“秸稈集中溝埋還田”新型耕作技術(shù)土壤理化性狀和有機碳研究.pdf

1、隨著秸稈產(chǎn)量的提高，如何合理有效地處理農(nóng)作物秸稈已逐漸成為我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的一個緊迫問題。還田作為一種有效的秸稈處理方式雖然得到了大力推廣，但常規(guī)還田方式（覆蓋和粉碎旋耕還田）存在高產(chǎn)或超高產(chǎn)條件下難以全量還田、大量秸稈還田堆積易導致農(nóng)田表層土壤耕作困難、還田過淺又使秸稈分解過快，碳匯作用受限且不利于加深耕作層等一系列問題。近20多年以來，稻麥兩熟制缺乏系統(tǒng)的土壤耕作技術(shù)體系創(chuàng)新研究。探索高產(chǎn)、超高產(chǎn)條件下秸稈全量、便捷、清潔、安全還田

2、的有效技術(shù)途徑和土壤耕作技術(shù)體系，已經(jīng)成為耕作制度研究必須解決的緊迫而重大研究課題。
　　將秸稈以溝埋形式還田，對作物和土壤的影響研究報道很少。本研究設(shè)計了不同溝埋深度、溝埋量、溝寬度和溝間距四個處理，以常規(guī)耕種為對照（無溝秸稈不還田）。通過四年的大田試驗，重點研究了不同溝埋深度(10cm、20cm、30cm和40cm)和溝埋量（半量、全量和2倍量）處理對麥季土壤物理性狀、稻季土壤養(yǎng)分和有機碳含量的影響，并結(jié)合前期研究結(jié)果得到了以

3、下結(jié)論:
　　1)改善土壤物理環(huán)境，利于小麥生長。
　　秸稈集中溝埋20cm和40cm均能降低土壤容重，增加土壤非毛管孔隙度和總孔隙度，對臨近秸稈的上層土壤影響非常明顯，且這種降低和增加效果能持續(xù)較長時間。埋草溝具有“排水暗溝”作用，有利于麥季發(fā)生大量降雨時迅速降低土壤含水量。距埋草溝和排水溝越近的地方，土壤含水量降低越快;降雨結(jié)束后不同溝埋深度埋草溝邊10cm處含水量下降效果均優(yōu)于CK，溝埋深度處理土壤含水量降低排序為30

4、cm＞20cm＞40cm＞50cm。降雨結(jié)束后各處理土壤水勢隨時間的延長總體呈下降的趨勢;溝埋40cm不同測定位置土壤水勢總體低于其他處理和CK，說明溝埋越深，越有利于麥季土壤排水;就土壤水勢下降的幅度而言，溝埋20cm處理較其他處理表現(xiàn)出明顯的排水優(yōu)勢。
　　2)降低埋草溝表層土壤總氮，增加秸稈上層土壤有效磷和速效鉀含量。
　　秸稈經(jīng)集中溝埋還田后，埋草溝不同土壤層總氮含量變化較大。溝埋10cm處理0-10cm土壤層各還田

5、時間較CK有不同程度的降低，如果溝埋深度較深，其他處理表層土壤也表現(xiàn)出明顯低于CK的現(xiàn)象。除溝埋10cm外，其他溝埋深度埋草溝秸稈上層土壤不同還田時間土壤總氮均有不同程度的增加，還田越深，增加效果越明顯。稻麥秸稈溝埋還田后，不同溝埋深度和溝埋量處理各土壤層有效磷和速效鉀含量均有不同程度的增加，且還田初期埋草溝土壤速效鉀往往增加量較大。
　　3)全量還田埋草溝不同土壤層總有機碳和活性有機碳均有增加的趨勢，較半量和兩倍量溝埋表現(xiàn)出更好

6、的碳庫管理指數(shù)增加效果。
　　秸稈不同溝埋深度和溝埋量處理、土壤層、還田時間以及三者的互作均極顯著影響埋草溝土壤總有機碳含量(TOC)、活性有機碳(AOC)和碳庫管理指數(shù)(CPMI)。隨著秸稈溝埋深度的增加，全量溝埋不同深度和還田時間各土壤層總有機碳有均不同程度的增加。特別是對靠近秸稈的上層土壤，增加均尤為顯著。不同溝埋深度能增加各土壤層的活性有機碳含量，特別是秸稈上下兩個土壤層，相對CK的增加率較明顯。不同溝埋量處理中，半量溝埋

7、秸稈上層增加率明顯低于全量溝埋，2倍量溝埋處理秸稈上層土壤活性有機碳含量則明顯低于CK。秸稈不同溝埋深度均能增加不同土壤層CPMI，溝埋越深，對臨近秸稈的上下層土壤增加越顯著。全量溝埋處理較半量和2倍量溝埋表現(xiàn)出更好的CPMI增加效果，特別是對鄰近秸稈的兩個土壤層。半量溝埋和兩倍量溝埋秸稈上下層(10-30cm) CPMI均出現(xiàn)了低于CK的現(xiàn)象，說明三個溝埋量中，全量溝埋有利于土壤質(zhì)量的發(fā)展，對土壤有培肥作用。
　　4)連續(xù)四年秸

8、稈集中溝埋后降低了0-10cm土壤層總氮含量，增加了土壤有效磷含量，降低了溝埋30cm爭40cm處理0-10cm土壤層速效鉀含量。
　　連續(xù)四年秸稈集中溝埋還田后，四個溝埋深度處理0-10cm土壤層總氮含量均有不同程度的降低，而溝埋20cm、30cm和40cm三個溝埋深度處理則較CK顯著增加了臨近秸稈的上層土壤總氮含量，并且溝埋30cm和40cm對臨近秸稈的下層土壤總氮含量也增加顯著。對不同溝埋量處理，除臨近秸稈的上層土壤(10-

9、20cm)外，三個溝埋量均顯著降低了其他兩個土壤層總氮含量。不同溝埋深度和溝埋量處理較CK均顯著增加了各土壤層有效磷含量。除溝埋30cm和40cm處理對0-10cm土壤層速效鉀含量有不同程度的降低外，其他溝埋深度均顯著增加了各土壤層速效鉀含量，溝埋越深，較CK增加率越高。
　　5)連續(xù)四年秸稈集中溝埋還田后，小區(qū)土壤有機碳增加效應(yīng)顯著。
　　不同溝埋深度和溝埋量處理對各土壤層總有機碳增加效應(yīng)均顯著高于CK。隨著溝埋深度的增加

10、，深層土壤較CK的增加率越高，對秸稈下層土壤總有機碳含量也增加顯著。全量溝埋對土壤總有機碳的增加效應(yīng)顯著高于半量和2倍量溝埋處理。不同溝埋深度處理較CK均能顯著增加各土壤層活性有機碳含量，特別是臨近秸稈的上下兩個土壤層。與總有機碳不同的是溝埋10cm和20cm對應(yīng)的秸稈上層（0-10cm和10-20cm土壤層）活性有機碳含量最高，而20-30cm和30-40cm土壤層，活性有機碳含量均為溝埋40cm最高。不同溝埋量處理中，全量溝埋處理三