安豐華,王志春,楊 帆,楊洪濤
(中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所,吉林長春130102)
秸稈還田研究進(jìn)展
安豐華,王志春,楊 帆,楊洪濤
(中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所,吉林長春130102)
秸稈還田是培肥土壤和解決田間燃燒所產(chǎn)生的環(huán)境問題的重要方式,本文系統(tǒng)介紹了國內(nèi)外秸稈還田的方式、時(shí)機(jī)、還田量、腐解特征和碳氮比的影響,闡述了秸稈還田及其技術(shù)對土壤物理性質(zhì)、土壤養(yǎng)分、土壤微生物及作物生育和產(chǎn)量等方面的效應(yīng),著重概述了鹽堿土秸稈還田研究的相關(guān)進(jìn)展,并對今后研究方向進(jìn)行了展望。文章提出在松嫩平原現(xiàn)有的土壤、氣候條件下,秸稈還田需要配套合理的改良技術(shù),與其他物理、化學(xué)、生物措施相結(jié)合,因地制宜,才能取得較好的效果。參84。
秸稈還田;松嫩平原;蘇打鹽堿土;效應(yīng);改良
農(nóng)作物秸稈占作物生物總量的50%左右,是一類極其豐富的最能直接利用的可再生有機(jī)資源[1-2]。農(nóng)作物秸稈含有的氮、磷、鉀和微量元素[3],是培肥土壤很好的有機(jī)肥源。我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國,作物秸稈資源豐富。然而,隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展,為搶農(nóng)時(shí),大量的作物秸稈被焚燒,這不僅浪費(fèi)了資源,污染了大氣,更對土壤的生態(tài)系統(tǒng)造成不利的影響[4]。做好秸稈的綜合利用,杜絕秸稈焚燒,已經(jīng)引起社會(huì)各界的高度重視。秸稈還田是將作物收獲后余留的秸稈直接或堆積腐熟后施入農(nóng)田,是改良土壤性質(zhì)、加速生土熟化、提高土壤肥力的一種處理方式[5]。作為物質(zhì)、能量和養(yǎng)分的載體,秸稈還田成為最簡便最實(shí)用的秸稈利用技術(shù)。文章系統(tǒng)介紹了國內(nèi)外秸稈還田的方式、時(shí)機(jī)、還田量、腐解特征和碳氮比的影響,闡述了秸稈還田及其技術(shù)對土壤物理性質(zhì)、土壤養(yǎng)分、土壤微生物及作物生育和產(chǎn)量等方面的效應(yīng),著重概述了鹽堿土秸稈還田研究的相關(guān)進(jìn)展,并對今后研究方向進(jìn)行了展望,旨在指導(dǎo)秸稈還田生產(chǎn)、改善鹽堿土秸稈還田效果提供理論基礎(chǔ)。
1.1 還田方式
根據(jù)秸稈還田的方式可以分為直接還田和間接還田兩種[6]。
1.1.1 直接還田。秸稈直接還田是指將作物的秸稈直接施入土壤中,或覆蓋于農(nóng)田表面,使其腐熟的過程[7]。秸稈直接還田是最現(xiàn)實(shí)、最有效的一條途徑,秸稈直接還田的方法主要有秸稈機(jī)械粉碎還田、整稈還田及覆蓋還田。
秸稈機(jī)械粉碎還田采用機(jī)械一次性作業(yè),在進(jìn)行秸稈粉碎的同時(shí)進(jìn)行旋耕滅茬,提高生產(chǎn)效率[8]。經(jīng)粉碎后的秸稈,易于在土壤中腐解,加快土壤的吸收速度,能夠改善土壤的理化性質(zhì),提高土壤肥力,促進(jìn)作物增產(chǎn)。整稈還田是用機(jī)械將田間直立的作物秸稈整稈翻埋或平鋪為覆蓋栽培。不論是秸稈粉碎還田還是整稈還田,由于其機(jī)械化程度高,適于在大面積的平坦地塊推廣使用,山區(qū)、丘陵地區(qū)機(jī)械使用受限[9],水田用直接還田方式較多。覆蓋還田是指在種植作物時(shí),將秸稈覆蓋于土壤表面,覆蓋面積達(dá)到30%以上[10]。隨著時(shí)間的延長,秸稈逐漸腐解,此方法具有增加土壤的有機(jī)質(zhì)含量,補(bǔ)充氮、磷、鉀及微量元素,增加土壤儲(chǔ)水量,提高水分利用效率,改善土壤理化性質(zhì),促進(jìn)作物生長等作用[11]。秸稈覆蓋還可以調(diào)節(jié)土壤溫度,緩解溫度劇烈變化對作物造成的傷害[12]。秸稈覆蓋地表可緩解輕降雨對地面的破壞,有利于保持良好的土壤結(jié)構(gòu)[13]。
1.1.2 間接還田。秸稈間接還田的方法主要有堆腐還田和過腹還田。
