土壤深度对还田秸秆腐解速度的影响

农业的持续发展依赖于土壤的持续利用，而土壤的持续利用要求土壤肥力的维持和提高。为维持和提高土壤肥力，目前我国采取的主要措施之一是秸秆还田。秸秆还田的方式有两种［1］，一是直接还田，包括翻压和地表覆盖两种方式，二是沤制后还田。不同的还田方式增肥的效果不同［2，3］，由于沤制后还田费时费工，采用的较少，目前一般采用直接还田方式。由于翻压和覆盖还田所处的土壤条件不同。秸秆腐解速度也不同，对土壤养分积累也不同。本文主要就秸秆还田的不同深度对秸秆腐解速度的影响展开讨论，从中探讨出最适宜的还田深度。     

秸秆颗粒化还田加速腐解速率提高培肥效果

为了探索将玉米秸秆压缩成颗粒后还田培肥土壤的可行性,研创新型秸秆还田方式,采用尼龙网袋埋藏法,研究秸秆颗粒化还田与常规粉碎秸秆还田(对照)在盆栽培养条件下的腐解与养分释放特征,以及对土壤呼吸的影响。结果表明,相同质量的秸秆颗粒化后其堆积密度为对照的4.8倍,可显著改善其还田性,提高土壤消纳秸秆的能力。秸秆颗粒化后还田可显著提升秸秆的腐解速率,培养期内前60 d,秸秆颗粒平均腐解速率比对照提升31.68%;培养300 d后,其累积腐解率达80.81%,比对照高出8.7个百分点;估算可比对照提前30 d腐解超过50%,提前14 d完全腐解。秸秆颗粒化还田可显著提升秸秆养分释放速率,培养期前60 d尤为明显;培养300 d后,秸秆颗粒的碳(C,carbon)和氮(N,nitrogen)累积释放率比对照分别提高了11.0和13.2个百分点,但磷素(P,phosphorus)和钾(K,kalium)累积释放率与对照无显著差异(P0.05);估算C、N、P、K养分分别释放超过50%的时间比对照提前15~125 d,提前9 d释放全部养分。此外,秸秆颗粒化还田在培养期前260 d可显著提高土壤呼吸速率,培养期间平均土壤呼吸速率比对照提高18.03%。因此,秸秆颗粒化还田可实现高效快速的培肥土壤,在农业生产中具有较高的推广应用价值。     

水稻秸秆的腐解特征及其培肥增产作用研究

为推进秸秆资源的循环利用,改善农田土壤质量,利用田间小区试验研究了水稻秸秆还田后的腐解特征,分析了水稻秸秆还田后对土壤性质及油菜产量的影响,结果表明:水稻秸秆的腐解率一直呈增加趋势,腐解速率早期快后期慢;水稻秸秆在耕作后还田腐解效果要大于免耕还田;水稻秸秆还田不仅提高了土壤养分含量,而且提高了油菜的产量。     

不同碳氮比油菜秸秆淹水还田腐解特征

由于农户施肥量差异较大,导致产生的秸秆养分含量尤其是秸秆碳氮比(C/N)不同,可能影响秸秆还田腐解。为探究不同C/N油菜秸秆腐解动态及养分释放特征,开展室内培养试验。试验选取C/N 92、C/N 116和C/N 136的油菜秸秆作为3个处理,采用尼龙网袋法淹水培养120 d。结果表明:不同C/N秸秆均表现为前期(0～10 d)迅速腐解(累积腐解率30.73%～33.59%)、中期(11～30 d)缓速腐解(累积腐解率5.10%～6.42%)、后期(31～120 d)慢速腐解(累积腐解率仅占总腐解率的4.50%)。不同C/N秸秆碳、氮、磷平均释放率分别为28.32%、46.28%、73.05%,元素释放率表现为磷>氮>碳。不同C/N秸秆养分释放差异表现在快速腐解期,其中C/N 92秸秆的氮素累积释放率相较于C/N 116和C/N 136分别高7.27%和15.16%,磷素释放率则表现为C/N 136秸秆较C/N 116和C/N 92分别高1.91%和13.53%,而不同C/N秸秆碳素在整个腐解期均无显著差异。综上所述,低C/N的油菜秸秆氮素具有更高的释放率,而高C/N秸秆磷素的释放率则高于低C/N的秸秆。     

