农业基础科学论文_黑土区坡耕地玉米秸秆还田水(2)

来源:水土保持通报 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-11-10
作者:网站采编
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摘要:2 016年在中国科学院海伦水土保持监测研究站,通过小区定位监测和系统测定,研究了免耕秸秆覆盖还田和秸秆深翻埋还田下的水土保持作用,两种还田方式下
2016年在中国科学院海伦水土保持监测研究站,通过小区定位监测和系统测定,研究了免耕秸秆覆盖还田和秸秆深翻埋还田下的水土保持作用,两种还田方式下秸秆的腐解特征和养分释放规律,以及其对土壤养分和物理性状的影响。取得的主要研究结果如下:秸秆覆盖还田具有显著的水土保持作用,同时深翻埋还田也具有较好的水土保持作用。相较于传统耕作,免耕秸秆覆盖还田处理可增加0150 cm年均土壤储水量3%和表层土壤入渗率19.3%;可减少年均产流次数4次,减少产沙次数3次,年均地表径流仅为3.5 mm,可减少地表径流79.1%;年均土壤侵蚀量为10.1 t·km-2,表土流失减少95%,且远低于东北黑土允许年流失量200 t·km-2。与传统耕作相比,秸秆深翻埋还田处理对0150 cm年均土壤储水量无明显影响,但可增加表层土壤初始入渗率20%,减少年产流次数3次,减少产沙2次,年均地表径流和土壤侵蚀量分别为5.9 mm和23.5 t·km-2,比传统耕作分别减少66.1%和89.4%。研究结果表明,免耕秸秆覆盖和深翻埋均具有很好的水土保持作用,且覆盖还田优于深翻埋还田。秸秆覆盖还田和深翻埋还田受环境因素影响,腐解速率及养分释放差异较大。秸秆还田一年后,覆盖还田和深翻埋还田的秸秆重量腐解率分别为54.5%和70.1%,主要是受还田后秸秆水热环境影响,覆盖还田,秸秆处于地表,虽温度较高,但除雨季外,水分含量低;深翻埋还田,秸秆被土壤包裹,水分含量多在30%以上,但温度相对较低。与覆盖还田相比,深翻埋还田秸秆的组分腐解率增加,其中秸秆纤维素腐解率、半纤维素腐解率和木质素腐解率分别增加12.5%、8.6%、6.2%;深翻埋还田秸秆的养分释放率也较覆盖还田的增加,秸秆中碳素、氮素、磷素和钾素的释放量分别增加17.0%、12.2%、10.6%和7.3%,故秸秆深翻埋还田较覆盖还田更易于秸秆腐解和养分释放。秸秆覆盖还田和深翻埋还田均能增加耕层养分,改善土壤结构。与传统耕作相比,免耕秸秆覆盖还田可显著增加010 cm土层的土壤有机质、全氮、全磷和全钾含量,分别增加16.3%、18.5%、26.2%和7.7%,并对1020 cm土层的土壤有机质和全氮含量也有显著提高作用;秸秆深翻埋还田处理对010 cm土层的营养元素含量无显著作用,但对1030 cm土层的养分含量均有显著增加效果,可分别增加土壤有机质含量52.6%、全氮含量99.5%、全磷含量62.7%和全钾含量25.9%;免耕秸秆覆盖还田对于土壤表层的容重和孔隙度虽无明显改善作用,却可显著降低土壤表层三相比的R值,促进土壤团聚化,并增加其稳定性,土壤水稳性团聚体R0.25、MWD和GWD分别增加了10.7%、43.4%和18.8%;秸秆深翻埋还田处理对土壤表层的容重、孔隙度、三相比R值和水稳性团聚体的稳定性并无显著影响,但可增加土壤表层非毛管孔隙度和促进1030 cm土层的大粒径土壤水稳性团聚体形成以及增强水稳性团聚体的稳定性。免耕秸秆覆盖和深翻埋均实现了秸秆全量还田,可增加土壤养分,促进土壤团聚化作用,有效改善犁底层土壤的结构和养分状况。上述研究表明,作为秸秆全量还田的免耕覆盖还田和深翻埋还田,均具有较好的水土保持和恢复土壤质量的作用。虽然目前试验区内深翻埋还田处理对于坡耕地小区的水土保持作用要弱于免耕覆盖还田,但相较于免耕覆盖还田,秸秆深翻埋还田更易于秸秆腐解及养分释放,有效改善土壤犁底层的孔隙结构及肥力状况,显著增强土壤入渗性能,并提供部分作物根系所需营养,尤其是能够增加作物产量,可应用性强。无论是覆盖还是深翻埋秸秆还田均有明显的水土保持功效,可在东北黑土区坡耕地推广应用。

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论文分类号:S141.4;S157

文章来源:《水土保持通报》 网址: http://www.stbctbzz.cn/qikandaodu/2021/1110/850.html



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