农田年均稻麦秸秆产生量高达16.50± 0.75 t· hm^-2, 如何有效处置与利用稻麦秸秆, 不仅是当前社会关注的热点问题之一, 也是各级政府面临的难点问题^[4]。

稻麦秸秆作为一种重要的有机肥源, 将其还田利用一直是传统农业生产中土壤培肥的主要方式, 同时也是解决秸秆出路与实现秸秆资源有效利用的最重要途径^[5]。国内外研究结果表明, 秸秆还田具有改善土壤结构^[6]、强化土壤有机质积累^[7]、提高营养元素含量^[8]、激活土壤酶活性^{[9, 10]}等培肥效应, 从而促进作物产量的提高。但我们也看到, 秸秆还田会大大增加稻田温室气体排放^[11], 引发稻田温室气体增排主要源自于稻季麦秸还田^{[12, 13]}, 从长远利益与国家需求视角出发, 迫切需要重新审视麦秸还田技术的应用^[2]。另外, 由于江苏省小麦收割和水稻栽插季节, 正处在梅雨期间, 麦秸还田后, 如遇暴雨, 稻田径流中富含麦秸腐解产物, 极易给周边水体造成污染^[14]。因此, 为最大限度地避免秸秆还田可能产生的环境负面影响, 在条件允许情况下, 选择麦季稻秸还田比稻季麦秸还田更合理、更科学^[2]。

农田土壤有机碳库是土壤肥力的重要指标, 是作物高产稳产的基础^[15], 活性有机碳作为土壤有机碳的重要组分之一, 在较短时间内对农业管理措施的响应和敏感性较强^[16], 与土壤肥力、土壤质量及碳库平衡密切相关^[17], 作为反映因农业管理措施引起的土壤质量变化的敏感性指标, 在土壤肥力的评价、土地的可持续利用等方面已受到人们的广泛关注^[18]。已有的研究表明, 秸秆还田不仅可以显著提高有机碳储量, 还可以明显改善土壤有机碳的活性和质量^[19], 但有关秸秆还田的作业管理措施对土壤有机碳影响的研究, 主要集中于秸秆还田量^[20]、还田方式^[5]、还田年限^[21]、还田后耕作方式^[22]等, 若要通过优化秸秆还田模式平衡秸秆还田对作物增产正效应与环境风险物质增排负效应之间的矛盾, 首先必然要明确秸秆还田模式对农田土壤碳库活性及作物产量的影响, 而有关此方面的研究尚不多见。为此, 本文在借鉴前人研究的基础上, 通过8 a的田间定位试验, 研究秸秆还田模式（秸秆稻麦季均还、仅麦秆稻季还田、仅稻秆麦季还田）对稻麦两熟高产农田土壤总有机碳、活性有机碳及稻麦产量的影响, 以期为该地区秸秆资源的合理利用与土壤培肥提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验区位于江苏省苏州市现代农业（水稻）示范区（31° 27′ 45′ ′ N, 120° 25′ 57′ ′ E）。该地区属于北亚热带季风气候, 年日照时数3 039 h, 降雨量1 128 mm, 平均温度15.7 ℃, > 10 ℃有效积温4 947 ℃。秸秆还田模式定位试验始于2007年6月水稻生长季, 试验土壤类型属壤质黄泥土, 试验前0~20 cm耕层土壤有机质含量33.0 g· kg^-1, 全氮1.7 g· kg^-1, 碱解氮111.2 mg· kg^-1, 有效磷35.3 mg· kg^-1, 速效钾82.0 mg· kg^-1, pH值6.12, 土壤容重1.10 g· cm^-3。种植制度主要实行夏水稻-冬小麦轮作。

1.2 供试材料

水稻品种为常规粳稻苏香粳1号, 5月中旬播种, 6月下旬人工移栽, 移栽规格为行距23.3 cm、株距13.3 cm, 每穴3苗, 10月28日左右收获。小麦品种为扬麦系列（2008— 2010年为扬麦19号, 2011— 2015年为扬麦22号）, 在上茬水稻收获前10 d左右套播, 播种量为150 kg· hm^-2, 5月底收获。秸秆为试验田上茬收获的作物秸秆, 水稻生产季的麦秸秆（碳含量约为46.5%, 氮含量约为0.48%）还田量为4.5 t· hm^-2, 小麦生产季的稻秸秆（碳含量约为42.3%, 氮含量约为0.72%）还田量为6.0 t· hm^-2; 稻麦秸秆均进行5~10 cm机械粉碎后还田。

1.3 试验设计

试验设置秸秆稻麦季均还田（RW）、仅麦秸稻季还田（W）、仅稻秸麦季还田（R）、秸秆均不还田（CK）, 4个处理, 3次重复, 小区面积32.5 m²。

1.4 田间管理

不同还田模式处理的秸秆还田方式：麦秸稻季旋耕还田（旋耕深度约13 cm）, 稻秸麦季免耕覆盖还田。各处理施肥量及肥料运筹均相同, 水稻季：氮肥（纯氮）、磷肥（五氧化二磷）和钾肥（氧化钾）用量分别为225、90、180 kg· hm^-2, 氮肥按基肥: 分蘖肥: 穗肥=4: 3: 3施用, 磷肥一次性基施, 钾肥作基肥和穗肥施用, 每次50%, 分蘖肥和穗肥分别于6月27日、8月6日左右施用。水稻生长期间水分管理采用前期浅水（移栽— 7月25日）、中期烤田（7月26日— 8月9日）、后期干湿交替（8月10日— 收获前15 d）的管理模式, 其他田间管理措施同一般高产大田。小麦季：氮肥（纯氮）、磷肥（五氧化二磷）和钾肥（氧化钾）用量分别为180、90、120 kg· hm^-2, 氮肥按基肥: 越冬肥: 拔节返青肥=5: 3: 2施用, 磷钾肥一次性基施, 越冬肥和拔节返青肥分别于1月15日、3月5日左右施用。小麦生长期间其他田间管理措施同一般高产大田。

1.5 样品采集与测定

1）稻麦收获期, 均采用割方法测产, 每小区收割3 m², 脱粒后自然风干, 计算各处理的实际产量。水稻和小麦产量稳定性用产量稳定性系数（SYI）和变异系数（CV）两个指标衡量^[23]。产量稳定性系数（SYI）的计算公式为：SYI= $\begin{matrix} \overset{̅}{Y} \end{matrix}$ /Y_max, 式中： $\begin{matrix} \overset{̅}{Y} \end{matrix}$ 为单位面积的年平均产量（kg· hm^-2）; Y_max为所有年份中的最大产量（kg· hm^-2）。SYI可以是0~1之间的任何值, SYI值越大则作物产量越稳定。变异系数（CV）是标准差（Sd, kg· hm^-2）和平均数 $\begin{matrix} \overset{̅}{Y} \end{matrix}$ 构成的比数, CV越大, 说明稳定性越低。

2）于2015年5月底小麦收获后, 每个小区按“ S” 形采集0~20 cm土层的土壤, 并进行0~5、5~10、10~20 cm分层, 之后土壤进行风干、100目过筛; 土壤总有机碳含量采用K₂Cr₂O₇氧化外加热法测定, 土壤活性有机碳含量采用KMnO₄氧化法测定^[16]。

