不同冬季覆盖作物对土壤养分及雨养玉米生长特征的影响

发布时间：2020-11-15 19:49

　　 近年来,华北平原冬小麦种植面积逐渐减少,大面积土地在冬季处于空闲裸露状态,这不仅造成大量光、热和土地等自然资源的浪费,而且使该地区生态环境进一步恶化。在华北平原开展冬季覆盖作物的种植,能够有效填补冬季裸露的耕地及降低由于耕地裸露造成的环境污染,是本区域农业可持续发展的重要组成部分,对于改善土壤肥力、优化生态环境以及促进节能减排等具有重要意义。本文利用盆栽研究了毛叶苕子(Vicia villosa,Vr)、二月兰(Orychophragmus violaceus,Ov)和冬油菜(Brassica campestris,Bc)3种覆盖作物对华北平原典型潮褐土土壤理化性质、微生物生物量和酶活性以及后茬作物玉米生长的影响,通过野外调查采样分析,比较了秸秆覆盖(T1)、小麦覆盖(T2)、杂草覆盖(T3)、二月兰覆盖(T4)和冬油菜覆盖(T5)等5种覆盖方式对耕层土壤理化性质、微生物特性及土壤无机氮含量的影响,为华北平原地区推广耕种植冬季覆盖作物提供理论和实践依据。取得的主要结论如下:1)3种冬季覆盖作物处理生物量由大到小依次为Vr、Bc和Ov。与CK相比,3种冬季覆盖作物均能显著提高土壤含水量、有效磷和土壤微生物生物量碳、氮和磷含量(P0.05),且不同程度提高了土壤碱性磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性。其中,Ov处理土壤有效磷含量提高幅度最大,为33.3%(P0.05);Bc处理土壤含水量显著提高16.7%,土壤容重显著降低16.8%,土壤微生物量碳、土壤微生物量氮、土壤微生物量磷含量及碱性磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性分别提高了30.5%、32.3%、85.4%、11.4%、17.7%和21.7%(P0.05)。综合覆盖作物生物量及覆盖作物对华北平原潮褐土土壤理化性质、微生物生物量含量和酶活性的影响,冬油菜作为华北平原冬季覆盖作物效果最佳,二月兰和毛叶苕子次之。2)翻压覆盖作物均显著提高了玉米产量以及植株养分吸收量。二月兰-玉米(OvM)处理株高、秸秆产量和籽粒产量最高,较玉米-冬闲(WFM)处理分别提高了10.6%、33.3%和35.5%(P0.05);与WFM处理相比,冬油菜-玉米(BcM)处理地上部氮、磷、钾和地下部磷素吸收量分别显著提高了30.7%、74.7%、57.6%和171.4%(P0.05)。翻压覆盖作物能显著提高0-10cm和10-20cm土层有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、全氮和全钾含量(P0.05)。0-10cm土层,与WFM处理相比,BcM处理土壤容重和pH降低幅度最大,分别为21.3%和0.35%;BcM处理的有机质、有效磷、速效钾、全氮和全钾含量提高幅度最大,分别为5.6%、39.0%、8.5%、10.7%和7.6%(P0.05)。10-20cm土层,与WFM处理相比,BcM处理有机质、碱解氮和全氮含量分别显著提高了9.8%、8.9%和8.8%(P0.05);有效磷、速效钾和全钾含量则以OvM处理提高幅度最大,分别为62.9%、11.7%和2.6%,且差异显著(P0.05)。此外,翻压覆盖作物能显著降低玉米幼苗期土壤无机氮含量(P0.05)。玉米的不同生育期,覆盖作物翻压处理的SMBC、SMBN和SMBP均显著高于冬闲处理(P0.05)。幼苗期VrM处理、OvM处理和BcM处理的土壤微生物量碳、土壤微生物量氮和土壤微生物量磷含量较WFM处理分别提高了58.0%~73.8%、95.5%~117.0%和202.6%~267.3%。综合翻压覆盖作物对玉米产量及其对华北平原潮褐土土壤理化性质和微生物量含量的影响,华北平原潮褐土上冬油菜-玉米和二月兰-玉米轮作模式效果较好。3)野外多点调查采样分析表明,与其他覆盖方式相比,T1处理有利于提高土壤含水量。与CK相比,T1处理在一定程度上提高了土壤养分含量,有助于提高SMBP的含量,但是对于SMBC的影响较小。与T4和T5处理相比,T1增加了土壤氮素的淋失。与其他覆盖方式相比,T2处理不利于土壤养分的提高,显著增加了土壤NO_3~--N损失。T4和T5处理则有利于提高下层土壤速效养分含量,显著提高SMBC和SMBN的含量,且有利于降低土壤无机氮的损失。综合不同覆盖方式对土壤养分含量、微生物特性及土壤NO_3~--N和NH_4~+-N的影响,在改善土壤肥力和保护生态环境的方面冬季种植二月兰和冬油菜效果相对较好,北京市郊区农田冬季覆盖作物建议以二月兰和冬油菜为主。
【学位单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S158;S513
【部分图文】：

