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玉米秸秆覆盖对日光温室土壤养分的影响(简报)

更新时间:2009-03-28

农田覆盖是一种重要的作物栽培技术[1,2],研究证明其具有保水保温,提高土壤养分,改善生态环境,增加作物产量的作用,是我国粮食蔬菜高产的有力保障之一。早在西汉时期就有关于农田覆盖的记载[3~5],然而目前研究及应用较多的有地膜覆盖等技术。随着我国人民生活水平的提高,设施生产蔬菜的需求越来越高,在设施蔬菜的生产中应用较多的是地膜覆盖。这项技术有一定的优越性,但同时会造成“白色污染”、破坏农田生态环境。秸秆覆盖是新兴的一项技术,是指将玉米、小麦、水稻或高粱等的秸秆经过粉碎后覆盖于土壤表面,起到保温保水的作用。已有的研究集中在秸秆覆盖对设施内蔬菜的生长发育[6-8]、对蔬菜营养吸收的影响[9]等方面,对于覆盖方式对土壤养分影响的研究少见报道。为此,本次研究在日光温室栽培条件下,连续3年对地膜、秸秆覆盖等2种覆盖模式进行对比,研究2种覆盖模式对土壤养分的影响,以期从中筛选出在日光温室栽培条件下最佳的覆盖模式,为实现蔬菜高产奠定理论基础。

关于危险源的定义,何学秋[6]认为:危险源作为产生和强化负面效应的核心,是危险能量的爆发点. 陈宝智[7]提出两类危险源理论,田水承[8]在两类危险源理论的基础上提出三类危险源理论. 但目前,危险源在理论上尚无确切的定义. 为便于进行风险管理,在该体系中采用何学秋提出的关于危险源的定义. 通过每年一次的危险源筛查,泰州大桥公司形成了各区域、各作业过程的危险源清单列表,表1列举了日常养护作业过程危险源辨识清单.

1 材料与方法

本次试验在山西省农业科学院东阳基地(东经112°36’,北纬37°25’)27号温室进行,分别于2014年11月,2015年11月,2016年11月种植越冬茬黄瓜、番茄、茄子。小区长7 m,宽1.5 m,共28个小区。地面覆盖共设2个处理,处理1:地膜覆盖,地膜厚度0.01 mm,覆膜后四周用土压实;处理2:秸秆覆盖,将长度为10 cm的玉米秸秆均匀铺撒在小区畦面上,并适当压实,用量为4 500 kg·hm-2。2个处理种植面积各占14个小区。

在印度尼西亚,测绘地理信息主管部门是地理空间信息局(BIG)。BIG的主要职责是负责与地理空间信息相关的政务工作,不仅涉及国家大地控制网建设与基础地图生产等基础地理空间信息的生产和提供,还涉及专题地理空间信息的生产及协调工作。另外,BIG还与相关政府机构一起,负责建设印度尼西亚地理空间信息基础设施。印度尼西亚的地理空间信息基础设施涉及政策制定、制度建设、技术开发、标准制定和人才培养等方面的工作。

分别在下一年8月,即2015年8月,2016年8月,2017年8月待蔬菜拉秧后,在温室内取土样,由山西省农业科学院农业环境与资源研究所进行土壤有机质质量分数、全氮质量分数、碱解氮质量分数、全磷质量分数、速效磷质量分数、速效钾质量分数和容质量、田间持水量等指标的测定。

2 结果与分析

而秸秆覆盖处理后的各项指标,随着时间的推移均逐渐上升。有机质质量分数由2015年的24.55 g·kg-1上升至2016年的25.83 g·kg-1和2017年的25.95 g·kg-1,全氮质量分数由2015年的1.40 g·kg-1逐渐上升至2016年的1.51 g·kg-1和2017年的1.61 g·kg-1,全磷质量分数由2015年的0.108 g·kg-1上升至2016年的0.111 g·kg-1和2017年的0.119 g·kg-1,速效钾质量分数由2015年的221 mg·kg-1上升至2016年的307 mg·kg-1和2017年的918 mg·kg-1(表1)。

不同覆盖方式下土壤的养分见表1。可以发现,秸秆覆盖处理后,测定的有机质质量分数、全氮质量分数等指标均较同期的地膜覆盖高。地膜覆盖在3年的时间里变化趋势较小,除有机质质量分数外,其余的指标之间的差异未达显著水平。随着时间的推移,有机质质量分数也缓慢上升,由19.61 g·kg-1上升至20.01 g·kg-1

依据2.2节交点轴线T-Map的创建方法,分别构建aF和bF的公差图aFM和公差图bFM。依据式(12)可得aFM和bFM的边界方程分别如下:

秸秆覆盖后土壤容质量增加显著,由2015年的1.30 g·cm-3上升至2016年的1.35 g·cm-3和2017年的1.42 g·cm-3,且差异显著。田间持水量也在缓慢上升,但差异未达显著水平(表2)。

综上可以发现,经过秸秆覆盖的土壤的养分与理化性质均较地膜覆盖的高,说明秸秆覆盖能有效改善土壤的理化性质,提高其养分,有利于作物的生长。

 

表1 不同覆盖方式下土壤养分变化

  

