还田秸秆腐解特征及其对稻田土壤碳库的影响研究

在成都平原和川中丘陵两种不同母质水稻土上，通过模拟试验和田间试验研究水稻、小麦和油菜秸秆腐解特征及秸秆还田对一年两熟制稻田土壤养分和不同形态碳素影响，结果表明： 运用尼龙网袋法研究表明：油菜秸和麦秸前期腐解快，前三个月达到50％左右，后期腐解较慢；稻草前期腐解慢，后期腐解较快；经一年时间，稻草与油菜秸、麦秸腐解率趋于一致。相同腐解时间内，油菜秸、麦秸和稻草累计腐解量和腐解速率川中丘陵小于成都平原。两试验地油菜秸、麦秸和稻草腐殖化系数为0.22～0.32。应用Jenny模型对土壤有机碳平衡趋势进行预测表明：如果10年内土壤有机碳由目前12.86g／kg提高到20 g／kg，需单独施稻草15.61t，单独施用麦秸14.64t。 油菜、秸麦秸和稻草含丰富的养分，三种秸秆含氮0.77％～1.24％，含磷0.09％～0.23％，含钾素1.14％～2.25％，秸秆还田可归还氮、磷和钾养分。通过田间定位试验研究表明：和传统对照相比，秸秆还田提高土壤全氮、碱解氮、全钾和速效钾；成都平原秸秆还田后土壤速效钾比对照提高73％左右。两试验点秸秆还田对土壤磷素影响没有明显规律性。秸秆还田不同耕作方式下，土壤碱解氮和有效磷含量翻耕大于免耕；翻耕扰动土壤，加速钾离子运移，全钾和速效钾翻耕小于免耕，但差异不显著。秸秆本身氮、磷含量较少，同时还田后释放出的氮、磷大部分被作物籽粒移出，而秸秆残茬钾素含量丰富，所以秸秆还田对土壤钾素具有举足轻重的作用。 土壤有机碳是衡量肥力水平的一个重要指标。经过三年秸秆还田试验研究表明，秸秆还田可以提高有机碳含量，有机碳含量全还全翻＞全还全免＞对照。成都平原试验点全还全免、全还全翻处理分别比对照增加2.64％、18.66％；川中丘陵试验点分别提高8.01％和20.37％。秸秆还田后，土壤有机碳年增率全还全免为0.017％～0.034％；秸秆还田翻耕使未分解植物残体进入土壤，与原有机碳不能清楚区分，故全还全翻年增率较大，达到0.087％～0.118％。 秸秆还田后，土壤有机碳氧化稳定系数Kos值下降，和对照相比，成都平原试验点全还全翻、全还全免比对照降低30.22％、34.72％；川中丘陵试验点分别降低40.57％、53.14％。有机碳氧化稳定系数下降，加快了有机碳转化速率，提高了土壤养分的供应强度。秸秆还田对活性碳、矿化碳、微生物碳、碳素有效率和碳库管理指数影响表现为：全还全翻＞全还全免＞对照。秸秆还田后活性碳、矿化碳和微生物碳分别提 高42.30～50.56％、13.22～164.35％和15.67～159.45％。土壤碳库管理指数值成都平原试验点全还全免、全还全翻处理分别比对照高9.25％、38.51％，川中丘陵试验点提高48.20％、54.42％。秸秆还田翻耕、免耕与对照相比，特别是秸秆还田翻耕不仅能提高有机碳数量，同时改善了有机碳质量。相关性分析表明，运用活性碳库变化土壤肥力评价是可行的，且运用碳库管理指数可以更好地反映土壤养分及碳素的动态变化。