堆腐還田是將秸稈與泥土、人糞尿等混合堆置在不透氣處堆放,至其腐熟,制成堆肥、漚肥后再施入田間的方法。堆腐還田可以就近挖一土坑,將秸稈切成10 cm左右,堆成30 cm左右厚度的秸稈堆,上面加一層泥土、人糞尿等混合物,一層層堆積,用泥土封頂[14]。為加速秸稈還田腐解,可在秸稈堆腐時(shí)添加生物菌劑,比如酵素三號,301菌劑和MTS復(fù)合生物菌劑。堆腐還田制成的堆肥可以作為一種有機(jī)肥,用于改良土壤,提升土地肥力。過腹還田是將作物秸稈作為家畜飼料,經(jīng)過家畜消化吸收,以糞尿形式排除,歸還到土壤中。這種還田方式含有較多的有機(jī)質(zhì),各種養(yǎng)分充足。目前,普遍應(yīng)用的主要為青貯氨化過腹還田技術(shù),在生產(chǎn)上具有廣闊的推廣前景[15]。
1.2 秸稈還田的時(shí)機(jī)
秸稈還田的時(shí)間要適當(dāng)。要根據(jù)當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)時(shí)季節(jié)、耕地制度確定。一般水田常在插秧前40 d還田,而旱田應(yīng)在插秧前30 d還田為好[16]。秸稈還田的時(shí)機(jī)還要考慮還田時(shí)秸稈的含水量,含水量小時(shí)秸稈不易分解,當(dāng)秸稈含水量在30%以上時(shí),還田效果較好[17]。另外,土壤濕度應(yīng)在飽和持水量的60% ~80%[18],若土壤水分不足,應(yīng)在秸稈翻埋后及時(shí)灌溉補(bǔ)水,以促進(jìn)秸稈腐解[19]。
1.3 秸稈還田量
秸稈還田量存在一個(gè)適宜的量。秸稈還田量過小,起不到提高土壤肥力的作用,但并不是還田量越多越好。秸稈還田量過多,會(huì)使秸稈不能完全腐爛,導(dǎo)致耕作困難等問題。由于種植作物的類型、各地的土壤類型、耕作方式及氣候條件等因素的差異,不同試驗(yàn)者得出的秸稈還田適宜量也不完全一致[20]。以水田為例,馬宗國等[21]的研究表明,秸稈還田量為7 500 kg·hm-2時(shí),水稻產(chǎn)量最高。蔣新和等[22]認(rèn)為,稻田秸稈的還田量一般不宜超過6 000 kg·hm-2。張翠珍等[23]研究表明,稻草還田量在9 000 kg·hm-2~13 000 kg·hm-2時(shí),對濱海鹽土提高土壤肥力、改良土壤、抑制鹽分和提高作物產(chǎn)量的效果最佳。楊濱娟等[24]研究表明,秸稈粉碎還田3 000 kg·hm-2能夠提高耕地質(zhì)量,對早稻產(chǎn)量產(chǎn)生最佳效果。張悟民等[25]認(rèn)為,秸稈還田量按有機(jī)碳計(jì)算投入900 kg·hm-2~1 200 kg·hm-2為宜。
1.4 碳氮比
在秸稈還田的同時(shí),要配合施入氮肥,保持土壤合理的碳氮比。秸稈還田后,秸稈腐爛過程會(huì)發(fā)生反硝化作用,微生物會(huì)吸收土壤中的氮素。土壤微生物分解有機(jī)物較合適的C∶N為25∶1,小麥秸稈的C∶N約為80∶1,水稻秸稈的C∶N在60∶1左右[26],在生產(chǎn)中必須配施一定量的氮肥。在水稻秸稈還田,秸稈還田量在4 000 kg·hm-2時(shí),需要散施尿素40 kg·hm-2。
1.5 秸稈腐解特征
胡宏祥等[27]通過對黃褐土水田還田秸稈腐解特征研究發(fā)現(xiàn),隨著時(shí)間的延長,秸稈的腐解速率逐漸減小,還田15 d左右腐解最快,90 d的秸稈腐解率可達(dá)50%左右,且秸稈腐解速率與秸稈還田量呈負(fù)相關(guān)的關(guān)系。秸稈腐解特征是前期快,后期慢[28]。Nyberg等[29]研究結(jié)果表明,在秸稈埋入旱田后40 d內(nèi)會(huì)有70%~90%的碳以微生物呼吸的形式被釋放出來。李學(xué)平等[30]通過秸稈還田條件下內(nèi)陸鹽堿土腐殖質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化試驗(yàn)得出,在秸稈腐解過程中,鹽堿土腐殖質(zhì)、富里酸、胡敏酸含量均呈現(xiàn)持續(xù)上升趨勢。
影響秸稈腐解的因素主要有:土壤溫度、土壤水分、碳氮比及還田深度。土壤溫度會(huì)影響土壤微生物的組成和活性,從而影響秸稈腐解速率。張洪源等[31]認(rèn)為,黃潮土旱田秸稈還田土壤溫度為20℃~30℃時(shí)秸稈腐解速度最快,<10℃時(shí)分解較弱,低于5℃則基本停止分解。土壤濕度應(yīng)在飽和持水量的60%~80%,秸稈易腐解。碳氮比為25∶1時(shí),秸稈易于被腐解。土壤深度對秸稈的腐解也有一定的影響。胡宏祥等[27]通過對水田還田秸稈腐解特征研究表明,5 cm深度還田的水稻秸稈腐解速度最快,表層還田的腐解速度最慢。其他因素,如土壤酸堿度、秸稈粉碎程度、土壤類型、土壤質(zhì)地、還田時(shí)間[32]和還田量等均對秸稈腐解有一定影響。
2.1 秸稈還田對土壤物理性質(zhì)的影響