性季风气候区，年平均日照时数为 2 684 h，平均气温50.3 mm。试验用土采自国家潮褐土土壤肥力与肥料效为潮褐土，采集耕作层（0-20 cm）新鲜土样，风干后的土壤的基础理化性质见表 2-1。作物生育期间（201和最低温度分布见图 2-1。：北京市（39.4o-41.6oN，115.7o-117.4oE）位于华北平性季风气候区，夏季气温高、降雨多，冬季则寒冷干燥降水分布不均匀，主要集中在夏季并多以暴雨形式出现全年 180～200 天无霜期，年均温度为 8～12℃。表 2-1 供试土壤基础理化性质Table 2-1 soil basic physical and chemical properties有机质g·kg-1）全氮（g·kg-1）全磷（g·kg-1）全钾（g·kg-1）碱解氮（mg·kg-1）有效（mg·k21.92 1.26 0.85 14.33 100.4 3.7

不同冬季覆盖作物处理对土壤微生物生物量的影响图 3-1 可知，冬季覆盖作物能显著影响土壤微生物生物量含量（P<0.05）。与 C覆盖作物能显著提高 SMBC、SMBN 和 SMBP 含量，分别提高了 15.6%~30.5%~32.3%和 38.5%~85.4%。其中，种植冬油菜后，SMBC、SMBN 和 SMBP 提高，较 CK 分别提高 30.5%、32.3%和 85.4%。不同覆盖作物土壤微生物生物量含小依次均为 Bc、Vr 和 Ov，但处理间差异不显著（P>0.05）。

图 3-2 不同冬季作物覆盖后的土壤酶活性Figure 3-2 Soil enzyme activities after cultivation of different winter cover crops：Vr、Ov 和 Bc 处理指覆盖作物分别为毛叶苕子、二月兰和冬油菜。图中不同小写字母表不同处理间差异显著(P<0.05)Note: Vr, Ov and Bc treatments refer to hairy vetch, February orchid and winter rapepectively.Different lowercase letters indicate significant differences between treatments(P<0.05). 土壤微生物生物量及酶活性与土壤理化性质的关系关分析结果（表 3-3）表明，SMBC 含量与 SMBN 含量、SMBP 含量、有机碳磷含量、全氮含量、碱性磷酸酶活性和脲酶活性呈显著正相关（P<0.05）；SMB全磷含量、蔗糖酶活性和脲酶活性呈显著正相关（P<0.05），与碱性磷酸酶活正相关（P<0.01）；SMBP 含量与土壤含水量、碱性磷酸酶活性和脲酶活性呈关（P<0.05），与全氮含量极显著正相关（P<0.01）。此外，碱性磷酸酶活性与性和全氮含量呈显著正相关（P<0.05），与土壤容重极显著负相关（P<0.01）；活性与土壤含水量呈极显著正相关（P<0.01）；脲酶活性与含水量呈显著正相0.05）。SMBC 含量、SMBN 含量、SMBP 含量、碱性磷酸酶活性、蔗糖酶活性
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈宗元;渠慎春;章镇;吴小智;;黄河故道地区果园种植毛叶苕子对土壤理化性质的影响[J];农业科技通讯;2009年09期

2 王瑞宝;夏开宝;殷寿安;李祖红;代绍明;强继业;闫芳芳;杨虹;;光苕翻压方式对植烟土壤性状的影响[J];甘肃农业科技;2009年08期

3 徐华勤;章家恩;冯丽芳;全国明;毛丹娟;秦钟;;广东省不同土地利用方式对土壤微生物量碳氮的影响[J];生态学报;2009年08期

4 曹卫东;黄鸿翔;;关于我国恢复和发展绿肥若干问题的思考[J];中国土壤与肥料;2009年04期

5 刘明;陶洪斌;王璞;张雅杰;;播期对春玉米生长发育、产量及水分利用的影响[J];玉米科学;2009年02期

6 朱波;胡跃高;曾昭海;肖小平;杨光立;黄凤球;;双季稻区冬种覆盖作物对土壤微生物量的影响[J];生态环境;2008年05期

7 齐龙波;周卫军;郭海彦;郝金菊;罗维;;覆盖和间作对亚热带红壤茶园土壤磷营养的影响[J];中国生态农业学报;2008年03期

8 金发会;李世清;卢红玲;李生秀;;黄土高原不同土壤微生物量碳、氮与氮素矿化势的差异[J];生态学报;2008年01期

9 张明辉;李卫华;林真;;牧草绿肥对福建果园生态系统的影响及发展对策[J];安徽农学通报;2007年17期

10 王丽宏;胡跃高;杨光立;曾昭海;;农田冬季覆盖作物对土壤有机碳含量和主作物产量的影响[J];干旱地区农业研究;2006年06期

相关博士学位论文 前2条

1 王芳;有机培肥措施对土壤肥力及作物生长的影响[D];西北农林科技大学;2014年

2 杨曾平;长期冬种绿肥对红壤性水稻土质量和生产力可持续性影响的研究[D];湖南农业大学;2011年

本文编号：2885134