1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
1.选题依据
农作物秸秆中富含大量的矿质营养元素，秸秆还田对保持土壤水分和提高土壤肥力及农业的可持续发展有重要作用。有研究结果表明，秸秆还田和合理的氮肥运筹能均衡土壤养分、改善土壤理化性质和稻米品质、提高稻谷产量和氮肥利用效率（blaud et al.，2012）。特别是在秸秆还田配合合理的氮肥运筹模式下，更能显著提高稻谷产量与水稻的氮肥利用率，改善稻田土壤理化性质及稻米品质（武际等，2012；takahashi etal.，2003）。
2. 研究的基本内容和问题
2工作假说与研究内容
2.1工作假说
（1）秸秆沼液适宜配比替代化肥能构建良好的农牧循环，不仅可以逆转土壤恶化，提高土壤保肥能力，促进微生物活动，维持水稻产量，还能减轻农业废弃物对环境的污染。（2）水稻生产中，“npk-30% 秸秆沼液”处理的水稻产量可望超过“全化肥”处理，或者维持在“全化肥”处理水平。
3. 研究的方法与方案
3.1技术路线
3.2实验方案
实验地点：南京农业大学卫岗校区
秸秆还田与否条件下，“秸秆 沼液”替代不同比例化肥试验。试验设10个处理。以不施肥为对照，再设置总施氮量相同的不同处理，即秸秆全量还田与否条件下，利用沼液替代化肥比例分别为100%、75%、50%和30%四个不同处理。
（1） Control（不施肥）；
（2） 100%化肥氮（常规施肥）；
（3） “秸秆和沼液氮”替代化肥氮百分率100%：“秸秆氮 沼液氮”（占100%） 化肥氮（占0%）；
（4） “秸秆和沼液氮”替代化肥氮百分率75%：“秸秆氮 沼液氮”（占75%） 化肥氮（占25%）；
（5） “秸秆和沼液氮”替代化肥氮百分率50%：“秸秆氮 沼液氮”（占50%） 化肥氮（占50%）；
（6） “秸秆和沼液氮”替代化肥氮百分率30%：“秸秆氮 沼液氮”（占30%） 化肥氮（占70%）；
（7） “沼液”替代化肥氮百分率100%：沼液氮100% 化肥氮0%；；
（8） “沼液”替代化肥氮百分率75%：沼液氮75% 化肥氮25%；
（9） “沼液”替代化肥氮百分率50%：沼液氮50% 化肥氮50%；
（10） “沼液”替代化肥氮百分率30%：沼液氮30% 化肥氮70%。
其中，秸秆还田量为5000 kg/ha。常规施肥处理氮素亩用量为225 kg N/ha（60%做基施、20%和20%分别做分蘖肥、穗肥追施），磷钾肥用量均为P 15 kg/ha和K 90 kg/ha（用P2O5和K2O表达），磷肥为过磷酸钙，钾肥为氯化钾，均作为基肥一次施入。全量还田的秸秆（5000 kg/ha）经切碎后，深翻入地，秸秆有机碳含量为440.5 g/kg，全氮含量为5 g/kg，碳氮比为88：1。水稻栽插密度为23穴/m2。
小区面积20平方米。小区间筑埂覆盖厚塑料膜，用以隔水隔肥。试验不设重复。小区随机排列。
试验方案如下表：
|
| 基肥（60%N） | 分蘖肥（20%N） | 穗肥（20%N） |
| Control | 不施任何肥 | 不施任何肥 | 不施任何肥 |
| 化肥氮 | 0.27 kg N/小区（1.8 kg复合肥） | 0.09 kg N/小区（0.6 kg复合肥） | 0.09 kg N/小区（215 g尿素） |
| 秸秆 沼液 | 10 kg秸秆 260 L沼液/小区 | 106 L沼液/小区 | 106 L沼液/小区 |
| 秸秆 沼液 化肥（75%替代） | 10 kg秸秆 180 L沼液 450 g复合肥 | 81 L沼液 150 g复合肥 | 81 L沼液 54 g尿素 |
| 秸秆 沼液 化肥（50%替代） | 10 kg秸秆 100 L沼液 900 g复合肥 | 54 L沼液 300 g复合肥 | 54 L沼液 108 g尿素 |