2.1.1 土壤水分。土壤水分是土壤的重要組成部分,是作物發(fā)芽生長的必要條件。秸稈還田能有效抑制水分蒸發(fā),增加土壤含水量,主要是由于秸稈覆蓋減少土壤與大氣的接觸面積,減少了水分蒸發(fā)[33]。施入土壤中的秸稈可以阻斷土壤水分的毛細(xì)作用,降低深層土壤水分散失[34],因此可提高0~40 cm土層的土壤含水量[35],并減少水土流失[36]。Sarkar[37]等利用稻草覆蓋油菜田,使水分利用率提高45%。王栓莊等[38]通過麥田秸稈覆蓋的作用及其節(jié)水效應(yīng)的初步研究表明,在有限供水的條件下,秸稈覆蓋還田可節(jié)水22.8%~27.8%。
2.1.2 土壤溫度。土壤溫度是影響土壤微生物活動(dòng)的重要因素。秸稈還田后,尤其是秸稈覆蓋,可以平抑地溫變化。低溫時(shí)有保溫作用,高溫時(shí)有降溫作用[39]。有研究表明,秸稈覆蓋后地表溫度較對照高0.7℃~0.9℃[40],冬季地溫提高0.5℃~2.5℃[41],但秸稈覆蓋的調(diào)溫效應(yīng)隨葉面積指數(shù)增加而減弱[42]。
2.1.3 土壤容重和孔隙度。容重和孔隙度是土壤的重要物理性質(zhì),影響著土壤中水、肥、氣、熱等因素的變化。李新舉等[43]通過秸稈覆蓋與秸稈翻壓還田效果比較得出,秸稈還田可以增加土壤孔隙度、減少土壤容重,使土質(zhì)疏松。Tomasz[44]研究表明秸稈還田有利于土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成并能降低容重。Wuest[45]研究表明秸稈還田后可以降低土壤容重,增加土壤孔隙度。
2.1.4 土壤團(tuán)聚體。秸稈還田能促進(jìn)土壤微粒的團(tuán)聚作用,改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。秸稈還田后可以增加大粒徑微團(tuán)聚體數(shù)量及水穩(wěn)定性[46]。在不同秸稈還田模式下水穩(wěn)性團(tuán)聚體有機(jī)碳的分布及其氧化穩(wěn)定性研究發(fā)現(xiàn),秸稈還田有利于較大級別團(tuán)聚體氧化穩(wěn)定性的提高,對小級別團(tuán)聚體氧化穩(wěn)定性有降低作用[47]。然而,在一種秸稈還田條件下,另一種秸稈粉碎覆蓋還田不會(huì)提高團(tuán)聚體穩(wěn)定性[48]。Jose等[49]研究表明,新鮮秸稈加入土壤后能刺激微生物的活性,對土壤團(tuán)聚體形成有重要作用,能起到改良土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的作用。
2.2 秸稈還田對土壤養(yǎng)分的影響
土壤養(yǎng)分是指植物從土壤中汲取的植物生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)元素,均衡的土壤養(yǎng)分能夠?yàn)橹参锷L提供一個(gè)良好的生長環(huán)境。養(yǎng)分失衡,會(huì)造成植物生長發(fā)育受到影響,使產(chǎn)量降低,病蟲害加劇等一系列問題。土壤中與植物生長發(fā)育所必需的養(yǎng)分主要包括有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀元素。
2.2.1 氮素。氮素是蛋白質(zhì)形成的基本成分,是構(gòu)成生命體的重要元素之一,它具有加強(qiáng)植物光合作用的功效,所以也是植物生長過程中需要量最大的礦質(zhì)元素。化肥氮不能長時(shí)間在土壤中留存,當(dāng)季利用率只有30%左右[50],施用氮肥才是培育土壤氮素肥力的根本途徑[51],氮肥與秸稈配施,可以提高土壤的含氮量[52],Thomsen[53]在室內(nèi)利用N15標(biāo)記秸稈的實(shí)驗(yàn)表明,每克秸稈可以固定土壤中1.0mg~3.2mg的氮,所以化肥與秸稈配合施用是提高土壤氮素的有效途徑之一[54]。
2.2.2 磷素。磷素具有促進(jìn)細(xì)胞分裂,提高植物抗逆能力等功能。長期秸稈還田會(huì)增加土壤有效磷和土壤全磷的含量[55],并促進(jìn)有機(jī)磷的礦化[56]。秸稈還田后,秸稈在分解過程中產(chǎn)生有機(jī)酸等產(chǎn)物,可增強(qiáng)土壤中氮、磷、鉀肥的肥效[57],緩解氮、磷、鉀肥比例失調(diào)等問題[58]。孫星等[59]通過長期秸稈還田對剖面土壤肥力質(zhì)量的影響試驗(yàn)得出,長期秸稈還田能夠有效增加土壤中磷素生物有效性,提高土壤磷素利用率。
2.2.3 鉀素。鉀素能使碳水化合物加速合成,增強(qiáng)植物抗干旱、抗嚴(yán)寒、抗病蟲害的能力。鉀在秸稈中以離子態(tài)存在,容易被淋洗出來,所以秸稈還田能有效的緩解鉀肥資源不足。秸稈與化肥配施,速效鉀以每年8%的速度遞增[60];秸稈配施化肥比單施化肥,土壤有效鉀含量增加了4.8%~21.0%[61]。
2.3 秸稈還田對土壤微生物的影響
