设施水田土表覆盖切段水稻秸秆对蔬菜产量品质及土壤化学性质的影响研究

发布时间：2020-11-18 18:04

　　 随着设施蔬菜的大规模发展,人们为追求产量盲目的施用大量化肥,以及设施的高复种指数,高温高湿,缺少雨水淋溶的特点导致连作障碍日益明显,严重影响了蔬菜的产量和品质。实验室前期通过调查后发现设施蔬菜水旱轮作能有效改善土壤性质,缓解连作障碍。水稻秸秆含有丰富的营养物质,已有试验表明,长期秸秆还田能有效改善土壤性质,提升土壤有机质含量等。实验室前期的研究发现截为2段的水稻秸秆腐解率在春、夏茬分别为75.33%和89.11%,大幅高于前人研究的秋季水稻茬口切段秸秆淹水还田腐解率49.11%。因此,本试验在设施内采用水旱轮作加秸秆土表覆盖的方式,于水作茬口土表覆盖水稻秸秆种植蔬菜,探究水稻秸秆不同切段规格土表覆盖及秸秆还田量在不同季节茬口的腐解规律及对土壤性质、蔬菜产量品质的影响并进一步探讨了秸秆还田对旱作小白菜后盐渍化土壤的缓解效果。得出如下主要结果:1、2015年7月-10月水稻秸秆切5cm小段以500kg/亩于高温季节土表覆盖还田种植蕹菜;秸秆的腐解率为100%,秸秆还田处理较对照未还田的土壤而言,土壤全磷、速效磷、全钾、速效钾含量降幅均小于对照,蕹菜处理前期处理低于对照,后期高于对照,总的产量高于对照;土表溶液电导率处理前期迅速上升,第2天即达最大值1584μS·cm-1,对照则变化较为平缓,说明切小段秸秆可显著加大与微生物的接触面积提高腐解率,且设施的高温高湿土表有氧环境利于秸秆的充分腐解释放养分。2、2015年11月-2016年3月水稻秸秆切5cm小段以500kg/亩于低温季节土表覆盖还田种植豆瓣菜;秸秆的腐解率为83.3%,低于高温季节的腐解率100%,说明温度的高低能显著影响秸秆的腐解速度。低温季节处理土表溶液电导率到第3天才达最大值且仅为1109μS·cm-1,处理土壤有机质降幅为6.5%显著低于对照15.3%,两次采收的豆瓣菜产量均高于对照;豆瓣菜的硝酸盐含量均低于对照,说明秸秆还田在低温季节也可大量腐解且养分释放速度较缓,前期对蔬菜生长抑制作用较小;还可降低硝酸盐含量改善蔬菜品质。3、2016年4月-10月加大秸秆土表覆盖量量即以750kg/亩的水稻秸秆切段5cm还田,水稻秸秆腐解率为100%,土壤硝态氮的含量处理降幅显著大于对照,说明在秸秆腐解过程中能吸收土壤中的硝酸盐,缓解土壤盐渍化;本次试验蕹菜共采收7次,前两次的采后追肥处理与对照追施量相同,而后面4次的采后追肥均按处理10kg/亩,对照15kg/亩的尿素进行追施,7次采收每一次产量均为处理高于对照,说明秸秆还田可有助于减量施肥的推进。4、加大秸秆切段规格,空茬约半年后即2017年4月-7月重新进行秸秆还田以10cm、750kg/亩的土表覆盖量种植蕹菜后,秸秆达到了较高的腐解率90.5%,说明10cm的切段规格秸秆也几乎可以完全腐解,释放出养分,且lOcm较5cm而言可减少切段成本;处理土壤的全氮含量上升,对照下降,全磷含量处理与对照变化均不显著,处理土壤的硝态氮含量下降。蕹菜共采收3次,采收追肥继续遵循减量施肥的原则,处理总的产量略低于对照,但秸秆还田种植蕹菜黄酮含量总体上均为处理高于对照。5、2016年12月-2017年1月以不同施肥量旱作小白菜,处理进行大量施肥,对照常规施肥,发现土壤全氮含量较种植前显著提升,而对照则出现了下降,处理土壤硝态氮含量也显著上升,说明大量施肥会导致土壤硝酸盐含量不断提升,土壤盐渍化;小白菜产量两次采收均为处理显著高于对照,两次采收的小白菜粗纤维处理均低于对照,旱作小白菜后,处理硝酸盐含量均大幅高于对照,说明大量施肥会导致蔬菜中积累过多硝酸盐危害人体健康。2017年4月-7月于旱作小白菜后的土壤中以切段10cm水稻秸秆按750kg/亩土表覆盖淹水种植蕹菜,秸秆的腐解率为86.2%。秸秆还田后处理土壤硝酸盐含量显著下降,对照变化不显著,说明秸秆土表覆盖对目前设施内普遍存在的盐渍化问题具有良好的缓解效果,蕹菜共采收3次,总产量为处理高于对照。因此,秸秆土表覆盖种植水生蔬菜,秸秆均以相同规格5cm覆盖还田时,高温季节腐解率显著高于低温季节;延长水生蔬菜种植时间可腐解更多秸秆;秸秆以10cm切段规格土表覆盖时也可获得90%左右的高腐解率低于5cm切段的腐解率,说明切小段加大与微生物的接触面积,促进腐解。各茬腐解率均显著高于露地秸秆淹水还田腐解率49.11%,且较一截两段的水稻秸秆可腐解更多秸秆。说明设施的高温高湿加有氧发酵的环境促进腐解。水稻秸秆土表覆盖种植水生蔬菜,蔬菜总产量总体上均高于对照。秸秆土表覆盖还田对超量施肥后的盐渍化土壤具有显著的缓解效果,有效改善土壤性质,且有利于减量施肥的推进。
