孫德生 王靜
玉米秸稈還田方式不同,對(duì)秸稈還田效果影響較大,一般情況下使用大馬力機(jī)械深翻后將秸稈進(jìn)入土壤30-40cm效果較好,不僅有利于作物增產(chǎn)增收,還有利于土壤各項(xiàng)指標(biāo)的改善,特別是土壤有機(jī)質(zhì)、土壤的緊實(shí)度、陽(yáng)離子交換性等多項(xiàng)指標(biāo)。
當(dāng)前春玉米產(chǎn)量一般667平方米能夠達(dá)到600-750公斤,而相應(yīng)的秸稈產(chǎn)量也較高,其干基產(chǎn)量在600-700公斤,秸稈資源作為重要的碳資源,可以代替農(nóng)家肥進(jìn)行還田,還田后土壤的各項(xiàng)綜合指標(biāo)會(huì)有一定的改善。但是,在生產(chǎn)實(shí)踐中,不同的還田方式對(duì)土壤的質(zhì)量影響差異較大,本課題通過(guò)采取不同的還田方式,每畝還田量按300公斤的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,并對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量、容重、土壤緊實(shí)度、水穩(wěn)性大團(tuán)聚體、全氮、陽(yáng)離子交換量、緩效鉀等方面的差異性進(jìn)行數(shù)據(jù)分析比較,并通過(guò)評(píng)價(jià)和篩選出最佳的還田方式。
1、秸稈還田的不同方式
將秋季用收割機(jī)收獲的玉米秸稈進(jìn)行收集、晾干后,按每畝300公斤數(shù)量進(jìn)行還田,通過(guò)一個(gè)玉米生育期來(lái)觀察其效果。
處理1:地表覆蓋還田方法,利用免耕方式,將秸稈覆蓋地表,玉米生長(zhǎng)拔節(jié)期進(jìn)行中耕還田。
處理2:通過(guò)翻地、起壟后將秸稈旋耕機(jī)旋入地下20-25cm處。
處理3:用大馬力機(jī)械通過(guò)翻地、起壟后將秸稈深耕地下30-40cm處。
處理4:未秸稈還田的處理(CK)。
2、不同還田方式效果分析
(1)對(duì)0-35cm土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響
玉米生長(zhǎng)期結(jié)束后,未使用秸稈還田的地塊(CK)土壤中的有機(jī)質(zhì)含量平均值為27.6g/kg,土壤處理1有機(jī)質(zhì)含量平均值27.8g/kg,分布范圍在26.5-28.2g/kg之間;處理2有機(jī)質(zhì)含量平均值28.2g/kg,分布范圍在26.8-29.6g/kg;處理3的有機(jī)質(zhì)含量平均值28.7g/kg,分布范圍在27.8-31.4g/kg。處理1比對(duì)照區(qū)有機(jī)質(zhì)含量增加了0.2g/kg,處理2比對(duì)照區(qū)增加了有機(jī)質(zhì)0.6g/kg,處理3比對(duì)照區(qū)有機(jī)質(zhì)含量增加了1.1g/kg。試驗(yàn)期間,從5月至9月份的降雨量較高,累計(jì)降雨量達(dá)到520mm,對(duì)于秸稈腐解成有機(jī)質(zhì)有一定的促進(jìn)作用,而深埋入土壤中30-40cm處的秸稈轉(zhuǎn)化有機(jī)質(zhì)效果最好,其次為深埋入20-25cm的處理,而表層覆蓋,后期中耕還田則效果不一般,而如果玉米生育期間降雨量遠(yuǎn)低于500mm,則秸稈的腐解程度會(huì)下降,有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化的速度會(huì)降低,有機(jī)質(zhì)提高的幅度可以會(huì)降低。
(2)對(duì)土壤容重的影響分析
土壤容重的測(cè)試分析一般為表層0-8cm的土壤,未秸稈還田的地塊容重為1.34g/cm3,處理1的土壤容重為1.29g/cm3,分布范圍在1.29-1.38g/cm3;處理2的土壤容重為1.32g/cm3,分布范圍1.30-1.36g/cm3;處理3的土壤容重為1.34g/cm3,分布范圍在1.31-1.40g/cm3。通過(guò)土壤的變化分析,由于處理2和處理3的相對(duì)處理1所處的深度較深,對(duì)于表層土壤容重改變較小,而表層覆蓋的秸稈處理還田對(duì)土壤容重改善效果較好。
(3)對(duì)土壤緊實(shí)度的影響分析
未進(jìn)行秸稈還田處理的土壤緊實(shí)度為2.1MPa,屬于中等水平,總體而言,中等的緊實(shí)度是不利于作物生長(zhǎng)的,一般情況下,土壤的緊實(shí)度<2.0的情況下,有利于耕作和作物根系生長(zhǎng)。處理1的土壤緊實(shí)度為1.9MPa,分布范圍在1.8-2.2MPa;處理2的土壤緊實(shí)度為1.9MPa,分布范圍在1.7-2.2MPa;處理3的土壤緊實(shí)度為1.9MPa,分布范圍在1.8-2.3MPa。處理1、處理2、處理3的緊實(shí)度均比對(duì)照區(qū)下降0.2MPa,以上數(shù)據(jù)說(shuō)明秸稈還田量相同的情況下,對(duì)土壤緊實(shí)度的影響效果基本相同,差異幾乎沒(méi)有,這也反映出想要降低土壤的緊實(shí)度,應(yīng)增加秸稈還田的數(shù)量。