年份有机质质量分数/(g·kg-1)全氮质量分数/(g·kg-1)碱解氮质量分数/(g·kg-1)地膜覆盖秸秆覆盖地膜覆盖秸秆覆盖地膜覆盖秸秆覆盖201519.61 d D 24.55 b B1.23 d D1.40 c C0.12 b B0.12 b B201619.64 d D25.83 a A1.24 d D1.51 b B0.11 b B0.14 a A201720.01 c C25.95 a A1.21 d D1.61 a A0.11 b B0.15 a A年份全磷质量分数/(g·kg-1)有效磷质量分数/(mg·kg-1)速效钾质量分数/(mg·kg-1)地膜覆盖秸秆覆盖地膜覆盖秸秆覆盖地膜覆盖秸秆覆盖20150.107 b B0.108 b B32.16 c C33.16 c C220 c C221 c C20160.106 b B0.111 b B32.17 c C50.10 b B225 c C307 b B20170.105 b B0.119 a A33.15 c C109.00 a A215 c C918 a A

注:同列小写和大写字母分别表示处理间在0.05和0.01水平存在显著性差异,下同。

 

表2 不同覆盖方式下土壤容质量和田间持水量变化

  

年份土壤容质量/(g·cm-3)田间持水量/%地膜覆盖秸秆覆盖地膜覆盖秸秆覆盖20151.28 c C1.30 c C29.1 a A29.2 a A20161.29 c C1.35 b B28.8 a A29.5 a A20171.30 c C1.42 a A28.5 a A30.0 a A

3 讨 论

可以预计,随着人民生活水平的逐步提高,对设施蔬菜的需求将越来越大,但由于设施种植特有的结构,容易引起土壤理化性质的恶化,进而影响蔬菜的生产。秸秆覆盖作为设施蔬菜的一种栽培方式能改善土壤养分状况与理化性质。杜守宇等[10]研究表明,在作物栽培中采用秸秆覆盖2~3年后,土壤中各养分指标均显著地高于地膜覆盖,且质量分数随着秸秆覆盖量的增加呈增加的趋势。卜玉山等[11]、肖继兵等[12]报道,地膜和秸秆覆盖相比较能提高土壤的肥力,即氮、磷、钾的质量分数,本次研究的结论与上述研究结论相同,说明采用秸秆覆盖能提高土壤的养分。究其原因主要是因为采用秸秆覆盖后,大部分的秸秆在蔬菜种植过程中腐烂成为土壤的有机质,增加了有机质的质量分数,同时在秸秆腐解的过程中产生热量,提高地温,促进土壤中有益菌类的活动,减缓了氮磷钾的流失,提高了其质量分数,最终将促进蔬菜的生长[13]

路文涛等[14]发现,在采用秸秆覆盖后,土壤的理化性质得到改善,张义等[15]对苹果的研究结论与之相同。本次研究的结果表明,田间持水量逐渐上升,但未达显著水平。理化性质改善的其实质是秸秆覆盖后土壤中的酶类及微生物的活性升高,因此使土壤的容质量,即孔隙度增加,加大了田间持水量,使作物抵御干旱逆境,有效利用水资源,对其生长有利。

参考文献:

[1] Jordán A, Zavala L M, Gil J. Effects of Mulching on soil physical properties and runoff under semi-arid conditions in southern Spain[J].Catena,2010,81(1):77-85.

[2] Balwinder S, Humphreys E, Eberbach P L,et al. Growth, yield and water productivity of zero till wheat as affected by rice straw Mulch and irrigation schedule[J].Field Crop Research,2011,121(2):209-225.

[3] 刘永忠,张克强,王根全,等.旱地农业覆盖栽培技术研究进展[J].中国农学通报,2005,21(5):202-205.

[4] 中国地膜覆盖栽培研究会.地膜覆盖栽培技术大全[M].北京:农业出版社,1988.

[5] 中国耕作制度研究会.中国少耕免耕与覆盖技术研究[M].北京:北京科学技术出版社, 1991.

[6] 穆兰.覆盖对温室辣椒生理特性及土壤环境的影响研究[D].北京:中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心,2014.

[7] 周茂娟.地面覆盖和水分对温室辣椒生理特性及土壤环境的影响[D].杨凌:西北农林科技大学,2009.

[8] 吴兴.覆盖方式对温室辣椒生长及微环境效应[D].杨凌:西北农林科技大学,2011.

[9] 王婷.施磷和秸秆覆盖对蔬菜氮吸收及蔬菜地氮素损失的影响[D].武汉:华中农业大学, 2009.

[10] 杜守宇,田恩平,温敏,等.秸秆覆盖还田的整体功能效应与系列化技术研究[J].干旱地区农业研究,1994,12(2):88-94.

[11] 卜玉山,苗果园,周乃健,等.地膜和秸秆覆盖土壤肥力效应分析与比较[J].中国农业科学,2006,39(5):1 069-1 075.

[12] 肖继兵,杨久廷,辛宗绪.辽西地区秸秆覆盖试验研究[J].节水灌溉,2008(2):8-10,13.

[13] 刘玉含,张展羽,伊德里萨,等.农田秸秆覆盖技术及其发展趋势分析[J] .水利经济, 2007, 25(2):53-56,83.

[14] 路文涛,贾志宽,张鹏,等.秸秆还田对宁南旱作农田土壤活性有机碳及酶活性的影响[J].农业环境科学学报,2011,30(3):522-528.

[15] 张义,谢永生,郝明德,等.不同地表覆盖方式对苹果园土壤性状及果树生长和产量的影响[J].应用生态学报,2010,21(2):279-286.

 
阎世江,张京社,刘洁,张继宁
《河北科技师范学院学报》2018年第01期文献

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