【摘 要】
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农作物秸秆含碳丰富,将其作为有机物料还田,可以改善土壤理化性质,维持土壤有机碳含量,同时增加作物产量;因此,探讨水旱轮作条件下水稻秸秆化肥配施对小麦生育时期内土壤有机碳稳定性、土壤酶活性以及冬小麦产量的影响,可为评价水稻秸秆在优化土壤肥力和提高作物产量等方面提供参考。本研究在大田试验条件下,以水稻秸秆为研究对象,设置化肥水平(C)0%、70%、100%,秸秆还田水平(S)0%、50%、100%,共
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农作物秸秆含碳丰富,将其作为有机物料还田,可以改善土壤理化性质,维持土壤有机碳含量,同时增加作物产量;因此,探讨水旱轮作条件下水稻秸秆化肥配施对小麦生育时期内土壤有机碳稳定性、土壤酶活性以及冬小麦产量的影响,可为评价水稻秸秆在优化土壤肥力和提高作物产量等方面提供参考。本研究在大田试验条件下,以水稻秸秆为研究对象,设置化肥水平(C)0%、70%、100%,秸秆还田水平(S)0%、50%、100%,共9个处理,对小麦分蘖期、拔节期、成熟期各处理中的土壤蔗糖酶(Sucrase,SUC)、脲酶(Urease,URE)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、酸性磷酸酶(Acid Phosphatase,ACP)的活性进行测定,并分析了秸秆化肥配施对上述四种土壤酶活性的交互效应,还分析了不同处理中的土壤微生物量碳(Microbial Biomass Carbon,MBC)、水溶性碳(Dissolved Organic Carbon,DOC)、颗粒碳(Particulate Organic Carbon,POC)、易氧化碳(Labile Organic Carbon,LOC)和矿化碳(Mineralized Carbon,MC)在小麦成熟期时的差异。同时研究了秸秆化肥配施对小麦产量及其构成要素的影响。并将土壤养分因子分别与土壤有机碳组分、土壤酶活性、小麦产量这三者进行了相关性分析,主要研究结果如下:(1)与对照相比,单独施秸秆或施化肥以及两者配施都显著提高了土壤微生物量碳、水溶性碳、颗粒碳、三种活性的易氧化碳(LOC1、LOC2、LOC3)、矿化碳含量,最高增幅分别为29.58%、17.85%、44.51%、28.72%、44.65%、73.15%、53.23%。其中,MBC在S50C100最高,DOC在S50C0最高,POC在S50C70最高,LOC1、LOC2、LOC3、MC在S100C100最高。碳库管理指数(Carbon Pool Management Index,CPMI)、三种LOC的有效度均在处理S100C100最高。此外,对于土壤微生物量碳、颗粒碳、易氧化碳、三种LOC的有效度、CPMI而言,均为秸秆与化肥配施的处理效果最佳。除了DOC与3种LOC之间的相关关系不显著,其余各种形态有机碳之间均存在显著或极显著正相关关系(P<0.05),且和大部分的土壤养分因子间存在显著正相关关系(P<0.05)。(2)秸秆化肥配施显著提高了土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和磷酸酶活性,并且随施用量增加呈现先升高后降低的趋势,对土壤蔗糖酶、脲酶活性的提高主要在小麦生长前中期,对土壤过氧化氢酶和磷酸酶活性的提高主要在小麦生长后期。在小麦生育时期中,蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性分别在0.06~0.17mg·g-1、0.40~0.76mg·g-1、4.06~10.38ml·g-1、9.28~16.09mg·kg-1之间变化,且四种酶活性均在处理S50C100最高。此外,秸秆化肥配施对土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、磷酸酶存在明显的正交互作用,单施秸秆对土壤酶的作用优于单施化肥。这四种土壤酶,两两之间均存在显著或极显著正相关关系,与土壤养分各因子存在显著或极显著正相关关系(P<0.05)。(3)秸秆化肥配施各处理均有利于提高冬小麦产量,最高增幅为238.5%,且秸秆与化肥配施优于单施化肥或者秸秆,其中处理S100C100最佳。秸秆化肥配施还有利于小麦千粒重、穗长、株高、穗粒数、成穗数、经济系数增大,且秸秆与化肥配施优于单施化肥或者秸秆。对小麦产量等要素与土壤养分因子进行主成分分析,处理S50C100的综合得分最高,秸秆化肥配施效果最佳。经相关分析后发现,小麦产量与土壤速效养分含量均呈正相关关系,产量趋势与养分趋势相同。单施秸秆和单施化肥以及其二者的交互作用对土壤养分、小麦产量及其构成要素均有显著或极显著影响(P<0.05)。
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