水稻秸稈還田對土壤含水量的影響

曹若梅

摘要采用盆栽試驗，研究不同處理方式對水稻秸稈還田后土壤含水量的影響。結(jié)果表明，隨著時間的推遲，不同處理的土壤含水量整體呈下降的趨勢，但不同處理的下降過程及速率有差異;1/2量平鋪處理比其他處理更有利于土壤含水量的保持;秸稈還田量對土壤含水量有一定的影響，秸稈還田量越大，土壤含水量也就越大，且變化更穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞水稻;秸稈還田;土壤含水量

中圖分類號S?141.4文獻標識碼A

文章編號0517-6611（2019）18-0085-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.18.020

開放科學（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

Effects of Returning Rice Straw to Field on Soil Moisture Content

CAO Ruo-mei （ Huangshan District Agricultural Technology Extension Center of Anhui Province，Huangshan，Anhui 245700）

AbstractPot experiment was conducted to study the effects of different treatments on the soil moisture content after returning rice straw to field.Results showed that as the time prolonged，the soil moisture contents in different treatments showed a decreasing trend，but the decreasing process and speed varied?among different treatments.Compared with other treatments，1/2 tile processing treatment was more helpful to maintaining the soil moisture content. Rice straw returning amount to field had certain impacts on?soil moisture content，and returning greater amount led to bigger and more stable soil moisture content.

Key wordsRice;Returning rice straw to field;Soil moisture content

秸稈是成熟農(nóng)作物莖葉（穗）部分的總稱，通常秸稈是指小麥、水稻、玉米、薯類、油料、棉花、甘蔗和其他農(nóng)作物在收獲籽實后的剩余部分[1]。農(nóng)作物秸稈是世界上數(shù)量最多的一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)副產(chǎn)品，同時也是農(nóng)作物生產(chǎn)系統(tǒng)中一項非常重要的生物資源，具有比較豐富的養(yǎng)分和有機碳[2]。秸稈在緩慢腐解的過程中，不斷釋放出N、P、K和其他中、微量元素，以供植物生長利用。據(jù)測定，秸稈中有機質(zhì)含量為?150 g/kg，氮、磷、鉀、鈣、硫等多種營養(yǎng)元素含量也相當豐富。秸稈的數(shù)量也很巨大，目前全世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中每年產(chǎn)生的秸稈為?1 013億～2 000億t。我國是農(nóng)業(yè)大國，也是秸稈資源最豐富的國家之一，主要的秸稈種類有近20種，而且數(shù)量巨大，每年都產(chǎn)生6億～7億t秸稈，但約有97%的秸稈用來被焚燒、堆積和遺棄，這即造成資源的浪費，又導(dǎo)致環(huán)境污染[3]。

以往每到收獲的季節(jié)，農(nóng)戶常常用火燒的方法將秸稈燒掉，尤其是夏秋2季，農(nóng)作物秸稈無組織焚燒不僅造成資源的極大浪費，而且嚴重污染環(huán)境，同時還極大地影響了城鄉(xiāng)居民生活和生產(chǎn)秩序的正常進行[4]。正是由于農(nóng)作物秸稈資源的利用涉及到整個農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的土壤肥力、水土保持、環(huán)境安全以及農(nóng)村能源的有效利用等問題，也涉及到農(nóng)村居民的生活需求，所以引起世界各國的普遍關(guān)注。近年來，我國不斷加強廣大農(nóng)民對科學文化知識的學習，使其逐步認識到秸稈資源再利用的重要性。農(nóng)作物秸稈不再作為主要的生活燃料，而是采用堆腐、免耕覆蓋或機械粉碎直接還田等處理方式，這樣既解決了因秸稈焚燒造成的環(huán)境污染問題，又促進了土壤物化性質(zhì)的改善和農(nóng)作物的生長。

秸稈還田是將作物籽實收獲后剩余的秸稈直接或堆腐后施入農(nóng)田，以改良土壤物化性質(zhì)、加速生土熟化、提高土壤肥力指標的處理方式[5]。秸稈還田具有許多優(yōu)點，如促進土壤有機質(zhì)及氮、磷、鉀等含量的增加;施用作物秸稈可使土壤持水量提高，且隨著秸稈還田量的增加，土壤保水性增強[6];改善植株性狀，提高作物產(chǎn)量;改善土壤性狀，增加團粒結(jié)構(gòu)等。報道顯示，經(jīng)濟發(fā)達國家的秸稈還田的數(shù)量很大[7]。由此可以看出，秸稈還田技術(shù)在現(xiàn)代可持續(xù)農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)及有機農(nóng)業(yè)的發(fā)展中具有舉足輕重的作用[8]。

