秸稈還田方式對土壤有機(jī)碳固定及作物產(chǎn)量的影響.pdf

1、隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展和化學(xué)肥料的大量使用，我國的土壤肥力，特別是有機(jī)質(zhì)含量下降趨勢明顯，嚴(yán)重影響了農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和生產(chǎn)效益。加大有機(jī)質(zhì)的投入，科學(xué)利用秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物對培肥地力意義重大。另一方面，我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)處在調(diào)整時期，農(nóng)作物秸稈與養(yǎng)殖畜禽糞便處理問題亟待解決。本文主要從農(nóng)田有機(jī)碳固定和秸稈消解入手，分析發(fā)酵床墊料化還田、秸稈炭化還田、秸稈豬糞發(fā)酵還田的應(yīng)用效果，為秸稈還田方式的改進(jìn)提供參考。
　　本文以江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院六合動物科

2、學(xué)基地生豬發(fā)酵床養(yǎng)殖場及農(nóng)產(chǎn)品種植基地為研究平臺，等氮量條件下(3.38 t·hm-2)，采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，每個處理4次重復(fù)。單因素為還田處理:秸稈炭化還田(BR)、秸稈發(fā)酵床墊料化還田(SP)、秸稈配豬糞發(fā)酵還田(OF)。并設(shè)置化肥((NH4)2SO4+ Ca(H2PO4)2+ KCl)(CF)、不施肥對照(CK)作為輔助處理。記錄稻麥輪作模式下作物生長狀況，還田后兩個月（2015年08月16日）、一年（2016年06月16日）

3、時分三層采集土壤樣品。
　　秸稈還田增加土壤全碳含量，增加土層間土壤全碳的變異系數(shù)。在耕作表層(0-5cm)，秸稈還田兩個月時OF、SP、BR分別比CF高4.32％、18.27％、9.30％;秸稈還田一年時分別比CF高18.82％、10.98％、11.76％。大量的外援碳源的投入可以提高土壤全碳，有助于提高土壤肥力。與還田兩個月相比，還田一年后土壤全碳分層現(xiàn)象更加明顯，即0-5cm＞5-10cm＞10-20cm。還田一年后單施化肥

4、降低了土壤碳氮比。三種還田處理中，OF和SP各種腐殖質(zhì)碳含量相近，而與CF、BR差異較大。相較于單施化肥，OF、SP能提高土壤總有機(jī)碳、水溶性物質(zhì)和胡敏素碳含量，并在一定程度上增加PQ值（胡敏酸在腐殖酸中所占的比例）、胡富比以及胡敏酸E4/E6值。除富里酸外，腐殖物質(zhì)、胡敏酸、富里酸和胡敏素碳含量與總有機(jī)碳含量間均呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)在0.714-0.834之間，其中胡敏素碳含量與總有機(jī)碳含量的相關(guān)性最高，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.834。<

5、br>　　秸稈豬糞發(fā)酵還田(OF)處理微生物碳代謝能力、微生物多樣性Shannon指數(shù)及糖類、氨基酸、多聚物和胺類利用率明顯高于其它處理。還田一年后，單施化肥(CF)減少了耕作表層土壤微生物碳源利用率，說明單施化肥能抑制土壤微生物對碳源的利用。不同秸稈還田方式能顯著影響土壤表層(0-5 cm)和耕作亞表層(5-10 cm)微生物碳利用和土壤微生物多樣性，而對耕作底層(10-20 cm)的影響較小。土壤表層和亞表層微生物多樣性對不同秸稈還

6、田方式較為敏感。
　　不同秸稈還田方式下土壤CO2通量受季節(jié)和農(nóng)田管理措施影響較大。水稻季CO2通量較小麥季更為分散，且隨季節(jié)變化規(guī)律不明顯。等氮量條件下，除第一季水稻生長期OF處理CO2通量（平均為1.44nmol·m-2·s-1）最高外，第一季小麥與第二季水稻季均為CF處理CO2通量最高，分別平均為5.34nmol·m-2·s-1、1.33nmol·m-2·s-1。對小麥季土壤CO2通量與土壤溫度的擬合結(jié)果表明，土壤CO2通量

7、與土壤溫度呈冪函數(shù)關(guān)系，處理OF、SP、CF兩者的相關(guān)系數(shù)分別為0.48、0.64、0.52達(dá)到了極顯著水平。不同還田方式影響了土壤溫度的變化，在稻麥輪作的三季作物生長期間，土壤溫度均表現(xiàn)為CF、BR較OF、SP低。
　　在本文中BR處理下水稻與小麥產(chǎn)量比CF稍高，兩季水稻BR分別比CF高9.69％和5.74％，CF、BR耕作表層堿解氮在兩個時期差異達(dá)到顯著水平(P＜0.05)。秸稈炭化還田對土壤有效磷、速效鉀有一定的儲存緩釋效果

8、，BR處理耕作表層、亞表層土壤的pH分別為6.00、6.08，CF的pH分別為5.74、5.94，秸稈炭化還田能緩解單純施用化肥帶來的土壤酸化。發(fā)酵床墊料化還田、秸稈豬糞發(fā)酵還田與對照在水稻小麥生長和產(chǎn)量上沒有明顯差異，兩者在水稻產(chǎn)量上顯著低于CF和BR。說明發(fā)酵床墊料化還田也可以作為一種秸稈還田方式，但是要結(jié)合化肥配施才能達(dá)到保證產(chǎn)量的目的。不同秸稈還田方式對土壤有效養(yǎng)分的影響主要表現(xiàn)在耕作表層。短期田間試驗結(jié)果表明OF、SP兩者均能