不同还田方式作物秸秆腐解特征研究

利用网袋法模拟田间秸秆还田的3种方式,探索研究不同还田方式的小麦、油菜秸秆腐解特征和养分释放特征。结果表明,经过120d腐解后,不同还田方式的小麦、油菜秸秆土埋处理的59．5％-60．3％、露天处理的40．2％-49．8％和水泡处理的24．6％-29．8％被腐解。作物秸秆的腐解速度为土埋〉露天〉水泡。经过120d腐解后,露天处理、水泡处理和土埋处理的小麦、油菜秸秆中的氮有58．7％-61．3％、63．9％-74．9％、50．8％-58．2％释放出来,磷有92．1％-96．5％、98．6％-100％、66．5％-81．3％释放出来,钾有56．0％～64．3％、74．3％～77．6％、41．9％～46．5％释放出来。作物秸秆磷的释放率最大,氮次之,钾最小。3种还田方式作物秸秆养分释放率为水泡〉露天〉土埋。     

梨园秸秆还田腐解特征及对土壤性状的影响研究

为探究梨园秸秆还田腐解特征及对土壤理化性状和生物性状的影响,在梨园布置覆膜对照(CK)、秸秆覆盖(S)、秸秆覆盖+腐解菌肥(S-BM)、双倍秸秆覆盖+腐解菌肥(2S-BM)田间试验。结果表明:秸秆覆盖150天后,S-BM处理的腐解率为62.4%,S和2S-BM处理的腐解率均为50%,氮、钾释放率以S-BM处理最高;秸秆覆盖提高了土壤最低温,降低了土壤最高温,减小了土壤温度振幅;2S-BM处理显著降低了土壤体积质量,提高了土壤水溶性有机碳含量;秸秆覆盖显著增加了0~5 cm土层有机碳含量,2S-BM处理对0~15 cm土层速效养分含量的提升效果显著,S和S-BM处理显著提高了0~5 cm土层速效钾含量;2S-BM处理的土壤细菌、真菌数量以及微生物生物量碳、氮含量在梨树生育后期明显提高;2S-BM、S-BM和S处理分别能增产86.9%、17.8%和28.7%。秸秆覆盖对土壤的改善是由上到下的,当梨园秸秆还田量为45 000 kg/hm2时,土壤的改良效果非常明显。     

还田秸秆及其腐解产物的吸水能力研究

[目的]研究水稻、小麦和油菜作物秸秆的腐解规律及其对秸秆吸水能力的影响,为农田秸秆资源有效利用和田间水分管理提供相应的理论依据。[方法]采用尼龙网袋法进行试验研究。[结果]在土壤水分饱和状态下,3种秸秆腐解速率均表现为前期快,后期缓慢的特点。培养结束(110d)时,水稻、小麦和油菜秸秆的累积腐解率分别为67.8%,55.5%和49.2%。光学显微镜结合红外光谱结果显示,与对照相比,水稻秸秆经过110d的腐解,其物质组成、化学结构和形貌特征均发生显著变化,小麦和油菜秸秆变化不明显。腐解0d时,水稻、小麦和油菜秸秆饱和吸水量依次分别为3.87,2.51,3.61g/g。随着秸秆组分、结构和形貌的变化,秸秆及其腐解产物饱和吸水量也有显著性差异。水稻秸秆在腐解15d时的饱和吸水量最大,为5.17g/g,之后其饱和吸水量逐渐下降并趋于稳定;小麦和油菜秸秆的饱和吸水量在腐解5d时达到最低值,分别为1.87,2.59g/g;之后其饱和吸水量逐渐增加。单位秸秆的吸水效果表明,3种作物秸秆在腐解初期的持水量最大,之后随着腐解时期的延长而有所降低。[结论]还田作物秸秆的吸水能力受到还田秸秆质量和腐解时期的双重影响,故在开展秸秆还田(尤其翻压)时,应注意秸秆含水量,还田时期和田间水分管理,降低由秸秆吸水产生的负面效应。     

