不同条件下作物秸秆养分释放规律的研究

作物秸秆是宝贵的可再生有机资源,还田后可改良和培肥土壤,提高作物产量。秸秆还田已成为最直接、最有效的培肥途径。本试验分别于2010年在黑龙江省双城市农业技术推广中心试验地和2011年在黑龙江省农业科学院院内框栽场进行。试验采用尼龙网袋法将秸秆埋入土壤中,研究其不同还田方式下作物秸秆还田后的腐解速度、秸秆养分释放规律和对有机质进行的调控、秸秆还田后对土壤微生物量碳氮的影响以及玉米秸秆对下茬作物的自毒作用和他感效应,为秸秆合理还田与土壤培肥提供理论依据。研究结果表明： 1.经过120d的分解,玉米秸秆埋入不同深度其生物量累计分解率表现为埋深10cm>埋深5cm>埋深2cm,3个处理的有机碳分解率呈相同趋势,均随时间的延长逐渐增加。分解120d后,埋深10cm、5cm和2cm的有机碳分别分解了60%左右。磷和钾的释放速度比氮快,氮、磷、钾释放率分别为63.3%～65.8%、86.9%～90.5%、82.8%～90.7%,而埋深10cm和埋深5cm在钾素的释放上明显快于埋深2cm。埋深10cm更适宜玉米秸秆的分解。 2.不同长度玉米秸秆和大豆秸秆经过两年的分解,第一年生物量分解率为55%左右,玉米秸秆生物量分解率大于大豆秸秆；第二年生物量分解率为77%～88%,大豆秸秆生物量分解率大于玉米秸秆。玉米还田长度2cm分解最快,大豆秸秆还田长度6cm分解最快。不同长度的玉米和大豆秸秆有机碳分解了88%左右,表现为玉米秸秆2cm>6cm>10cm,大豆秸秆6cm>10cm>2cm。不同长度秸科还田后氮释放63%～80%%。磷、钾释放了大约90%,还田长度对释放速度没有明显影响。因此在农业生产上建议玉米秸秆还田长度以2cm为好,大豆秸秆6cm为好。 3.玉米茎秆和叶经过120d的分解,其生物量分解率分别为53.5%、64.1%。茎秆氮素释放率比叶高27.7%；茎秆有机碳分解率比玉米叶低12.2%。玉米叶处理周围土壤中微生物量碳氮的含量均高于茎秆处理周围的土壤,且在腐解前30d内最明显。 4.调节C/N提升了玉米秸秆生物量分解速率；调节C/N后秸秆氮素的释放率比对照低,而磷素的释放率和有机碳的分解率均比对照高。调节C/N后,秸秆附近土壤中的微生物量碳明显提高。 5.根据玉米秸科的矿化率以及腐殖化系数,通过Jenny模型可预测秸秆还田后土壤有机质的动态及平衡。研究结果表明：连续施用秸秆10年,每年施用6.2t/hm2的玉米秸秆、5.7t/hm2的大豆秸秆,就可使土壤有机质含量维持在3.5%左右。可以实现土壤有机质含量的调控,对土壤进行定向定量培肥。 6.玉米秸秆的自毒效应结果表明：在没有外源氮素供应的条件下,秸秆腐解30d后和60d后均对玉米生长起到了抑制作用。但随着秸秆腐解时间延长不同浓度秸秆处理对玉米生长的抑制作用减弱。玉米秸秆的他感效应表现为低浓度的浸提液对小麦苗高有明显的促进作用,浓度越高促进作用越小。