摘" " 要：為揭示寧夏引黃灌區(qū)不同水稻秸稈還田量對秸稈腐解特征及后茬水稻產(chǎn)量的影響，設(shè)置單因素完全隨機(jī)試驗(yàn)，4個(gè)處理分別為水稻秸稈不還田（CK）、秸稈還田量3 750 kg·hm-2（T1）、秸稈還田量6 750 kg·hm-2（T2）和秸稈還田量9 750 kg·hm-2（T3），測定水稻秸稈腐解率、秸稈組分和全氮、全磷、全鉀含量。結(jié)果表明，水稻秸稈還田后，腐解率初期快后期慢，秸稈腐解90～350 d，T1、T2、T3處理的腐解率范圍分別為48.0%～63.2%、46.0%～61.0%和44.7%～57.0%，不同腐解天數(shù)下不同處理的腐解率由大到小排序均為T1gt;T2gt;T3。秸稈腐解350 d，秸稈纖維素、半纖維素和木質(zhì)素腐解率范圍分別為54.0%～59.8%、70.1%～76.1%和38.9%～45.1%，T3處理的各組分腐解速率都較低。水稻秸稈腐殖質(zhì)中，N、P、K釋放率范圍分別為43%～40.8%、45.25%～53.07%、58.68%～63.64%，不同腐解天數(shù)下腐解率由大到小排序均為T1gt;T2gt;T3，秸稈腐解350 d，T1處理的K釋放率最高，為63.64%，P和N釋放率分別為53.07%和43.00%，T2和T3處理的K、P、N腐解率比T1處理降低2.20%～3.61%、3.35%～7.82%和2.48%～4.95%。與CK相比，T1處理的穗數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)和千粒質(zhì)量分別提高3.1%、6.5%、4.5%，但未達(dá)到顯著水平，產(chǎn)量增幅為14.4%，達(dá)到顯著水平;T2處理的每穗實(shí)粒數(shù)和千粒質(zhì)量顯著提高12.6%和5.9%，T3處理的千粒質(zhì)量顯著提高9.4%。綜上，寧夏引黃灌區(qū)水稻秸稈還田后，通過釋放秸稈養(yǎng)分可提高穗數(shù)、穗實(shí)粒數(shù)和千粒質(zhì)量，顯著影響土壤速效養(yǎng)分含量，實(shí)現(xiàn)后茬水稻增產(chǎn)14.4%～22.7%;考慮到秸稈腐解特征，寧夏引黃灌區(qū)水稻秸稈還田量以6 750 kg·hm-2為最佳。

關(guān)鍵詞：引黃灌區(qū);水稻;秸稈還田;腐解特征;養(yǎng)分釋放;產(chǎn)量

中圖分類號：S511" " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A" " " " " " DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2024.12.004

The Impact of Different Amounts of Returning Farmland on the Decomposition Characteristics and Yield of Rice Straw in the Yellow River Irrigation Area of Ningxia

MA Zhiqi， XU Can， CHEN Yongwei， HA Rong， HE Yi， MA Wenli

（Ningxia Land Reclamation Agriculture， Forestry and Animal Husbandry Technology Extension Service Center，Yinchuan，Ningxia 750011， China）

