青藏高原小麥秸稈和箭筈豌豆混合腐解規(guī)律和養(yǎng)分釋放特征

李正鵬，宋明丹,2※，李 飛，詹舒婷，韓 梅

（1.青海大學(xué)農(nóng)林科學(xué)院，西寧 810016；2.國家農(nóng)業(yè)環(huán)境西寧觀測實驗站，西寧 810016）

0 引 言

青藏高原東部農(nóng)業(yè)區(qū)位于青藏高原和黃土高原的過渡地帶，是青海省主要的糧食產(chǎn)區(qū)[1]，小麥?zhǔn)乔嗪Ｊ≈饕募Z食作物之一，其秸稈年產(chǎn)量約63.3萬t。秸稈還田是提高土壤質(zhì)量，減緩溫室氣體排放的重要措施[2-3]。箭筈豌豆是該地區(qū)麥后復(fù)種的常見綠肥種類，綠肥種植能充分利用麥?zhǔn)蘸罂臻e期的光熱水和土地資源，減少土壤侵蝕、養(yǎng)分流失，翻壓還田還能減少化肥投入，促進后茬作物的生長[4-5]。秸稈和綠肥是該地區(qū)土壤有機碳和養(yǎng)分的重要來源，了解其腐解及養(yǎng)分釋放規(guī)律，對于發(fā)揮秸稈和綠肥還田的地力培育、固碳減排和減肥增效作用具有重要指導(dǎo)意義。

有機物料的腐解過程受氣候、土壤、物料性質(zhì)和田間管理等多種因素的共同影響[6]，其中物料性質(zhì)和氣候因素被認(rèn)為是影響物料腐解的主要因素。馬想等[7]的研究表明秸稈腐殖化系數(shù)為11%～39%，糞肥為50%～57%，秸稈比糞肥更容易腐解。陳兵等[8]在黃土丘陵區(qū)的研究表明小麥秸稈填埋后 365 d的腐解率為 50.2%，玉米秸稈為44.9%，物料的分解速率與氮磷和木質(zhì)素含量相關(guān)。溫度和降水是影響物料腐解的主要氣候因素[9]，Wang等[10]的研究表明腐解速率常數(shù)隨溫度升高而線性增加。王金洲等[11]整合了中國近30 a農(nóng)田有機物料的腐解試驗，結(jié)果表明氣候因素和物料性質(zhì)對腐解的貢獻率均小于15%。

物料腐解是各因子協(xié)同作用的過程，在不同土壤和生態(tài)氣候區(qū)差異很大，因此有必要在不同地區(qū)開展有機物料腐解試驗。青藏高原氣候冷涼，晝夜溫差大，其獨特的氣候特征必然對有機物料腐解和養(yǎng)分釋放產(chǎn)生影響。有研究表明稻草和紫云英共同還田能縮短物料完全腐解的時間，驅(qū)動碳氮協(xié)同釋放[12]。不同物料的化學(xué)組成存在差異，物料混合會產(chǎn)生非加和效應(yīng)，導(dǎo)致其腐解加快或減慢[13]，進而影響生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)和碳素固持。目前關(guān)于物料混合分解效應(yīng)研究主要集中于森林生態(tài)系統(tǒng)，而農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)研究較少。麥稈具有較高的C/N比，腐解慢、還田早期易與作物爭氮；綠肥具有較低C/N比，腐解快、易造成養(yǎng)分的無效損失，小麥?zhǔn)斋@后復(fù)種綠肥模式在該地區(qū)的應(yīng)用越來越廣泛，關(guān)于兩者混合腐解和養(yǎng)分釋放特征尚需進一步明確。因此，本研究通過開展麥稈、箭筈豌豆及其混合物料的腐解和養(yǎng)分釋放規(guī)律試驗，采用雙庫指數(shù)衰減模型對腐解過程進行定量化，采用混合效應(yīng)值表征物料混合的交互作用，掌握不同有機物料在青藏高原東部農(nóng)業(yè)區(qū)的分解及養(yǎng)分釋放規(guī)律，以期為該地區(qū)秸稈還田的實施提供理論和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗點概況