土壤微生物是土壤的重要組成部分。作物秸稈含有大量土壤微生物生命活動(dòng)的碳源、氮源,秸稈還田促進(jìn)了微生物的生長、繁殖。土壤中的細(xì)菌在秸稈還田3個(gè)月后可提高1.7倍,土壤表層微生物數(shù)量迅速增加[62]。Doran[63]研究發(fā)現(xiàn),秸稈覆蓋后,細(xì)菌、放線菌、真菌數(shù)量增加了2倍~6倍。張電學(xué)等[64]通過研究不同促腐條件下秸稈直接還田對土壤酶活性動(dòng)態(tài)變化的影響表明,秸稈還田后土壤過氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶、脲酶和磷酸酶活性均有所提高。
2.4 秸稈還田對作物生長及產(chǎn)量的影響
秸稈還田改善了土壤的水、肥、氣、熱狀況,增加土壤有機(jī)質(zhì)及養(yǎng)分含量,改善了土壤的物理性狀和生物性狀,為作物提供了一個(gè)良好的生長環(huán)境,提高水分利用率,有利于作物的生長發(fā)育,根系密度增加[65],增產(chǎn)效果顯著[66-67]。不同量秸稈還田對作物增產(chǎn)效果不同,王寧等[68]通過研究不同量秸稈還田對玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量影響表明,半量秸稈 (5 332.5 kg·hm-2)還田的產(chǎn)量優(yōu)于全量 (10 665 kg·hm-2)還田,半量秸稈還田處理顯著提高了作物產(chǎn)量。但也有研究表明,秸稈還田對作物產(chǎn)量有負(fù)面影響,張峰[69]等通過玉米秸稈還田對不同類型小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響研究得出,秸稈還田后大穗型小麥品種魯原301產(chǎn)量顯著降低。
松嫩平原是我國蘇打鹽堿化土壤的最大分布區(qū),也是世界三大蘇打鹽堿土集中分布區(qū)之一[70]。蘇打鹽堿土以NaHCO3和Na2CO3為主[71],土壤膠體呈高度分散狀態(tài),干時(shí)板結(jié)堅(jiān)硬,濕時(shí)泥濘,滲透性差[72],土壤肥力低下,有機(jī)質(zhì)缺乏。秸稈還田有助于提高蘇打鹽堿化土壤有機(jī)質(zhì)和各種養(yǎng)分含量,保持和提高土壤肥力,改善土壤物理性狀[73],提高作物產(chǎn)量。所以研究將秸稈還田應(yīng)用于蘇打鹽堿土,對于改良蘇打鹽堿土,改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)鹽堿地資源農(nóng)業(yè)利用有重要作用[74]。
隨著農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,人們對秸稈還田的研究也越來越廣泛。近年來,秸稈還田應(yīng)用于改良鹽堿土正在成為研究的熱點(diǎn)之一。秸稈還田對改良鹽堿土的作用表現(xiàn)為:
秸稈覆蓋抑鹽。土壤水分蒸發(fā)量與土壤鹽分表聚直接相關(guān)[75],秸稈還田通過控制土壤水分蒸發(fā)速度達(dá)到改良鹽堿土的目的。秸稈覆蓋可明顯降低土壤水分蒸發(fā)速度,控制土壤鹽分的表聚,且隨著覆蓋量的增加土壤鹽分表聚逐漸減弱[76]。當(dāng)秸稈覆蓋量為0.75 kg·m-2時(shí),再增加秸稈用量,秸稈的保水抑蒸和抑制鹽分表聚的作用并無明顯增強(qiáng)[77]。
秸稈還田降低土壤鹽分。吳冷等[78]利用玉米秸稈改良松嫩平原鹽堿旱地,結(jié)果表明,秸稈處理明顯降低了土壤表層的可溶性離子含量和pH值,提高了鹽堿地植物的地上生物量,虎尾草的分蘗能力增強(qiáng)。施用玉米秸稈為虎尾草的生長提供了較好的環(huán)境條件??梢姡媒斩拋砀牧见}堿地不失為一種好方法。
秸稈還田改良濱海鹽土。目前已經(jīng)有學(xué)者利用秸稈還田對濱海鹽土進(jìn)行改良,并取得了良好的效果。秸稈還田及施用有機(jī)肥能顯著降低濱海鹽土0~20 cm的土壤容重,增加土壤孔隙度和最大持水量,且改善作用隨秸稈還田及施用有機(jī)肥時(shí)間的增加而增強(qiáng),但卻隨著土壤深度的增加而逐漸減弱。秸稈還田能有效降低濱海鹽土全鹽含量和pH值,增加土壤有機(jī)質(zhì)含量,增加土壤微生物數(shù)量和酶活性。秸稈施用量為3 600 kg·hm-2和有機(jī)肥施用量為1 200 kg·hm-2~3 600 kg·hm-2時(shí),對濱海鹽土的改良效果最佳[79]。
秸稈還田改善鹽堿土壤水分狀況。國立財(cái)[80]通過堿化草甸土秸稈還田培肥研究發(fā)現(xiàn),秸稈還田各處理均能提高土壤含水量和田間持水量;秸稈產(chǎn)量一半還田+分解菌+有機(jī)肥處理對提高土壤的陽離子交換量效果最好;秸稈還田各處理能不同程度提高土壤脲酶、過氧化氫酶的活性,從而提高作物產(chǎn)量,其中秸稈產(chǎn)量一半還田+分解菌+有機(jī)肥處理產(chǎn)量最高。
