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农作物秸秆作为国家重要的可再生资源,使其综合、高效利用是发展循环农业、低碳经济的重要途径之一。根据黄河三角洲地区土地资源特点和农业生产状况,建立了秸秆资源从调查、评价到综合利用,再到还田模式试验的完整评价体系,并与滨海盐碱土改良有机结合,有利于加快当地循环农业发展步伐和土地资源开发进程。 本文在秸秆资源调查与评价理论体系的指导下,首先,根据相关历史研究和统计资料对东营市秸秆资源及利用模式进行综合分析,再者,通过棉秆堆腐试验、滨海棉田土壤盐分特征分析以及还田小区试验等方法,探索了秸秆利用和对滨海盐土改良的可行性。主要研究内容与结论如下: (1)以东营市为例,依据相关统计年鉴与调查资料获得2009年–2012年东营市及各县区主要农作物产量,通过相应草谷比和可收集系数计算出2009年–2012年东营市秸秆理论资源量、秸秆可收集资源量、秸秆资源构成及各县区分布;采用灰色预测系统理论模型GM(1,1)对其未来5年秸秆资源进行预测;对当地秸秆资源利用现状进行综合评价。结果表明:东营市每年产秸秆理论资源量为140万t左右,可收集资源量为110万t,主要来源麦秆、玉米秸秆、棉秆以及蔬菜、瓜果类残余物。小麦、稻谷类秸秆和玉米秸秆利用效率较高,分别主要用于直接粉碎还田和青贮饲料等,棉秆和蔬菜、瓜果残余物的利用效率较低。从不同地区分布来看,广饶县秸秆资源最为丰富,且资源密度最大,有利于降低秸秆资源的收集成本,提高综合利用率。 (2)以粉碎棉秆为主要有机原料,调节物料含水量和碳氮比(C/N)进行试验,参照外观评价、总碳(TOC)、总氮(TN)、碳氮比(C/N)和碳氮比变化(T值)等评价指标得出结论:满足物料C/N为25:1,含水量为60%时,有利于棉秆快速腐熟,而最终达到堆腐要求。 (3)通过相关分析和主成分分析方法对试验区蕾铃期棉田土壤盐分特征进行研究,探索滨海盐土的主要影响因子和积盐影响因素。分析结论得出:在0~1m土壤深度,土壤平均含盐量在3.321~3.970 g/kg之间,属中度盐渍化,呈表聚性特点。Na+、Cl-及SO42-是影响试验棉田盐渍化的主要特征因子,并以氯化物和硫酸盐等形式存在,通过调节盐分含量和土壤结构进而对土壤盐渍化产生影响。 (4)通过对比棉秆直接粉碎还田(FS)和堆腐还田(FC)两种模式,并分别设置不同还田量进行试验,得出结论:两种还田模式均能有效增加0~10 cm土层土壤孔隙度,降低土壤容重,且与还田量分别呈正相关和负相关的关系;当还田量为9 t/hm2时能有效增大土层粒度中黏粒和粉粒所占比重。FS类比FC类对棉花吐絮期表层(0~10 cm)pH的降低效果更明显。两种还田处理的降盐效果显著,并随着还田量增大而不断加强。还田处理可以有效降低0~10 cm和10~20 cm土层土壤中Na+和Cl-含量,而当还田量为9 t/hm2时对降低0~10 cm土层中SO42+含量及增加K+、Ca2+、Mg2+含量的效果最为明显。土壤有机质、速效磷、速效钾含量在蕾铃期时明显高于其他时期,两种还田模式均能显著增加土壤有机质含量但差异性不大,FS类较FC类在增加全氮和速效钾含量方面效果显著,而在增加速效磷含量方面表现刚好相反。 (5) FC类和FS类两种还田模式对于棉花叶片中叶绿素含量影响不大。当还田量为9 t/hm2时对棉花株高、茎粗以及干重增幅明显。FS类相对与FC类对小区棉株果枝数、桃数以及产量方面的影响更显著,且与还田量呈正相关。