Abstract： In order to reveal the effects of different rice straw returning amounts on straw decomposition characteristics and subsequent rice yield in the Yellow River irrigation area of Ningxia， a single factor completely randomized experiment was set up. The four treatments were no straw returning （CK）， 3 750 kg·hm-2 straw returning （T1）， 6 750 kg·hm-2 straw returning （T2） and 9 750 kg·hm-2 straw returning （T3）， respectively. The results showed that after rice straw was returned to the field， the decomposition rate was fast at the initial stage and slow at the late stage， and the decomposition time of straw was 90-350 days. The decomposition rates of T1， T2 and T3 treatments were 48.0%-63.2%， 46.0%-61.0% and 44.7%-57.0%， respectively. The decomposition rates of different treatments were T1gt;T2gt;T3 from large to small under different decomposition days. The decomposition rates of straw cellulose， hemicellulose and lignin ranged from 54.0% to 59.8%， 70.1% to 76.1% and 38.9% to 45.1% after 350 days of straw decomposition， respectively. The decomposition rates of each component in T3 treatment were low. In rice straw humus， the release rates of N， P and K were 43%-40.8%， 45.25%-53.07% and 58.68%-63.64%， respectively. The decomposition rates of T1gt;T2gt;T3 in different decomposition days were in the order of T1gt;T2gt;T3. At 350 days of straw decomposition， the release rate of K in T1 treatment was the highest， 63.64%， and the release rates of P and N were 53.07% and 43.00%， respectively. The decomposition rates of K， P and N in T2 and T3 treatment were 2.20%-3.61%， 3.35%-7.82% and 2.48%-4.95% lower than those in T1 treatment. Compared with CK， the panicles， grains per panicle and 1 000 grain weight of T1 treatment were increased by 3.1%， 6.5% and 4.5%， respectively， but they did not reach a significant level， and the yield increased by 14.4%， reaching a significant level. The number of grains per panicle and 1000 grain weight of T2 treatment were significantly increased by 12.6% and 5.9%， and the 1 000 grain weight of T3 treatment was significantly increased by 9.4%. In conclusion， after returning rice straw to the field in the Yellow River irrigation area of Ningxia， the number of panicles， the number of grains per panicle and the quality of 1 000 grains can be improved by releasing straw nutrients， which significantly affects the content of soil available nutrients， and the yield of subsequent rice can be increased by 14.4%-22.7%. Considering the characteristics of straw decomposition， 6 750 kg·hm-2 is the best amount of rice straw returned to the field in Ningxia Yellow River irrigation area.

Key words： Yellow River diversion irrigation area; rice; returning straw to the field; decomposition characteristics; nutrient release; yield

我國每年會(huì)產(chǎn)生大量的秸稈資源，有效利用作物秸稈，挖掘其生物質(zhì)潛能，已成為解決生態(tài)環(huán)境與土壤地力持續(xù)提升的重大課題[1-3]。作物秸稈還田有助于調(diào)節(jié)土壤的水肥氣熱平衡，增強(qiáng)保水能力，優(yōu)化理化結(jié)構(gòu)和養(yǎng)分條件，激發(fā)酶活性，秸稈在分解過程中向土壤釋放作物生長所需的氮、磷、鉀和微量元素[4-6]，同時(shí)減少秸稈焚燒帶來的環(huán)境污染[7]。在自然條件下，秸稈還田后的腐解速率、腐解量等腐解特性和N、P、K養(yǎng)分釋放模式與比例，可以表征秸稈還田技術(shù)的有效性，同時(shí)影響后茬作物的生長發(fā)育及產(chǎn)量形成。作物秸稈主要由纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等組成，包括可溶性糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)[8-9]。秸稈還田后，秸稈中微生物分解利用的組分逐漸被消耗，因此秸稈整體分解速率分為快速降解、緩慢降解和停止降解3個(gè)階段[10-11]。秸稈中纖維素與木質(zhì)素為難分解的主要成分，可通過其含量變化來評估秸稈的腐解程度。李逢雨等[12]、王允青等[13]研究表明，N、P、K等元素顯著影響秸稈分解過程。秸稈還田能優(yōu)化土壤的理化性質(zhì)，增強(qiáng)土壤肥力，提高作物產(chǎn)量[14]，改變水稻分蘗數(shù)和生物量，影響水稻產(chǎn)量[15]。

