水旱轮作条件下还田秸秆腐解和养分释放特征研究

摘要

以南方稻作区主要作物(水稻、小麦和油菜)秸秆为研究对象,采用尼龙网袋法研究了干湿交替和还田方式对作物秸秆腐解及养分释放的影响,以期为水旱轮作区秸秆资源循环利用和秸秆还田提供科学依据。结果表明,水作期经过120d的腐解,覆盖处理的作物秸秆累积腐解率为20.6%~27.2%,且作物种类之间差异不显著;翻压处理的作物秸秆累积腐解率为55.4%~69.3%,腐解效果表现为水稻>油菜>小麦。旱作期覆盖或翻压处理的秸秆腐解量和腐解率均显著低于同期水作处理。3种作物秸秆在水旱轮作中无论覆盖还是翻压还田,养分累积释放率均表现为钾>磷>碳>氮。水作期腐解试验结束时(120d),覆盖处理3种作物秸秆碳、氮、磷和钾的平均释放率分别为40.1%、22.4%、54.4%和75.8%;翻压处理的养分平均释放率依次分别为75.8%、44.7%、76.5%和93.8%。旱作期腐解试验结束时(210d),覆盖处理水稻秸秆碳、氮、磷和钾的释放率分别为43.4%、30.8%、43.7%和71.0%;翻压处理水稻秸秆养分释放率依次为64.8%、46.3%、57.0%和95.2%。采用一级动力学渐进函数模型对秸秆累积腐解率进行拟合,水作期的相关系数r2介于0.981~0.991之间,均显著相关;旱作期函数拟合相关性不显著。因此,在水旱轮作体系中,同等腐解周期内秸秆腐解速率表现为水作>旱作、翻压>覆盖;旱作周期相对较长仍可达到水作时的秸秆腐解效果。