紫色土丘陵区秸秆还田的腐解特征及对土壤肥力的影响

在分析水稻、小麦、油菜秸秆的养分含量和化学组成的基础上，通过田间两年四作的定位试验，探讨了紫色丘陵区秸秆还田的腐解变化及对土壤肥力的影响。结果表明，秸秆含有丰富的养分，经腐解后给土壤提供了大量的碳、氮、磷、钾。在腐解过程中，还田后的前3个月分解快，后期分解缓慢；3种秸秆在田间的分解速率（K）：麦秸〉稻草〉油菜秸，秸秆翻埋〉秸秆面施；养分释放速度钾〉磷〉氮。测定了不同处理的土壤水分特征曲线．并将实验结果拟合为经验关系式。秸秆覆盖还田促进土壤团粒结构形成，提高了土壤水稳性团聚体含量，从而改善了土壤通透性和保水保肥性。秸秆覆盖还田还降低了土壤容重，增加了土壤总孔隙度，使土壤有机质、速效氮、磷、钾得到一定提高，从而达到培肥地力的目的。     

基于长期定位试验的松嫩平原还田玉米秸秆腐解特征研究

为了研究松嫩平原还田玉米秸秆的腐解特征和养分释放规律,该试验采用尼龙网袋法,设置埋土和覆盖地表2种玉米秸秆还田方式,进行连续4 a的定位观测。结果表明:1)还田玉米秸秆的腐解速率和养分释放率都表现为埋土处理大于覆盖地表。秸秆腐解主要集中在还田的前3年,3 a累计腐解率达到91.70%和81.96%,其中第1年腐解率分别为60.63%和45.53%。2)还田玉米秸秆中养分释放的快慢顺序为KPCN。埋土和覆盖处理秸秆中钾的释放主要在还田第1年,释放率达到了96.26%和84.04%;而磷、碳和氮的释放则主要集中在还田前3年,其中磷释放率为92.03%和83.29%;碳释放率为90.96%和82.06%;氮释放率为91.70%和81.96%。3)还田玉米秸秆中半纤维素的腐解速度快于纤维素,木质素最慢。其中埋土和覆盖处理秸秆半纤维素2 a腐解率为88.78%和86.30%;纤维素2 a腐解率为80.42%和70.86%;而木质素3 a累计腐解率为78.63%和66.48%。     

还田方式对绿肥油菜腐解特征与土壤养分含量的影响

为了明确果园绿肥在不同机械方式还田后腐解特征与土壤养分的变化规律,为南疆果园绿肥短期内高效还田、充分利用提供理论参考,在南疆香梨园行间种植油菜绿肥进行田间小区试验,设置4个处理（3种机械还田方式）：旋耕机浅旋还田（T1-t1）、正常旋耕还田（T2-t2）、绿肥粉碎旋耕一体机还田（T3-t3）和1个对照（CK）,探究不同还田方式下油菜的腐解、养分变化特征及土壤养分的变化规律。结果表明：3种还田处理下油菜的腐解特征和碳氮的释放规律相似,整体都表现为前期快、后期逐渐缓慢的趋势,其中t3处理相较其他处理更有利于油菜的腐解及养分的释放,且利用一级动力学方程能够很好地拟合相关规律;3种还田方式下土壤pH值呈现先降低后升高的趋势,其余指标均呈先升高再降低的趋势,各指标相较第0 d增降幅度大小依次为速效钾>碱解氮>有效磷>有机质>pH值,T1、T2、T3处理下土壤各指标均与CK存在显著性差异（P<0.05）,其中T3处理下土壤各指标增降幅度较为明显,且整个试验期内3个处理下土壤各指标间均存在一定的相关性。综上说明,在短期内T3-t3的还田方式下油菜的腐解及其对土壤养分的影...     

秸秆还田与施钾对华北低产潮土区作物产量及土壤钾素的影响

在华北平原的低产田上,研究了3年秸秆还田和施钾肥对小麦-玉米作物产量和耕层土壤钾素状况的影响。结果表明,相对于NP处理,NPK和NPK+秸秆还田(St)处理对小麦和玉米均有显著的增产效果;NPK+St处理增产最为明显,而且降低了年度间的产量变异系数。秸秆还田可以显著增加土壤速效形态钾含量。同季作物种植下,NPK+St处理的钾肥利用率、钾肥农学效率和钾肥偏生产力都高于NPK处理。NPK+St能提高0～20 cm耕层土壤速效钾、非交换性钾、矿物态钾和全钾含量。因此,秸秆还田有利于土壤不同形态钾素的稳定和增加,而NPK+St处理不仅能保证作物高产稳产,还能提高土壤各形态钾素含量。     