近年來，由于國家對農(nóng)作物秸稈資源合理利用政策的推動，我國很多科學工作者已在秸稈還田對培肥土壤及提高作物產(chǎn)量等方面做出了大量研究，并且積累了大量資料。研究顯示，施用作物秸稈能夠提高耕層土壤孔隙度、改善土壤通氣狀況、降低土壤容重、提高土壤蓄水保肥能力[9]。但是，目前秸稈還田后對土壤含水量影響的研究較少。鑒于此，筆者研究了水稻秸稈還田后土壤中含水量的變化。

1材料與方法

1.1試驗材料試驗材料包括水稻秸稈、盆缽、鋁盒等，裝盆土壤為黃褐土。

1.2試驗設(shè)計水稻秸稈還田到油菜田的設(shè)計采用盆栽試驗。試驗共設(shè)7個處理，其中處理①～③為無油菜處理組，且在整個試驗過程中不澆水;④～⑦為有油菜處理組，為保障油菜的正常生長，定期每7 d澆水1次，澆水量為500 mL。

秸稈還田的方法：采用手工裁剪的方法，將秸稈粉碎，使其長度變成約1 cm，并根據(jù)表1的處理方式進行秸稈還田的操作。

秸稈還田量的確定：根據(jù)盆缽面積（314 cm2）的大小確定具體秸稈數(shù)量。

平行試驗的設(shè)定：為提高試驗數(shù)據(jù)的可靠性，每個處理均設(shè)置平行試驗。

1.3試驗方法

1.3.1土樣的采集。每隔7 d進行1次土樣采集。在土樣采集過程中，應(yīng)使?jié)菜畷r間與采集時間間隔盡量大且間隔一致，減少因澆水對土壤含水量的影響;同時，在土樣采集時，采集盆缽?fù)晃恢玫耐翗?，并去除土樣中的石塊、秸稈等?雜質(zhì)。

1.3.2土樣含水量的測定。試驗采用烘干稱重法，將采集到的土樣經(jīng)過去雜處理后，準確稱取5 g土樣放入鋁盒中，在110 ℃的烘箱中烘制6 h后，取出土樣再進行稱量，并記錄數(shù)據(jù)，前后2次土樣重量之差即為土樣的含水量。為了保證數(shù)據(jù)的可靠性，設(shè)置平行對照，各處理的土壤含水量取2次的平均值。

2結(jié)果與分析

2.1不同處理隨時間延長土壤含水量的動態(tài)變化

經(jīng)過多次取樣分析，得到各處理在不同時間段土壤的含水量。從圖1可以看出，隨著時間的不斷推移，不同處理方式的土壤含水量整體都呈下降的趨勢，但其下降速率各不相同。在不同處理中，1/2量平鋪處理（處理③和⑥）的土壤含水量最多，其他處理則呈交替變化，無一定的規(guī)律。其中，無油菜種植處理（處理①～③）由于無外來水源，土壤含水量一直呈下降趨勢，而有油菜種植處理（處理④～⑦）由于有外來水源，土壤含水量整體呈下降趨勢，僅有部分階段（3月12日、4月9日）土壤含水量呈上升的趨勢，因此土壤含水量變化情況更復(fù)雜。

2.2不同處理在相同時間土壤含水量的比較

2.2.1無油菜種植處理。在相同取樣時間，由于采取的處理方式不同，使得土壤含水量也存在著一定的差異。從圖1可以看出，在無油菜種植處理中，相同取樣時間1/2量平鋪處理（處理③）的土壤含水量明顯比其他2個處理（處理①、②）高，而1/2量混合處理（處理②）和空白對照處理（處理①）的土壤含水量相差較小，且兩者大小交替變化，無明顯?規(guī)律。

2.2.2有油菜種植處理。由于種植油菜及定期澆水的緣故，有油菜種植處理的土壤含水量變化情況比無油菜種植處理更復(fù)雜。由圖2可知，1/2量平鋪處理（處理⑥）的土壤含水量最高，其次為全量混合處理（處理⑦）和1/2量混合（處理⑤），空白對照（處理④）的土壤含水量則相對最少。處理⑤和⑦的土壤含水量的變化趨勢顯示，在相同時間段內(nèi)，處理⑦的土壤含水量較大，且變化較穩(wěn)定。