秸稈還田改善鹽堿土壤結(jié)構(gòu)。鹽漬化旱田秸稈還田之后,土壤中1 mm~0.25 mm的團(tuán)聚體含量有所增加,施用有機(jī)肥后,效果更為明顯;對鹽堿土中<0.01 mm的微團(tuán)聚體含量影響較小。秸稈還田后,土壤有機(jī)質(zhì)含量增加,且隨著秸稈的增加,土壤有機(jī)質(zhì)的絕對量增加,有利于作物生長[81]。
秸稈還田提高鹽堿地作物產(chǎn)量。孫揚(yáng)等[82]通過對鹽漬化水田秸稈還田對水稻生長及產(chǎn)量的影響研究表明,50%秸稈還田對水稻中后期生長具有顯著促進(jìn)作用,增產(chǎn)效果顯著。曲學(xué)勇等[83]通過研究秸稈還田和品種對土壤水鹽運(yùn)移及小麥產(chǎn)量的影響,結(jié)果表明,秸稈還田有利于減少表層土壤含鹽量,抑制深層土壤鹽分向上移動(dòng),減輕了鹽分對作物生長的脅迫,提高了土壤水分的有效性,能顯著降低作物耗水,提高鹽漬土作物產(chǎn)量。
松嫩平原蘇打鹽堿土鹽堿化程度高,分散性強(qiáng),通氣透水性差[84],土壤改良利用難度大。在這樣的土壤條件下實(shí)施秸稈還田,需要與其它措施相結(jié)合,因地制宜,才能取得較好的效果,為此,蘇打鹽堿水田水稻秸稈還田應(yīng)注意:
①合理安排秸稈還田時(shí)間。松嫩平原地處東北,冰凍時(shí)間長,春耕時(shí)間短,需要在上年秋季時(shí),將秸稈粉碎成8 cm~10 cm,在秋季翻地時(shí)掩埋于地下。春季水整地時(shí)攪漿時(shí)必須進(jìn)行秸稈的掩埋處理,避免漂草。
②合理施肥,注意碳氮比。秸稈還田后在施肥量和比例上應(yīng)與土壤條件相結(jié)合。蘇打鹽堿土水田在正常施入水稻復(fù)合肥的同時(shí),施加一定量的氮肥。水稻秸稈的C∶N為60∶1,而土壤微生物分解有機(jī)物較合適的C∶N為25∶1,所以在生產(chǎn)中必須配施一定量的氮肥。例如尿素的含氮量為46%,在水稻秸稈還田,當(dāng)秸稈還田量在4 000 kg·hm-2時(shí),需要散施尿素約40 kg·hm-2。
③秸稈還田需要配套合理的改良技術(shù)。在松嫩平原氣候條件下,秸稈還田后秸稈腐熟過程時(shí)間長,對蘇打鹽堿土改良起效慢,需要與其他物理、化學(xué)、生物措施相結(jié)合,如在秸稈還田的同時(shí)施加土壤改良劑等。
前人對秸稈還田已經(jīng)從很多角度進(jìn)行了研究,尤其是秸稈還田的方式及秸稈還田的效應(yīng)等方面更是取得大量研究結(jié)果,但關(guān)于鹽堿土秸稈還田的研究工作還不夠深入。今后的研究重點(diǎn)包括秸稈還田對鹽堿土土壤物理性狀的影響,加快秸稈腐解效率的方法和途徑,秸稈還田最佳優(yōu)化模式等。
[1] Amaya N,Medero N,TancrediN,et al.Activated carbon briquettes from biomassmaterials[J].Bioresource Technology,2007,98(8): 1635-1641.
[2] Ikeuchi T,Azuma M,Kato J,etal.Screening ofmicroorganisms for xylitolproduction and fermentation behavior in high concentrationsof xylose[J].Biomass and Bioenergy,1999,16(5):333-339.
[3] 王寧堂,王軍利,李建國.農(nóng)作物秸稈綜合利用現(xiàn)狀、途徑及對策 [J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué),2007(2):112-115.
[4] 江永紅,宇振榮,馬永良.秸稈還田對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)及作物生長的影響 [J].土壤通報(bào),2001,32(5):209-213.
[5] 李東升,周為華,范 佳,等.秸稈還田對土壤特性和作物生產(chǎn)的影響 [J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào),2010,16(15):158-161.
[6] 胡海生.秸稈還田的作用與方法 [J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2008(6):159.
[7] 孫 頗,胡 敏,謝筆鈞.秸稈還田的效果與方法 [J].精細(xì)化工,2000,17(7):431-434.
