青海高原小麦秸秆-毛叶苕子混合腐解特征
麦秆,氮素,1材料与方法,1试验点概况,2试验设计,3测定指标及方法,4数据处理方法,2结果与分析,1有机物料累积腐解率和腐解速率,2有机物料腐解过程养分释放特征,3有机物料腐解模拟,4有机物料混合腐解效应(RME)分析
谢 帅,梁鑫宇,宋明丹,2,韩 梅,李正鹏*(1 青海大学农林科学院,青海西宁 810016;2 国家农业环境西宁观测实验站,青海西宁 810016)
青海东部农业区为高寒干旱气候区,气候资源丰富,作物生长具有“一季有余、两季不足”的特点。小麦作为青海省主要的粮食作物,收获后会出现2~3个月空闲期,此时正值雨热同期,为了充分利用光、水、土等资源,一般会在麦田套/复种绿肥。毛叶苕子(Vicia sativa)生物固氮能力强、适应性广,被广泛用于北方农田套/复种模式[1-2]。在生产实践中,绿肥于小麦灌浆期撒播套种,小麦成熟后,机械收割将粉碎的麦秸散落在生长绿肥的麦田中,下霜后绿肥逐渐停止生长,之后残留麦秆和冻死绿肥覆盖地表,一直持续到第二年春播灌水,通过旋耕机将残留的有机物料打碎与土壤充分混匀。该模式可有效利用秸秆资源,秸秆和绿肥覆盖地表具有蓄水保墒的作用[3-4],并有效减少了青海冬季风沙对土壤的侵蚀。
作物秸秆是农业生产中的宝贵资源,直接还田是减肥增效、土壤培肥的主要措施[5],了解其腐解和养分释放规律,对化肥减量以及后茬作物养分供应具有重要的意义[6]。有机物料腐解过程受秸秆自身属性的影响[7],初期为快速分解阶段,主要是一些可溶性糖类、蛋白质、纤维素等快速分解,后期为缓慢分解时期,微生物逐步缓慢分解蜡质、木质素等物质[8]。有机物料腐解过程中,物料C/N起着重要的作用。Nicolardot等[9]、Wang等[10]研究表明,微生物分解有机物料的最优C/N为25∶1,因此高C/N有机物料(如禾本科作物秸秆)还田后,易造成高碳低氮的土壤环境,微生物活性在腐解过程中被限制,并且还会与后茬作物竞争氮素,导致腐解初期土壤缺氮,影响后茬作物生长。李涛等[11]研究发现,玉米秸秆和小麦秸秆单独还田后,均降低了苗期土壤的无机氮含量,而通过氮肥调节秸秆C/N为25后,对土壤无机氮无显著影响。邱学礼等[12]研究发现,单独玉米秸秆还田会降低烟叶的总产量,原因是玉米秸秆单独还田后与烤烟幼苗出现争氮的现象,通过苕子、氮肥调节其C/N可显著提高烟叶的产量和产值。可见C/N高的有机物料单独还田时,需添加外源氮,来调控物料C/N。Parr等[13]认为,当有机物料含氮量大于1.5%~1.7%,C/N为25~30,即可满足微生物对氮素的需求。豆科绿肥秸秆C/N一般较低约为15~20,单独还田给微生物创造了低碳高氮的土壤环境,还田初期会提高土壤氮素含量,但作物苗期对氮素利用量低,会造成土壤氮素的无效损失。前人发现不同高、低C/N有机物料联合还田会发生交互作用 ......
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