$\begin{matrix} NLOC = TOC - LOC \end{matrix}$ （1）

$\begin{matrix} CPI = TOC / TO C_{0} \end{matrix}$ （2）

$\begin{matrix} L = LOC / NLOC \end{matrix}$ （3）

$\begin{matrix} LI = L / L_{0} \end{matrix}$ （4）

$\begin{matrix} CPMI = CPI \times LI \times 100 \end{matrix}$ （5）

式中：TOC为总有机碳（g· kg^-1）; TOC₀为对照总有机碳（g· kg^-1）; LOC为活性有机碳（g· kg^-1）; NLOC为稳态有机碳含量（g· kg^-1）; CPI为碳库指数; L为碳库活度; L₀为对照碳库活度; LI为碳库活度指数; CPMI为碳库管理指数^[19]。所有土壤均以秸秆不还田处理为对照。

1.6 数据处理与分析

试验数据整理采用Microsoft Excel 2010完成; 采用Origin 9.0完成作图, 应用SPSS 20.0进行统计分析。以秸秆还田模式为因子进行单因素方差分析 [One-way ANOVA, Dunnett’ s t检验(双边)], 利用多重比较（Duucan法）对处理组间的均值进行差异显著性检验, 采用Pearson法进行双变量相关分析。

2 结果与分析

2.1 秸秆还田模式对农田土壤碳库特性的影响

2.1.1 对土壤总有机碳的影响

图1结果显示, 与CK处理相比, 秸秆连续8 a还田显著提高了0~20 cm土壤的总有机碳含量（P< 0.05）, 土壤总有机碳提高了15.34%~16.97%; 秸秆不同还田模式处理之间的土壤总有机碳差异不显著（P> 0.05）。不同土层深度之间, 0~5 cm土层, RW与R处理的总有机碳显著大于W处理（P< 0.05）; 5~10与10~20 cm土层, 不同还田模式处理之间的土壤总有机碳均无显著差异性（P> 0.05）。

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	图1 不同秸秆还田模式下的土壤总有机碳含量注：不同字母表示处理间差异显著（P< 0.05）。下同。Fig. 1 Soil TOC content in different patterns of returning straw to field

2.1.2 对土壤活性有机碳的影响

由图2可知, 与CK处理相比, 秸秆还田显著提高了0~20 cm土壤的活性有机碳含量（P< 0.05）, 土壤活性有机碳提高了16.62%~27.39%; 秸秆不同还田模式处理之间, RW与R处理无显著差异性（P> 0.05）, 显著大于W处理。不同土层深度之间, 0~5 cm土层, RW处理的活性有机碳显著大于W处理（P< 0.05）, 与R处理无显著差异性（P> 0.05）; 5~10 cm土层, RW处理的活性有机碳显著大于W、R处理（P< 0.05）; 10~20 cm土层, 不同还田模式处理之间的土壤活性有机碳差异未达显著水平（P> 0.05）。

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	图2 不同秸秆还田模式下的土壤活性有机碳含量Fig. 2 Soil LOC content in different patterns of returning straw to field

2.1.3 对土壤稳定态有机碳的影响

由图3可知, 与CK处理相比, 秸秆还田显著提高了0~20 cm土壤的稳定态有机碳含量（P< 0.05）; 不同土层深度之间, 0~5 cm土层, RW处理的稳定态有机碳显著大于W处理（P< 0.05）, 与R处理的差异不显著（P> 0.05）; 5~10 cm土层, RW与R处理的稳定态有机碳无显著差异性（P> 0.05）, 而R处理显著小于W处理（P< 0.05）; 10~20 cm土层, 不同还田模式处理之间的土壤稳定态有机碳差异均未达显著水平（P> 0.05）。

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	图3 不同秸秆还田模式下的土壤稳定态有机碳含量Fig. 3 Soil NLOC content in different patterns of returning straw to field

2.1.4 对土壤碳库活性指数的影响

表1结果显示, 秸秆不同还田模式处理对0~20 cm土壤碳库活度、碳库指数的影响较小, 均未达显著水平（P> 0.05）; RW处理的碳库活度指数、碳库管理指数显著大于W处理（P< 0.05）, 而与R处理无显著差异性（P> 0.05）。

表1 不同秸秆还田模式下0~20 cm土壤碳库活性指数 Table 1 Soil CPMI at 0-20 cm soil layer in different patterns of returning straw to field

2.2 秸秆还田模式对稻麦产量的影响

秸秆连续8 a还田后的稻麦产量结果表明（图4）, 水稻产量在前3 a无明显的变化规律, 第3年之后, R处理与RW处理的水稻产量高于W与CK处理, 其中R处理在第4、5、6、8年的水稻产量均略高于RW处理; W处理与CK处理无明显的变化规律; 8 a的小麦产量无明显的变化规律。

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	图4 不同秸秆还田模式下的稻麦产量Fig. 4 Yields of rice and wheat in different patterns of returning straw to field

将8 a水稻与小麦的产量进行均值与稳定性分析（表2）, RW、R处理的水稻产量显著大于W与CK处理（P< 0.05）, 与CK处理相比, RW、R处理的增产率分别为4.53%、4.07%, 而W处理的产量与CK处理差异不显著; 秸秆不同还田模式处理的小麦平均产量无显著差异性（P> 0.05）。进一步分析水稻和小麦产量的稳定性, 结果表明, 除R处理之外, 不同处理的水稻产量稳定性均高于小麦; 各处理水稻产量的变异系数低于小麦产量的变异系数。

表2 不同秸秆还田模式下稻麦产量稳定性 Table 2 Crop yield stability in different patterns of returning straw to field

2.3 稻麦产量与土壤碳库活性的相关性

分别对水稻、小麦产量均值以及0~20 cm土壤的总有机碳（TOC）、活性有机碳（LOC）、稳定态有机碳（NLOC）、碳库活度（L）、碳库活度指数（LI）、碳库指数（CPI）、碳库管理指数（CPMI）进行相关性分析（表3）, 结果表明, 水稻产量均值与TOC、NLOC、LI的相关性达显著水平（P< 0.05）, 与LOC、CPMI的相关性达极显著水平（P< 0.01）; 小麦产量均值仅与LI呈极显著的负相关。

表3 不同秸秆还田模式处理的碳库活性与稻麦产量的相关系数 Table 3 Correlation coefficients between labile organic and crop yield under different treatments

3 讨论

本研究结果表明, 持续8 a秸秆还田后, 与CK处理相比, 秸秆还田显著提高了农田0~20 cm土壤的总有机碳、活性有机碳、稳定态有机碳（P< 0.05）, 这与徐明岗等^[15]、蔡太义等^{[20, 21]}的研究结论相一致, 主要是因为秸秆还田直接补充了土壤碳库的损耗^[24]; 不同秸秆还田模式处理之间, RW、W、R处理的总有机碳、稳定态有机碳无显著差异性（P> 0.05）, 而RW处理的活性有机碳显著大于W处理（P< 0.05）, 与R处理无显著差异性（P> 0.05）, 其原因一方面可能是本试验8 a的连续秸秆还田, 其中W处理的碳累积输入量（秸秆还田量与秸秆碳含量的乘积）为16.72 t· hm^-2, 而R处理的碳累积输入量为20.30 t· hm^-2, RW处理的碳累计输入量为37.02 t· hm^-2, 土壤活性有机碳含量与外源秸秆有机碳的输入量关系密切, 高飞等^[25]研究结果表明, 秸秆还田量在3~6 t· hm^-2条件下, 增加秸秆还田量可以显著提高土壤的活性有机碳含量; 另一方面, W处理是麦秸秆在水稻生长季经0~13 cm旋耕后还田, 而R处理是稻秸秆在小麦生长季免耕覆盖还田, 由于水稻生长季是南方多雨季节, 稻田径流中富含大量的麦秸腐解产物, 柏彦超等^[26]研究发现秸秆还田增加了稻田渗漏液的水溶性有机碳含量, 在应对不良自然条件时, 还田秸秆的碳氮等养分极易随农田排水流失, 而免耕覆盖还田的秸秆聚集在土壤表面, 在土壤和大气之间形成一层屏障, 减少了土壤水分蒸发, 同时降低了土壤表面风速, 使水分和热量交换降低, 更有利于养分的矿化和吸收^[27]。