試驗在青海大學(xué)農(nóng)林科學(xué)院試驗園進行，位于青海省西寧市城北區(qū)莫家泉灣村（101°45′E，36°43′N），海拔 2 314 m，屬高原大陸性半干旱氣候，年平均氣溫6.1 ℃，作物生長期為180～240 d。全年平均氣溫日較差為 13.5 ℃，年平均降水量 413.6 mm，年均蒸發(fā)量為1 180.9 mm[14]。土壤類型為栗鈣土，0～20 cm耕層土壤有機質(zhì)為24.59 g/kg，全氮1.47 g/kg，速效磷41.67 mg/kg，速效鉀228.67 mg/kg，pH值為8.3，前茬作物為春小麥。

1.2 試驗設(shè)計

有機物物料腐解采用尼龍網(wǎng)袋填埋法。供試有機物料為：麥稈（S）、箭筈豌豆（J）。根據(jù)當(dāng)?shù)匦←溋舨绺叨炔煌?，設(shè)計低量和高量麥稈與綠肥的混合物料。低量麥稈留茬20 cm，2018年麥稈干物質(zhì)量1 193 kg/hm2，綠肥干物質(zhì)量4 087 kg/hm2，低量麥稈與箭筈豌豆的配比（質(zhì)量）為0.29∶1，記為SH1J；高量麥稈留茬40 cm，2018年麥稈干物質(zhì)量2 207 kg/hm2，綠肥4 183 kg/hm2，高量麥稈與箭筈豌豆的配比（質(zhì)量）為0.53∶1，記為SH2J。腐解試驗共4個處理，分別為S、J、SH1J、SH2J，S和J為對照處理，小區(qū)面積3 m×5 m，3個重復(fù)，共12個小區(qū)。各處理物料均來自試驗地2018年收獲樣品，樣品收獲后在旱棚懸掛晾曬，試驗開始前各物料剪成2 cm寸段，在60 ℃下烘干至恒質(zhì)量。麥稈的氮、磷、鉀含量分別為0.66%、0.06%和 1.64%，箭筈豌豆的氮、磷、鉀含量分別為3.77%、0.38%和2.67%。根據(jù)處理配比稱取混合物料10 g，混勻后裝入長20 cm，寬15 cm的200目（孔徑75μm）尼龍網(wǎng)袋，每小區(qū)埋6袋，于小麥播種后埋腐解袋，埋深15 cm。小麥于2019年4月26日進行人工播種，播種前進行旋耕，深度15 cm。供試品種為青春38，行距 30 cm，播量為 225 kg/hm2，小麥生長季施純氮120 kg/hm2，P2O590 kg/hm2，全部以底肥施入。所有處理苗期灌水1次，灌水量40 mm。2019年8月1日小麥?zhǔn)斋@，之后復(fù)種綠肥并于2019年10月20日收獲。

分別于埋袋后第33（2019-05-29，小麥拔節(jié)期）、66（2019-07-01，小麥灌漿期）、97（2019-08-01，小麥?zhǔn)斋@期）、148（2019-09-21，綠肥分枝期）、181（2019-10-24，綠肥收獲期）、333（2020-03-24，翻耕期）天進行 6次破壞性采樣，每小區(qū)隨機取1袋，用少量清水輕刷網(wǎng)袋，去除表面泥土和雜物，于60 ℃下烘干至恒質(zhì)量。然后將樣品磨碎，備用。腐解期間的逐日氣溫和降水量如圖1所示，腐解期間平均氣溫為6.3 ℃，降水量為390 mm。