目前關(guān)于秸稈還田量、還田類型和還田方式對土壤養(yǎng)分和作物產(chǎn)量影響的報(bào)道較多，但是有關(guān)西北內(nèi)陸地區(qū)，特別是引黃灌區(qū)水稻秸稈還田及不同還田量下秸稈腐解特性、養(yǎng)分釋放規(guī)律和對后茬水稻產(chǎn)量影響的研究比較匱乏。為此，本試驗(yàn)選取寧夏引黃灌區(qū)水稻單作模式作為研究對象，研究不同水稻秸稈還田量下秸稈腐解特征、秸稈組分與養(yǎng)分釋放規(guī)律和對后茬水稻產(chǎn)量的影響，以期為寧夏引黃灌區(qū)稻作農(nóng)田秸稈還田提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2021年11月—2022年10月進(jìn)行，試驗(yàn)地點(diǎn)位于銀川市西夏區(qū)寧夏農(nóng)墾農(nóng)林牧技術(shù)推廣服務(wù)中心試驗(yàn)基地（106°9'23''E，38°34'11''N），海拔1 116 m，屬中溫帶大陸性氣候，年平均氣溫9 ℃，年總?cè)照諘r(shí)長3 039 h，無霜期大約177 d。試驗(yàn)地土壤為淡灰鈣土，砂壤土，輕度鹽堿。0～20 cm土壤基礎(chǔ)肥力見表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

試驗(yàn)采用單因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，共設(shè)4個(gè)處理，分別為水稻秸稈不還田（CK）、秸稈還田量3 750 kg·hm-2（T1）、秸稈還田量6 750 kg·hm-2（T2）、秸稈還田量9 750 kg·hm-2（T3）。水稻秸稈粉碎長度不超過5 cm，均勻鋪設(shè)于小區(qū)內(nèi)，配施6 kg·hm-2秸稈腐熟劑，翻壓還田。后茬水稻品種為寧粳41號，條播，播種量為330 kg·hm-2，行距為18 cm。試驗(yàn)小區(qū)長70 m，寬16 m，重復(fù)3次。試驗(yàn)期間，田間管理按照常規(guī)大田管理措施執(zhí)行。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

（1）水稻秸稈預(yù)處理及埋樣：采用尼龍網(wǎng)袋裝袋掩埋方法。尼龍網(wǎng)袋長25 cm、寬20 cm，孔徑為0.178 mm。根據(jù)網(wǎng)袋覆蓋面積，計(jì)算出不同處理的烘干水稻秸稈量，埋樣前將水稻秸稈進(jìn)行105 ℃殺青，80 ℃烘干，將其裝入網(wǎng)紗袋內(nèi)扎口，埋入各個(gè)處理小區(qū)。

（2）腐解率：秸稈還田（2021年11月6日）后第0天、第30天、第90 天、第160 天、第270天、第350 天，取出埋設(shè)的網(wǎng)袋，洗凈網(wǎng)袋外面泥土及網(wǎng)袋內(nèi)秸稈表面泥土，烘干、稱質(zhì)量，計(jì)算秸稈累計(jì)腐解率和秸稈腐解殘留量，公式如下：

秸稈累計(jì)腐解率=（M0-Mt）/M0×100% （1）

秸稈腐解殘留量=M0-MF" " " " " " " " " " " "（2）

式中，M0為初始秸稈質(zhì)量;Mt為殘余秸稈質(zhì)量;MF為試驗(yàn)結(jié)束時(shí)秸稈質(zhì)量。

（3）秸稈組分含量：將烘干后的秸稈研磨并通過0.425 mm孔徑篩。本研究采用H2SO4與H2Cr2O7氧化法測定纖維素含量，采用HCl水解法測定半纖維素含量，采用KI溶液與硫代硫酸鈉滴定法測定木質(zhì)素含量。

（4）秸稈氮、磷、鉀含量：將烘干后的秸稈研磨并通過0.150 mm孔徑篩。本研究采用H2SO4-H2O2消化-蒸餾法測定全氮含量，采用釩鉬黃比色法測定全磷含量，采用火焰光度法測定全鉀含量。秸稈養(yǎng)分釋放率計(jì)算公式如下：

秸稈養(yǎng)分釋放率=（C0-Ct）/C0×100%（3）

式中，C0為初始秸稈養(yǎng)分質(zhì)量;Ct為殘余秸稈養(yǎng)分質(zhì)量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

本研究采用Microsoft Excel 2024軟件對數(shù)據(jù)整理計(jì)算，利用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，使用Origin 2021軟件進(jìn)行圖表的繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同秸稈還田量對水稻產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量的影響

