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免耕秸秆还田对耕地生态系统退化及土壤硝态氮淋失影响研究

张常仁  
【摘要】:由于长期的开垦和集约化耕作以及地上部生物量的去除,导致原本肥沃的黑土有机质含量连年下降,土壤微生物数量及其分泌的胞外酶活性显著降低,耕地土壤生态系统退化严重,间接导致土壤固氮能力下降,土壤硝态氮淋失量高。故本研究以保护性耕作为核心技术,开展对东北黑土区耕地生态系统的修复。为了探究免耕秸秆还田对黑土区耕地生态系统以及土壤硝态氮含量的影响,本研究在吉林省梨树县开展长期定位实验,选取传统耕作(CT)、免耕+无秸秆还田(NT-0)、免耕+全量秸秆还田(NT-100)3个处理,测定不同耕作模式下0-5 cm、5-10 cm和10-20 cm土层土壤有机碳、全氮等理化指标、微生物群落和土壤酶活性的变化以及20-40 cm和40-60 cm土层土壤硝态氮的淋失情况。结果表明:免耕秸秆还田显著影响表层土壤养分含量、微生物生物量、群落结构和酶活性及其在土层间的分配。0-5 cm土层NT-100处理的土壤有机碳、全氮和水溶性碳含量,细菌、真菌和放线菌微生物生物量以及β-葡萄糖苷酶、纤维二糖酶和β-N-乙酰氨葡萄糖苷酶活性显著高于CT和NT-0处理。三种处理下土壤硝态氮都有在表层累积的现象,硝态氮在免耕秸秆还田处理下并未发生向下层淋失的现象。秸秆还田促进微生物对土壤有机碳的周转和积累,长期免耕提升了土壤有机质的稳定性。免耕特别是免耕秸秆还田是提高黑土区耕地生态系统稳定性以及缓解土壤硝态氮淋失影响的一种有效的农田管理方式。


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