1.3 測定指標(biāo)與方法

腐解樣品烘干后稱質(zhì)量，植株全氮采用蒸餾-滴定法測定，全磷采用高氯酸-濃硫酸消煮-鉬銻抗比色法測定，全鉀采用火焰光度法測定[15]。

1.4 腐解過程的計算和模擬

物料的累積腐解率、養(yǎng)分釋放率和腐解殘留率計算公式如下：

式中Dt為物料腐解第t天的累積腐解率，%；M0為物料初始質(zhì)量，g；Mt為腐解第t天的物料質(zhì)量，g；RNt、RPt、RKt分別為物料腐解第t天的N、P、K養(yǎng)分累積釋放率，%；N0、P0、K0分別為物料初始的N、P、K養(yǎng)分含量，g/g；Nt、Pt、Kt分別為腐解第t天時物料的N、P、K養(yǎng)分含量，g/g；Rt為物料腐解第t天的殘留率，%。

本研究中麥稈、綠肥以及混合物料的干物質(zhì)量、氮素、磷素殘留率采用改進的雙庫指數(shù)衰減模型[6-7]來表征，公式如下：

式中W(t)為腐解第t天的物料各指標(biāo)的殘留率；a為易分解部分比例，近似等于周年腐解率；b為難分解部分比例；k為易分解部分的分解速率常數(shù)，1/k為易分解部分的平均周轉(zhuǎn)天數(shù)，b=1?a。當(dāng)t=365時，干物質(zhì)量的殘留率即為物料的腐殖化系數(shù)。

1.5 秸稈和綠肥的混合效應(yīng)

采用物料混合效應(yīng)值（RME，Residue-Mixing Effects）表征麥稈與箭筈豌豆混合后是否產(chǎn)生混合效應(yīng)，計算公式[16-17]如下：

式中OBS為混合物料混合效應(yīng)指標(biāo)的觀測值，EXP為混合物料混合效應(yīng)指標(biāo)的預(yù)測值，Ri為i物料單獨腐解各項指標(biāo)的觀測值，Wi為i物料在混合物料中的比例，s為物料種類數(shù)量。RME>0表示混合物料中麥稈和箭筈豌豆存在協(xié)同效應(yīng)，RME<0則表示存在拮抗作用，絕對值越大表明混合效應(yīng)越強。

方差分析在 SPSS 20.0 軟件中完成，多重比較采用Duncan法進行；方程擬合在 Origin18.0中進行；采用Microsoft Excel 2010 進行數(shù)據(jù)處理、繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 綠肥和麥稈混合還田的腐解特征

隨著腐解進程的推進，各處理累積腐解率逐漸增大，累積腐解率增長呈現(xiàn)前期快后期慢的特點（圖2a）。麥稈、箭筈豌豆、低量和高量麥稈與綠肥混合物料第33 天的累積腐解率分別為27.7%、68.8%、59.7%和55.9%，箭筈豌豆顯著高于混合物料，混合物料顯著高于麥稈（P<0.05）（表1）；第97 天（小麥?zhǔn)斋@），各處理的累積腐解率分別為43.4%、76.0%、71.9%和 67.3%；至腐解結(jié)束，各處理的累積腐解率分別為51.5%、82.2%、78.6%和75.2%，麥稈的累積腐解率最低，箭筈豌豆的累積腐解率最高，麥稈顯著低于其他處理（P<0.05）（圖2a、表1）。麥稈、箭筈豌豆、低量和高量麥稈混合物料在 0～33 d的腐解速率分別為 83.8、208.5、180.8和169.3 mg/d，箭筈豌豆的腐解速率顯著高于其他處理（P<0.05）（圖2b），在34～66 d，各處理的腐解速率分別32.3、18.5、33.3和25.2，麥稈顯著高于箭筈豌豆，低量麥稈混合顯著高于高量麥稈混合（P<0.05）；在67～97 d，各處理的腐解速率分別為 16.4、3.6、4.0和10.0 mg/d，麥稈顯著高于其他處理（P<0.05）（圖2b）；98～333 d，各處理間無顯著差異（圖2b）。