2.3相同處理方式不同時間段土壤含水量的差異

2.3.1無油菜種植處理。相同的處理方式，隨著時間的變化，其土壤含水量也會有一定的差異。從圖3可以看出，在無油菜種植及外來水源的前提下，隨著時間的推移，各處理土壤含水量均呈下降的趨勢，且下降速率各不相同。其中，在整個試驗過程中，處理③的土壤含水量無明顯下降，其下降速率也最緩慢;處理①和②均在3月5、19日出現(xiàn)較明顯的下降;而處理①在2月27日、3月5日、3月13日、3月19日、3月26日、4月2日均呈下降趨勢，但7月5日取樣得出的土壤含水量則呈升高的趨勢;處理②的土壤含水量在3月26日呈下降的趨勢，在4月2日呈不太明顯的上升之后，4月9日又開始下降，且3月26日的土壤含水量較之前有明顯的降幅。

2.3.2有油菜種植處理。從圖4可以看出，空白處理（處理④）和1/2量混合處理（處理⑤）的土壤含水量均呈先上升后下降，最后再上升的趨勢，并且均在4月2日達到最低點，不同之處表現(xiàn)在空白處理是在3月5日土壤含水量達到最大值，而1/2量混合處理則是在3月12日土壤含水量達到最大值;而1/2量平鋪處理（處理⑥）和全量混合處理（處理⑦）的土壤含水量則呈先上升后下降的趨勢，不同之處是處理⑥在3月12日土壤含水量達到最大值，處理⑦則在3月5日達到最大值。此外，處理④和⑤在2月27日、3月5日、3月12日的土壤含水量變化較小，從3月19日出現(xiàn)較大變化;而處理⑥和⑦則是在2月27日、3月5日、3月13日、3月19日、3月26日變化不大，到4月2、9日才出現(xiàn)較大的變化，但處理⑦在2月27日、3月5日、3月13日、3月19日、3月26日的變化速率比處理⑥小。

3結(jié)論

（1）在整個盆栽試驗過程中，土壤含水量在不同處理方式下的秸稈還田呈一定規(guī)律，所有處理的土壤含水量整體呈下降的趨勢，但下降速率各不相同，并隨著時間的推移，土壤含水量不斷降低。

（2）在不同時間不同處理方式下，均以1/2量平鋪處理的土壤含水量最大，說明采用平鋪的方式比其他處理有更好的護水能力，其原因可能是平鋪在土壤表面的秸稈減少土壤與外界的接觸，在土壤上方形成保護層，從而減少土壤水分的揮發(fā)。

（3）從1/2量混合和全量混合處理比較可以看出，土壤含水量與秸稈的還田量有關(guān)。由試驗數(shù)據(jù)分析可知，秸稈還田量越大，土壤含水量就越大，且變化更穩(wěn)定。

（4）在種植農(nóng)作物及定期澆水的前提下，土壤含水量的變化較復(fù)雜，但仍然可以看出不同秸稈還田的處理方式對土壤含水量造成的影響不同。

（5）由于該試驗是在室外大棚中進行的，并且時間跨度較長，除對土壤處理方式的不同外，還需考慮其他因素對該試驗的影響，如溫度等。各處理土壤含水量在2月27日、3月5日、3月12日的變化均不大，之后土壤含水量變化明顯，下降速率明顯加快。由于3月12日后氣溫不斷升高，一方面加速土壤自身的揮發(fā)，另一方面也加快油菜的蒸騰作用及生長速度，使得土壤中的水分急速減少。

綜上分析可知，秸稈還田能改變土壤的一些性質(zhì)，使土壤含水量發(fā)生變化;土壤含水量與秸稈的還田量存在一定的聯(lián)系;采用平鋪的方式更有利于土壤水分的保持。對秸稈還田的不斷深入研究顯示，秸稈還田除對土壤含水量有影響外，對土壤其他性質(zhì)也有影響。已有大量研究表明，秸稈還田能夠有效增加土壤有機質(zhì)含量、改良土壤、培肥地力，特別對緩解我國氮磷鉀肥比例失調(diào)的矛盾、彌補氮磷鉀肥不足有十分重要的意義[10]。秸稈還田與土壤肥力、環(huán)境保護、農(nóng)田生態(tài)環(huán)境平衡等密切相關(guān)，已成為持續(xù)農(nóng)業(yè)和生態(tài)農(nóng)業(yè)的重要的內(nèi)容，具有十分重要的意義。

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