本书融合科学理论与生产实践，系统阐明了不同秸秆还田与耕作方式下小麦—玉米种植系统生产力和耕层土壤碳氮组分的变化与稳定性，揭示了农田土壤有机碳转化的物理生物协同机制，阐明了周年碳氮运筹实现农田氮增效的关键过程与调控途径，优化并提出了小麦—玉米周年碳氮高效调控技术。
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第1章 小麦和玉米秸秆资源应用现状1
1.1 秸秆资源总量及其应用途径1
1.2 秸秆还田与作物生产2
1.3 秸秆还田与耕地质量3
参考文献4
第2章 传统秸秆还田下小麦—玉米周年氮高效调控7
2.1 研究方案8
2.1.1 试验地概况8
2.1.2 试验设计9
2.1.3 试验方法9
2.2 传统秸秆还田下小麦—玉米周年氮肥统筹提高籽粒产量10
2.2.1 氮肥统筹对小麦—玉米周年产量的影响10
2.2.2 氮肥统筹对小麦、玉米产量构成因素的影响10
2.3 传统秸秆还田下小麦—玉米周年氮肥统筹提高干物质积累量及延缓植株衰老12
2.3.1 氮肥统筹对小麦—玉米周年干物质积累量的影响12
2.3.2 氮肥统筹对玉米叶面积指数的影响12
2.3.3 氮肥统筹对小麦旗叶、玉米穗位叶SPAD值的影响13
2.3.4 氮肥统筹对小麦旗叶、玉米穗位叶SOD活性的影响14
2.3.5 氮肥统筹对小麦旗叶、玉米穗位叶硝酸还原酶活性的影响15
2.4 传统秸秆还田下小麦—玉米周年氮肥统筹优化作物氮素积累分配17
2.4.1 氮肥统筹对小麦—玉米周年氮素积累量的影响17
2.4.2 小麦各器官氮素分配及转运17
2.4.3 玉米各器官氮素分配及转运18
2.5 传统秸秆还田下小麦—玉米周年氮肥统筹提高氮肥利用效率及耕层土壤氮素表观盈亏量20
2.5.1 氮肥统筹对小麦—玉米周年氮肥利用效率的影响20
2.5.2 小麦—玉米周年耕层土壤氮素表观盈亏量21
2.6 传统秸秆还田下小麦—玉米周年氮肥统筹提高经济效益22
参考文献23
第3章 优化小麦—玉米周年秸秆还田方式提升土壤质量与固碳潜力25
3.1 优化小麦—玉米周年秸秆还田方式改变土壤微生物群落25
3.1.1 样品采集和数据统计26
3.1.2 土壤真菌多样性27
3.1.3 土壤真菌功能类群31
3.1.4 土壤真菌功能群与环境因子的关系33
3.2 优化小麦—玉米周年秸秆还田方式提高土壤有机碳固定潜力34
3.2.1 数据分析与统计35
3.2.2 不同处理下微生物的丰度与多样性36
3.2.3 微生物群落和功能结构38
3.2.4 COG40
3.2.5 KEGG42
3.2.6 CAZy42
参考文献47
第4章 优化秸秆还田方式协同提高小麦—玉米周年产量与生态效益52
4.1 秸秆减量还田提高籽粒产量、土壤碳固持及生态效益52
4.1.1 小麦、玉米生物量和秸秆碳氮投入量54
4.1.2 小麦、玉米籽粒产量及其碳氮收获54
4.1.3 小麦—玉米周年农田土壤碳氮固存56
4.1.4 小麦—玉米周年农田系统CO2和N2O排放58
4.1.5 小麦—玉米周年农田系统经济与环境效益59
4.2 优化秸秆还田方式，提高土壤碳固持及碳效益62
4.2.1 小麦—玉米周年农田碳投入64
4.2.2 小麦—玉米周年籽粒碳收获65
4.2.3 小麦—玉米周年农田系统土壤碳固存66
4.2.4 小麦—玉米周年农田系统碳损失68
4.2.5 小麦—玉米周年农田系统碳利用效率68
4.2.6 小麦—玉米周年农田系统经济与生态效益70
参考文献73
第5章 耕作和秸秆还田方式对小麦—玉米周年土壤固碳效应的影响75
5.1 耕作和秸秆还田方式对小麦—玉米周年土壤有机碳库及组分的影响75
5.1.1 耕作和秸秆还田方式对土壤有机碳的影响76
5.1.2 耕作和秸秆还田方式对土壤微生物量碳的影响77
5.1.3 耕作和秸秆还田方式对土壤可溶性有机碳的影响78
5.1.4 耕作和秸秆还田方式对土壤颗粒有机碳的影响79
5.2 耕作和秸秆还田方式对小麦—玉米周年土壤团聚体碳的影响81
5.2.1 耕作和秸秆还田方式对团聚体分布与稳定性的影响82
5.2.2 耕作和秸秆还田方式对土壤团聚体碳的影响85
5.2.3 土壤团聚体分布与有机碳组分的相关性分析86
5.3 耕作和秸秆还田方式对小麦—玉米周年土壤碳循环酶的影响87
5.3.1 土壤蔗糖酶88
5.3.2 纤维素水解酶89
5.3.3 木质素降解酶94
5.3.4 土壤胞外酶活性96
参考文献98
第6章 耕作和秸秆还田方式对小麦—玉米周年农田氮效率的影响102
6.1 小麦—玉米周年氮输入量差异103
6.1.1 氮输入量计算103
6.1.2 耕作和秸秆还田方式对小麦季氮输入量的影响103
6.1.3 耕作和秸秆还田方式对玉米季氮输入量的影响104
6.1.4 耕作和秸秆还田方式对小麦—玉米周年氮输入量的影响105
6.2 小麦—玉米周年作物生产与氮利用105
6.2.1 耕作和秸秆还田方式对作物籽粒产量的影响105
6.2.2 耕作和秸秆还田方式对作物地上部生物量的影响108
6.2.3 耕作和秸秆还田方式对氮素利用的影响110
6.3 小麦—玉米周年土壤氮含量111
6.3.1 耕作和秸秆还田方式对土壤全氮的影响111
6.3.2 耕作和秸秆还田方式对土壤硝态氮含量的影响112
6.4 小麦—玉米周年农田氮损失113
6.4.1 耕作和秸秆还田方式对小麦季农田氮损失的影响113
6.4.2 耕作和秸秆还田方式对玉米季农田氮损失的影响114
6.4.3 耕作和秸秆还田方式对小麦—玉米周年农田氮损失的影响115
参考文献116
小麦—玉米周年种植系统碳氮高效利用机制与调控
第7章 小麦—玉米周年种植系统碳氮优化管理技术117
7.1 氮增效肥料研制及小麦—玉米周年施用技术117
7.1.1 氮素增效材料研制118
7.1.2 改性膨润土对NH4+-N和NO3.-N淋失量的影响123
7.1.3 土壤NH3挥发与N2O排放124
7.1.4 小麦产量与氮素吸收125
7.1.5 氮素增效肥料制备125
7.1.6 小麦—玉米减源增效农艺阻控技术126
7.2 夏玉米苗带清茬种肥精准同播技术128
7.2.1 技术原理129
7.2.2 技术示范推广与提质增效情况129
7.2.3 技术要点131
7.2.4 适宜区域133
7.2.5 注意事项133
7.3 小麦—玉米周年种植秸秆还田与氮肥优化管理技术133
7.3.1 技术原理134
7.3.2 技术示范推广情况134
7.3.3 技术提质增效情况134
7.3.4 技术要点135
7.3.5 适宜区域137
7.3.6 注意事项137
参考文献137
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