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还田麦秸腐解动态及其与施氮的关系

路平  
【摘要】:我国是秸秆生产大国,能否合理利用秸秆资源直接关系到农业可持续发展。随着人们环保意识的增强及农业规模化、机械化的发展,秸秆直接还田正日益普及。研究、掌握还田秸秆的腐解动态及其与施氮的关系,对解决秸秆直接还田过程中出现的问题及氮肥管理具有重要意义。本研究采用尼龙网袋和田间试验相结合的方法,着重研究施氮对小麦秸秆在稻田土壤的腐解动态及土壤养分变化的影响,研究内容主要包括以下方面:麦秸质量亏损规律及腐解速率特征;麦秸中氮、磷、钾养分的释放特征;麦秸中氮、磷、钾养分的释放对土壤中铵态氮、速效磷、速效钾含量的影响;麦秸中不同有机组分包括半纤维素、纤维素、木质素、可溶性糖的分解特征;麦秸有机组分腐解对土壤中有机质含量的影响。主要研究结果如下: (1)施氮与不施氮两种处理条件下的麦秸腐解均表现出前期快、后期慢的特点,但是在培养开始后的前10天,不同处理麦秸的平均腐解速率间存在显著差异,施氮区每袋麦秸的平均腐解速率为0.666g/d,无氮区每袋麦秸的平均腐解速率为1.399g/d,无氮处理明显高于施氮处理。经过130天的培养,施氮区和无氮区小麦秸秆的累积腐解率分别达到了72.40%和72.36%。 (2)施氮与不施氮两种处理条件下麦秸中氮、磷、钾养分的快速释放期均为培养开始后的前5天,其中钾的释放最为迅速。培养至第5天时,施氮区和无氮区麦秸中的氮分别释放了45.12%和60.25%,磷分别释放了45.69%和43.19%,钾分别释放了93.33%和96.90%,在此阶段麦秸中氮的平均释放速率表现为无氮处理高于施氮处理,麦秸中磷和钾的平均释放速率在两种处理间无明显差异。至培养结束时,施氮区和无氮区麦秸中的氮的累积释放率分别为62.39%和63.14%,磷的累积释放率分别为63.18%和59.55%,钾的累积释放率分别为97.13%和97.25%,钾的累积释放率远大于氮和磷。 (3)施氮区与无氮区供试网袋内土壤铵态氮含量变化动态基本一致,呈现出的总趋势是一双峰曲线,两个峰值分别在培养的第10天和第100天出现,两种处理条件下网袋中土壤铵态氮的含量在整个培养过程中的绝大多数时期都表现为施氮区高于无氮区。两种处理条件下土壤速效磷含量在培养前30天均小幅度降低,随后施氮处理土壤速效磷含量总体呈现缓慢上升的趋势,而无氮处理土壤速效磷含量总体比较稳定。两种处理条件下土壤速效钾含量在培养前5天均大幅度提高,随后呈现逐渐减少的趋势。 (4)施氮与不施氮两种处理条件下麦秸中纤维素、半纤维素、木质素、可溶性糖的快速分解均发生在培养前期(前10天),在此期间这四种有机组分的分解速率表现为可溶性糖半纤维素纤维素木质素。经过10天的培养,施氮区和无氮区麦秸中可溶性糖分别腐解了88.42%和89.62%,半纤维素分别腐解了65.17%和73.84%,纤维素分别腐解了63.43%和68.25%,木质素分别腐解了37.86%和41.72%。在此阶段两种处理麦秸中纤维素、半纤维素、木质素的平均腐解速率均表现为施氮处理小于无氮处理,两种处理麦秸中可溶性糖的平均腐解速率基本相同。经过130天的培养,施氮区和无氮区麦秸中可溶性糖累积腐解率分别达到91.80%和91.74%,半纤维素累积腐解率分别达到90.93%和90.59%,纤维素累积腐解率分别达到88.24%和87.40%,木质素累积腐解率分别达到48.89%和50.98%,麦秸中四种有机组分累积分解率表现为可溶性糖半纤维素纤维素木质素。 (5)施氮区和无氮区网袋中土壤有机质含量在培养前期均有所增加,在培养第10天分别达到16.66g/kg和16.10g/kg,增加幅度分别为22.98%和18.84%。10天以后的培养期内两种处理条件下网袋中土壤有机质含量变化幅度很小,均维持在比较稳定的水平。


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