河西绿洲灌区玉米秸秆带膜还田腐解特征研究

生在 还 田后 的３ ０～１ ０ｄ ２ 。
灌水 ，为秸秆提供 了相对较高的湿度环境 ，从而使 湿度不再是还田秸秆腐解 的限制因素 。 王宏燕等ｆＪ １ ６ 在人工控制降水量 的条件下研究有机肥腐解 与土 壤水 分 的关 系时 也得 出了相 同 的结 论 ，他 们 的研 究 表明， 当降水量达到５ ８ 时 ， ７ ｍｍ 有机肥腐殖化系数 变化速率为零 ， 继续增加降水量 ， 将会 出现弱负值 。 同时从 回归方 程 可 以看 出 ，整株 半 量翻 压 、整 株 半 量覆 盖 、粉碎 半量 翻压 、粉 碎全 量 翻压 、粉碎 半 量 覆 盖 和粉 碎 全量覆 盖 处理 分别 在 土壤温 度 为７ ．６ ８ 、 ９ ３ ． 、４ ．６ ９１ 、３ ．６ ６ ９ ℃时 达 到最 高 ４５ ７ ７３ 、３ ．３ ８７ 和３ ． ５ 的秸 秆腐 解 率２ ．７ ０７ ％、１ ．２ １ ％、１ ．３ ４ ９ ％、１ ．１ 、 ４ ６１％ １． ％和 １． ％，而 在土 壤 温度低 于最 佳 温度 时 ， ３７ ４ ２１ ０ 秸秆腐解率与土壤温度呈显著正相关 ，其中翻压处 理秸秆腐解 的最佳温度 和最大腐解 率均要 高于覆 盖处 理 ，可见 ，翻 压还 田时通过 增加 土 壤温 度来 加 快腐 解速 率 的潜 力要 大 于覆 盖还 田 ，而 且 翻压还 田 相 比覆 盖还 田更 有 利于秸 秆 腐解 。
处理１ ：不 还 田 （ Ｋ ）；处 理２ Ｃ ：整株半 量 翻压 （ ／ＷＢ） 处 理３ 整 株半 量覆 盖 （ ／ＷＭ ） １ ２ ； ： １ ２ ；
。
处 理４ ：粉 碎 半量 翻 压 （ ／Ｃ １ Ｂ）；处理 ５ ２ ：粉 碎 全 量 翻压 （ Ｂ）；处理 ６ Ｃ ：粉碎 半量 覆盖 （ ／Ｃ ）； １ Ｍ ２
地 膜 ，覆 盖处 理是将 秸秆 铺设 于 玉米带 之 间 ，直接 在 上面覆 地膜 ， 同时每 小 区埋 设 装有２ ０ｇ 秆 的尼 ０ 秸
基 金项 目 ： 国家科 技 支撑计 划 （ ０２ ＡＤ ５ ０ ） ｌ肃 省农 科 院科技创 新 专项 （ ０ １ Ａ ０ ． ） ２ １Ｂ ０ Ｂ ３ ； 十 ２ １Ｇ ＡＳ ６１
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行研 究 ，旨为河 西地 区玉 米秸秆 还 田提供 理论 依据 和技术指 导 。
１ 材 料 与 方 法
试 验 于 ２ １年 在 甘 肃 农 科 院土 壤 肥 料 与节 水 ０ １ 农业 研究 所 白云试 验站 进行 ，种 植作 物 为大 田平作 玉 米 ，４ １ 日播 种 ，ｌ月 １ 日收获 ，播 量 为７ ０ ０ 月 ０ ０ １ ５ ０ 株 ・ｍ－，采用 宽窄 行种 植 ，玉米 带行 距 为４ ｍ， ｈ ０ｃ 带 间距 为 ８ ｍ，玉 米秸 秆 于４ １ Ｅ进 行 带 膜 还 ０ｃ 月 ｔ １ 田。试验 共设 ７ 个处 理 ， 次重 复 ， 区面积 为６ｍｘ ３ 小 ５
解 率进 行 回归 分 析表 明 （ １ 表 ），土 壤 温 湿度 与 玉 米秸秆腐解率成一定程度的抛物线关系 ， 而且相关 性达 到极 显 著 ，说 明 土壤温 度是 影 响 当地玉 米秸 秆 腐解 速率 的主要 因素 ，可能 是 因为相 对 较高 的土 壤 温度 能提 高 土壤 微生 物 的活性 ，加速 秸秆 的分 解 ， 这 与江 晓东 等 ［的研 究 结果 相 一致 。而 土壤湿 度 对 ８ １ 还 田玉米 秸秆 腐解 率 的影 响较 小 ，相 关性 未 达到 显 著水 平 ，这 可 能是 由于在 整 个试 验 期 间进行 了５ 次