由表2可知，與CK相比，不同秸稈還田量下各處理的水稻產(chǎn)量增加均達(dá)到顯著水平，增幅分別為14.4%、22.7%和18.3%，其中T2處理的產(chǎn)量最高，為8 312.04 kg·hm-2，比T1處理顯著增產(chǎn)560.79 kg·hm-2，比T3處理增產(chǎn)300.67 kg·hm-2（Pgt;0.05）。由植株表現(xiàn)性狀及產(chǎn)量構(gòu)成因素可知，T2處理的水稻株高、穗長、穗數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)均高于其他處理，比CK分別提高4.09 cm、2.32 cm、22.14萬穗·hm-2、9.31個(gè);CK處理的株高和穗長顯著低于T3處理，而與T1處理差異不顯著;T3處理的結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量最高，但與T1和T2處理差異不顯著，T2和T3處理的千粒質(zhì)量比CK顯著增加提高1.25 g和2.00 g。

2.2 不同秸稈還田量下秸稈腐解規(guī)律

由圖1可知，隨著秸稈還田時(shí)間的推移，秸稈累計(jì)腐解率逐漸上升，殘余質(zhì)量逐漸減少。水稻秸稈的腐解率整體呈現(xiàn)出先快后慢的趨勢。秸稈腐解30 d，秸稈殘余物質(zhì)量平均減少27.4%（15.13 g）;秸稈腐解90 d時(shí)，秸稈殘余物質(zhì)量平均減少47.0%（25.95 g）;秸稈腐解160 d和270 d，秸稈質(zhì)量分別減少30.79、32.02 g;秸稈腐解350 d時(shí)，秸稈殘余物質(zhì)量為33.12 g，此時(shí)秸稈累計(jì)腐解率為60.0%。

由圖2可知，不同還田量下秸稈腐解速率不同，但總體呈逐漸上升趨勢。秸稈還田后快速腐解，秸稈腐解90 d后，速率開始大幅度減緩，不同處理的腐解率由大到小排序?yàn)門1gt;T2gt;T3，腐解率分別是48.0%、46%、44.7%。秸稈腐解第90天，T1處理的腐解率比T2和T3處理提高4.3%和2.1%。腐解第160天，T1處理的秸稈腐解率比T2和T3處理提高7.4%和9.6%。綜上，秸稈還田量越少，腐解率越快，隨著秸稈還田量的增加，秸稈腐解率逐漸降低。

2.3 不同秸稈還田量下有機(jī)組分的變化規(guī)律

由圖3可知，同一時(shí)期，秸稈各組分腐解率存在差異。從各腐解天數(shù)的腐解率可以看出，秸稈還田量顯著影響秸稈各組分腐解率，不同處理的有機(jī)組分腐解率由大到小排序均為T1gt;T2gt;T3，秸稈腐解30～350 d，不同處理的半纖維素腐解率范圍分別為38.08%～76.06%、36.30%～73.22%、35.28%～70.12%，纖維素腐解率范圍分別為23.26%～59.76%、21.24%～55.77%、20.97%～54.03%，木質(zhì)素腐解率范圍分別為13.89%～44.10%、12.69%～41.81%、10.48%～37.90%，同一處理的腐解率由大到小排序?yàn)榘肜w維素gt;纖維素gt;木質(zhì)素。秸稈腐解350 d，不同處理的秸稈有機(jī)組分平均腐解率分別為56.5%、73.1%、42.3%。腐解30～350 d，T1、T2處理的纖維素腐解率差為2.02%～4.00%，半纖維素腐解率差為1.78%～2.84%，木質(zhì)素腐解率差為1.20%～2.29%。T2處理在不同腐解天數(shù)下的纖維素腐解率較T3處理分別提高0.27%、1.04%、2.66%、1.64%、1.74%，T2處理在不同腐解天數(shù)下的半纖維素腐解率較T3處理分別提高1.02%、4.71%、4.40%、4.21%、3.09%。T2處理在不同腐解天數(shù)下的木質(zhì)素腐解率與T3處理差異較小，分別為2.21%、2.86%、3.62%、3.62%、3.91%。T1、T3處理的纖維素腐解率差和木質(zhì)素腐解率差均隨腐解天數(shù)的增加而增大，T1和T3處理在不同腐解天數(shù)下的半纖維素腐解率差分別為2.81%、5.87%、6.69%、6.97%和5.94%。

