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秸秆还田养分释放规律及稻草化感作用研究

李逢雨  
【摘要】: 本研究采用尼龙网袋法、砂滤管法和植物组织切片的方法对秸秆在不同还田方式下的腐解速率及养分释放规律,以及秸秆还田对土壤肥力和作物产量的影响进行研究。针对农业生产中出现的稻草覆盖影响小麦生长的问题,采用室内培养实验研究了稻草对小麦的化感作用,以期找到解决稻草还田抑制小麦生长的技术和方法,为大面积农业生产提供急需的技术支撑和指导。本研究取得的主要研究结果如下: 1.麦秆、油菜秆还田后,腐解速率均表现为前期快,后期慢。整个试验期间(100d),麦秆、油菜秆的累计腐解率分别为66.18%和55.62%,麦秆高于油菜秆。两种秸秆在养分释放上均表现为,钾(K)最快,磷(P)次之,氮(N)最慢。在还田初期(前10d)K释放率分别达到了98.92%和98.74%,已基本释放完全。通过进一步研究发现,在麦秆、油菜秆还田6d后,K的释放就已达95%左右,释放率分别为94.76%和95.93%。在麦秆还田腐解的过程中,组织结构的破坏主要发生在基本组织的薄壁细胞及其所包围的维管束,表皮和机械组织以及其所包围的维管束的破坏不明显。且麦秆的基本组织及其所包围的维管束的破坏在腐解前期(50d前)并不明显,主要发生在麦秆腐解的后期(50d后)。在油菜秆腐解过程中,组织结构的破坏主要发生在腐解的前10d。在10d之内,次生木质部以上的维管形成层、韧皮纤维、皮层薄壁组织和表皮均受到破坏而脱落。 2.稻草还田后,前期腐解快,后期较慢。翻埋还田的稻草腐解速率明显快于覆盖还田稻草,整个试验期间(210 d)翻埋还田的稻草累计腐解率达到76.55%,而覆盖还田的稻草仅为53.50%。稻草覆盖与翻埋两种还田方式下养分释放速率均以钾(K)最快,磷(P)次之,氮(N)最慢。还田10d内,两种方式下K分别释放了50.32%和90.13%。稻草与土壤充分混合条件下,稻草和土壤矿化释放的氮主要以NO_3-N形态(>80%)存在,NH_4-N和可溶性有机氮较少;在稻草还田后的前40d存在土壤微生物与作物竞争土壤矿质氮的现象,40d之后此现象消失,稻草开始氮的净矿化;在稻草埋入土壤时同时配施适量的氮肥,可以消除微生物的夺氮现象。在稻草还田腐解过程中,组织结构的破坏主要发生在基本组织的薄壁细胞及其所包围维管束,表皮和机械组织以及其所包围的维管束的破坏不明显。两种还田方式比较,在还田初期,翻埋还田较覆盖还田对组织结构的破坏严重。随着腐解的进行,当稻草中易被破坏的基本组织及其所包围的维管束被破坏之后,两种还田方式对稻草中难以被破坏的表皮和机械组织及其所包围的维管束的破坏程度差别不大。 3.秸秆还田能够降低土壤容重,增加土壤孔隙度,改善土壤结构,增加土壤速效养分,促进作物对养分的吸收,增加作物的产量。秸秆还田后土壤容重比试验前降低了0.03g/cm~3,土壤总孔隙度比试验前增加了0.99%,土壤速效磷和速效钾的含量增加,尤其是速效钾,增加效果显著。在大春阶段,麦秆还田后水稻增产5.61%,油菜秆还田水稻增产1.31%;在小春阶段,稻草还田小麦增产6.16%,油菜增产7.08%。 4.通过测定水稻秸秆水浸提液对小麦发芽率、幼苗高度和根长的影响,研究了不同浸提液浓度对小麦幼苗的化感作用。结果表明:水稻秸秆水浸提液对小麦发芽和幼苗生长的影响总体上表现为低促、高抑,即低浓度的浸提液对小麦发芽有促进作用,随着浓度的增加浸提液对小麦发芽开始产生抑制作用,浓度越高,抑制作用越强。在浸提液质量浓度为0.01g/ml(低)时,浸提液对小麦发芽和幼苗生长都具有促进作用。在浸提液质量浓度为0.02g/ml(中)时,浸提液对小麦发芽和幼苗生长产生抑制作用,且在小麦幼苗生长阶段的抑制作用强于发芽阶段。在此浸提液浓度下,加入外源激素的处理,不但能够消除浸提液对小麦幼苗生长的抑制作用,还能对小麦幼苗的生长产生明显的促进作用。在浸提液质量浓度为0.04g/ml(高)时,小麦发芽和幼苗生长受到严重抑制。在此情况下,加入外源激素赤霉素或黄腐酸也不能对此抑制作用产生影响。


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