2.2 綠肥和麥稈混合還田的養(yǎng)分釋放特征

各處理下的氮、磷、鉀累積釋放率和釋放速率如表1和圖3所示，養(yǎng)分累積釋放率增長均呈現(xiàn)前期快后期慢的變化特征。經(jīng)過333 d的腐解，S、J、SH1J和SH2J處理有機物料氮素累積釋放率分別為 21.3%、81.5%、79.3%和79.0%，箭筈豌豆及其混合物料的氮素釋放率顯著高于麥稈（P<0.05）（圖3a、表1）。0～33 d的氮釋放速率最高，該階段的氮素釋放量占整個腐解期總釋放量的70%～83%。S、J、SH1J和SH2J處理在0～33 d的氮素釋放速率分別為0.3、7.7、5.2和4.5 mg/d，箭筈豌豆顯著高于其他處理（P<0.05）；34～66 d，各處理的氮素釋放速率分別為0.1、0.7、1.2和0.8 mg/d，低量麥稈與綠肥混合處理顯著高于其他處理（P<0.05）；67～97 d，各處理間無顯著差異；98～181 d，高量麥稈與綠肥混合處理釋放速率最高，約為0.35 mg/d（圖3d）。

表1 不同處理下有機物料腐解和養(yǎng)分釋放特征Table 1 Decomposition rate and nutrient release characteristics of organic materials under different treatments

至腐解結(jié)束，S、J、SH1J和SH2J處理的磷素累積釋放率分別為60.1%、76.2%、74.2%和82.2%，高量麥稈與綠肥混合處理的磷素釋放率最高（圖3b、表1）。箭筈豌豆及其混合物料的最大磷素釋放速率出現(xiàn)在0～33 d，麥稈出現(xiàn)在 67～97 d，箭筈豌豆及其混合物料的磷釋放主要在前33 d，麥稈的磷釋放主要在前97 d（圖3e）。S、J、SH1J和SH2J處理0～33 d的磷素釋放速率分別為0.04、0.76、0.45和 0.41 mg/d，箭筈豌豆顯著高于其他處理（P<0.05）；34～66 d，麥稈與綠肥混合物料的磷素釋放速率顯著高于單一物料處理（P<0.05）。

至腐解結(jié)束，各處理的鉀素累積釋放率為 96.1%～99.1%，各處理間無明顯差異（圖3c、表1）。S、J、SH1J和SH2J處理在0~33 d的鉀素釋放速率分別為4.6、7.8、7.2和 6.8 mg/d，箭筈豌豆及其混合物料顯著高于麥稈（P<0.05），該階段的鉀素釋放量占總釋放量的95%以上，鉀素的釋放主要集中于填埋后前33 d（圖3f）。

經(jīng)過333 d的腐解，不同處理下的有機物料均釋放了95%以上的鉀素、60.1%～82.2%的磷素、21.3%～81.5%的氮素，氮素的釋放率最低，且受物料性質(zhì)影響最大。麥稈的氮素釋放率為 21.3%，低于其他處理（80%左右）。麥稈的養(yǎng)分釋放率從大到小為 K、P、N，箭筈豌豆表現(xiàn)為 K、N、P，高量麥稈與綠肥混合處理的表現(xiàn)和麥稈相同，低量麥稈與綠肥混合處理的表現(xiàn)和箭筈豌豆相同。不同處理有機物料養(yǎng)分釋放的差異主要體現(xiàn)在氮和磷上，這可能與原始物料本身的養(yǎng)分含量有關(guān)。在腐解的0～33 d，除麥稈外，其他物料的氮、磷釋放率均接近或超過50%。

2.3 腐解過程的模擬與分析

由表2可以看出，雙庫指數(shù)衰減模型可以很好地表征物料腐解過程的質(zhì)量、氮素和磷素的殘留過程，方程的決定系數(shù)均大于 0.93。從腐解質(zhì)量來看，麥稈易分解和難分解部分各占 50%左右，易分解部分的平均周轉(zhuǎn)天數(shù)為45 d；箭筈豌豆易分解部分的比例接近80%，平均周轉(zhuǎn)天數(shù)為18 d，綠肥的易分解部分比麥稈高約30%，平均周轉(zhuǎn)天數(shù)約短 27 d；混合物料的易分解部分占總質(zhì)量的70%以上，平均周轉(zhuǎn)天數(shù)為22～25 d，2種混合比例的腐解參數(shù)無顯著差異。