由表3可知，擬合方程的相關(guān)系數(shù)均為0.99，說明腐解率與腐解時(shí)間緊密相關(guān)。T1處理的各組分達(dá)到一定腐解率所需的時(shí)間均最短，T2和T3處理達(dá)到同樣腐解率所需的腐解時(shí)間相對較長。當(dāng)腐解率達(dá)到20%時(shí)，T1、T2和T3處理的纖維素腐解時(shí)間分別為24、28、29 d;半纖維素腐解時(shí)間分別為10、12、13 d;木質(zhì)素腐解時(shí)間分別為54、68、93 d。隨著腐解時(shí)間的增加，不同處理的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素腐解情況差異越大，T1、T2和T3處理的水稻秸稈纖維素腐解率分別需要332、548、644 d，半纖維素腐解率分別需要89、99、132 d，木質(zhì)素腐解率從20%到60%分別需要791、851、1 033 d。這說明秸稈還田量越大，木質(zhì)素組分越多，所需的腐解時(shí)間越長，不同組分腐解率由大到小排序?yàn)槟举|(zhì)素gt;纖維素gt;半纖維素。

2.4 不同秸稈還田量下養(yǎng)分釋放規(guī)律

由圖4可知，隨著時(shí)間的增加，秸稈養(yǎng)分累計(jì)釋放率呈遞增趨勢，而釋放速率呈遞減趨勢。秸稈3種營養(yǎng)元素的釋放量由大到小順序?yàn)镵gt;Pgt;N。養(yǎng)分釋放天數(shù)為350 d時(shí)，N、P、K累計(jì)釋放率分別為40.73%、49.35%、61.16%。不同秸稈還田量對水稻秸稈中N、P、K釋放率有顯著影響，不同養(yǎng)分釋放天數(shù)下各養(yǎng)分釋放率由大到小排序?yàn)門1gt;T2gt;T3。養(yǎng)分釋放天數(shù)為30 d時(shí)，T1處理的N、P、K累計(jì)釋放率與T2處理無顯著差異，但比T3處理顯著提高3.0%、4.3%、0.5%。養(yǎng)分釋放第90天，T1處理的N釋放率與T2、T3處理均存在顯著差異，T1處理較T2、T3處理分別提高2.0%、2.8%;不同處理的P釋放率差異顯著，T1、T2、T3處理分別為29.79%、27.60%、25.07%;K釋放率在T1與T3處理間存在顯著差異，T1處理較T3處理高1.35，T2處理與T1、T3處理的差異未達(dá)到顯著水平。養(yǎng)分釋放160 d時(shí)，不同處理的N釋放率差異顯著，T1、T2、T3處理分別為32.00%、30.00%、28.20%;T1處理的P釋放率分別較T2、T3處理提高2.23、4.59，存在顯著差異;不同處理的K釋放率差異未達(dá)到顯著水平;養(yǎng)分釋放270 d時(shí)，T1與T3處理的N、K釋放率均存在顯著差異，T1處理較T3處理分別高4.6、4.59，T1、T3處理與T2處理無顯著差異;在養(yǎng)分釋放350 d時(shí)，T1處理的K釋放率最高，為63.64%，P、N分別為53.07%、43.00%，T1處理的K、P、N釋放率較T2處理分別提高2.20、3.61、3.35，較T3處理分別提高7.82、2.48、4.95。因此，T1處理的秸稈養(yǎng)分相對腐解更充分，秸稈還田量越大，養(yǎng)分釋放率越低。

