不同绿肥种植模式下玉米秸秆腐解特征研究

【目的】玉米是中国第一大粮食作物,如何处理大量的玉米秸秆成为玉米种植区面临的关键问题之一,深入研究冬种绿肥对玉米秸秆腐解释放的影响,对农业可持续发展具有重要意义。【方法】采用尼龙网袋法,通过对红壤旱地空闲(YCK)及紫花苜蓿(YZ)、黑麦草(YH)、肥田萝卜(YL)绿肥种植模式下玉米秸秆177 d的腐解量和养分释放的监测,分析玉米秸秆腐解速率及碳、氮、磷、钾的释放规律。【结果】四种种植模式下,玉米秸秆腐解及养分释放均呈现前期快后期慢的规律,7 d的腐解和养分释放速率均达到最大。翻压177 d时,四种种植模式下(YCK、YZ、YH、YL)玉米秸秆累积腐解量分别为23.41、21.22、20.86和20.95 g,玉米秸秆碳累积释放量分别为12.38、11.07、11.18、11.36 g,与YCK种植模式相比,YZ、YH、YL种植模式秸秆累积腐解量分别显著降低了9.3%、10.9%、10.5%,碳累积释放量则分别显著降低了10.6%、9.7%和8.3%;各处理氮累积释放量分别为479.46、513.04、442.58和530.20 mg,相比YCK种植模式,种植绿肥对玉米秸秆氮累积释放量的影响不显著,而YH种植模式较YZ和YL种植模式则显著降低了13.7%和16.5%。各处理磷累积释放量分别为58.10、57.91、58.47和59.47 mg,且YL种植模式较YCK种植模式显著提高了2.35%;翻压28 d时,各处理钾累积释放量为487.20、444.85、456.94和434.55 mg,分别占加入量的100.0%、91.3%、93.8%和89.2%,且三个种植模式均显著低于YCK种植模式,42 d时各处理的钾均全部释放。从玉米秸秆碳与氮、磷、钾比来看,翻压177 d时,与YCK种植模式相比,YZ和YL种植模式玉米秸秆碳氮比显著增加了102.8%、91.6%;YZ、YH、YL种植模式碳磷比分别显著增加了48.4%、72.4%、147.0%。翻压28 d时,YH种植模式玉米秸秆碳钾比较YL种植模式显著提高。【结论】玉米秸秆腐解及其养分释放速率均在翻压后第7天达到最大值,之后腐解和养分释放速率减缓。与空闲相比,种植绿肥能显著减缓玉米秸秆腐化和秸秆中碳和钾的释放,而种植紫花苜蓿和肥田萝卜能促进玉米秸秆氮素释放,种植黑麦草则减缓了玉米秸秆氮素释放。种植肥田萝卜能显著促进玉米秸秆磷素释放。冬季种植肥田萝卜既对玉米秸秆还田后氮素释放有一定促进作用,又能增加红壤中磷的有效性,同时还能减缓玉米秸秆钾的释放,使钾释放更为长效,是一种土壤培肥和秸秆养分释放较好的绿肥种植模式。