稻草还田的土壤肥力与产量效应研究

18年稻草还田定位试验和3年田间示范试验研究表明,稻草直接还田对改善土壤理化性状具有显著效果.长期定位试验化肥 稻草还田区水稻产量相对无肥区(CK)增产80.8%,但与等量NPK的纯化肥区差异不显著.示范试验结果表明,短期稻草还田具有显著增产作用,增产率达3.7%～6.8%.氮肥的增产作用显著,建议氮肥和习惯氮肥处理增产率分别为38.8%和47.4%,而氮肥的农学产量效益分别为每公斤纯氮增产谷粒13.7 kg和11.7 kg,肥料报酬率随施氮量增加而递减.经济效应分析表明,稻草还田配施减量氮肥可降低肥料成本,提高经济效益.     

不同秸秆还田方式对白浆土土壤养分及大豆产量的影响

为确定秸秆还田方式对白浆土土壤养分及作物产量的影响,试验设置了普通翻耕的对照处理以及秸秆覆盖还田、心土还田和秸秆焚烧的3种还田方式。3年的试验结果表明:在耕层部分(0~20 cm),普通翻耕处理区土壤氮素和有机质含量测定值最低,而土壤磷素和钾素含量最高;在白浆层(20~40 cm),秸秆心土还田处理的土壤碱解氮、全氮、有效磷、全磷和有机质含量最高;在淀积层(40~60 cm),不同秸秆还田方式,氮素、磷素和有机质含量变化差异较小,钾素表现为土壤下层含量比表层高。两年的数据显示秸秆心土还田处理大豆产量最高,说明秸秆心土还田对土壤地力提升效果明显,利于大豆增产。     

不同玉米秸秆还田量对土壤肥力及冬小麦产量的影响

通过田间随机区组设计试验,研究了不同玉米秸秆还田量对接茬麦田土壤碳、氮肥力及冬小麦产量的影响。结果表明,秸秆还田可以增加土壤有机质和缓解土壤氮流失,提高土壤微生物碳、氮的固持和供给效果,增加土壤微生物量C/N,提高土壤供肥水平。从不同玉米秸秆还田量的效应对比与回归分析,进一步明确在黄土高原有灌溉条件的地区,施N 138 kg/hm2,玉米秸秆还田量9000 kg/hm2,能有效提高土壤肥力,可使接茬冬小麦显著增产7.47%。     

Decomposition of straw in relation to tillage,moisture, and arthropod abundance in a semi-arid tropical Alfisol

The decomposition of rice straw was studied in relation to straw moisture and the abundance of soil arthropods, such as Acarina, Collembola, and miscellaneous groups dominated by termites [Odontotermes obesus (Rambur) and Microtermes obesi Holmgren], across tillage treatments (no tillage, shallow tillage, and deep tillage) in Alfisols of the semi-arid tropics in India from August 1989 to July 1990. In the straw, across the treatments, Acarina were dominant (>70% of the total arthropods), and Collembola were a minor component. O. obesus and M. obesi foraged straw together under the cover of an earthern sheet. A larger number of arthropods was recorded during the rainy season, but they were either negligible or absent during the dry season. The abundance of arthropods and mass loss of straw was greater in coarse-mesh bags than in the fine-mesh bags. Their abundance was significantly affected by tillage treatments and season (P<0.01). In the beginning, it was significantly greater in the no-tillage and shallow-tillage than in the deep-tillage treatment. The mass loss was 46% of the initial mass during the first 60 days, and more than 90% after 330 days of decomposition. Tillage had a significant effect on mass loss, particularly after 330 days, and the no tillage treatment led to a greater mass loss. Multiple linear regression analysis revealed that the moisture content of the straw and the abundance of arthropods had significantly affected the mass loss in both fine-and coarse-mesh bags across the tillage managements.Visiting Scientist (under the Rockefeller Foundation Environmental Research Fellowship in International Agriculture) in Resource Management Program at ICRISAT, India     