本研究分析了秸秆不同还田模式处理下8 a稻麦产量的变化特征, 结果表明, 与CK处理相比, RW与R处理的8 a水稻产量均值的增产率分别为4.53%、4.07%, 差异达显著水平（P< 0.05）, 而W处理的水稻产量与CK处理的差异不显著（P> 0.05）; 8 a的小麦产量测定结果表明, 不同秸秆还田模式处理之间无明显的变化规律, 且小麦产量均值差异不显著（P> 0.05）; 刘世平等报道了连续3 a稻麦两季秸秆还田量均为4.5 t· hm^-2条件下, 水稻增产3%, 小麦增产效果不明显^[28], 本文的研究结果与此相似。秸秆不同还田模式处理下, R处理的水稻产量均值显著高于W处理, 其主要原因可能是R处理的稻秸秆在麦季免耕覆盖还田, 秸秆在适宜的气温和土壤水分含量条件下, 有利于激发微生物活性, 促进秸秆的腐解与矿化分解, 半腐解的稻秸秆在下一个水稻季旋耕入土后, 养分可被当季水稻吸收利用^[25], 从而实现水稻增产; 而W处理的麦秸秆在水稻季还田, 由于定位试验区域的黄泥土黏、闭的土壤环境不利于土著微生物进行秸秆降解^[29], 另外秸秆稻季还田, 秸秆腐解与水稻生长存在“ 争氮” 的现象^[30], 影响水稻群体的生长和构建, 不利于获得较高的干物质量, 从而影响增产效率。

4 结论

1）通过持续8 a的秸秆还田模式定位试验表明, 与CK处理相比, 秸秆连续8 a还田显著提高了0~20 cm土壤的总有机碳、活性有机碳、稳定态有机碳（P< 0.05）; 秸秆不同还田模式处理之间, 土壤总有机碳、稳定态有机碳的差异均不显著（P> 0.05）; 而RW处理的活性有机碳、碳库活度指数、碳库管理指数显著大于W处理（P< 0.05）, 与R处理无显著差异性（P> 0.05）。

2）RW与R处理的水稻产量均值无显著差异性（P> 0.05）, 显著大于W与CK处理; 秸秆不同还田模式处理的小麦产量均值无显著差异（P> 0.05）。

3）水稻产量均值与TOC、NLOC、LI、LOC、CPMI分别呈显著或极显著的线性正相关, 而小麦与大部分碳库性状指标关系不密切。

4）综合秸秆还田的农学效应及维持土壤持续生产力的需求, 与稻麦两季还田模式相比, 南方稻麦两熟制农田实施仅稻秸麦季还田模式并不影响作物稳产性与土壤地力的提升。本文的研究对于指导南方稻麦两熟制农田土壤肥力的提升和秸秆资源的利用具有积极意义。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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[22]	陈尚洪, 朱钟麟, 刘定辉, 等. 秸秆还田和免耕对土壤养分及碳库管理指数的影响研究[J]. 植物营养与肥料学报, 2008, 14(4): 806-809. [CHEN S H, ZHU Z L, LIU D H, et al. Influence of straw mulching with no-till on soil nutrients and carbon pool management index. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2008, 14(4): 806-809. ] [本文引用:1]
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[25]	高飞, 贾志宽, 张鹏, 等. 秸秆覆盖对宁南旱作农田活性有机质及碳库管理指数的影响[J]. 干旱地区农业研究, 2011, 29(3): 107-111. [GAO F, JIA Z K, ZHANG P, et al. Effect of straw mulching on soil active organic carbon and soil carbon pool management index in the arid areas of southern Ningxia. Agricultural Research in the Arid Areas, 2011, 29(3): 107-111. ] [本文引用:2]
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[27]	高云超, 朱文珊, 陈文新. 秸秆覆盖免耕土壤微生物生物量与养分转化的研究[J]. 中国农业科学, 1994, 27(6): 41-49. [GAO Y C, ZHU W S, CHEN W X. The relationship between soil microbial biomass and the transformation of plant nutrients in straw mulched no-tillage soils. Scientia Agricultral Sinica, 1994, 27(6): 41-49. ] [本文引用:1]
[28]	刘世平, 聂新涛, 张洪程, 等. 稻麦两熟条件下不同土壤耕作方式与秸秆还田效用分析[J]. 农业工程学报, 2006, 22(7): 48-51. [LIU S P, NIE X T, ZHANG H C, et al. Effects of tillage and straw returning on soil fertility and grain yield in a wheat-rice double cropping system. Transactions of the CSAE, 2006, 22(7): 48-51. ] [本文引用:1]
[29]	李秋梅, 陈新平, 张福锁, 等. 冬小麦-夏玉米轮作体系中磷钾平衡的研究[J]. 植物营养与肥料学报, 2002, 8(2): 152-156. [LI Q M, CHEN X P, ZHANG F S, et al. Study on balance of phosphorus and potassium in winter wheat and summer maize rotation system. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2002, 8(2): 152-156. ] [本文引用:1]
[30]	朱鸿杰, 闫晓明, 何成芳, 等. 秸秆还田条件下农田系统碳循环研究进展[J]. 生态环境学报, 2014, 23(2): 344-351. [ZHU H J, YAN X M, HE C F, et al. Effect of returning straw on soil carbon cycle in cropland ecosystem. Ecology and Environmental Sciences, 2014, 23(2): 344-351. ] [本文引用:1]

2008

0.0

杨建昌, 杜永, 刘辉. 长江下游稻麦周年超高产栽培途径与技术[J]. 中国农业科学, 2008, 41(6): 1611-1621.

[YANG J

, DU

, LIU

. Cultivation approaches and techniques for annual super high yield of rice and wheat in the lower reaches of Yangtze River. Scientia Agricultural Sinica, 2008, 41(6): 1611-1621. ]

Rice and wheat are most important food crops in China. The realization of their super-high-yielding has great significance in ensuring food security in this country. Based on our researches and practices in super-high-yielding, this paper introduced the cultivation approaches and key techniques for obtaining super-high-yielding of rice and wheat (annual grain yield > 21 t•ha-1). The main approaches included enlarging sink size through stabling panicle/spike number and increasing spikelets/grains per panicle/spike, improving population quality through increasing the percentage of productive tillers and grain-leaf ratio, enhancing sink (grain) strength through increasing sugar-spikelet ratio or sugar-grain ratio, increasing matter production capacity through fostering a healthy and strong root system during the grain filling period, and increasing harvest index through enhancing remobilization of assimilates from vegetative tissues to grains. The key techniques were nursing strong-seedlings/ precise-sowing, site-specific nutrient management, precise and quantitative water-saving irrigation, and chemical control. Key points for the super-high- yielding research in rice and wheat at present and in near future were suggested.

