玉米秸稈還田對土壤營養(yǎng)元素改善的探討

孫德生　王靜

玉米秸稈還田方式不同，對秸稈還田效果影響較大，一般情況下使用大馬力機械深翻后將秸稈進入土壤30-40cm效果較好，不僅有利于作物增產(chǎn)增收，還有利于土壤各項指標的改善，特別是土壤有機質(zhì)、土壤的緊實度、陽離子交換性等多項指標。

當前春玉米產(chǎn)量一般667平方米能夠達到600-750公斤，而相應的秸稈產(chǎn)量也較高，其干基產(chǎn)量在600-700公斤，秸稈資源作為重要的碳資源，可以代替農(nóng)家肥進行還田，還田后土壤的各項綜合指標會有一定的改善。但是，在生產(chǎn)實踐中，不同的還田方式對土壤的質(zhì)量影響差異較大，本課題通過采取不同的還田方式，每畝還田量按300公斤的標準進行，并對土壤有機質(zhì)含量、容重、土壤緊實度、水穩(wěn)性大團聚體、全氮、陽離子交換量、緩效鉀等方面的差異性進行數(shù)據(jù)分析比較，并通過評價和篩選出最佳的還田方式。

1、秸稈還田的不同方式

將秋季用收割機收獲的玉米秸稈進行收集、晾干后，按每畝300公斤數(shù)量進行還田，通過一個玉米生育期來觀察其效果。

處理1：地表覆蓋還田方法，利用免耕方式，將秸稈覆蓋地表，玉米生長拔節(jié)期進行中耕還田。

處理2：通過翻地、起壟后將秸稈旋耕機旋入地下20-25cm處。

處理3：用大馬力機械通過翻地、起壟后將秸稈深耕地下30-40cm處。

處理4：未秸稈還田的處理（CK）。

2、不同還田方式效果分析

（1）對0-35cm土壤有機質(zhì)含量的影響

玉米生長期結(jié)束后，未使用秸稈還田的地塊（CK）土壤中的有機質(zhì)含量平均值為27.6g/kg，土壤處理1有機質(zhì)含量平均值27.8g/kg，分布范圍在26.5-28.2g/kg之間;處理2有機質(zhì)含量平均值28.2g/kg，分布范圍在26.8-29.6g/kg;處理3的有機質(zhì)含量平均值28.7g/kg，分布范圍在27.8-31.4g/kg。處理1比對照區(qū)有機質(zhì)含量增加了0.2g/kg，處理2比對照區(qū)增加了有機質(zhì)0.6g/kg，處理3比對照區(qū)有機質(zhì)含量增加了1.1g/kg。試驗期間，從5月至9月份的降雨量較高，累計降雨量達到520mm，對于秸稈腐解成有機質(zhì)有一定的促進作用，而深埋入土壤中30-40cm處的秸稈轉(zhuǎn)化有機質(zhì)效果最好，其次為深埋入20-25cm的處理，而表層覆蓋，后期中耕還田則效果不一般，而如果玉米生育期間降雨量遠低于500mm，則秸稈的腐解程度會下降，有機質(zhì)轉(zhuǎn)化的速度會降低，有機質(zhì)提高的幅度可以會降低。

（2）對土壤容重的影響分析

土壤容重的測試分析一般為表層0-8cm的土壤，未秸稈還田的地塊容重為1.34g/cm3，處理1的土壤容重為1.29g/cm3，分布范圍在1.29-1.38g/cm3;處理2的土壤容重為1.32g/cm3，分布范圍1.30-1.36g/cm3;處理3的土壤容重為1.34g/cm3，分布范圍在1.31-1.40g/cm3。通過土壤的變化分析，由于處理2和處理3的相對處理1所處的深度較深，對于表層土壤容重改變較小，而表層覆蓋的秸稈處理還田對土壤容重改善效果較好。

（3）對土壤緊實度的影響分析

未進行秸稈還田處理的土壤緊實度為2.1MPa，屬于中等水平，總體而言，中等的緊實度是不利于作物生長的，一般情況下，土壤的緊實度<2.0的情況下，有利于耕作和作物根系生長。處理1的土壤緊實度為1.9MPa，分布范圍在1.8-2.2MPa;處理2的土壤緊實度為1.9MPa，分布范圍在1.7-2.2MPa;處理3的土壤緊實度為1.9MPa，分布范圍在1.8-2.3MPa。處理1、處理2、處理3的緊實度均比對照區(qū)下降0.2MPa，以上數(shù)據(jù)說明秸稈還田量相同的情況下，對土壤緊實度的影響效果基本相同，差異幾乎沒有，這也反映出想要降低土壤的緊實度，應增加秸稈還田的數(shù)量。