表2 不同處理有機物料腐解和養(yǎng)分殘留率的擬合參數(shù)Table 2 Fitting parameters of decomposition and nutrient remaining ratio of organic materials under different treatments

從物料氮素殘留來看，麥稈易分解氮素占總量的20%左右，箭筈豌豆及其混合物料中易分解氮庫占總氮庫的 70%以上。麥稈、箭筈豌豆的易分解氮庫平均周轉(zhuǎn)天數(shù)分別為23和18 d，混合物料的平均周轉(zhuǎn)天數(shù)有增大的趨勢，為24～26 d，物料混合對氮素釋放有延緩效果。2種比例的混合物料的氮素殘留特征參數(shù)無顯著差異。

從磷素殘留來看，麥稈易分解磷庫占總量的 60%以上，箭筈豌豆中易分解磷庫為72.5%，麥稈和綠肥混合有提高易分解磷庫的趨勢，其中高量麥稈與綠肥混合的易分解磷庫比例最高，為83.4%。麥稈的易分解磷庫平均周轉(zhuǎn)天數(shù)為77 d，綠肥為13 d，隨著麥稈比例的提高，混合物料的易分解磷庫平均周轉(zhuǎn)天數(shù)增加，高量麥稈混合物料為 38 d。高量麥稈與綠肥的混合物料的磷素釋放特征參數(shù)與低量麥稈添加存在顯著差異（P<0.05）。

2.4 綠肥和麥稈的混合效應(yīng)分析

由表3可知，麥稈和綠肥混合后有提高干物質(zhì)量、氮素和磷素易分解比例的趨勢。物料混合處理干質(zhì)量易分解比例的觀測值比預(yù)測值略有提高，高了 3%～4%左右，平均周轉(zhuǎn)天數(shù)縮短了2 d。混合處理氮素易分解比例的觀測值顯著大于預(yù)測值，其中低量麥稈與綠肥混合處理的易分解比例比預(yù)測值提高了 14%，高量麥稈與綠肥混合處理的提高了 25%，麥稈和綠肥的協(xié)同效應(yīng)極顯著（P<0.01）。麥稈添加量的增大，有利于氮素的釋放，但是平衡氮素釋放率和釋放量的適宜秸稈添加量需要進一步的確定。物料混合處理的易分解氮庫的平均周轉(zhuǎn)周期比預(yù)測值延長 5～6 d，物料混合能延緩氮素的釋放，麥稈和綠肥的拮抗作用顯著。物料混合處理的磷素易分解比例在低量麥稈添加下效果不顯著，高量麥稈添加極顯著提高了磷素易分解比例，比預(yù)測值高 21%，而磷素平均周轉(zhuǎn)天數(shù)無顯著影響。

表3 有機物料質(zhì)量腐解、氮素和磷素釋放的混合效應(yīng)分析Table 3 Analysis of residue-mixing effects of organic materials on mass decomposition, nitrogen and phosphorus release

3 討 論

3.1 有機物料還田的腐解規(guī)律

麥稈和綠肥還田后的腐解規(guī)律均遵循前期快、后期慢、最后趨于穩(wěn)定的變化特征。翻壓后0～33 d為快速腐解期，34～97 d為慢速腐解期，98～333 d為穩(wěn)定腐解期。這是由于腐解早期，秸稈中水溶性有機物如多糖和氨基酸等物質(zhì)豐富，微生物的活性強，腐解速率快，隨腐解進行，有機物料中難分解物質(zhì)的比例增大，微生物活性降低，腐解速率變慢[18-19]。武際等[20-22]的研究表明麥稈在0～3個月的腐解比例在 50%～60%左右，最高能達(dá)到70%，中國麥稈在下茬作物生長季的累積腐解率平均為60.0%。本研究中至小麥?zhǔn)斋@（第 97天），麥稈的累積腐解率為43.4%，低于前人研究結(jié)果。青藏高原東部農(nóng)區(qū)屬于一年一熟制區(qū)域，以種植春小麥為主，麥稈腐解試驗于春小麥播種時開始，春小麥生長階段的4-7月平均氣溫為13.5 ℃，總降水量為203 mm，溫度相對較低，降水較少，土壤微生物活性弱，從而麥稈腐解較慢[23-24]。其他研究區(qū)的麥稈腐解試驗多分布于冬小麥-夏玉米/水稻種植區(qū)，麥稈腐解試驗一般是在雨熱充沛的6-10月份進行，微生物活躍，麥稈腐解較快。