水稻和小麦是中国两大最重要的粮食作物，实现水稻和小麦超高产对保证中国粮食安全具有重要意义。本文依据作者超高产研究与实践，介绍了长江下游稻麦周年超高产（周年产量＞21 t•ha-1）技术途径与关键栽培技术。主要的技术途径是：在一定穗数基础上，通过主攻大穗扩大库容；提高茎蘖成穗率和粒叶比协调源库关系；增加抽穗期的糖花比/糖粒比提高籽粒库生理活性；培育健壮根系提高结实期物质生产能力，促进物质运转提高收获指数。关键栽培技术为：应用Stanford公式确定氮、磷、钾施肥总量，依据叶绿素测定仪（SPAD值）或叶色卡（LCC）读数确定主要生育期氮肥施用量；分生育阶段依据低限土壤水势或土壤埋水深度进行精确定量灌溉。对当前和今后一段时间内稻麦周年超高产栽培理论与技术研究的重点提出了建议。

... 稻麦两熟制是我国长江下游地区农田的重要种植生产模式之一,同时,也是江苏省最主要的粮食生产模式^[1] ...

2014

0.0

常志州, 王德建, 杨四军, 等. 对稻麦秸秆还田问题的思考[J]. 江苏农业学报, 2014, 30(2): 304-309.

[CHANG Z

, WANG D

, YANG S

, et al. Thoughts on returning straw to field. Jiangsu Journal of Agricultural Sciences, 2014, 30(2): 304-309. ]

众所周知,秸秆还田是提高土壤肥力与防止秸秆焚烧的一个十分重要途径,同时,秸秆也是宝贵的再生资源,多级利用可以发挥其最大的效益,这是否意味着稻麦秸秆能长期连续全量还田?或秸秆可以全部收集离地?本文以江苏省农业科技自主创新项目阶段性研究成果为基础,结合国内外相关文献资料,通过探讨稻麦秸秆全量还田对产量和土地持续生产力的影响及其环境效应,对稻麦秸秆最大还田量进行了分析,同时讨论了基于维持土地生产力的稻麦秸秆最低还田量问题,旨在为稻麦秸秆还田或收集利用提供参考。研究结果表明,为维持土壤地力的持续提高,一定量的秸秆还田是必要的;稻麦秸秆全量还田对稻麦有增产作用,可减少农田氮、磷径流损失,并能显著提高土壤肥力水平,但麦秸还田会增加稻田温室气体排放;因此,在条件允许下,应避免或减少麦秸还田。

... 10⁶ hm²,约占全省耕地面积的40%左右^[2],根据抽样调查估算^[3],稻麦轮作农田年均稻麦秸秆产生量高达16 ...

... 但我们也看到,秸秆还田会大大增加稻田温室气体排放^[11],引发稻田温室气体增排主要源自于稻季麦秸还田^[12,13],从长远利益与国家需求视角出发,迫切需要重新审视麦秸还田技术的应用^[2] ...

... 因此,为最大限度地避免秸秆还田可能产生的环境负面影响,在条件允许情况下,选择麦季稻秸还田比稻季麦秸还田更合理、更科学^[2] ...

2012

0.0

顾克军, 张斯梅, 许博, 等. 江苏省水稻秸秆资源量及其可收集量估算[J]. 生态与农村环境学报, 2012, 28(1): 32-36.

[GU K

, ZHANG S

, XU

, et al. Estimation of total yield and collectable amount of rice straw in Jiangsu Province. Journal of Ecology and Rural Environment, 2012, 28(1): 32-36. ]

... 10⁶ hm²,约占全省耕地面积的40%左右^[2],根据抽样调查估算^[3],稻麦轮作农田年均稻麦秸秆产生量高达16 ...

2015

0.0

... hm^-2,如何有效处置与利用稻麦秸秆,不仅是当前社会关注的热点问题之一,也是各级政府面临的难点问题^[4] ...

2013

0.0

马超, 周静, 刘满强, 等. 秸秆促腐还田对土壤养分及活性有机碳的影响[J]. 土壤学报, 2013, 50(5): 915-921.

[MA

, ZHOU

, LIU M

, et al. Effects of incorporation of pre-treated straws into field on soil nutrients and labile organic carbon in Shajiang black soil. Acta Pedologica Sinica, 2013, 50(5): 915-921. ]

A two-year stationary field experiment under the crop rotation of wheat-corn was carried out in Shajiang black soil to study effects of incorporation of straws on soil nutrients and labile organic carbon. The experiment was designed to have five treatments, i.e. no fertilizer (CK), chemical fertilizer alone (F), chemical fertilizer + straw (FS), chemical fertilizer + straw + organic matter-decomposing inoculant (FSD), and chemical fertilizer 20% less than Treatment F in terms of P 2 O 5 and K 2 O + straw + organic matter-decomposing inoculant (F 4/5 SD). Soil samples were collected in the plough layer of the field after the crops were harvest, for analysis of contents of nutrients, labile organic carbon and microbial biomass carbon. Results show that the compared with Treatment F, Treatment FS increased alkalystic N, available P, available K, labile organic carbon , ALC and CPMI by 13.0%, 4.6%, 10.7%, 12.0%, 11.1% and 30.6%, respectively, and Treatment FSD did alkalystic N, available P, available K, labile organic C, soluble organic C, A LC and CPMI by 17.4%, 40.5%, 12.4%, 12.0%, 51.3%, 9.5%, 102.3%, respectively, when compared with F. Correlation analysis shows that CPMI was better related to total N, alkalystic N, available P, available K, microbial biomass C and liable organic C in the soil than total organic C. Quite obvious, incorporating crop straws into the field with organic matter-decomposing inoculant is conducive to increasing soil nutrients, labile fraction of organic carbon, A LC and CPMI, that is to say, even if the application rate of P and K fertilizers is reduced by 20%, the soil-building effect of this practice will not decline significantly.

通过2年的小麦-玉米轮作田间定位试验，设置5个处理：不施肥（CK）、单施化肥（F）、化肥+秸秆（FS）、化肥+秸秆+腐秆剂（FSD）、磷钾肥减施20%（按P 2 O 5 和K 2 O计，与F比较）+秸秆+腐秆剂（F 4/5 SD），通过分析作物收获后土壤耕层养分、活性有机碳和微生物生物量碳含量，计算土壤不同形态碳素有效率和碳库管理指数等，探讨秸秆促腐还田对沿淮砂姜黑土土壤养分和活性有机碳的影响。结果表明：（1）与单施化肥处理相比，常规秸秆还田处理土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量分别增加13.0%、4.6%和10.7%，土壤活性有机碳有效率增加12.0%和11.1%，土壤碳库管理指数提高30.6%；（2）秸秆促腐还田处理土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量分别增加17.4%、40.5%和12.4%，土壤活性有机碳、活性有机碳有效率和可溶性有机碳分别增加12.0%、9.5%和51.3%，土壤碳库管理指数提高了102.3%；（3）土壤碳库管理指数与土壤养分含量、土壤碳素有效率等的相关性较土壤总有机碳含量有显著提高。可见，秸秆促腐还田较常规秸秆还田更利于提高沿淮砂姜黑土土壤养分含量、有机碳中活性组分含量及其有效率和土壤碳库管理指数；即使减施磷、钾肥20%，该措施的增肥和培土效果也不会明显下降。

... 稻麦秸秆作为一种重要的有机肥源,将其还田利用一直是传统农业生产中土壤培肥的主要方式,同时也是解决秸秆出路与实现秸秆资源有效利用的最重要途径^[5] ...