[8] 李存和.關(guān)于機(jī)械化秸稈直接粉碎還田技術(shù)的試驗(yàn)推廣 [J].農(nóng)機(jī)推廣,1990(4):24.
[9] 慕永紅,曹書恒,李 珍,等.水稻機(jī)械化秸稈直接還田現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 [J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué),2000(5):42-43.
[10] Erenstein O.Crop residuemulching in tropical and semi-tropical countries:An evaluation of residue availability and other technological implications[J].Soil and Tillage Research,2002,67(2):115-133.
[11] 趙聚寶,梅旭榮,薛軍紅,等.秸稈覆蓋對旱地作物水分利用率的影響 [J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),1996,29(2):59-66.
[12] 楊文鈺,王蘭英.作物秸稈還田的現(xiàn)狀和展望 [J].四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1999,17(2):211-216.
[13] Blanco-Canqui H,Lal R.Corn stover removal impacts on micro-scale soil physical properties[J].Geoderma,2008,145(3-4):335 -346.
[14] 宋傳義,劉萬貴,柳松梅,等.寒地水稻田秸稈還田技術(shù)應(yīng)用初報(bào) [J].中國稻米,2000(4):30-31.
[15] 金成龍,全允基,馬永鳳,等.稻草還田定位試驗(yàn)初報(bào) [J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué),1993(1):21-23.
[16] 李清泉.秸稈還田技術(shù)應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀與前景分析 [J].中國農(nóng)村小康科技,2008(9):10-11.
[17] 任祖淦,陳玉水,唐福欽,等.優(yōu)化肥料結(jié)構(gòu)促進(jìn)稻田土壤生態(tài)良性循環(huán) [J].生態(tài)學(xué)報(bào),1996,16(5):548-554.
[18] 夏 萍,江家伍.機(jī)械化秸稈還田技術(shù)及配套機(jī)具 (綜述)[J].安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2001,28(1):106-108.
[19] 王同如.機(jī)械化秸稈還田技術(shù)的推廣與應(yīng)用 [J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2009(6):187.
[20] 葛立立,王康君,范苗苗,等.秸稈還田對土壤培肥與水稻產(chǎn)量和米質(zhì)的影響 [J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2012,28(12):1-6.
[21] 馬宗國,盧緒奎,萬 麗,等.小麥秸稈還田對水稻生長及土壤肥力的影響 [J].作物雜志,2003(5):37-38.
[22] 蔣新和,蔣云芳,周 玲.小麥秸稈還田與化學(xué)氮肥配施技術(shù)探討 [J].作物雜志,1998(4):11-12.
[23] 張翠珍,邵長泉,孫士宗,等.稻草還田改良濱海鹽土的作用及增產(chǎn)效應(yīng) [J].土壤肥料,1997(1):25-27.
[24] 楊濱娟,黃國勤,錢海燕,等.秸稈還田對稻田生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境質(zhì)量影響的初步研究 [J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2012,28(2):200-208.
[25] 張悟民,馬善林,徐肖華,等.秸稈還田對三熟制噸糧稻田的增產(chǎn)作用及土壤肥力影響的定位試驗(yàn) [J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué),1997 (3):124-126.
[26] 劉世平.稻麥兩熟制不同耕作栽培方式對農(nóng)田生態(tài)環(huán)境和周年生產(chǎn)力的影響[D].揚(yáng)州:揚(yáng)州大學(xué),2006.
[27] 胡宏祥,馬中文,邵致遠(yuǎn).還田秸稈腐解特征研究 [J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué),2012(5):44-46.
[28] 申源源,陳 宏.秸稈還田對土壤改良的研究進(jìn)展 [J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2009,25(19):291-294.
[29] Nyberg G,Ekblad A,Buresh R,et al.Short-term patterns of carbon and nitrogen mineralization in a fallow field amended with green-manures from agroforestry trees[J].Biology and Fertility of Soils,2002,36(1):18-25.
[30] 李學(xué)平,任加云,劉兆輝,等.秸稈還田條件下內(nèi)陸鹽堿土腐殖質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化 [J].水土保持通報(bào),2013,33(6):121-124.
[31] 張洪源,劉明鐘,張家建,等.有機(jī)物料在旱地土壤中分解規(guī)律的研究 [J].土壤肥料,1986(4):7-11.
[32] 顏 麗,宋 楊,賀 靖,等.玉米秸稈還田時(shí)間和還田方式對土壤肥力和作物產(chǎn)量的影響 [J].土壤通報(bào),2004,35(2):143 -148.
[33] Enrique G,Braud I,Jean-Louis T,et al.Modeling heat and water exchanges of fallow land covered with plant-residuemulch[J].Agricultural and Forest Meteorology,1999,97(3):151-169.
[34] 葉麗麗,王翠紅,彭新華,等.秸稈還田對土壤質(zhì)量影響研究進(jìn)展 [J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué),2010(19):52-55.
[35] 張淑香,呂庭宏,楊建林,等.旱塬農(nóng)區(qū)秸稈還田對土壤理化性質(zhì)的影響 [J].土壤肥料,1999(4):15-17.
[36] Bhatt R,Khera K L.Effect of tillage and mode of straw mulch application on soil erosion in the submontaneous tract of Punjab,India[J]. Soil and Tillage Research,2006,88(1-2):107-115.