箭筈豌豆翻壓后33 d腐解率為68.8%，至小麥?zhǔn)斋@（第97天）累積腐解率為76.0%，綠肥腐解率顯著高于麥稈（P<0.05）。這主要是因為翻壓的綠肥為盛花期樣品，C/N比在10左右，含有的易分解或可溶性的碳水化合物較多，而麥稈為成熟期樣品，C/N比在90左右，含有更多的難分解的纖維素、木質(zhì)素等，而且麥稈外面有一層蠟質(zhì)層，分解難度較綠肥大[25-26]。大量研究表明綠肥翻壓后11～15 d即可腐解50%以上，在下茬作物生長季可腐解 70%以上[27-30]，本研究也得到相似結(jié)論。本研究中麥稈在小麥生長季的累積腐解量低于前人研究結(jié)果，而綠肥的腐解率基本相當(dāng)，可見物料性質(zhì)與其在不同區(qū)域的腐解差異密切相關(guān)[11]，麥稈對于氣候特征和土壤性質(zhì)更為敏感。

3.2 有機物料還田的養(yǎng)分釋放特征

有機物料進入土壤后，被土壤微生物分解利用，腐解過程同時伴隨著養(yǎng)分的釋放。潘福霞等[28,30]研究均表明有機物料干物質(zhì)的累積腐解率和碳素釋放率變化趨勢基本一致，這可能與秸稈中碳占干物質(zhì)的比重最大有關(guān)。李廷亮等[22,31]表明中國小麥秸稈在下茬作物生長季的平均氮、磷釋放率分別為50%和63%左右。本研究中，在下茬小麥?zhǔn)斋@時（埋后第97天），麥稈氮、磷的累積釋放率分別為18.51%和54.35%，其中氮素釋放率遠(yuǎn)低于全國平均水平。這可能是由于麥稈C/N比高，碳源豐富，而氮源相對缺乏，微生物同化土壤和肥料中的氮素滿足自身合成及物料的礦化分解，從而使土壤和肥料中的氮素進入秸稈被吸附，導(dǎo)致麥稈氮素釋放率降低，降低的程度主要與土壤中可利用的速效氮有關(guān)[32]。黃婷苗等[30]采用15N同位素示蹤法區(qū)分了秸稈自身氮素和總氮素釋放率，結(jié)果表明玉米秸稈自身氮釋放率為 33%左右，總氮量減少了 15%左右。此外，溫度也可能是氮素釋放率低的原因。李昌明等[33]的研究表明在黑龍江海倫小麥秸稈氮素釋放量較少，翻壓3 a的累積釋放率為22.1%。

本研究中，箭筈豌豆在埋后33 d氮磷釋放率分別為67.6%和67.1%，氮磷養(yǎng)分釋放主要集中在翻壓后1個月，與前人研究基本一致。潘福霞等[28]研究表明綠肥中的氮磷在翻壓后11～15 d即可釋放60%～70%。本研究中麥稈和綠肥埋后33 d鉀素釋放率分別為91.6%和96.6%，3種養(yǎng)分中鉀素釋放最快。大量研究表明有機物物料中的鉀素在翻壓后即可大量釋放，主要由于K主要以離子態(tài)存在，易溶于水，釋放過程不需要微生物的參與。而有機物料N和P主要以有機化合物的形式存在，其釋放過程需要微生物的參與，而微生物的活性受物料、土壤和氣候等的影響，從而導(dǎo)致N和P釋放比K慢[23]。