（4）對土壤水穩(wěn)性大團聚體的影響分析

土壤水穩(wěn)性大團聚體是衡量土壤質(zhì)量的一個重要指標，它是土壤在水中直徑>0.25mm所占的比例，一般情況下比例>40%為高水平，20%-40%為中等水平，<20%為低水平含量。未進行秸稈還田的地塊水穩(wěn)團聚體數(shù)量為34.3%，處理1的水穩(wěn)團聚體數(shù)量為35.8%，分布范疇在30.5%-39.4%;處理2的水穩(wěn)團聚體數(shù)量為36.9%，分布范圍32.5%-40.3%;處理3的水穩(wěn)團體數(shù)量為40.1%，分布范圍在33.9%-43.4%。處理1比對照增加水穩(wěn)團聚體1.5%，處理2比對照區(qū)增加2.6%，處理3比對照區(qū)增加4.8%，以上數(shù)據(jù)顯示，秸稈還田埋深在30-40cm所產(chǎn)生的腐殖質(zhì)數(shù)量多，膠結(jié)劑數(shù)量多，有利于土壤團粒結(jié)構的形成，也有利于養(yǎng)分的貯存。

（5）對土壤全氮含量的影響分析

土壤全氮是土壤中能夠被植物所吸收利用的氮素，它不同于速效氮，它包括速效性氮、潛在供應的氮素，也包含氨基酸類物質(zhì)，或者是小分子的有機氮。未進行秸稈還田的土壤全氮含量平均值1.10g/kg，而處理1全氮含量平均值1.12g/kg，分布范圍在1.08g/kg-1.19g/kg的區(qū)間;處理2的全氮含量平均值在1.13g/kg，分布區(qū)間在1.08g/kg-1.21g/kg區(qū)間;處理3全氮含量的平均值分布在1.15g/kg，分布范圍在1.09g/kg-1.23g/kg。處理1比對照區(qū)全氮含量增加0.02g/kg，處理2比對照區(qū)增加0.03g/kg，處理3全氮比對照增加0.05g/kg，以上數(shù)據(jù)說明，秸稈深埋的分解效果好，秸稈中的全氮釋放的數(shù)量比表施覆蓋數(shù)量高，秸稈分解數(shù)量越高越有利于土壤對氮素的吸附，降低土壤氮素的分解、轉(zhuǎn)移、淋溶等，從而提高土壤全氮的含量。

（6）不同秸稈還田方式對土壤緩效鉀含量的影響分析

緩效鉀是土壤中鉀素存在的一種形式，它是處于全鉀和速效鉀中間的一種動態(tài)鉀形式，緩效鉀可以有效地反映出土壤鉀的供應水平，秸稈中平均鉀含量在2.1%左右，還田后秸稈中的鉀素可以釋放到土壤中去，可以有效地提高土壤緩效的含量，通過對未秸稈處理的土壤鉀素檢測，緩效鉀含量平均值在563.4mg/kg，而處理1覆蓋秸稈的處理緩效鉀含量在575.6mg/kg，分布范圍在560mg/kg-600mg/kg;處理2的秸稈深埋處理后的土壤緩效鉀含量平均值在584.6mg/kg，分布范圍在570.7mg/kg-623.9mg/kg;處理3的秸稈深埋到30-40cm處則緩效鉀的含量平均值在583.3mg/kg，分布范圍在576.8mg/kg-629.5mg/kg之間。處理1比對照區(qū)增加12.2mg/kg，處理2比對照區(qū)增加21.2mg/kg，處理3比對照區(qū)增加19.9mg/kg，以上說明，秸稈還田后在同等施肥條件下，是可以提高土壤緩效鉀的含量，而深翻還田后緩效鉀含量提高數(shù)量最多。

綜上所述，通過實施不同種方式的秸稈還田后，均有一定的改土效果。特別是有益于土壤的有機質(zhì)、全氮、大分子水穩(wěn)團聚體緩效鉀等元素的含量提高，也有利于土壤的緊實度和容重的降低，改善作物的根部的生長環(huán)境。通過地表覆蓋還田、還田20-25cm處、還田30-40cm三種不同還田處理效果看，對土壤質(zhì)量改善效果最好的是用大馬力機械深翻到地下30-40cm處。另外，通過產(chǎn)量指標看，深翻地下30-40cm的產(chǎn)量也最高，這種方式應是今后主要的推廣模式之一。

（作者單位：130033吉林省長春市土壤肥料工作站）