不同秸秆还田量对渭北台塬区土壤养分的影响

叶胜兰1,2,3,4，舒晓晓1,2,3,4

摘要：通过不同秸秆还田量，研究不同秸秆还田模式对渭北台塬区土壤养分的影响。结果表明：秸秆还田短期内对土壤全氮、有效磷、速效钾的养分提升效果不明显。NP+1/3S 处理0-20cm土层的有效磷含量最高，较CK提高了69.5%。NP+S处理在40-60cm土层的有效磷含量最高，达为15.8mg/kg，较CK增提高了150.8%。NP+1/3S 处理的土壤速效钾含量在0-20cm和20-40cm处的含量最高，分别为127.0mg/kg、123.1mg/kg，分别较CK提高了45.5%和41.2%。综合分析，NP+1/3S对土壤养分提高效率最佳，是值得推荐的秸秆还田模式。

关键词：秸秆量；轮作；土壤肥力

我国是农业大国，在粮食生产中每年可产出约8×1011 kg秸秆，秸秆中富含丰富的营养元素，成为农业生产中重要的肥料资源[1-2]。而目前大量的秸秆在焚烧或丢弃过程中引发了污染，而有限的利用方式多集中于制作饲料，造成秸秆资源的浪费[3]。秸秆还田作为不仅能有效的提高土壤养分，实现地力的培肥，还能减少化肥施用量[4]，节约成本，因此已成为目前农业生产管理中的热点问题[5-6]。已有研究表明，秸秆中含有丰富的氮、磷、钾、硅等矿质元素，是廉价易得的有机肥料[7]。秸秆还田后可增加土壤肥力，连续秸秆还田显著提高耕层土壤养分含量[8]。赵鹏等[9]研究表明添加纯N量为270 kg/hm2的还田方式可使下一季小麦增产并同时提高了氮肥利用率。据研究在0-10和10-20cm 土层玉米秸秆还田比不还田处理的有机质含量显著增加[10]，同时秸秆还田可逐年提高土壤有机质含量[11]。

但秸秆还田技术使用不当，也会影响下茬作物播种和生长发育[12]。秸秆还田的一个长期的过程，其还田量、还田时间、还田方式等均会对土壤结构和作物生长产生影响。相比较秸秆直接还田，将秸秆粉碎后先与土壤混合再还田更有利于增加土壤微生物活性[13]。秸秆浅施和深分别对表层和亚表层土壤作用更明显[14]。目前对于秸秆还田量对肥力影响和作物生长发育的研究较少。因此，本研究以陕西省渭北旱塬区富平中试基地试验田为材料，分析不同秸秆还田模式对土壤肥力的影响，对秸秆合理利用、土壤肥力培育以及对农田土壤的开发、保护和可持续利用具有重要意义。

1材料与方法

1.1试验区概况

试验地位于陕西省土地工程研究院富平中试基地，属于渭北台塬地区。供试土壤为粉壤土，粘粒0.30%、粉粒74.3%、砂粒25.4%。试验开始前测定表层土壤的理化性质：有机质含量为 7. 61g/kg、全氮 0. 60 g/kg、有效磷( P) 5.9 mg/kg、速效钾( K) 87.3 mg/kg、pH 8. 62。

1.2试验设计

试验于2019年（6月下旬）开始，试验为随机区组排列，小区面积为30 m2（5 m×6 m），试验共设5个处理：（1）不施肥（CK）；（2）秸秆全量还田（S）；（3）氮磷+1/3秸秆量（NP+1/3S）；（4）氮磷+2/3秸秆还田（NP+2/3S）；（5）氮磷与秸秆全量还田（NP+S），每个处理重复3次。氮、磷和钾肥以基肥的形式于每季作物施用一次，秸秆也于每季作物还田一次。每季作物氮、磷、钾肥的施入量分别为：N：150 kg/hm2；P2O5：120 kg/hm2；K2O：90 kg/hm2。

1.3 测定项目与方法

土壤全氮采用凯氏定氮消化-蒸馏法测定；有效磷采用钼锑抗比色法测定；速效钾利用乙酸铵浸提，火焰光度法测定；有机质采用重铬酸钾-外加热容量法测定[7]。

1.4 数据处理

采用 Microsoft Excel 2010 进行图表绘制，SPSS (PASW Statistics 20)统计分析软件对数据进行统计分析, 显著性水平设定为P=0.05.

2.结果分析

2.1 不同秸秆还田模式下土壤养分变化特征

表1显示，秸秆还田后土壤的全氮含量变化不明显。说明短时间内无机氮磷钾化肥配置有利于土壤N的增加。NP+1/3S 处理0-20cm土层的有效磷含量最高，为10.0 mg/kg，相比CK提高了69.5%, 20-40cm土层的有效磷NP处理的含量最高，较CK提高了22.2%，NP+1/3S处理的有效磷含量为11.0mg/kg，其余处理在20-40cm土层的有效磷含量均小于CK处理。NP+S处理在40-60cm土层的有效磷含量最高，达为15.8mg/kg，较CK增提高了150.8%。NP+1/3S 处理的土壤速效钾含量在0-20cm和20-40cm处的含量最高，分别为127.0mg/kg、123.1mg/kg，分别较CK提高了45.5%和41.2%，说明秸秆还田有助于对土壤表层的土壤结构改善效果较好，有利于钾的积累。

表1 不同秸秆还田量土壤养分变化情况

处理	全氮（g/kg）				有效磷（mg/kg）				速效钾(mg/kg)
	0-20	20-40	40-60		0-20	20-40	40-60		0-20	20-40	40-60
CK	0.6a	0.7ab	0.7bc		5.9a	10.8a	6.3a		87.3 a	87.2a	99.0a
NP	0.6a	0.6d	0.6d		7.6a	13.2a	11.8a		117.2a	93.0a	102.0a
NP+1/3S	0.7a	0.7bc	0.7ab		10.0a	11.0 a	5.3a		127.0b	123.1c	102.7a
NP+2/3S	0.7a	0.7bc	0.7b		8.8a	8.1a	5.0a		106.6a	120.6c	110.7b
NP+S	0.7a	0.7 bc	0.7 ab		7.6 a	10.6a	15.8a		111.4a	103.2b	128.9c

注：同列不同字母表示差异显著性（P＜0.05）。

2.2 不同秸秆还田量对土壤有机质的影响

由图1发现，随土层深度有机质含量逐渐下降。在0-20 cm处，NP+1/3S 、NP+2/3S处理的有机质含量较高，分别较CK显著增加20.8%、32.6%。20-40 cm处， NP+1/3S 、NP+2/3S处理有机质含量较CK增加19.7%、18.2%，差异显著，而其他处理有机质含量略有增加但无显著性差异。40-60 cm 土层中仅NP+1/3S处理有机质变化明显，较CK显著增加16.4%，其他处理与其含量无明显差异，均普遍较低。综合分析，以NP+1/3S处理对土壤有机质改善效果较好。

图1不同秸秆还田模式下土壤有机质含量分布特征

3 结论

通过大田试验发现，秸秆还田短期内对土壤全氮、有效磷、速效钾的养分提升效果不明显。秸秆还田处理可显著增加土壤有机质含量，且1/3秸秆还田量配施氮磷肥通过效果最佳。因此采用NP+1/3秸秆还田模式进行种植效果较好。

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作者简介：叶胜兰(1986-)，女，四川人，硕士研究生，从事植物营养生长以及土地整治等方面研究。E-mail：[e-mail]

基金：陕西地建-西安交大土地工程与人居环境技术创新中心开放基金资助项目（2021WHZ0093）。