1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
一、课题研究意义
作物秸秆是世界上数量最多的农业副产品，它是一种生物质资源，含有作物生长所需的各种元素，可以作为物质、能量和养分的载体。当前中国每年秸秆产量约为8亿吨[1]，许多地区废弃焚烧的秸秆量已占总秸秆量的60%以上[2]。秸秆焚烧会造成严重大气污染，降低能见度，危害健康[3]。
中国南方热带和亚热带地区分布着大面积酸性土壤，土壤养分状况较差[5]，而农作物秸秆是农业生产重要的有机肥源之一[4]，其中含有大量的有机质、氮、磷、钾和微量元素。实施秸秆还田可以明显提高土壤肥力，改善土壤养分状况[6]。
2. 研究的基本内容和问题
二、研究目标
研究在不同秸秆还田深度条件下，土壤速效磷、氨态氮、硝态氮、总磷及总氮含量，探讨不同深度的秸秆还田对土壤氮磷含量的影响，从而确定当土壤氮磷含量最佳时的秸秆还田最佳填埋深度。
三、研究内容
3. 研究的方法与方案
七、研究方法
通过田间试验的方式，在试验田中设置不还田区作为对照，再设置多个不同深度的秸秆还田区。在各试验区采取供试土样，通过测定各土样的速效磷、铵态氮、硝态氮及全氮全磷的含量。确定秸秆还田与否对土壤氮磷含量有无影响以及不同深度的秸秆还田对土壤氮磷含量的影响，进而确定有利于土样养分的最佳秸秆还田深度。
1、物理性质分析项目与方法
（1）土壤容重的测定：环刀法；
（2）土壤颗粒组成（质地）的测定：吸管法；
（3）土壤结构系数：吸管法；
（4）土壤饱和导水率的测定：渗透率仪法；
（5）土壤总孔隙度的测定：（1-容重/比重）100；
（6）土壤团聚体测定：干筛法和湿筛法；
（7）土壤含水量的测定：烘箱烘干法。
（8）土壤水分特征曲线的测定：压力膜法；
2、养分性质分析项目与方法
（1）土壤pH值的测定：酸度计法；
（2）土壤有机质的测定：重铬酸钾氧化法；
（3）土壤全氮的测定：H2SO4-混合催化剂消煮-蒸馏滴定法；
（4）土壤有效磷的测定：0.5 mol/l NaHCO3法；
（5）土壤铵态氮的测定：KCl浸提-靛酚蓝比色法；
（6）土壤硝态氮的测定：紫外分光光度计法；
（7）土壤CEC的测定：乙酸铵交换法；
3、数据分析方法
数据分析采用Excel、Spss16.0、Arcgis9.3和地统计学相结合的方式进行。
八、技术路线
九、实验方案
1、试验材料
研究区位于南京市江浦区农业试验站（3203′Ｎ，11851′Ｅ，海拔约22ｍ），土壤类型为典型的长江中下游地区的地带性土壤-黄棕壤，属亚热带季风气候，多年平均降水量约为1100ｍｍ，多年平均温度为15.6℃，地下水埋深1.5ｍ以下。研究区土壤的基本理化性质见表1。
表１ 供试土壤的基本理化性质
土壤类型 | 土壤层次 /cm | pH | 有机质 /gkg- 1 | 全氮 /gkg- 1 | 容重 /gcm- 3 | 粘粒 /gkg- 1 | 粉砂粒 /gkg- 1 | 砂粒 /gkg- 1 |
0-10 | 6.77 | 16.78 | 0.5 | 1.52 | 354.31 | 361.93 | 283.76 | |
10-20 | 7.61 | 11.67 | 0.42 | 1.51 | 356.51 | 325.55 | 317.94 | |
20-30 | 7.86 | 6.63 | 0.27 | 1.62 | 351.01 | 328 | 320.99 | |
30-40 | 7.66 | 5.68 | 0.26 | 1.67 | 346.68 | 315.15 | 338.17 |
2、试验方案
秸秆一次性施入土壤中，后期不再添加秸秆。共设计五个处理：（1）空白对照（CK）；（2）肥料对照（F）；（3）秸秆表面覆盖（T0）；（4）秸秆10cm还田（T10）;（5）秸秆20cm还田（T20）；（6）秸秆30cm还田（T30）。每个处理重复三次，采用拉丁方无序排列。小区面积为4ｍ4ｍ=16m2，共18个小区。试验区四周设1m的保护行，小区间设0.5ｍ的排水沟。
秸秆的来源为水稻秸秆，将其截成5cm 左右小段，便于其充分分解。每个小麦生长期（出苗期、返青期、拔节期、抽穗期、成熟期）采集土壤样品。分析土壤全氮、铵态氮、硝态氮、有效磷含量和土壤水分含量等项目。
表2田间试验小区分布图
1 m 保护行 | 50cm田埂 | 1 m | 保 护 | 行 | 50cm田埂 | 1 m 保护行 | ||||||
4*4m小区 T0 | T30 | T20 | F | CK | T10 | |||||||
50cm田埂 | ||||||||||||
T20 | T10 | F | T30 | T0 | CK | |||||||
50cm田埂 | ||||||||||||
CK | T0 | T10 | T20 | T30 | F | |||||||
1 m | 保 护 | 行 |
在各试验区分别采集土壤样品，除去根系及杂质，风干研磨过筛保存备测。对土壤样品进行全氮、全磷、速效磷、铵态氮、硝态氮的测定。记录数据并进行统计分析。得出有关秸秆还田对土壤养分作用及最佳填埋深度的结论。
十、可行性分析
1、项目组所在的土壤实验室具备长期从事土壤基本实验操作基础，在主要实验方法和测定项目方面具备丰富的经验。
2、具有良好的实验基地并可以建立试验区，进行试验。
本项目研究目标明确、研究内容集中，是申请者所在课题组老师前期研究的拓展。在研究生学长、博士生导师的帮助下可以保证能够熟练地掌握实验需要的操作技术。实验技术，实验场地以及实验室条件完全能满足本项目的需求。
4. 研究创新点
十一、特色或创新之处
以往我国对秸秆还田的研究中，不同种类秸秆处理的还田方式对土壤理化性质的研究较为普遍。但通过改变秸秆还田的深度来探究其对土壤基本理化性质和养分变化的影响方面的研究还鲜见报道。而我们研究的创新之处就在于研究内容上，通过改变秸秆还田深度来探究其对于土壤中的氮、磷含量变化的影响，为合理有效地利用作物秸秆培肥土壤、增加作物产量提供科学的方法，从而为发展循环经济和研究区农业的可持续发展提供科学依据。
5. 研究计划与进展
十二、研究计划
2016年8月：查阅相关文献，设计实验方案。
2016年9月-2017年4月：实施田间试验、进行土壤样品采集并分析测试。
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