3.3 有機物料腐解的數(shù)學(xué)模擬和混合效應(yīng)

有機物料腐解的數(shù)學(xué)模擬對于評估和預(yù)測農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)和養(yǎng)分有效性具有重要意義。本研究中麥稈和綠肥干物質(zhì)中易分解比例分別是48.7%和79.9%，腐解速率常數(shù)分別為0.022和0.057，綠肥的易分解比例高而且腐解速率高。前人研究表明不同物料腐解速率的差異可能與N含量顯著相關(guān)[34]，本研究中干物質(zhì)分解速率常數(shù)（y）與有機物料的氮素含量（x）符合指數(shù)函數(shù)關(guān)系：y=0.017 9exp（0.304x），R2=0.99。物料初始氮素含量越高，分解速率越快。物料的腐解伴隨著養(yǎng)分的釋放，本研究中磷素的分解速率常數(shù)（y）與物料初始氮含量（x）呈指數(shù)關(guān)系：y=0.008 2exp（0.524x），R2=0.91。氮素的分解速率常數(shù)與物料氮素含量無顯著相關(guān)性（R2=0.15）。關(guān)于腐解中氮素釋放的控制因素還需要進一步研究。

一般認(rèn)為有機物物料C/N比為25時，最有利于微生物分解利用[35]，C/N比過高，微生物同化土壤的氮素，易造成作物早期的生長不良；C/N比過低，物料養(yǎng)分釋放快，易造成無效損失。周國朋[12]的研究表明紫云英和稻草共同還田能促進干物質(zhì)量腐解，延緩氮素的礦化。本研究中麥稈和箭筈豌豆的C/N比分別是90和10，物料混合顯著提高了氮素的釋放率，提高了易分解氮庫的比例，延緩了易分解氮庫的平均周轉(zhuǎn)天數(shù)，物料混合提高了供植物利用的總氮量，而且使氮素礦化的時間推后，更有利于春小麥的吸收利用。

4 結(jié) 論

本研究通過尼龍網(wǎng)袋填埋法研究了小麥秸稈、箭筈豌豆及其混合物料的腐解和養(yǎng)分釋放規(guī)律，所得主要結(jié)論如下：

1）各有機物料的腐解均呈現(xiàn)前期快后期慢的變化規(guī)律，翻壓后 0～33 d為快速腐解期，占當(dāng)季總腐解量的50%以上，34～97 d為慢速腐解期，98～333 d為穩(wěn)定腐解期。至腐解結(jié)束，麥稈、箭筈豌豆、低量和高量麥稈與綠肥混合處理的累積腐解率分別為 51.5%、82.2%、78.6%和75.2%。

2）物料中氮素的釋放主要集中在填埋后 0～33 d，該階段的氮素釋放量占總釋放量的70%～83%；至腐解結(jié)束，麥稈、箭筈豌豆、低量和高量麥稈與綠肥混合處理的氮素累積釋放率分別為21.3%、81.5%、79.3%和79.0%。箭筈豌豆中磷素的釋放主要集中于0～33 d，麥稈主要在0～97 d，至腐解結(jié)束，麥稈、箭筈豌豆、低量和高量麥稈與綠肥混合處理的磷素釋放率分別為60.1%、76.2%、74.2%和82.2%。物料中鉀素的釋放主要集中于填埋后0～33 d，該階段的鉀釋放量占總釋放量的95%以上。

3）雙庫指數(shù)衰減模型可以很好地表征物料腐解過程中干物質(zhì)量、氮素和磷素的殘留過程，方程的決定系數(shù)均大于0.93。

4）麥稈與綠肥混合顯著提高了氮素的易分解比例，低量和高量麥稈與綠肥混合分別比預(yù)測值提高了 14%和25%，同時延長了易分解氮庫的平均周轉(zhuǎn)周期，比預(yù)測值延長 5～6 d。高量麥稈與綠肥混合顯著提高了磷素的易分解比例，比預(yù)測值提高21%。