添加碳氮對作物秸稈腐解和土壤氮素轉(zhuǎn)化的影響.pdf

1、添加外源碳、氮對秸稈腐解的作用存在爭議，秸稈養(yǎng)分的釋放模式也不清楚。本研究采取室內(nèi)培養(yǎng)和大田試驗相結(jié)合的方式，研究了添加外源碳氮對小麥、玉米秸稈的腐解及土壤氮素轉(zhuǎn)化的影響。室內(nèi)培養(yǎng)試驗采用了砂姜黑土(LS)和潮土(AS)兩種土壤，設置兩個碳梯度（C0和C1:200ppm），三個氮肥梯度(N0，N1:180kg·hm-2和N2:360kg hm-2)。大田試驗設置三個氮肥梯度(CK，N180:180kg·hm-2，N360:360kg h

2、m-2)，秸稈被放置在地表(0cm)和埋在地下20cm處(20cm)。定期取樣測定秸稈的腐解率，可溶性糖、有機碳、氮、磷含量，土壤硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量以及N2O排放通量等，采用相關分析分析了秸稈及土壤特性與腐解率之間的關系。
　　結(jié)果表明，室內(nèi)條件下，玉米秸稈在兩種土壤中的腐解率都高于小麥秸稈，至180d培養(yǎng)結(jié)束，在砂姜黑土和潮土中，各處理平均值分別高出17.05％和6.73％。小麥秸稈在潮土中的腐解較快，平均比砂姜黑土高出9.92

3、％，玉米秸稈在兩種土壤中的腐解率基本相等。添加葡萄糖后，小麥秸稈的分解常數(shù)均增加，且差異達顯著水平;氮肥能夠促進小麥秸稈的腐解，且隨著施氮量的增加腐解率增加，各施氮量間分解常數(shù)差異達顯著水平，但碳、氮對玉米秸稈的腐解都沒有影響。大田試驗中，氮肥對地表秸稈的腐解都沒有影響，但促進了地下小麥秸稈的腐解，抑制了玉米秸稈的腐解，差異達顯著水平。
　　在兩種土壤中，小麥玉米秸稈的可溶性糖含量都在前30d快速下降，之后保持在較低的含量水平。至

4、培養(yǎng)結(jié)束小麥和玉米秸稈的有機碳含量平均值分別下降了1.64％和13.26％;在大田條件下，小麥秸稈的有機碳含量增加了14.81％，而玉米秸稈則下降了2.21％。室內(nèi)和大田條件下，小麥秸稈的氮含量平均值分別增加了81.39％和53.04％，磷含量則分別減少了69.05％和74.09％;玉米秸稈的氮含量分別增加了14.45％和1.92％，磷含量分別減少了20.47％和29.67％。大田條件下，地下秸稈的養(yǎng)分釋放量都顯著高于地上秸稈。在兩種土

5、壤中，添加碳、氮均能促進小麥秸稈可溶性糖、有機碳、氮、磷的釋放，但對玉米秸稈養(yǎng)分的釋放沒有顯著影響。大田條件下，加氮后小麥秸稈養(yǎng)分的釋放量增加，但玉米秸稈的養(yǎng)分釋放量減少。
　　室內(nèi)培養(yǎng)條件下，土壤硝態(tài)氮含量均呈逐漸增加的趨勢。添加秸稈后，土壤硝態(tài)氮含量降低。添加碳后，小麥秸稈在潮土高氮條件下硝態(tài)氮含量增加，砂姜黑土中氮條件下增加;添加氮顯著增加土壤硝態(tài)氮的含量。土壤銨態(tài)氮含量在培養(yǎng)期內(nèi)呈逐漸降低的趨勢，添加碳、氮對土壤銨態(tài)氮的含

6、量也沒有影響。添加玉米秸稈的土壤硝化速率顯著高于添加小麥秸稈，在潮土和砂姜黑土中分別高出101.79％和135.34％。加碳對土壤的硝化速率、銨化速率沒有影響;加氮能夠顯著改變秸稈的硝化速率，且隨著施氮量的增加而增加，與CK相比，N0、N1、N2各處理均值分別增加了-14.96％、52.74％、118.13％。土壤銨態(tài)氮的累積量顯著低于硝態(tài)氮。添加碳對氮素的累積沒有影響，加氮則顯著增加土壤氮素的累積量。
　　N2O的排放通量呈動態(tài)

7、變化，排放高峰出現(xiàn)在施肥后的1-4天，30d后保持在較低的水平。潮土中N2O的排放通量顯著高于砂姜黑土，添加秸稈后土壤的N2O排放通量增加。添加碳對N2O的排放通量的均值沒有顯著影響，添加氮則顯著增加了N2O的排放通量。相關分析結(jié)果表明，室內(nèi)培養(yǎng)條件下，小麥秸稈的腐解率與秸稈的氮含量、磷含量、土壤的硝態(tài)氮含量、銨態(tài)氮含量呈顯著正相關;玉米秸稈的腐解率僅與秸稈的可溶性糖含量、磷含量、土壤銨態(tài)氮含量呈顯著正相關。在大田條件下，小麥、玉米秸稈

8、的腐解率都與秸稈有機碳含量、氮含量、磷含量、C/N、N/P、土壤硝態(tài)氮含量、銨態(tài)氮含量呈顯著相關，玉米秸稈的腐解率還與秸稈C/P呈顯著相關。
　　室內(nèi)培養(yǎng)和大田試驗均表明，添加氮肥能夠促進小麥秸稈的腐解，而對玉米秸稈的腐解影響不顯著;小麥、玉米秸稈腐解過程中秸稈會從土壤中固持部分氮素，釋放大量磷素;而小麥和玉米秸稈深埋地下20cm顯著促進秸稈的腐解和養(yǎng)分釋放。因此農(nóng)田作物生長期間，小麥、玉米秸稈還田后均應深埋地下加速腐解，同時適當