... 已有的研究表明,秸秆还田不仅可以显著提高有机碳储量,还可以明显改善土壤有机碳的活性和质量^[19],但有关秸秆还田的作业管理措施对土壤有机碳影响的研究,主要集中于秸秆还田量^[20]、还田方式^[5]、还田年限^[21]、还田后耕作方式^[22]等,若要通过优化秸秆还田模式平衡秸秆还田对作物增产正效应与环境风险物质增排负效应之间的矛盾,首先必然要明确秸秆还田模式对农田土壤碳库活性及作物产量的影响,而有关此方面的研究尚不多见 ...

1998

0.0

张志国, 徐琪, BLEVINS R

. 长期秸秆覆盖免耕对土壤某些理化性质及玉米产量的影响[J]. 土壤学报, 1998, 35(3): 384-391.

[ZHANG Z

, XU

, BLEVINS R

. Influences of long-term mulched no-tillage treatment on some soil physical and chemical properties and corn yields. Acta Pedologica Sinica, 1998, 35(3): 384-391. ]

No-tillage is one of the most important agricultural management systems. One way to determine if an ecological system can be sustainable is to evaluate the long-term effects it has on soil properties and on crop yields. The study was conducted from a 25 years'continuous no-tillage (NT) and conventional tillage (CT) corn (Zea mays, L.) production experiment on a Maury silt loam (Typic Paleudalfs) soil. The results showed that there was no significant difference in soil bulk density between CT and NT. Soil pH decreased and soil organic C and N increased with increasing application of NH 4 NO 3 fertilizer. Soil organic C, organic N, exchangeable Ca, Mg,K and Mehlich Ⅲ P in 0-5 cm soil layer were all significantly higher with NT than with CT. During 25 years, the yield of NT corn had no significant difference from that of CT corn. For the last 11 years (1984-1994), the yield of NI corn was significantly higher than that of CT corn. This means that the continuous corn production with long-term mulched no-tillage treatment is a sustainable production system on this Typic Paleualfs.

免耕农作是一项重要的农业生态管理系统。长期秸秆覆盖免耕条件下土壤性质的变化及作物产量可以反映这一系统的可持续性。研究表明,长期(1970年-1994年)免耕与犁耕相比土壤容重并未增加;而表层(0-5cm)土壤有机C和有机N显著增加;并有随N肥施用量增加而增加的趋势。土壤pH随NH 4 NO 3 化肥施用量的增加而明显降低。免耕表层土壤的交换性Ca、Mg、K和可提取P与犁耕比较有明显的表聚现象。交换性Ca、Mg、及可提取P随NH 4 NO 3 施用量的增加而减少。交换性K的分布则不受N肥施用量的影响,从1984至1994年,免耕玉米的产量显著高于犁耕玉米的产量,从1970至1982年犁耕玉米的产量略高于免耕,但并不显著。

... 国内外研究结果表明,秸秆还田具有改善土壤结构^[6]、强化土壤有机质积累^[7]、提高营养元素含量^[8]、激活土壤酶活性^[9,10]等培肥效应,从而促进作物产量的提高 ...

2008

0.0

苏衍涛, 王凯荣, 刘迎新, 等. 稻草覆盖对红壤旱地土壤温度和水分的调控效应[J]. 农业环境科学学报, 2008, 27(2): 670-676.

[SU Y

, WANG K

, LIU Y

, et al. Effects of rice straw mulching on soil temperature and moisture regulation in an upland red soil. Journal of Agro-Environment Science, 2008, 27(2): 670-676. ]

摘　要：利用雨养玉米田间小区试验，研究了稻草覆盖调节旱地红壤温度和水分动态的作用及其降低玉米干旱胁迫的效应。结果表明，稻草覆盖能显著降低高温时段（15：00）10cm以内土层的温度，降幅可达1．6～4．1℃，降温效应随覆盖量增加而增加。稻草覆盖能明显提高0～5cm表土层的水分保持能力，当覆盖量为5000～10000kg·hm^-2时，高温干旱期表土层的最低含水量平均可提高 3．3％～3．6％；稻草覆盖量为15000kg·hm^-2时，表土层最低含水量平均提高6．1％。由于稻草覆盖的降温保墒效应，玉米拔节期叶片的光合速率提高了8．34～17．77μmol·m^-2·s^-1（提高率60.3％～128.4％），喇叭口期（雌花发育期）光合速率提高 4．46～11．27μmol·m^-2·s^-1（提高率16．3％～41.3％），子粒产量增加7．6％～13．1％。就土壤降温保墒和玉米增产效应而言，可选择5000kg·hm^-2的稻草覆盖量。

2000

0.0

王小彬, 蔡典雄, 张镜清, 等. 旱地玉米秸秆还田对土壤肥力的影响[J]. 中国农业科学, 2000, 33(4): 54-61.

[WANG X

, CAI D

, ZHANG J

, et al. Effects of corn stover incorporated in dry farmland on soil fertility. Scientia Agricultura Sinica, 2000, 33(4): 54-61. ]

研究探讨了玉米秸秆还田方式 (直接或过腹还田 )与化肥配施对土壤养分变化的影响。研究表明 ,秸秆过腹还田对提高耕层土壤速效 N贡献较大 ;耕层土壤速效 P含量主要与化肥施用量有关 ;耕层土壤速效 K含量与秸秆直接还田有关。该试验条件下 ,秸秆直接还田和秸秆过腹还田的土壤有机质含量基本保持平衡。产量统计分析表明 ,化肥对提高玉米产量及水分利用效率有明显影响 ,其次为秸秆直接翻压还田。适宜的秸秆直接还田量、秸秆过腹还田量与化肥 N配比 (试验中每公顷用量分别为 60 0 0、1 50 0和 1 0 5kg) ,其产量、水分利用效率和肥料 N的利用效率较高。研究为该区玉米秸秆作为饲源和有机肥源的合理再分配利用 ,秸秆、牛粪与化肥平衡配施 ,以及秸秆还田对土壤肥力的贡献和对作物产量的影响提供了依据。

2010

0.0

郭曼, 郑粉莉, 和文祥, 等. 黄土丘陵区不同退耕年限植被多样性变化及其与土壤养分和酶活性的关系[J]. 土壤学报, 2010, 47(5): 979-986.

[GUO

, ZHENG F

, HE W

, et al. Variation of vegetation diversity and its relationship with soil nutrient and enzyme activity in land s of different aband oned years in the loess hilly-gullyregion. Acta Pedologica Sinica, 2010, 47(5): 979-986. ]

Characteristics of vegetation succession and diversity were studied through field surveys of lands during a process of natural restoration in a pasture zone in the loess hilly region, and soil samples were taken for analysis of dynamic changes in soil organic carbon, alkalytic-nitrogen, total nitrogen, available phosphorus, and activities of urease, invertase, alkaline phosphates and catalase, and correlations of plant diversity with soil nutrients and enzyme activity as well. Results show that during 75 years of natural restoration, community succession began with annual herbs such as the Asteraceae ( Artemisia scoparia ) and the Chenopodiaceous ( Corispermum chinganicum ), which were gradually succeeded by perennial herbs, and finally by Stipa grandis and S. bungeana , which were the dominant species typical of the pasture zone. On the whole, a rising trend was observed of the number of species and a wavy but rising trend of the species diversity index and of soil nutrient and enzyme activities as well with increasing of natural restoration years, soil nutrient and enzyme activities increased with an increase of natural restoration years too. After 75 years of natural restoration, Margalef index, Shannon-Wienner index and Pielous index increased by 83.3%, 31.8% and 21.4%, respectively；soil organic carbon, alkaline nitrogen, total nitrogen and available phosphorus by 185.0%, 164.6%, 152.9% and 109.8%, respectively; and soil urease activity, invertase activity, alkaline phosphates activity, and catalase activity by 64.0%, 7.8%, 51.1% and 11.8%, respectively. Significant positive correlations were observed of soil nutrient and enzyme activities with Margalef and Shannon-Wienner index, but an insignificant one was with Pielous index.

