秸稈助腐物料添加量對土壤速效養分空間分布動態的影響

尹飛 宋玉娟 焦念元 付國占

摘要：通過大田小區試驗，以不加助腐物料為對照，研究秸稈還田配施雞糞有機肥（1 125 kg/hm2雞糞有機肥、2 250 kg/hm2雞糞有機肥）和HM秸稈腐熟劑（30 kg/hm2 HM秸稈腐熟劑+75 kg/hm2尿素、60 kg/hm2 HM秸稈腐熟劑+150 kg/hm2尿素）兩種助腐物料添加量對土壤速效養分空間分布動態的影響。結果表明，與對照相比，在秸稈還田的基礎上腐熟劑和有機肥的施入均不同程度地提高玉米小口期、大口期、吐絲期0～20、20～40 cm土層堿解氮含量，土壤速效磷和速效鉀含量總體上也高于對照;20～40 cm土層含量整體低于0～20 cm土層。玉米吐絲后20天及成熟期土壤堿解氮及速效磷含量低于對照，速效鉀含量則高于對照。玉米整個生育期內助腐物料添加量較高處理土壤速效養分含量高于添加量較低處理，但差異未達顯著水平。

關鍵詞：秸稈還田;有機肥;腐熟劑，土壤速效養分

中圖分類號：S513.05??文獻標識號：A??文章編號：1001-4942（2019）06-0113-04

Abstract?The field experiment was carried out in Dashang Village， Wenxian County. The effects of application rates of two kinds of straw decomposition accelerator （1 125 kg/hm2 chicken manure organic fertilizer， 2 250 kg/hm2 chicken manure organic fertilizer， 30 kg/hm2 HM decomposing agent +75 kg/hm2 urea， 60 kg/hm2 HM decomposing agent +150 kg/hm2 urea） on the spatial distribution of soil available nutrients were studied using without decomposer material as control. The results showed that the application of decomposer and organic fertilizer increased the contents of available N， available P and available K in 0～20-cm and 20～40-cm soil layers on the basis of straw returning at small trumpet， big trumpet and silking stages. And their contents in 20～40-cm soil layer were higher than those in 0～20-cm layer. The content of soil available N and P was lower than that of control， while that of available K was higher on the 20th day after silking and at mature stage. The content of soil available nutrients was higher under high addition rate of decomposer materials than that under low addition rate， but there was no significant difference between them.

Keywords?Straw returning; Organic fertilizer; Decomposer material; Soil available nutrients

中國是一個農業生產大國。據統計，2010年，我國的秸稈總產量超過8億噸，在世界排名中居于榜首[1]。因此，秸稈利用是我國農業生產必須解決的首要難題。秸稈還田是當今利用秸稈的主要渠道之一。已有研究證明，還田秸稈在腐解過程中，釋放出氮、磷、鉀速效養分和其他微量元素養分，供作物吸收利用[2]。秸稈還田可改善土壤的理化性狀、培肥土壤，在增加土壤有機質等方面也發揮一定作用[3]。但秸稈粉碎后直接還田腐解速度較慢，為了增加秸稈的還田效益，應用腐熟劑快速腐解秸稈是目前研究的熱點。

秸稈腐熟劑是一類能加快秸稈分解、腐熟、釋放速效養分的有效制劑，富含微生物，連續繁殖后產生一定量的有益群體及優勢菌群，促進秸稈的有效分解。微生物的一系列活動可以明顯改良土壤的理化性狀，不同程度提升土壤速效養分，并且秸稈助腐劑成本率較低，方便使用，在我國大部分地域已普遍應用[2]。張占鵬等[4]研究顯示，添加腐熟劑處理使土壤堿解氮含量提高0.38%～0.99%，速效磷增加1.06%～2.52%，速效鉀增加1.05%～1.21%。蒙忠武等[5]研究表明，在秸稈還田基礎上施用腐解劑增加土壤堿解氮、速效磷、速效鉀含量，最大增加量分別為19.56、1.01、9.54 mg/kg。

有機肥主要是由動植物殘體、畜禽類糞便等物質構成，其施用可以通過促進土壤微生物的一系列相關活動來加快秸稈有效分解。它作為腐解劑可實現秸稈快速還田，提升土壤速效養分[6]。李國陽等[7]研究發現，秸稈還田配施有機肥處理，其土壤堿解氮、速效磷、速效鉀含量明顯高于對照（秸稈直接還田不施肥）處理。薛衛杰等[8]試驗表明，土壤速效養分表現為秸稈還田增施有機肥A>秸稈還田增施有機肥B>秸稈直接還田，有機肥的施用增加了土壤速效氮、磷、鉀含量。

鑒于此，本試驗選取雞糞有機肥、通用型腐熟劑兩種助腐物料，探究其不同添加量對土壤速效養分空間分布動態的影響，旨在為研究秸稈腐解助腐劑的合理添加提供一定的參考。

1?材料與方法

1.1?試驗地概況及供試材料

試驗于2016年6—9月在河南省焦作市溫縣大尚村試驗基地進行。供試土壤為中壤質潮土，其耕層土壤養分含量為有機質19.09 g/kg、堿解氮121.81 mg/kg、速效磷37.22 mg/kg、速效鉀89.67 mg/kg。

供試玉米品種為鄭單958。試驗用雞糞有機肥為河南大用集團有機肥廠產品，N、P2O5和K2O含量分別為1.21%、2.14%和2.51%。HM秸稈腐熟劑為河南省恒隆態股份有限公司產品。試驗用化肥分別為：尿素（N 46.4%）、過磷酸鈣（P2O5 12%）和氯化鉀（K2O 60%）。