(4)對(duì)土壤水穩(wěn)性大團(tuán)聚體的影響分析
土壤水穩(wěn)性大團(tuán)聚體是衡量土壤質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo),它是土壤在水中直徑>0.25mm所占的比例,一般情況下比例>40%為高水平,20%-40%為中等水平,<20%為低水平含量。未進(jìn)行秸稈還田的地塊水穩(wěn)團(tuán)聚體數(shù)量為34.3%,處理1的水穩(wěn)團(tuán)聚體數(shù)量為35.8%,分布范疇在30.5%-39.4%;處理2的水穩(wěn)團(tuán)聚體數(shù)量為36.9%,分布范圍32.5%-40.3%;處理3的水穩(wěn)團(tuán)體數(shù)量為40.1%,分布范圍在33.9%-43.4%。處理1比對(duì)照增加水穩(wěn)團(tuán)聚體1.5%,處理2比對(duì)照區(qū)增加2.6%,處理3比對(duì)照區(qū)增加4.8%,以上數(shù)據(jù)顯示,秸稈還田埋深在30-40cm所產(chǎn)生的腐殖質(zhì)數(shù)量多,膠結(jié)劑數(shù)量多,有利于土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成,也有利于養(yǎng)分的貯存。
(5)對(duì)土壤全氮含量的影響分析
土壤全氮是土壤中能夠被植物所吸收利用的氮素,它不同于速效氮,它包括速效性氮、潛在供應(yīng)的氮素,也包含氨基酸類(lèi)物質(zhì),或者是小分子的有機(jī)氮。未進(jìn)行秸稈還田的土壤全氮含量平均值1.10g/kg,而處理1全氮含量平均值1.12g/kg,分布范圍在1.08g/kg-1.19g/kg的區(qū)間;處理2的全氮含量平均值在1.13g/kg,分布區(qū)間在1.08g/kg-1.21g/kg區(qū)間;處理3全氮含量的平均值分布在1.15g/kg,分布范圍在1.09g/kg-1.23g/kg。處理1比對(duì)照區(qū)全氮含量增加0.02g/kg,處理2比對(duì)照區(qū)增加0.03g/kg,處理3全氮比對(duì)照增加0.05g/kg,以上數(shù)據(jù)說(shuō)明,秸稈深埋的分解效果好,秸稈中的全氮釋放的數(shù)量比表施覆蓋數(shù)量高,秸稈分解數(shù)量越高越有利于土壤對(duì)氮素的吸附,降低土壤氮素的分解、轉(zhuǎn)移、淋溶等,從而提高土壤全氮的含量。
(6)不同秸稈還田方式對(duì)土壤緩效鉀含量的影響分析
緩效鉀是土壤中鉀素存在的一種形式,它是處于全鉀和速效鉀中間的一種動(dòng)態(tài)鉀形式,緩效鉀可以有效地反映出土壤鉀的供應(yīng)水平,秸稈中平均鉀含量在2.1%左右,還田后秸稈中的鉀素可以釋放到土壤中去,可以有效地提高土壤緩效的含量,通過(guò)對(duì)未秸稈處理的土壤鉀素檢測(cè),緩效鉀含量平均值在563.4mg/kg,而處理1覆蓋秸稈的處理緩效鉀含量在575.6mg/kg,分布范圍在560mg/kg-600mg/kg;處理2的秸稈深埋處理后的土壤緩效鉀含量平均值在584.6mg/kg,分布范圍在570.7mg/kg-623.9mg/kg;處理3的秸稈深埋到30-40cm處則緩效鉀的含量平均值在583.3mg/kg,分布范圍在576.8mg/kg-629.5mg/kg之間。處理1比對(duì)照區(qū)增加12.2mg/kg,處理2比對(duì)照區(qū)增加21.2mg/kg,處理3比對(duì)照區(qū)增加19.9mg/kg,以上說(shuō)明,秸稈還田后在同等施肥條件下,是可以提高土壤緩效鉀的含量,而深翻還田后緩效鉀含量提高數(shù)量最多。
綜上所述,通過(guò)實(shí)施不同種方式的秸稈還田后,均有一定的改土效果。特別是有益于土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮、大分子水穩(wěn)團(tuán)聚體緩效鉀等元素的含量提高,也有利于土壤的緊實(shí)度和容重的降低,改善作物的根部的生長(zhǎng)環(huán)境。通過(guò)地表覆蓋還田、還田20-25cm處、還田30-40cm三種不同還田處理效果看,對(duì)土壤質(zhì)量改善效果最好的是用大馬力機(jī)械深翻到地下30-40cm處。另外,通過(guò)產(chǎn)量指標(biāo)看,深翻地下30-40cm的產(chǎn)量也最高,這種方式應(yīng)是今后主要的推廣模式之一。
(作者單位:130033吉林省長(zhǎng)春市土壤肥料工作站)