通过野外植被调查研究黄土丘陵区草原带退耕地植被在自然恢复过程中的演替规律及物种多样性特征，通过室内土壤样品分析土壤有机碳、全氮、碱解氮、速效磷含量及土壤脲酶、转化酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性动态变化过程，并对植物多样性指数和土壤养分及酶活性进行相关分析。研究结果表明，黄土丘陵区草原带退耕地在长达75a的自然恢复过程中，植物群落演替以菊科（猪毛蒿）与黎科（虫实）等为主的一年生草本开始，逐步演替为多年生草本群落，最后形成以大针茅+长芒草为优势种的顶级草原群落，植物物种数总体上呈现增加趋势；物种多样性指数随退耕年限延长均呈波动性上升趋势；土壤养分及酶活性均随退耕年限的增长亦呈波动性上升趋势。自然恢复75a，Margalef指数、Shannon-Wienner指数及Pielous指数分别增加83.3%、31.8%、21.4%；土壤有机碳、全氮、碱解氮、速效磷含量分别增加了185.0%、164.8%、152.9%、109.8%；土壤脲酶、转化酶、碱性磷酸酶及过氧化氢酶活性分别增加了64.0%、7.8%、51.1%、11.8%。土壤养分及酶活性与Margalef指数、Shannon-Wienner指数之间存在显著正相关关系，与Pielous指数相关性不显著。

2009

0.0

李倩, 张睿, 贾志宽. 玉米旱作栽培条件下不同秸秆覆盖量对土壤酶活性的影响[J]. 干旱地区农业研究, 2009, 27(4): 152-154.

[LI

, ZHANG

, JIA Z

. Effect of different amount of straw mulching on soil enzyme activities in dry land . Agricultural Research in the Arid Areas, 2009, 27(4): 152-154. ]

通过玉米旱作栽培条件下秸秆覆盖栽培定位试验,研究了不同秸秆覆盖量对土壤酶活性的影响.结果表明:秸秆覆盖可使土壤酶活性增加,蔗糖酶和碱性磷酸酶活性在9 000 kg/hm2 覆盖量下达到最高,在0～20 cm层蔗糖酶和碱性磷酸酶活性分别比对照(覆盖量0 kg /hm2)增加46.9%和9.0%,脲酶活性在13 500 kg/hm2覆盖量下最高,且在0～20 cm层脲酶活性较对照增加了3.9倍;脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性均随土层的加深而降低,而碱性磷酸酶活性各层间差异不显著. Abstract： Field fixed position experiments were conducted to study the effect of different amount of straw covering on soil enzyme activitie s in Heyang Country of Shaanxi Province. The results showed that: Straw covering could accelerate soil enzymatic activities, in the layer between 0 cm and 20 cm the activities of invertase and alkaline phosphatase were 46.9% and 9.0% higher respectively than that in the control and reached the maximum when the fields w ere mulched with 9 000 kg/hm2 of maize straw; Urease activity reached the maximum when the fields were mulched with 13 500 kg/hm2 of maize str aw, and urease activity in the surface increased by 3.6 times compared to the contro l; With the increase of soil depth, the activities of urease, invertase and cat alase reduced, and the difference of alkaline phosphatase activity in different levels was not significant.

2012

0.0

张岳芳, 陈留根, 朱普平, 等. 秸秆还田对稻麦两熟高产农田净增温潜势影响的初步研究[J]. 农业环境科学学报, 2012, 31(8): 1647-1653.

[ZHANG Y

, CHEN L

, ZHU P

, et al. Preliminary study on effect of straw incorporation on net global warming potential in high production rice-wheat double cropping systems. Journal of Agro-Environment Science, 2012, 31(8): 1647-1653. ]

对长江下游稻麦两熟农田生态系统2009—2010年的CH4和N2O排放以及土壤碳固定进行了分析，初步研究了秸秆还田对稻麦两熟高产农田净增温潜势的影响。结果表明，秸秆还田对稻麦两熟高产农田周年CH4和N2O排放总量、土壤碳固定量以及净增温潜势均有显著或极显著影响：秸秆还田条件下周年CH4、N2O排放总量分别为394 kg CH4·hm-2、2.39 kg N2O·hm-2，土壤碳固定量、净增温潜势分别为1.14 t C·hm-2、6383 kg CO2-equivalents·hm-2；较秸秆不还田增加CH4排放总量152%、减少N2O排放总量14%、增加土壤碳固定量531%、增加净增温潜势57%。以上结果表明，秸秆还田使短期内稻麦两熟高产农田的温室效应明显提高，但其长期效果如何还有待观测。

2010

0.0

2008

0.0

2010

0.0

... 另外,由于江苏省小麦收割和水稻栽插季节,正处在梅雨期间,麦秸还田后,如遇暴雨,稻田径流中富含麦秸腐解产物,极易给周边水体造成污染^[14] ...

2006

0.0

... 农田土壤有机碳库是土壤肥力的重要指标,是作物高产稳产的基础^[15],活性有机碳作为土壤有机碳的重要组分之一,在较短时间内对农业管理措施的响应和敏感性较强^[16],与土壤肥力、土壤质量及碳库平衡密切相关^[17],作为反映因农业管理措施引起的土壤质量变化的敏感性指标,在土壤肥力的评价、土地的可持续利用等方面已受到人们的广泛关注^[18] ...

... 05）,这与徐明岗等^[15]、蔡太义等^[20,21]的研究结论相一致,主要是因为秸秆还田直接补充了土壤碳库的损耗^[24] ...

1995

0.0

... 土壤总有机碳含量采用K₂Cr₂O₇氧化外加热法测定,土壤活性有机碳含量采用KMnO₄氧化法测定^[16] ...

2005

0.0

王清奎, 汪思龙, 冯宗炜, 等. 土壤活性有机质及其与土壤质量的关系[J]. 生态学报, 2005, 25(3): 513-519.

[WANG Q

, WANG S

, FENG Z

, et al. Active soil organic matter and its relationship with soil quality. Acta Ecologica Sinica, 2005, 25(3): 513-519. ]

2008

0.0

李琳, 伍芬琳, 张海林, 等. 双季稻区保护性耕作下土壤有机碳及碳库管理指数的研究[J]. 农业环境科学学报, 2008, 27(1): 248-253.

[LI

, WU F

, ZHANG H

, et al. Organic carbon and carbon pool management index in soil under conversation tillage in two crop paddy field area. Journal of Agro-Environment Science, 2008, 27(1): 248-253. ]

本文以双季稻区保护性耕作定位试验为研究对象，测定了保护性耕作下土壤不同层次总有机碳、活性碳的动态变化，并计算了各处理的碳库活度、活度指数、碳库指数和碳库管理指数。结果表明，土壤总有机碳和活性碳均随土层的增加而减少，0～10cm和10～20cm土壤总有机碳分层受耕作方式影响大，而活性碳分层受秸秆还田影响大。秸秆还田提高土壤各层总有机碳，免耕提高土壤0～10cm总有机碳，而旋耕和翻耕提高土壤10～20cm总有机碳；其中旋耕提高土壤0～10cm总有机碳，以及翻耕和秸秆还田提高土壤各层总有机碳具有可持续增加的潜力。秸秆还田和少免耕提高土壤0～20cm土层活性碳。秸秆还田提高土壤0-10cm总有机碳、活性碳、稳态碳、碳库指数以及碳库管理指数，同时提高了10～20cm各项碳库指数，但降低了0～10cm碳库活度和活度指数；免耕和旋耕分别提高土壤0～10cm和10～20cm的各项碳库管理指标。

2008

0.0

刘定辉, 蒲波, 陈尚洪, 等. 秸秆还田循环利用对土壤碳库的影响研究[J]. 西南农业学报, 2008, 21(5): 1316-1349.