1.2?試驗設計

試驗采用單因素隨機區組設計，共設5個處理，見表1，小區面積144 m2（7.2 m×20 m），3次重復。60 cm等行距種植。6月9日免耕播種，9月28日收獲。小麥成熟后用聯合收割機收獲，留茬10 cm，其余秸稈粉碎后均勻撒于地表。兩種添加量的有機肥與腐熟劑在拔節期灌水后均勻撒施在秸稈表面。拔節期施30%氮肥，全量的磷、鉀化肥;大口期施70%氮肥。

1.3?樣品采集

分別于夏玉米小口期、大口期、吐絲期、吐絲期后20天、成熟期在試驗小區選取長勢良好、較為一致的玉米植株，繼而采用管型土鉆，在根部土壤分層（0～20、20～40 cm）三點取樣，分裝入袋，標記編號。經過自然風干、研磨、過60目篩，分裝保存，用于測定土壤速效養分含量。

1.4?測定項目與方法

參照鮑士旦[9]的方法。土壤堿解氮用堿解擴散法測定;土壤速效磷用0.5 mol/L碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定;土壤速效鉀用醋酸銨浸提-火焰光度法測定。

1.5?數據分析

使用Microsoft Excel 2010和SPSS 20.0進行試驗數據分析并作圖，Duncans多重比較法進行顯著性檢驗。

2?結果與分析

2.1?秸稈助腐物料添加量對土壤堿解氮的影響

由圖1A可知，隨玉米生育期的推進，各處理玉米田0～20 cm土層堿解氮含量總體呈降-升-降趨勢。前三個時期， T2、T3、T4、T5處理均高于T1，由此看出腐熟劑和有機肥的施入增加了土壤堿解氮含量。吐絲后20天和成熟期，T1處理則明顯高于T2、T3、T4、T5處理。在整個生育期間，除吐絲后20天外，T4、T5均高于T2、T3處理，T3高于T2。這表明同種助腐物料添加量多對土壤堿解氮的提升促進作用大，但兩種添加量之間差異未達顯著水平。

由圖1B可知，玉米田20～40 cm土層堿解氮含量整體低于0～20 cm土層，總體變化不大，T1處理土壤堿解氮含量大口期最低，其他4個處理吐絲后20天最低。吐絲后20天，T1顯著高于T2、T3、T4、T5處理，分別提高41.2%、35.9%、35.0%、28.8%。在整個生育期間，T5均高于T4處理，T3高于T2處理，表明秸稈助腐物料添加量較多時土壤堿解氮的增加量也相應提高。

2.2?秸稈助腐物料添加量對土壤速效磷的影響

由圖2A可知，玉米田0～20 cm土層速效磷整體呈現上升變化趨勢，但在吐絲后20天，含量略有下降。大口期和吐絲后20天，添加秸稈助腐物料的4個處理均高于T1，平均提高15.7%和19.6%;由此看出腐熟劑和有機肥的施入增加速效磷含量。但在成熟期，T1處理土壤速效磷含量最高，顯著高于T2、T3處理20.4%、16.5%，但與T4、T5處理差異不顯著。在整個生育期間，T3均高于T2處理，T5高于T4處理。

由圖2B可知，玉米根系20～40 cm土層速效磷含量低于0～20 cm土層。速效磷含量整體變化趨勢為先上升后下降至成熟期又略升高。成熟期，T1處理最高，顯著高于T4、T5處理15.7%、8.6%，與T2、T3差異不顯著。在整個生育期間，T3均高于T2，T5均高于T4，但T2與T3、T4與T5處理之間差異均不顯著。

2.3?秸稈助腐物料添加量對土壤速效鉀的影響

由圖3A可知，玉米田0～20 cm土層速效鉀含量整體變化趨勢為先增加后降低之后又升高。在玉米整個生育期間，T2、T3、T4、T5均高于T1，由此看出腐熟劑和有機肥的施入增加了土壤速效鉀含量。除成熟期外，T2和T3均普遍高于T4和T5處理;T3高于T2，T5高于T4處理。兩種助腐物料添加量多時其土壤速效鉀的增加量也較高。

由圖3B可知，玉米田20～40 cm土層速效鉀含量整體低于0～20 cm土層，但變化趨勢相似，也表現為先上升后降低之后上升，吐絲后20天其含量最低。前三個時期，T2、T3、T4、T5均高于T1，由此看出秸稈助腐物料的施入提高了土壤速效鉀含量。在整個生育期間，T3高于T2，T5高于T4處理，但差異均不顯著。

3?討論與結論

土壤速效養分含量涉及施肥、土壤有機質礦化、秸稈腐解、作物吸收等多個方面。本研究各處理氮、磷、鉀總施用量一致，調查結果主要反映秸稈腐解、作物吸收的綜合結果。在玉米小口期、大口期、吐絲期，有機肥和腐熟劑的施入提高了玉米田0～20、20～40 cm土層堿解氮含量;施用助腐物料處理土壤速效磷和速效鉀含量總體上也高于不添加助腐物料處理。這可能是腐熟物料的施入促進秸稈腐解、加速氮磷鉀釋放的結果[4，10]。

但在吐絲后20天和成熟期，添加腐解物料處理玉米田0～20、20～40 cm土層堿解氮、速效磷含量明顯低于不添加助腐物料處理。這可能是由于添加助腐物料提高玉米生育前期土壤速效養分含量，促進玉米生長發育，造成玉米生育后期對堿解氮、速效磷吸收量高于不添加助腐物料處理的結果。同時，土壤速效養分含量受氣候影響較大，隨土壤水分移動有上下遷移的過程，具體的機理還需進一步研究。