3 討論與結(jié)論

3.1 不同秸稈還田量對水稻產(chǎn)量的影響

秸稈還田被驗(yàn)證對農(nóng)作物產(chǎn)量具有重要的影響[16]，秸稈適量還田可影響水稻產(chǎn)量、穗數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)和千粒質(zhì)量。譚娟等[17]研究發(fā)現(xiàn)，在一定范圍內(nèi)，增加秸稈還田量，小麥產(chǎn)量會(huì)顯著提升，但秸稈還田量超過7 000 kg·hm-2時(shí)，小麥產(chǎn)量降低。因此，作物秸稈適量還田是影響產(chǎn)量的重要因素。本研究結(jié)果驗(yàn)證了須湘成等[18]的研究結(jié)果，與秸稈不還田處理相比，不同秸稈還田量處理的水稻產(chǎn)量均顯著增加，其中T2處理的增產(chǎn)效果最顯著，為22.7%，T3處理與T1處理分別增產(chǎn)18.3%和14.4%。秸稈適量還田具有增產(chǎn)效應(yīng)，但秸稈過量還田會(huì)降低增產(chǎn)幅度。本研究表明，隨著秸稈還田量的增大，穗數(shù)逐漸增大，但各處理間未達(dá)到顯著水平，這與徐國偉[28]研究結(jié)論不同。這可能與大田和盆栽的還田條件差異有關(guān)。本研究中，T2處理的每穗實(shí)粒數(shù)比CK提高12.6%，T3處理的千粒質(zhì)量比CK提高9.4%，這與柳開樓等[17]研究結(jié)論相同。因此，秸稈適量還田后，釋放出的各種營養(yǎng)元素被水稻吸收利用，可促進(jìn)籽粒生長，增加每穗實(shí)粒數(shù)和千粒質(zhì)量，從而達(dá)到水稻增產(chǎn)目的。

3.2 不同秸稈還田量對腐解率的影響

試驗(yàn)地的土壤特性、多變的氣候條件和秸稈自身的復(fù)雜組成，共同影響著秸稈的腐解率[8-9]。秸稈還田后，其內(nèi)含的多元成分被逐步分解，秸稈的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性導(dǎo)致不同成分的分解速度具有明顯差異，秸稈分解分為迅速分解、緩慢分解、停滯分解3個(gè)階段[10]。須湘成[19]研究表明，作物秸稈還田90 d內(nèi)，腐解速率達(dá)到峰值，此后逐漸降低，最終趨于穩(wěn)定，大部分有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)且積累在土壤中。本研究中，水稻秸稈腐解速率可明確劃分為初期快速腐解（0～90 d）與后期緩慢腐解（90～350 d）2個(gè)階段。腐解0～90 d，秸稈腐解迅速，累計(jì)腐解率達(dá)到46%;此后腐解速率放緩，腐解350 d，秸稈累計(jì)腐解率達(dá)到60%。秸稈腐解分段現(xiàn)象的成因在于腐解初期，秸稈中富含的可溶性有機(jī)物質(zhì)，如小分子糖類和氨基酸等，為微生物提供了豐富的碳源和養(yǎng)分，從而有效地激發(fā)了微生物活性;隨著腐解的進(jìn)行，難以分解的成分比例逐漸上升，秸稈中養(yǎng)分的釋放速度減緩，微生物大量失活，從而導(dǎo)致腐解率減緩[20-22]。

