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土壤耕作与种植制度团队成功破解秸秆还田后培肥与增产不协调难题

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发布者:管理员发布时间:2020-12-25作者:逄焕成来源:土壤耕作与种植制度团队点击量:

针对北方传统秸秆覆盖还田、浅旋还田技术存在的还田难、腐解难、保苗难、病虫害多、产量低等弊端需要破解的重大需求,近年来土壤耕作与种植制度团队围绕秸秆“如何还田、怎样还田”等潜心研究,创新了“秸秆深埋、颗粒还田、轮耕轮还理论”,研制了秸秆深埋犁、田间自走式秸秆捡拾颗粒制作一体机等秸秆还田机械,在东北春玉米一熟区、华北冬小麦夏玉米一年两熟区开展了包括粉碎和颗粒秸秆2种形态下高倍量亚耕层秸秆还田技术的系列研究与示范,探索出既能提高土壤有机质,又能同时增产的秸秆安全有效还田技术,破解了传统秸秆还田后土壤培肥与作物增产难以协调的难题。其培肥与增产效果机理相关成果发表在《Soil and Tillage Research》、《Archives of Agronomy and Soil Science》、《Soil Use and Management》、《农业工程学报》和《土壤学报》等国内外知名期刊上。

团队研制出的秸秆深埋犁,能将3-5倍生产量的秸秆翻埋至35厘米左右的亚耕层,每3年翻埋一次,形成了轮耕轮还制,解决了秸秆体量大,还田难,土壤上肥下痩,连续翻耕增加作业成本等问题。团队还创新研制出了国内外首创的田间自走式秸秆捡拾颗粒制造一体机,在田间把秸秆就地制作出体积减小80%以上的秸秆颗粒肥料,解决了传统秸秆加工“收、运、储”环节多、成本高等难题。

为缓解长期浅耕导致的土壤上肥下痩现象,实现亚耕层肥力的提高及可持续增产等目标,团队连续多年于东北春玉米一熟区、华北冬小麦夏玉米一年两熟区开展了不同形态秸秆高量亚耕层还田效应的机理研究。研究发现:秸秆高量亚表层还田显著提高了土壤有机碳含量,且随着秸秆还田量的增加呈现升高趋势,亚耕层有机碳增长率达到20%,瑞丰周周加赠:耕层有机碳增长率10%。秸秆高量还田显著提高了C/N>10%)、C/P >10%)、C/K>20%),平衡CNPK养分元素比例关系,同时降低土壤层化比,弱化土壤养分层化现象,改善了土壤碳短板现象。增加秸秆还田量促进土壤腐殖质组分含量的增加,有利于腐殖质结构复杂化,提高了大团聚体中真菌含量。秸秆颗粒还田具有快速培肥效应,粉碎秸秆还田具有长期培肥效应。粉碎秸秆高量还田可提高腐殖质脂化度而秸秆颗粒高量还田则提高其芳香度,秸秆还田形成了更多的不稳定性有机碳,高量还田更利于长期维持生态系统稳定性。研究还发现,秸秆高量亚表层还田在显著培肥土壤的同时,作物产量同时得以显著提高。东北春玉米一熟区春玉米产量增幅7%-17%,华北冬小麦夏玉米一年两熟区小麦玉米年产量分别提高10%-12%。这些研究结果为指导当地秸秆高效安全还田提供了重要依据。

  亚耕层(2040cm)土壤腐殖质的13C核磁共振图谱

 

以上研究得到了国家重点研发计划、公益性行业(农业)科研专项项目和中国农业科学院创新工程资助。逄焕成、李玉义为通讯作者,博士研究生丛萍、张莉、刘娜为论文第一作者。

论文链接:

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2.http://www.2233701.com/8/10.1016/j.still.2020.104772

3.http://doi:10.1111/sum.12450

4.http://www.2233701.com/212/publication/338008651

5.http://www.st6.3355650.com/trxb/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=trxb201905050244&flag=1

6.http://www.hl4.2255050.com/nygcxb/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20200113&flag=1

 


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