[37] Sarkar S,Paramanick M,Goswami SB.Soil temperature,water use and yield of yellow sarson(Brassica napus L.var.glauca)in relation to tillage intensity andmulchmanagementunder rainfed lowland ecosystem in eastern India[J].Soil and Tillage Research,2007,93(1):94 -101.
[38] 王栓莊,徐樹貞.麥田秸稈覆蓋的作用及其節(jié)水效應(yīng)的初步研究 [J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,1989(2):7-15.
[39] 張 晶.秸稈還田土壤中與纖維素降解相關(guān)的微生物的分子生態(tài)學(xué)研究[D].上海:上海交通大學(xué),2007.
[40] 易玉林,武金果,楊首樂,等.有機(jī)無機(jī)肥配施對潮土某些物理性狀的影響研究 [J].土壤肥料,1998(5):44-46.
[41] 周凌云,周劉宗,徐夢雄.農(nóng)田秸稈覆蓋節(jié)水效應(yīng)研究 [J].生態(tài)農(nóng)業(yè)研究,1996,4(3):49-52.
[42] Chen SY,Zhang X Y,Pei D,et al.Effects of straw mulching on soil temperature,evaporation and yield ofwinterwheat:field experiments on the North China Plain[J].Annals of Applied Biology,2007,150(3):261-268.
[43] 李新舉,張志國.秸稈覆蓋與秸稈翻壓還田效果比較 [J].國土與自然資源研究,1999(1):43-45.
[44] G?ab T,Kulig B.Effect ofmulch and tillage system on soil porosity underwheat(Triticum aestivum)[J].Soil and Tillage Research,2008,99(2):169-178.
[45] Wuest SB.Surface versus incorporated residue effects on water-stable aggregates[J].Soil and Tillage Research,2007,96(1-2):124 -130.
[46] Zhang G S,Chan K Y,LiGD,etal.Effect of straw and plastic film management under contrasting tillage practiceson the physical properties of an erodible loess soil[J].Soil and Tillage Research,2008,98(2):113-119.
[47] 孫漢印,姬 強(qiáng),王 勇,等.不同秸稈還田模式下水穩(wěn)性團(tuán)聚體有機(jī)碳的分布及其氧化穩(wěn)定性研究 [J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2012,31(2):369-376.
[48] Spaccini R,Piccolo A,Haberhauer G,etal.Decomposition ofmaize straw in three European soilsas revealed by DRIFT spectra of soil particle fractions[J].Geoderma,2001,99(3-4):245-260.
[49] Jose A P,Carlos G,Teresa H.Comparison of fresh and composted organic waste in their efficacy for the improvement of arid soil quality[J]. Bioresource Technology,1999,68:255-264.
[50] Zhou JB,Xi JG,Chen Z J,et al.Leaching and transformation of nitrogen fertilizers in soil after application of N with irrigation:A soil column method[J].Pedosphere,2006,16(2):245-252.
[51] Wbods L E,Schuman G E.Influence of soil organicmatter concentrations on carbon and nitrogen activity[J].Soil Science Society of America Journal,1986,50(5):1241-1245.
[52] Shibahara F,Inubushi K.Effects of organicmatter application onmicrobial biomass and available nutrients in various types of paddy soils[J]. Soil Science and Plant Nutrition,1997,43(1):191-203.
[53] Thomsen IK.Turnover of15N-straw and NH4NO3in a sandy loam soil:effectof straw disposal and N fertilization[J].Soil Biology and Biochemistry,1993,25(11):1561-1566.
[54] Smart JR,Bradford JM.Conservation tillage com production for a semiarid,subtropical environment[J].Agronomy Journal,1999,91 (1):116-121.
[55] Nowood C A.Water use and yield of dryland row crops asaffected by tillage[J].Agronomy Journal,1999,91(1):108-115.
[56] Awnimelech Y.Organic residues in modern agriculture.In:The Role of Organic Matter in Modern Agriculture[M].Mortinus Nijhoff,Dordrecht,1986.
[57] Hundal H S.Phosphorus sorption characteristics of flooded soil attended with green manures[J].Tropical Agriculture,1988,65(2):185 -187.
[58] Horiuchi J,Shimizu T,Tada K,etal.Selective production of organic acids in anaerobic acid reator by pH control[J].Bioresource Technology,2002,82(3):209-213.
[59] 孫 星,劉 勤,王德建,等.長期秸稈還田對剖面土壤肥力質(zhì)量的影響 [J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2008,16(3):587-592.
[60] 王振忠,李慶康,吳敬民,等.稻麥秸稈全量直接還田技術(shù)對土壤的培肥效應(yīng) [J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2000(4):47-49.
[61] 李孝勇,武 際,朱宏斌,等.秸稈還田對作物產(chǎn)量及土壤養(yǎng)分的影響 [J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2003,31(5):870-871.
[62] 湯樹德.秸稈還田原理及其應(yīng)用[M].北京:北京農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社,1993.
[63] Doran R C.Effects of crop residues on soilmicropopulation,Aggregation,and Fertility under Maryland conditions[J].Soil Science Society,1980:765-771.