[LIU D

, PU

, CHEN S

, et al. Effect of crop straw returning to paddy soil on soil carbon pool in Sichuan basin. Southwest China Journal of Agricultural Science, 2008, 21(5): 1316-1349. ]

... CPMI为碳库管理指数^[19] ...

2012

0.0

蔡太义, 黄会娟, 黄耀威, 等. 不同量秸秆覆盖还田对土壤活性有机碳及碳库管理指数的影响[J]. 自然资源学报, 2012, 27(6): 964-973.

[CAI T

, HUANG H

, HUANG Y

, et al. Effects of different rates of straw munching and returning to field on soil labile carbon and carbon pool management index. Journal of Natural Resources, 2012, 27(6): 964-973. ]

... 05）,这与徐明岗等^[15]、蔡太义等^[20,21]的研究结论相一致,主要是因为秸秆还田直接补充了土壤碳库的损耗^[24] ...

2011

0.0

蔡太义, 黄会娟, 黄耀威, 等. 不同年限免耕秸秆覆盖对土壤活性有机碳和碳库管理指数的影响[J]. 生态学杂志, 2011, 30(9): 1962-1968.

[CAI T

, HUANG H

, HUANG Y

, et al. Soil labile organic carbon and carbon pool management index as affected by different years to no-tilling with straw mulching. Chinese Journal of Ecology, 2011, 30(9): 1962-1968. ]

A field experiment (2000-2010) was conducted at the Heyang Dryland Farming Experimental Station in Shaanxi Province of China to study the effects of no-tillage with straw mulching on soil labile organic carbon (LOC) and carbon management index (CMI), and further, to search the appropriate years for no-tillage with straw mulching. Five treatments of different years no-tillage with straw mulching, i.e ., 1 year (S 1 ), 3 years (S 3 ), 5 years (S 5 ), 8 years (S 8 ), and 10 years (S 10 ), and two treatments of conventional cultivation (CK) and 10 years no-tillage with zero straw mulch (CK 0 ) were installed. In treatments S 1 , S 3 , S 5 , S 8 , and S 10 , the organic carbon (TOC) content in 0-10 cm soil layer increased by 7.6%, 13.5%, 25.4%, 48.6%, and 79.0%, LOC content increased by 40.1%, 51.5%, 102.4%, 78.4%, and 75.3%, and CMI increased by 49.4%, 61.2%, 126.8%, 85.4% and 75.3%, respectively, compared with CK. The spring maize grain yield, total nitrogen, total phosphorus, and available phosphorus had significant correlations with soil LOC and CMI ( P <0.01), but less correlation with soil TOC. As compared to soil TOC, soil LOC and CMI could more rapidly and objectively reflect the effects of no-tillage with straw mulching on soil carbon pool and maize grain yield, and be used as the indices to assess the ecological effects of no-tillage with straw mulching. The appropriate years for no-tillage with straw mulching in Weibei dryland area of China could be 5-8 years.

为探明渭北旱塬免耕秸秆覆盖对春玉米田土壤活性有机碳(LOC)、碳库管理指数(CMI)和作物产量的影响，进而明确该区免耕覆盖的适宜年限，于2001—2010年在陕西合阳县旱农试验站，设置了不同年限处理：1年(S 1 )、3年(S 3 )、5年(S 5 )、8年(S 8 )和10年(S 10 )的免耕秸秆覆盖定位试验，以常规耕作(CK)和10年免耕不覆盖（CK 0 ）为对照。结果表明：与CK相比，S 1 、S 3 、S 5 、S 8 和S 10 处理0～10 cm土层土壤有机碳(TOC)质量分数分别提高7.6%、13.5%、25.4%、48.6%和79.0%；LOC分别提高40.1%、51.5%、102.4%、78.4%和75.3%；CMI分别提高49.4%、61.2%、126.8%、85.4%和75.3%。春玉米产量、全氮、全磷和有效磷分别与LOC和CMI呈极显著相关( P <0.01)，而与TOC无显著相关性。本研究表明，LOC和CMI较TOC更能快速准确地反映不同年限免耕覆盖对土壤碳库和玉米产量的影响，可以作为渭北旱塬免耕秸秆覆盖生态效应的评价指标，且该区覆盖年限以5～8年为宜。

... 05）,这与徐明岗等^[15]、蔡太义等^[20,21]的研究结论相一致,主要是因为秸秆还田直接补充了土壤碳库的损耗^[24] ...

2008

0.0

陈尚洪, 朱钟麟, 刘定辉, 等. 秸秆还田和免耕对土壤养分及碳库管理指数的影响研究[J]. 植物营养与肥料学报, 2008, 14(4): 806-809.

[CHEN S

, ZHU Z

, LIU D

, et al. Influence of straw mulching with no-till on soil nutrients and carbon pool management index. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2008, 14(4): 806-809. ]

摘　要：在四川盆地两种不同母质的土壤上,通过4年7季作物的田间试验研究了作物秸秆还田对稻田土壤NPK、土壤活性碳（CA）、微生物碳（CMB）、矿化碳（CM）和碳库管理指数（CPMI）的影响。结果表明,与对照相比,秸秆还田免耕和旋耕均可提高土壤全氮、全钾、碱解氮和速效钾,但各个处理间土壤磷素变化没有明显规律性。秸秆还田免耕、旋耕提高了土壤不同形态碳素含量和碳库管理指数;秸秆还田旋耕比秸秆还田免耕更能改善土壤有效碳库质量,CA、CMB、CM和CPMI分别提高4.33%-52.88%、8.69%-86.62%、20.64%-60.79%和18.41%-57.12%。相关性分析表明,运用土壤碳库管理指数表征土壤养份及碳素动态变化比土壤有机碳更具灵敏性。

2011

0.0

马力, 杨林章, 沈明星, 等. 基于长期定位试验的典型稻麦轮作区作物产量稳定性研究[J]. 农业工程学报, 2011, 27(4): 117-124.

[MA

, YANG L

, SHEN M

, et al. Study on corp yield stability in a typical region of rice-wheat rotation based on long-term fertilization experiment. Transactions of the CSAE, 2011, 27(4): 117-124. ]

... 水稻和小麦产量稳定性用产量稳定性系数（SYI）和变异系数（CV）两个指标衡量^[23] ...

2012

0.0

陈鲜妮, 岳西杰, 葛玺祖, 等. 长期秸秆还田对塿土耕层土壤有机碳库的影响[J]. 自然资源学报, 2012, 27(1): 25-32.

[CHEN X

, YUE X

, GE X

, et al. Effect of long term residue return on soil organic carbon storage. Journal of Natural Resources, 2012, 27(1): 25-32. ]

... 05）,这与徐明岗等^[15]、蔡太义等^[20,21]的研究结论相一致,主要是因为秸秆还田直接补充了土壤碳库的损耗^[24] ...

2011

0.0

高飞, 贾志宽, 张鹏, 等. 秸秆覆盖对宁南旱作农田活性有机质及碳库管理指数的影响[J]. 干旱地区农业研究, 2011, 29(3): 107-111.