不同氮肥配施方法下稻草还田短期效应研究

为探索适宜稻草还田量及配合稻草还田的N、P肥施用方法,通过盆栽试验,采用树脂法和传统化学法相结合,研究了不同N肥配施方法下稻草还田对土壤N、P养分及水稻生长的短期影响。结果表明:稻草还田短期内可降低土壤氨氮浓度,提高土壤有效磷浓度,抑制水稻生长;稻草还田的这3种效应都随稻草水平的增加而加强,但不同N肥配施下无差异。稻草还田后易引起水稻铁中毒,因此稻草还田量不宜过多;稻草还田后除需多施N、P肥外,还需通过排水等措施以解决其铁毒效应。     

我国南方秸秆还田的培肥增产效应

分别在安徽、湖南、湖北、广西和江苏布置定位试验2年,研究秸秆还田对水稻土的培肥增产效应。结果表明,相比对照(常规施肥,无秸秆还田),秸秆还田(常规施肥+秸秆腐熟剂+秸秆还田)2年来,各试验区域土壤结构疏松,肥力提高,产量增加。总体表现为:土壤容重平均下降2.69%;有机质、全氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾和缓效钾分别平均增加6.20%、4.45%、3.68%、6.21%、3.48%、8.42%和4.20%;pH值变化不明显;作物平均增产7.5%(2.2%～18.5%),增幅为水稻(7.2%)<油菜(8.1%)<小麦(11.9%),增产效应均为第1年最明显,且随秸秆还田年限的延续而减缓。在我国应更大面积推广秸秆还田。     

长期稻草还田对紫色水稻土肥力和生产力的影响

通过8年淹水条件下一季中稻的田间定位试验,研究了长期稻草还田以及稻草与不同化肥配合施用对紫色水稻土生产力和土壤肥力的影响。结果表明,稻草与N、P、K化肥配合施用能维持或提高紫色水稻土的生产力和土壤肥力;水稻获得了持续高产,土壤有机质和全氮含量提高,土壤磷的有效性增加,速效钾与试验前基本平衡。纯化肥处理尤其是N、NP、NK处理水稻产量、土壤氮和钾含量逐年降低,不能维持系统生产力和土壤肥力。稻草还田对翌年水稻具有显著的增产作用,8年平均稻草还田处理比对照增产39.5%,稻草的增产作用还随着稻草还田时间的延长而逐年升高。稻草还田携入的钾与化学钾肥具有相同的营养功效,稻草可替代部分化学钾肥。     

山西褐土长期施钾和秸秆还田对冬小麦产量和钾素平衡的影响

在山西石灰性褐土一年一作条件下,通过16年的田间定位试验,研究了长期施钾和秸秆还田对小麦产量和土壤钾素平衡的影响。结果表明,只施用氮、磷肥,冬小麦年平均产量5.5 t/hm2,土壤钾素养分严重亏缺,年平均亏缺104.3 kg/hm2,与试验前的初始值比较,土壤速效钾和缓效钾含量分别下降23.6%和14.3%。在施用氮、磷肥的基础上每年施用钾肥(K2O 150 kg/hm2),平均增产10.2%以上;小麦秸秆还田平均增产6.6%以上,二者配合平均增产17.6%,年平均吸钾量提高32.0 kg/hm2。与试验初始值比较,土壤速效钾、缓效钾分别提高38.6%和11.0%。在施用氮、磷肥的基础上,长期施用钾肥和秸秆还田在显著增加冬小麦的经济产量、生物产量和吸钾量的同时,也减少年度间因气候因素等影响引起的产量变异,提高年度间产量和植物吸钾量的稳定性。     

稻草覆盖对坡地红壤培肥及作物增产的效果

研究了坡地红壤连续5年采用稻草覆盖措施对土壤肥力和作物产量的影响。结果表明,“稻草+化肥氮磷”(“Straw+NP”)处理的土壤有机碳和全氮、磷分别比不施肥(CK)的提高42.9%和17.4%、44.2%,有机碳和全氮的增幅约是纯化肥(NPK)处理的2倍。与CK和NPK处理的相比,“Straw+NP”处理能明显提高微生物生物量碳、氮、磷和溶解性有机碳、氮以及Olsen-P含量,差异达到显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)水平。在等养分施用量的条件下,“Straw+NP”处理能显著提高油菜和甘薯的产量。因此,稻草易地覆盖是一种有效培肥坡地红壤和增加作物产量的途径。