[64] 張電學(xué),韓志卿,劉 微,等.不同促腐條件下秸稈直接還田對土壤酶活性動(dòng)態(tài)變化的影響 [J].土壤通報(bào),2006,37(3):475 -478.
[65] Acharya C L,Kapur O C,Dixit SP.Moisture conservation for rainfed wheat production with alternativemulches and conservation tillage in the hills of north-west India[J].Soil and Tillage Research,1998,46(3-4):153-163.
[66] Erbauer M J.Otton seeding rootgrowth responses to light reflected to the shoots from straw-covered versus bare soil[J].Crop Science,1999 (1):164-167.
[67] 余延豐,熊桂云,張繼銘,等.秸稈還田對作物產(chǎn)量和土壤肥力的影響 [J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,47(2):69-171.
[68] 王 寧,閆洪奎,王 君,等.不同量秸稈還田對玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量影響的研究 [J].玉米科學(xué),2007,15(5):100-103.
[69] 張 鋒,李 鵬,張鳳云,等.玉米秸稈還田對不同類型小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響 [J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2011,3:30-32,36.
[70] 劉興土.松嫩平原退化土地整治與農(nóng)業(yè)發(fā)展[M].北京:科學(xué)出版社,2001.
[71] 李 彬,王志春,梁正偉,等.吉林省大安市蘇打鹽堿土堿化參數(shù)之間的關(guān)系 [J].土壤通報(bào),2007,38(3):443-446.
[72] Bauder JW,Brock T A.Irrigation water quality,soil amendment,and crop effects on sodium leaching[J].Arid Land Research and Management,2001,15(2):101-113.
[73] 趙蘭坡.施用作物秸稈對土壤的培肥作用 [J].土壤通報(bào),1996,27(2):76-78.
[74] 孫海國.不同耕作方式對土壤有機(jī)質(zhì)及氮磷鉀含量的影響 [J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué),1996(3):20-22.
[75] 王遵親.中國鹽漬土[M].北京:科學(xué)出版社,1993.
[76] 李新舉,張志國.秸稈覆蓋對土發(fā)蒸發(fā)及土壤鹽分的影響 [J].土壤通報(bào),1999,30(6):257-258.
[77] 孫 博,解建倉,汪 妮,等.不同秸稈覆蓋量對鹽漬土蒸發(fā)、水鹽變化的影響 [J].水土保持學(xué)報(bào),2012,26(1):246-250.
[78] 吳 冷,何念鵬,周道瑋.玉米秸稈改良松嫩鹽堿地的初步研究 [J].中國草地,2001,23(6):34-38.
[79] 王麗娜.黃麻秸稈還田及施用有機(jī)肥對濱海鹽土的改良試驗(yàn)[D].南京:南京林業(yè)大學(xué),2009.
[80] 國立財(cái).堿化草甸土秸稈還田培肥技術(shù)研究[D].哈爾濱:東北農(nóng)業(yè)大學(xué),2011.
[81] 周連仁,國立財(cái),于亞利.秸稈還田對鹽漬化草甸土有機(jī)質(zhì)及微團(tuán)聚體組分的影響 [J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2012,43(8):123 -127.
[82] 孫 揚(yáng),劉亞亮,肖薇航,等.鹽漬化水田秸稈還田對水稻生長及產(chǎn)量的影響 [J].作物雜志,2012(4),49-52.
[83] 曲學(xué)勇,寧堂原.秸稈還田和品種對土壤水鹽運(yùn)移及小麥產(chǎn)量的影響 [J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2009,25(11):65-69.
[84] 徐 璐,王志春,趙長巍,等.等距開槽結(jié)合施用石膏改良蘇打鹽堿土 [J].生態(tài)學(xué)雜志,2012,31(5):1179-1185.
The Research Progress of Straw Returning
AN Feng-hua,WANG Zhi-chun,YANG Fan,YANG Hong-tao
(Northeast Institute of Geography and Agroecology,CAS,Changchun 130102,China)
Straw returning is an importantway for fertilizing soil and solving the environmental problems produced by combustion straw in field.Research situation on way,time,amount,decomposition characteristics,carbon and nitrogen ratio of straw returning were introduced in this paper.Effect of straw returning on soil physical properties,soil nutrient,soilmicrobial,crop growth and yield were summarized.This paper emphasized research progress of straw returning on saline soils.The future research prospects of straw returning technology were advanced.This paper presents,under the existing soil and climate conditions in Songnen Plain,Straw returning need to form a complete setof reasonable improvement technology,combined with other physical,chemical and biologicalmeasures.By adjustingmeasures to local conditions,better effect can be achieved.
straw returning;Songnen plain;sodic soil;effect;improvement
10.11689/j.issn.2095-2961.2015.02.002
2095-2961(2015)02-0057-07
S156.4
A
2014-10-08;
2014-10-20.
中國科學(xué)院西部行動(dòng)計(jì)劃重大項(xiàng)目 (KZCX3-XB3-16);國家科技支撐計(jì)劃課題 (2009BADB3B03);國家自然科學(xué)基金(41071022).
安豐華 (1986-),男,山東青島人,碩士,助理工程師,研究方向?yàn)辂}堿土改良.
王志春 (1963-),男,吉林長春人,研究員,博士生導(dǎo)師,研究方向?yàn)辂}漬土生態(tài)及改良利用.