[GAO

, JIA Z

, ZHANG

, et al. Effect of straw mulching on soil active organic carbon and soil carbon pool management index in the arid areas of southern Ningxia. Agricultural Research in the Arid Areas, 2011, 29(3): 107-111. ]

... hm^-2,土壤活性有机碳含量与外源秸秆有机碳的输入量关系密切,高飞等^[25]研究结果表明,秸秆还田量在3~6 t#cod#x000b7 ...

... 秸秆不同还田模式处理下,R处理的水稻产量均值显著高于W处理,其主要原因可能是R处理的稻秸秆在麦季免耕覆盖还田,秸秆在适宜的气温和土壤水分含量条件下,有利于激发微生物活性,促进秸秆的腐解与矿化分解,半腐解的稻秸秆在下一个水稻季旋耕入土后,养分可被当季水稻吸收利用^[25],从而实现水稻增产 ...

2011

0.0

柏彦超, 陈国华, 路平, 等. 秸秆还田对稻田渗漏液DOC含量及土壤Cd活度的影响[J]. 农业环境科学学报, 2011, 30(12): 2491-2495.

[BAI Y

, CHEN G

, LU

, et al. Effect of wheat straw return on DOC in percolating water and Cd activity in rice soil. Journal of Agro-Environment Science, 2011, 30(12): 2491-2495. ]

通过盆栽试验,研究了秸秆还田对稻田渗漏液DOC含量及重金属污染土壤Cd溶出的影响.结果表明,秸秆还田增加了稻田渗漏液的DOC含量,提高了土壤Cd的活度.稻田渗漏水DOC的浓度随秸秆还田量的增加而增大.秸秆还田增加了Cd随稻田渗漏水的流失,使得稻田土壤Cd全量、有效态Cd量均随秸秆还田量的增加而降低,部分处理降低幅度达显著水平.本试验条件下由于较多的秸秆还田影响了水稻生长,使水稻植株Cd浓度、累积量均随秸秆还田量的增加呈先上升后下降的趋势.秸秆还田0.5％处理的水稻植株Cd浓度、累积量最高,分别为45.10 mg·kg-1、1 858.1 μg·pot-1.

... 另一方面,W处理是麦秸秆在水稻生长季经0~13 cm旋耕后还田,而R处理是稻秸秆在小麦生长季免耕覆盖还田,由于水稻生长季是南方多雨季节,稻田径流中富含大量的麦秸腐解产物,柏彦超等^[26]研究发现秸秆还田增加了稻田渗漏液的水溶性有机碳含量,在应对不良自然条件时,还田秸秆的碳氮等养分极易随农田排水流失,而免耕覆盖还田的秸秆聚集在土壤表面,在土壤和大气之间形成一层屏障,减少了土壤水分蒸发,同时降低了土壤表面风速,使水分和热量交换降低,更有利于养分的矿化和吸收^[27] ...

1994

0.0

高云超, 朱文珊, 陈文新. 秸秆覆盖免耕土壤微生物生物量与养分转化的研究[J]. 中国农业科学, 1994, 27(6): 41-49.

[GAO Y

, ZHU W

, CHEN W

. The relationship between soil microbial biomass and the transformation of plant nutrients in straw mulched no-tillage soils. Scientia Agricultral Sinica, 1994, 27(6): 41-49. ]

多年连续秸秆覆盖免耕，0-20cm土层土壤有机质、全氮、全磷、有效氮、有效磷含量和土壤蔗糖酶、磷酸酶活性明显提高；免耕能提高表层土壤微生物生物量，0-7.5cm土层比翻耕处理年平均增高51.7%。翻耕能增加土壤活跃微生物生物量，0-30cm土层翻耕土壤活跃微生物生物量比免耕高25.3%。0-30cm土层微生物对养分的固结量多于作物年吸收量，土壤微生物生物量在春季和秋季即冬小麦生长苗期增大，固结土壤养分，而在夏玉米生长时期的夏季降低，被矿化释放养分，所以微生物对土壤养分转化具有重要的调控作用。

2006

0.0

刘世平, 聂新涛, 张洪程, 等. 稻麦两熟条件下不同土壤耕作方式与秸秆还田效用分析[J]. 农业工程学报, 2006, 22(7): 48-51.

[LIU S

, NIE X

, ZHANG H

, et al. Effects of tillage and straw returning on soil fertility and grain yield in a wheat-rice double cropping system. Transactions of the CSAE, 2006, 22(7): 48-51. ]

... hm^-2条件下,水稻增产3%,小麦增产效果不明显^[28],本文的研究结果与此相似 ...

2002

0.0

李秋梅, 陈新平, 张福锁, 等. 冬小麦-夏玉米轮作体系中磷钾平衡的研究[J]. 植物营养与肥料学报, 2002, 8(2): 152-156.

[LI Q

, CHEN X

, ZHANG F

, et al. Study on balance of phosphorus and potassium in winter wheat and summer maize rotation system. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2002, 8(2): 152-156. ]

... 而W处理的麦秸秆在水稻季还田,由于定位试验区域的黄泥土黏、闭的土壤环境不利于土著微生物进行秸秆降解^[29],另外秸秆稻季还田,秸秆腐解与水稻生长存在#cod#x0201c ...

2014

0.0

朱鸿杰, 闫晓明, 何成芳, 等. 秸秆还田条件下农田系统碳循环研究进展[J]. 生态环境学报, 2014, 23(2): 344-351.

[ZHU H

, YAN X

, HE C

, et al. Effect of returning straw on soil carbon cycle in cropland ecosystem. Ecology and Environmental Sciences, 2014, 23(2): 344-351. ]

秸秆还田是农田生态系统的固碳减排的一种措施,现已成为国内外学者研究的热点。本文在分析农田系统碳循环流通的基础上,将系统划分为土壤、植物和大气3个子系统,对秸秆还田条件下各个子系统中碳的流动变化情况进行讨论。在土壤子系统中,秸秆还田对土壤有机碳(SOC)、土壤矿化碳、土壤微生物碳(MBC)的变化都有作用。秸秆还田的初期可能会降低微生物利用碳源的能力,影响群落物种分布的均匀度,致使作物对碳、氮利用率下降;然而,长期的效应仍会增加土壤微生物的多样性和活性。研究亦认为秸秆还田特别是与有机肥配合使用,能够提高土壤有机碳的含量;对土壤有机碳矿化具有明显促进作用,但是对土壤原有的有机碳矿化影响尚不清楚。秸秆还田在植物子系统中的影响主要集中在植物光合碳变化。已有的研究表明秸秆还田对作物光合作用的影响表现为正效应;然而根际碳流通的变化尚不清楚。在大气子系统中,秸秆还田能够增强旱地耕作土壤的呼吸作用,促进CO2的排放;而淹水条件下,秸秆还田使土壤有机碳矿化受到了明显抑制,对CO2没有明显影响。与此类似,淹水条件促进CH4排放,排水良好可以减少CH4的释放。事实上对CH4的排放而言,水份的影响可能比秸秆还田所产生的影响更大。笔者认为秸秆还田后土壤有机碳流通变化机理,及根际碳的流通变化影响仍有待进一步解析。其次,农业机械使用所产生的CO2气体在研究秸秆还田模式时也应被考虑在内。除此之外,秸秆还田这种减排措施(CO2)的减排潜力、适宜应用的区域、可能的协同作用和一些限制及不利因素还没有得到确切的评估,实施过程中应考虑社会和经济层面上的因素。

... 的现象^[30],影响水稻群体的生长和构建,不利于获得较高的干物质量,从而影响增产效率 ...