高茬還田模式對(duì)土壤肥力及環(huán)境的影響.pdf

1、秸稈是一種重要的生物質(zhì)資源，但往往得不到有效利用，被棄置和焚燒，對(duì)環(huán)境造成巨大的危害。秸稈還田是解決秸稈焚燒和棄置的重要途徑，為方便秸稈后續(xù)還田利用，水稻收割時(shí)往往會(huì)留高茬。迄今，關(guān)于農(nóng)作物留茬高度及其對(duì)后茬作物生長(zhǎng)影響的研究較多，鮮見作物高殘茬留田期間物質(zhì)組成變化及其對(duì)后續(xù)還田影響的報(bào)道。本文以留田高茬稻秸為對(duì)象，分別對(duì)兩優(yōu)262（留茬高度60cm）和南粳9108（留茬高度50cm）進(jìn)行留高茬處理，于摘穗后不同時(shí)間段采樣，研究其留田期

2、間物質(zhì)組成分布及動(dòng)態(tài)含量的變化規(guī)律;采用室內(nèi)噴淋降雨的模擬試驗(yàn)，分析了降雨量和降雨強(qiáng)度對(duì)高茬稻秸礦質(zhì)養(yǎng)分的影響;采用田間小區(qū)試驗(yàn)，設(shè)置留高茬翻耕還田(CTH)、免耕覆蓋還田(NTS)、留高茬免耕還田(NTH)三種處理，并設(shè)置免耕留低茬不還田處理作為對(duì)照，分析高茬稻秸的不同還田方式對(duì)土壤養(yǎng)分以及土壤微生物多樣性的影響;通過(guò)對(duì)稻秸、土壤養(yǎng)分的估算，分析稻秸不同還田方式對(duì)環(huán)境的影響。論文取得以下主要結(jié)果:
　　(1)高茬稻秸體內(nèi)物質(zhì)組成

3、存在垂直分布差異，除鉀元素外，兩種稻秸的養(yǎng)分分布均表現(xiàn)為自基部向上，半纖維素、全氮、全磷、以及鈣鎂元素含量升高，木質(zhì)素、纖維素含量降低。在收獲時(shí)間較早、氣溫相對(duì)較高的季節(jié)，兩優(yōu)262秸稈含水率變化較小，基本保持在65％－70％之間，含水率不因天氣變化而變化;在溫度較低的季節(jié)，南粳9108秸稈含水率的變化較大，變化范圍在47％-68％之間，與降雨量顯著相關(guān)。留茬35天后，兩優(yōu)262和南粳9108水稻秸稈養(yǎng)分含量出現(xiàn)明顯變化:兩優(yōu)262秸稈

4、半纖維素含量下降了7.36％，鎂元素含量降低了20.09％，鈣元素含量降低了35.58％，纖維素含量相對(duì)升高了4.24％，木質(zhì)素含量相對(duì)升高了23.41％，全氮、全磷以及三素總含量變化不顯著;南粳9108水稻秸稈半纖維素含量下降了8.63％，鎂元素含量降低了14.77％，鈣元素含量降低了19.22％，纖維素含量相對(duì)升高了4.33％，木質(zhì)素含量相對(duì)升高了35.42％，全氮、全磷以及三素總含量變化不顯著。
　　(2)在總降雨量為50m

5、m時(shí)，鉀元素的淋失量在0.3g.kg-1左右，鈣、鎂以及灰分含量沒有顯著變化。在相同降雨強(qiáng)度下，隨著降雨時(shí)間增長(zhǎng)，降雨量增大，鉀元素的淋失量升高;當(dāng)降雨量相同時(shí)，不同降雨強(qiáng)度下，高茬稻秸全鉀含量差異不顯著。此外，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，沒有經(jīng)過(guò)降雨處理的空白組，摘穗后隨著時(shí)間變化，礦質(zhì)養(yǎng)分含量不斷降低。降雨會(huì)加速鉀素的淋洗，而其它鎂、鈣等礦質(zhì)元素含量變化與降雨關(guān)系不大。導(dǎo)致高茬稻秸礦質(zhì)養(yǎng)分含量降低的可能原因，是稻秸自身代謝導(dǎo)致的養(yǎng)分外排，而降雨會(huì)加速

6、鉀素向土壤移動(dòng)。
　　(3)NTH處理的小麥種子發(fā)芽時(shí)間早于其他處理，試驗(yàn)100天后，NTH處理的土壤有效鉀含量比NTL處理高20mg·kg-1，但低于NTS和CTH處理，NTH處理的土壤有效磷和堿解氮含量低于其他三種處理。NTH處理土壤微生物多樣性指數(shù)和平均顏色變化率均低于CTH處理，但與NTS和NTL處理相比，無(wú)顯著差異。
　　(4)與CTH處理相比，NTH處理同樣能有效避免秸稈焚燒導(dǎo)致的溫室氣體的排放，并且其土壤有機(jī)碳

7、損失量更低;相比于CTH處理，NTH不能避免施肥導(dǎo)致環(huán)境問(wèn)題，但可以極大降低農(nóng)田退水等導(dǎo)致水環(huán)境問(wèn)題。
　　本研究系統(tǒng)闡明了高茬稻秸養(yǎng)分存在垂直分布現(xiàn)象，按不同部位回收秸稈有一定積極意義;在多雨季節(jié)，留高茬延遲回收并不能有效干燥水稻秸稈;高茬稻秸在留田1個(gè)多月期間，其主要物質(zhì)組成變化不顯著，不會(huì)影響后續(xù)收集和能源化利用價(jià)值;降雨會(huì)加速秸稈中鉀素向土壤中轉(zhuǎn)移，但對(duì)其它礦質(zhì)養(yǎng)分影響不大，該試驗(yàn)說(shuō)明，降雨并不明顯降低秸稈本身作為土壤改良