| 秸秆 沼液 化肥（30%替代） | 10 kg秸秆 37 L沼液 1260 g复合肥 | 32 L沼液 420 g复合肥 | 32 L沼液 150 g尿素 |
| 沼液氮 | 318 L沼液/小区 | 106 L沼液/小区 | 106 L沼液/小区 |
| 沼液 化肥（75%替代） | 240 L沼液 450 g复合肥 | 81 L沼液 150 g复合肥 | 81 L沼液 54 g尿素 |
| 沼液 化肥（50%替代） | 160 L沼液 450 g复合肥 | 54 L沼液 300 g复合肥 | 54 L沼液 108 g尿素 |
| 沼液 化肥（30%替代） | 160 L沼液 1260 g复合肥 | 32 L沼液 420 g复合肥 | 32 L沼液 150 g尿素 |
*备注和数据参考：
（1）数据误差在“±1”范围内；（2）秸秆含氮量：5 g N/kg秸秆；沼液含氮量：850mg/L；尿素含氮量：42%；复合肥参数：15-15-15。（3）水稻全生育期按照225 kg N/ha来运筹，每个小区面积20m2，折算为每小区0.45 kg N。（4）秸秆全量还田：5000 kg/ha，折算为小区秸秆用量：10kg，即小区秸秆氮（N）50 g
3.3样品采集
土壤样品：用土钻取0-20cm的表层土，采用S型采样法，每个小区随机取6-8钻土壤样品，然后放入自封袋，带回实验室，挑出土壤中大的根系和掰碎大的土壤颗粒后混匀，一部分土壤样品放入4℃冰箱保存用于土壤线虫和微生物指标的测定；另一部分土壤样品置于室外，自然风干，然后过20目和100目的筛子，用于土壤养分的测定。
3.4测定方法
3.4.1土壤理化性质的测定
测定有机质、全氮、碱解氮、土壤容重、水溶性盐、速效磷、速效钾、缓效钾和酸碱度等指标。 采用环刀法测土壤容重，计算孔隙度。土壤水溶性盐采用电导法测定；土壤全氮采用半微量开氏法测定；土壤全磷采用HClO4- H2SO4法消煮-钼锑抗比色法测定；土壤全钾采用HClO4-H2SO4法消煮， ICP-OES原子发射光谱仪（Agilent710, 澳大利亚）测定；土壤有机质采用重铬酸钾容量法-外加热法测定；土壤有效磷采用0.5mol L-1 NaHCO3法浸提-钼锑抗比色法测定；土壤碱解氮采用碱解扩散法测定。
3.4.2土壤中重金属元素的测定
测定土壤Pb、Cd、Cu、Zn、Cr Hg、As等重金属含量指标。其中，Pb、Cd、Cu、Zn、Cr 用原子吸收分光光度法测定，Hg、As 原子荧光光度计测定。
3.4.3土壤微生态指标的测定
通过高通量测序进行分析。
4. 研究创新点
以往的研究主要集中在用沼液作肥料对作物的产量和品质的影响方面上（任华等，2008），也有不少研究探讨秸秆还田对作物生产的影响，而从通过沼液浇灌方式大量消纳沼液、减少养殖场周边环境压力及对土壤环境的影响等方面的研究报道较少，减少外排的研究报道更为匮缺，国内有关家禽废弃物替代肥亦极其稀少。由此，本课题以水稻为试验材料，结合秸秆全量还田和沼液灌溉处理，构建不同替代化肥的处理，探讨了基质肥、秸秆和沼液不同用量对水稻生长、及土壤健康的影响，从土壤微生态、植物生理代谢等分析上阐述不同施肥条件导致的差异。从而为水稻化肥减施技术集成提供理论依据，在推动可持续农业的发展上具有重要的理论和应用意义。
5. 研究计划与进展
2019.09-2019.10 秸秆还田和沼液灌溉相关的文献收集、阅读，完成初步研究内容和方向
2019.11-2020.01 进行种植试验
2020.02-2020.03 受武汉肺炎疫情影响，停止试验
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