机 碳分 解 率 ： 腐 解 率： （ ｉ ｗＤｗ ｉ１ ０ ； Ｗ — ／ ｘ ０％ 残 留氮量／＝Ｗ ｆＮｆ ｇ ｘ ｏ
有机 碳分解 率＝（ ｘ ｉ ｗｆｃ ） × ｉ １０ ［ ＷｉＣ — × ｆ ｗｉｃ］ ０％ 厂 × 式 中 ：Ｗｉ 对应 时期 的秸 秆 初始 质 量 ， ｇ ｉ 为 ｋ ；Ｃ 为 对应 时期 的秸 秆 初 始含 碳 量 ，ｇｋ ～ ・ｇ ；ｗ伪 对应 时 期 的秸秆 残 留量 ， ｇ Ｎ伪 对 应 时期 秸秆 含 氮量 ， ｋ； ｇｋ ～ ｆ ・ｇ ；Ｃ 为对 应 时期秸 秆 含碳 量 ，ｇｋ ～ ．ｇ 。 文 中数 据 采 用 Ｅ ｃｌ ｘ ｅ和ＤＰ ．１ 件进 行 处 理 Ｓ３ 软 ０
处 理７ ：粉碎全 量覆 盖 （ Ｍ ），其 中秸 秆还 田全 量 Ｃ （ 干质量 ）１ ０ ｇｈ 是 根据 当地 平均 玉米 籽粒 ３ ０ ｋ ・ｍ ５ 产量 （ 质量 ） ３ ０ ｇｈ ～，经济 系数０５ 算所 干 １ ０ｋ ・ｍ ５ ． 换 得 ，粉碎 秸秆 长度 为５～１ ０ｃ ｍ左右 。秸秆 在还 田时 均 用２ ％的尿 素溶 液将 其 喷湿 ， 翻压 处理是 先将 秸秆 翻 压于 玉米 带之 间的 １ ｍ土层 下 ，然后 在上 面覆 ０ｃ
ｍ ＝３ ２ ０ｍ
秸 秆还 田是 保护 性耕 作技 术 的核心 内容 ， 能有 效增 加 土壤有 机质 含量 ，改 善土壤 结构 ，蓄集 自然 降水 、减 少 自然蒸 发 ，培肥 地力 ，特别 是对缓 解 我 国土壤氮 磷钾 比例 失调 的矛 盾 ，弥补 磷钾 肥不 足 ，
减少化肥用量 ， 消除秸秆焚烧造成的大气污染 ，净 化农 村环 境 ，保 护 生态 环境 ，实现农 业 可持续 发展 具有 十分 重要 的意义 Ｌ 引 但 是作物 秸秆 中的蜡质 、 ７ 。 。 木 质素 、硅 胶等 物质 致使秸 秆难 以被 土壤 微生 物快 速 分解 ，如若 使用 不 当 ，不但 不能 被 当季作 物作 为 肥源 ，而且还 会对 当季作物 产 生诸如 减产 等不 良后 果ｌ ｌ 。在我 国西 北旱 区 ， 然 政府 和科研 部 门多年 虽 来也 在致 力推 广秸 秆还 田 ，但是 由于还 田秸秆 腐解 难， 与作 物争 夺氮 源 ， 响作物 生长 ， 效应 明显 ， 影 负 基 于这 些 问题 ，本 研究 团队在 大量查 阅资 料 的基础 上 ，进行 了一定 量 的秸秆 还 田试验 研究 ，试验 的初 步结果 表 明 ，在我 国西 北旱 区进 行秸 秆带 膜还 田是
收稿 日期 ：２Ｏ１ ０ ． ６ ２ ６Ｏ
卢秉林 等 ： 河西绿洲灌区玉米秸秆带膜还 田腐解 特征研究
＼ 斛
龙 网袋 （ ０ 目 ）８ ，用 于 取样 检测 。 ２０ 个 在 试 验期 间 ，利 用 ８２ 型手 持式 温湿 度计 在 每 ７ １
月２ ０日的 ８ ０ １ ０ ４：０ 、 １ ：０ 和 ２ ： ：０ 、１ ：０ 、１ ０ ７ ０ ０ Ｏ 对各 处 理 网袋 埋 设层 的温度 和湿 度进 行 测定 ，同 Ｏ
含钾 ７ １。 ，相 当于我 国 目前 化肥 施用量 的 １ ，而 ×０ ｔ ／ ４ 且秸 秆 中含 有大 量微 量元 素Ｌ ］伴 随着农 业科 学 技 １。 之
一
个 不错 的发 展方 向 ，秸 秆带 膜还 田是将 秸秆 呈带
状 还 田 ，还 于作物 种植行 之 间 ，上 面覆与 分 析
２ １ 玉米 秸 秆带膜 还 田对 秸 秆腐解 率 的影 响 ．
由 图 １ 以看 出 ，不 同还 田方 式 下还 田秸 秆 的 可