【学位单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S141.4;S63
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 连作障碍
        1.1.1 概念
        1.1.2 成因及危害
        1.1.3 调控措施
    1.2 秸秆还田
        1.2.1 秸秆资源现状
        1.2.2 秸秆还田对土壤物理性状的影响
        1.2.3 秸秆还田对土壤化学性状的影响
        1.2.4 秸秆还田对微生物及酶活性的影响
        1.2.5 秸秆还田对植株产量的影响
        1.2.6 秸秆还田对植株品质的影响
第二章 2015年夏秋季切段水稻秸秆土表覆盖试验
    2.1 材料与方法
        2.1.1 试验材料
        2.1.2 试验设计
        2.1.3 样品采集及指标测定
        2.1.4 指标测定方法
        2.1.5 数据处理
    2.2 结果与分析
        2.2.1 秸秆腐解规律
        2.2.2 水稻秸秆土表覆盖还田对蕹菜产量及品质的影响
        2.2.3 水稻秸秆土表覆盖还田对土壤养分及酶活性的影响
    2.3 小结与讨论
第三章 2015年秋冬季切段水稻秸秆土表覆盖试验
    3.1 试验材料与方法
        3.1.1 试验材料
        3.1.2 试验设计
        3.1.3 试验数据处理
    3.2 结果与分析
        3.2.1 秸秆腐解规律
        3.2.2 水稻秸秆土表覆盖对豆瓣菜产量及品质的影响
        3.2.3 水稻秸秆土表覆盖对土壤养分及酶活性的影响
    3.3 小结与讨论
第四章 2016年春夏秋季切段水稻秸秆加量土表覆盖试验
    4.1 试验材料与方法
        4.1.1 试验材料
        4.1.2 试验设计
        4.1.3 试验数据处理
    4.2 结果与分析
        4.2.1 秸秆腐解规律
        4.2.2 水稻秸秆土表覆盖还田对蕹菜产量及品质的影响
        4.2.3 水稻秸秆土表覆盖还田对土壤养分及酶活性含量的影响
    4.3 小结与讨论
第五章 2017年春夏季水稻秸秆加大切段规格加量土表覆盖试验
    5.1 试验材料与方法
        5.1.1 试验材料
        5.1.2 试验设计
        5.1.3 试验数据处理
    5.2 结果与分析
        5.2.1 秸秆腐解率
        5.2.2 水稻秸秆土表覆盖对蕹菜产量品质的影响
        5.2.3 水稻秸秆土表覆盖对土壤养分及酶活性的影响
    5.3 小结与讨论
第六章 2017年春夏季水稻秸秆加大切段规格加量覆盖对缓解土壤盐渍化的验证试验
    6.1 试验材料与方法
        6.1.1 试验材料
        6.1.2 试验设计
        6.1.3 试验数据处理
    6.2 结果与分析
        6.2.1 秸秆腐解率
        6.2.2 不同施肥量对小白菜产量及品质的影响
        6.2.3 水稻秸秆土表覆盖对蕹菜产量品质的影响
        6.2.4 不同施肥量及秸秆土表覆盖对土壤养分及酶活性的影响
    6.3 小结与讨论
全文结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文

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本文编号：2889020