3.3 不同秸稈還田量對秸稈組分腐解速率的影響

秸稈中近80%的主要構(gòu)成是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，它們在土壤中的分解難易程度各異。因此，研究秸稈還田腐解率必須要分析秸稈有機(jī)組成的腐解。本研究結(jié)果顯示，水稻秸稈中各纖維成分的腐解率由快到慢依次為半纖維素、纖維素、木質(zhì)素，這與Han等[23]和戴志剛等[24]研究相同。因纖維素與木質(zhì)素相互交織的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，微生物難以破壞[25]，從而導(dǎo)致腐解速率較慢，腐解率相對較低，需要較長時(shí)間方能完全腐解。本研究發(fā)現(xiàn)，秸稈腐解過程中，秸稈還田腐解第160 天，T2與T3處理的纖維素腐解差和半纖維素腐解差均最大，秸稈腐解350 d時(shí)，T2與T3處理的木質(zhì)素腐解率差最大;秸稈腐解270 d后，T1處理的各組分腐解率仍最快，與T2、T3處理的差值越來越大，T2和T3處理的差值越來越小。通過構(gòu)建秸稈纖維組分與腐解時(shí)間的數(shù)學(xué)模型，本研究發(fā)現(xiàn)，秸稈還田后350 d內(nèi)，秸稈中半纖維素能夠腐解完畢，纖維素則需要730 d才能完全被腐解，而木質(zhì)素則需要更長的周期。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)，還田量較低時(shí)，有機(jī)組分腐解率快;隨著還田量增多，有機(jī)組分腐解率變慢，這與戴志剛等[24]研究結(jié)論相一致。

3.4 不同秸稈還田量對秸稈營養(yǎng)元素釋放的影響

秸稈腐解過程中，其所含的N、P、K和眾多中微量元素逐漸被釋放，這些元素能有效補(bǔ)充植物生長必需的養(yǎng)分，顯著提高土壤有機(jī)碳及養(yǎng)分含量[26-27]。本研究中，秸稈養(yǎng)分釋放規(guī)律與邵云等[26]、譚鵑等[27]研究結(jié)果相同。N、P、K元素的釋放呈初期較快、后期逐漸減緩的趨勢，累計(jì)腐解速率表現(xiàn)排序?yàn)镵gt;Pgt;N。秸稈還田腐解第350天，不同秸稈還田量下K釋放率表現(xiàn)尤為突出，其釋放率范圍為58.68%～63.64%。P和N釋放率范圍分別為45.25%～53.07%和39.4%～43%。張經(jīng)延等[28]研究表明，N、P、K釋放率多少與秸稈中營養(yǎng)元素的存在形態(tài)密切相關(guān)。鉀元素多數(shù)以離子形態(tài)存在，易于溶解并被釋放;磷元素多以離子形態(tài)存在，但仍有40%為難以分解的有機(jī)磷形態(tài);氮元素主要是結(jié)構(gòu)性氮素，只有小部分為易分解的硝態(tài)氮和銨態(tài)氮，大部分為難以分解的有機(jī)氮。這些有機(jī)氮需要通過微生物轉(zhuǎn)化為無機(jī)氮后才能逐漸釋放，因此其分解過程相對較慢。劉麗華等[29]研究表明，隨著還田量的增加，氮素積累量逐漸下降，原因與秸稈養(yǎng)分釋放較慢和秸稈高碳氮比有關(guān)，這與本研究結(jié)果一致。本研究發(fā)現(xiàn)，N、P、K釋放率變化趨勢相同，不同釋放天數(shù)下各處理的釋放率大小均表現(xiàn)為秸稈還田量越少，釋放率越大，少量秸稈還田更利于土壤吸收和積累營養(yǎng)元素。

3.5 結(jié)論

綜上，寧夏引黃灌區(qū)水稻秸稈還田后，通過釋放秸稈養(yǎng)分和提高穗數(shù)、穗實(shí)粒數(shù)和千粒質(zhì)量，可以顯著影響土壤速效養(yǎng)分含量，實(shí)現(xiàn)后茬水稻增產(chǎn)14.4%～22.7%;考慮到秸稈腐解特征，寧夏引黃灌區(qū)水稻秸稈還田量以6 750 kg·hm-2為最佳，可實(shí)現(xiàn)后茬水稻增產(chǎn)20%以上。

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基金項(xiàng)目：寧夏回族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新項(xiàng)目（NGSB-2021-13）

作者簡介：馬志琪（1997—），女，寧夏吳忠人，助理農(nóng)藝師，碩士，主要從事作物栽培技術(shù)研究與推廣研究。

通訊作者簡介：馬文禮（1974—），男，寧夏平羅人，高級農(nóng)藝師，碩士，主要從事作物栽培技術(shù)研究與推廣研究。