东北黑土区作为中国的粮食主产地,是中国最大的商品粮基地,粮食产量占同期全国粮食总产量的23.8%。东北黑土地区年平均降雨量400-700 mm,大气降雨是作物耗水的主要来源,由于年际间降水和年内降水存在不均的现象,导致研究区域内季节性干旱的出现。因此如何减少水资源的浪费,提高水分的利用效率是农业生产中尚需解决的重中之重。东北黑土区作为中国的主要玉米产区,拥有数量可观的秸秆资源,因而如何合理处理大量的秸秆,使其在农业生产及土壤培肥中发挥积极效应具有极大的探索、研究价值。因此,深入研究了秸秆还田对土壤物理性状及水分运移的影响以及秸秆还田对土壤酶活性及微生物C、N的影响。最终找寻出符合黑土特性、适应地区气候的合理秸秆施用方法。结论如下(1)秸秆还田能够影响土壤表层含水量,秸秆还田一方面既能增加土壤的保水蓄水能力,另一方面也能降低土壤表层的蒸发量。在观测时期的6月19日-7月29日之间D1S2处理的土壤含水量显著高于其他处理,相较于其他处理提高6.5%-14.7%,到了7月29日-8月31日,D0S1处理0-15 cm土层的土壤含水显著高于其他处理,高出5.5%-7.6%。(2)秸秆深埋能够影响土壤剖面水分分布。不同秸秆还田深度直接影响了表层土壤物理性质从而影响了含水量,对深层含水量的影响具有一定的滞后。主要表现为0-20 cm土层,D0S1和D2S1处理的土壤含水量显著高于其他处理,而在>20 cm的土层D2S1和D1S2处理的土壤含水量较高。不同秸秆还田深度还能够影响土壤水分的入渗。秸秆还田会改变土壤的孔隙度,影响土壤中团聚体的形成,而这些又会影响土壤中微生物和动物的活动,从而使得在秸秆还田的背景下,随着秸秆施用量的增加稳定入渗速率增加。(3)秸秆深埋可降低土壤容重,改善土壤物理结构,增加土壤有机质含量,相同施用量时随着还田深度增加,酶活性及微生物C、N均大幅度增加,在0-20cm时土壤中的各种酶活性和微生物量均达到最大值,之后伴随着玉米秸秆还田的深度不断增加,土壤通气性变差,秸秆腐化分解速度较慢,不能够充分释放所含有的养分,进而影响酶的活性和微生物量,各项结果均为D1S2>D3S2>D2S2,但表层覆盖D0S2处理,不同试验中所得结果略有差异。当处于同一深度时秸秆还田量增加的同时可以同步增加土壤中的有机质及养分含量,但当施用量过大时,大量的秸秆会影响土壤的透气性和透水性,因此使得土壤酶及微生物量下降。由实验可知施用量增大时,土壤酶及微生物碳、氮量随秸秆还田量逐渐增加呈显著正相关,在12000 kg/ha时土壤酶活性及微生物碳、氮达到峰值,之后开始下降,所得各项试验结果均为D1S2>D1S1>D1S3>D1S4。因此,不同的秸秆还田处理对土壤水分变化、土壤酶活性及微生物C、N量产生显著影响。适宜的秸秆还田深度和秸秆还田量能够优化土壤的物理性状,提高土壤酶活性,增加微生物碳、氮量。
