秸秆还田对土壤改良及作物生长影响的研究进展(2)
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【摘要】将秸秆配施肥料还田主要是解决秸秆还田后降解速率慢的问题,合理配施肥料及加入微生物菌剂可以促进秸秆生物质在土壤的转化腐解速度,提高土壤肥力
将秸秆配施肥料还田主要是解决秸秆还田后降解速率慢的问题,合理配施肥料及加入微生物菌剂可以促进秸秆生物质在土壤的转化腐解速度,提高土壤肥力。
3秸秆还田对土壤改良的影响3.1秸秆还田对土壤物理性状的影响
土壤的物理特性与作物的根系生长及养分的吸收利用关系紧密,良好的土壤物理即适宜的孔隙结构、土壤容重、田间持水量、土壤团聚体等,对于促进作物生长发育、优良的品质及高产量的形成具有重要作用。解文艳等研究表明,在春季湿润及正常年份秸秆还田没有显著提高土壤水分,但在春季干旱和特别干旱的年份,秸秆还田能显著提高耕层土壤水分。秸秆粉碎后直接还田对于土壤的水分没有覆盖还田高,主要由于秸秆粉碎翻压时破坏了土壤的毛细管,土壤下层水分较难上升。连续四年秸秆还田土壤容重降低,土壤含水量、总孔隙度和毛管孔隙度增加。进一步的研究表明秸秆还田主要是增加了表层土壤的湿度,而覆盖还田更有利于保护和提高土壤的物理结构。
秸秆还田后对土壤温度有一定的影响,能显著减小整日地温变化幅度,但是增温效益主要在表层土壤,深层土壤增温效应不显著。秸秆氨化后还田或者氨化后与土壤改良剂混施,能够改善土壤的结构,但氨化还田对土壤改良的作用表现一定的延迟性。研究表明秸秆还田能降低土壤的微团聚体含量,提高大团聚体及中微团聚体的含量,但在秸秆还田短期内对土壤团聚体的稳定性影响较小。这可能是由于短期内秸秆腐解程度较小,因此对土壤结构的影响较小。土壤团聚体的水稳定性与土壤可蚀性关系密切,对于土壤肥力及土壤的可持续利用影响很大,而秸秆还田可以增加水稳定大团聚体的数量,改善土壤的结构。
3.2秸秆还田对土壤化学性状的影响
高水平的土壤肥力能够保障作物的高产稳产,提高土壤肥力目前是将来也是农业生产需要解决的问题。秸秆还田有利于促进土壤矿化作用,秸秆还田后首先是秸秆中较易分解的有机物质最先分解矿化,当大部分易分解物质降解后秸秆的矿化分解作用就逐渐减缓。胡宏祥等研究表明油菜秸秆的腐解速度是早期较快而后期较慢,而且秸秆的腐解速度与还田量负相关;腐解速率与还田深度有关,表层还田的腐解速度最快,10 cm 土层腐解速度最慢,20 cm 土层腐解速度介于两者之间。因此秸秆还田时需要综合考虑,确定适宜的秸秆还田翻压深度。
秸秆与化肥配施有助于提高土壤的有机碳、总氮磷钾及速效氮磷钾含量并改善酸性土壤pH 值,降低土壤碳氮比。长期定位试验(2002-2010 年)发现连续多年秸秆还田并结合土壤浅耕,能降低土壤pH 值,并显著提高耕层土壤中有机质、总氮磷钾及速效氮磷钾养分含量。连续19 年的定位试验表明秸秆还田对土壤质量的影响与增施钾肥效果相似,能够提高土壤中有机质及其他养分含量。因此适宜的秸秆还田措施能够替代矿质钾肥,这对于节约肥料成本和废弃资源的有效利用具有重要意义。
单独秸秆还田和秸秆还田配施不同化肥比较对于土壤中不同形态氮含量的影响具有差异。张雅洁等研究发现秸秆还田与肥料配施至碳氮比为18:1 时,土壤中有机质、总氮及有机氮含量分别增加7.8%、10.6%和10.9%,无机氮含量减少17.1%;而单独秸秆还田时,土壤有机质含量上升,碳氮及氢碳比例下降。
秸秆还田还可以缓解土壤的氮素损失,有助于土壤供肥水平的提高。田慎重等通过两年定位试验研究了耕作方式与秸秆还田搭配对小麦生育期土壤有机碳含量的影响,结果表明秸秆还田后土壤有机碳含量均高于无秸秆还田的土壤,而且耕作方式与秸秆的交互效应对全生育期耕作层土壤有机碳影响显著。杨敏芳等研究也表明秸秆还田后不同土层土壤的总有机碳和活性有机碳含量显著高于对照,而土壤的有机碳对土壤理化特性有长远的影响,因此利用秸秆还田提高土壤有机碳含量应用潜力很大。有报道表明留茬1 m 的秸秆能显著减少土壤呼吸,减少土壤中CO 2的释放量。因此秸秆还田对于平衡土壤碳库也能发挥重要作用。
3.3秸秆还田对土壤微生物的影响
土壤微生物的群落结构能在一定程度上反映土壤微生态的基本情况,保持土壤微生物多样性对于促进土壤矿化及提高土壤肥力具有重要作用,微生物群落结构的变化对于土壤的理化性状有一定的影响,农业生产者采取相应的农艺措施会对土壤微生物群落结构带来不同的影响。秸秆还田并配施催腐菌剂能够显著提高土壤中细菌、真菌和放线菌的数量,土壤酶类的活性增强。秸秆覆盖还田并配施足够的氮磷钾肥有利于提高土壤微生物生物量碳、氮,这一方面是秸秆为微生物提供了充足的碳源及氮源,另一方面适宜的施肥量又能刺激微生物的繁殖,同时适宜的施肥措施又有助于抑制早期秸秆与作物的争氮作用,利于作物的产质量形成。
文章来源:《中国农学通报》 网址: http://www.zgnxtb.cn/zonghexinwen/2020/1010/352.html
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