腐解速率是粉碎快于整株 ，翻压快于覆盖 ， 半量快 于全量 ，这 是 因为 粉碎 、翻 压和半 量 秸秆 还 田与 整 株 、 盖 和全 量还 田处 理 相 比 ， 覆 与土 壤接 触面 积 大 ， 温 湿 度相 对适 宜 ，有 利 于微 生物 活 动 ，从而加 快 了 秸 秆腐 解 ，而 且 整 株 秸 秆 无 论 是 翻压 还是 覆 盖 还 田， 因为其组织结构相对 比较完整 ， 都 从而腐解速 率慢于粉碎秸秆 。 在经过１０ 腐解后 ， ８ ｄ 各还 田处理 的腐解率都在５ ％以上 ，其中粉碎半量翻压的秸秆 ０ 腐解率最高 ，为７ ． ６ ％，而且各处理 的腐解 主要发 ０
还 田方式 将秸 秆还 田区和种 植 区进行 了分 离 ，能够 很 好地解 决 还 田秸 秆腐 解 时 间短 、还 田秸 秆 与种植 作 物争夺 氮源 的 问题 ，为此 ，本 试验 采用 尼龙 网袋
法 对 河 西 绿 洲 灌 区玉 米秸 秆 带 膜 还 田腐 解 特 征进
术 的进步 ，农作 物单 产 和复种 指数 不 断提高 ，农作 物秸 秆产 量也 随之 增 加 。同时 ，农村 劳 动力 大量外 出务 Ｔ 和燃料 结构 的变 化 ，使得 农业 秸秆 资源 过剩 问题 日趋 突 出 ，秸 秆堆 积或 焚烧 ，不 但浪 费资 源 ， 而且 影 响城 乡空气 环境 及交 通安 全 。另一方 面 ，随 着化 肥 的大量 应用 ，也 带来诸 多 弊端 ，如肥料 利用 率 降低 、经济效 益 下降 、土壤 生态 系统遭 到破 坏等
作者 简介 ：卢 秉林 （ ９９年 生 ） １７ ，男 ，助 理研 究员 ，主要 从 事生 态农 业方 面的研 究 ［ 。Ｅｍａ ：ｌａｐ ＠１３ｔｍ 作 ． ｉｌ ｈｐ ｙ ６ ． ｌｂ ｏ
通信 作者 ：车宗 贤 ，研 究 员 ，主 要从 事土 壤肥 料与 节水农 业方 面 的研究 工作 。Ｅｍａｌｈｚｎ ｘａ＠ １３ ｏ － ｉｃｅｏ ｇ ｉ ： ｎ ６． ｍ ｃ
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时在 当 日１时 进行 取 样 ，样 品洗 净 后 ８ ℃烘 干 ， １ ０ 利 用失 重法 测 定秸 秆腐 解率 ，并采 用 常规 分析 法测 定 【Ｊ 秆 的全 氮和 全碳 含量 。根据 秸 秆腐解 残 留量 Ｉ秸 ５ 和 含氮 量 ，按下 式计 算秸 秆腐 解 率 、残 留氮量 和有
河 西 绿 洲 灌 区玉 米 秸 秆 带膜 还 田腐 解 特 征 研 究
卢秉林 ，车 宗贤 ，包兴 国，胡 志桥 ，张久东 ，杨 文玉 ，李全 福
甘肃 省农 业科学 院 土壤肥 料 与节水 农业 研究 所 ，甘肃 兰 州 ７ ０７ ３０ ０
摘要 ： 为探讨河西绿洲灌 区玉米秸秆带膜还 田时的腐解规律 ，采用 尼龙 网袋法 ， 对不同带膜还 田模 式下玉米秸秆 的腐解特 征 进行研究 ，旨为当地玉米秸秆还 田提供理论依 据和技术指导 。结果表 明 ： 土壤温度是影响 当地玉米秸秆腐解的主要因素 ，经 过 １０ｄ ８ 腐解后 ， 还 田处理秸秆 的腐解率均在 ５％以上 ， 中翻压处理的腐解率 （ ７５ 各 ０ 其 ６ ．％～７ ．％ ） ６０ 高于覆盖处理 （ ０５ ～ ５． ％ ５ ．％），而且腐解 主要发生在还 田后 的 ３ ～１０ ｄ ９０ ０ ２ 。秸秆在还 田前期 （ ６ ）会与作物争夺土壤氮素 ，但是在还 田后期 前 ０ｄ 会释放一定氮素 ，而且翻压和粉碎还 田释放的氮素要 高于覆 盖和整株还 田。从秸秆完全腐解 的预测时间看 ，整株半量翻压 、 整株半量覆盖 、粉碎半量翻压 、粉碎全量翻压 、粉碎半量覆盖和粉碎全量覆盖处理分别 需要 ２ ７ ２ 、２ ２ ２ 、２ ７和 ４ 、３ ６ １ 、２ ７ ７ ２ ９ｄ ９ 才能 完全腐解 ，可见 ，在河西绿洲灌 区实行带膜还 田前景广阔 ，而且翻压优于覆盖 ，粉 碎优 于整株 ，半量优 于全量 。 关键词 ：河西绿洲灌 区；带膜还 田；玉米秸秆 ；腐解特征