第一篇：基于自清式土壤研磨機(jī)樣品處理的秸稈還田免耕地土壤有機(jī)質(zhì)特征

基于自清式土壤研磨機(jī)樣品處理的秸稈還田免耕地土

壤有機(jī)質(zhì)特征

摘要：利用自清式土壤研磨機(jī)對吉林省梨樹縣高家村免耕試驗(yàn)田土壤樣品進(jìn)行研磨，化驗(yàn)分析其有機(jī)質(zhì)特征，并對比分析不同秸稈覆蓋免耕條件下土壤有機(jī)質(zhì)的變化情況。結(jié)果表明：免耕秸稈覆蓋能提高土壤中的有機(jī)質(zhì)含量，并在0～5厘米表層深度表現(xiàn)明顯；不同秸稈還田量處理中，免耕秸稈100%還田量對土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響最為顯著，與傳統(tǒng)耕作相比，其有機(jī)質(zhì)含量最高可增加58%。

關(guān)鍵詞：保護(hù)性耕作；秸稈還田；有機(jī)質(zhì)

基金項(xiàng)目：吉林省省級經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略調(diào)整引導(dǎo)資金專項(xiàng)項(xiàng)目（2015Y081）；吉林省重點(diǎn)科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目（20140307034NY）

中圖分類號(hào)： S141 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.14.030

近幾年，以免耕秸稈還田為主的保護(hù)性耕作技術(shù)已成為農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要趨勢[1]。對農(nóng)田實(shí)行免耕處理，用作物秸稈、殘茬覆蓋地表，可增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)作物生長，提高作物產(chǎn)量[2]。土壤有機(jī)質(zhì)是土壤維持肥力和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的重要組成部分，是植物養(yǎng)分的重要來源，由一系列存在于土壤中、組成和結(jié)構(gòu)不均

一、主要成分為碳和氮的有機(jī)化合物組成[3]。目前，如何切實(shí)增加土壤中的有機(jī)質(zhì)含量是亟待解決的問題，而保護(hù)性耕作是重要的措施[5]。因此，測定不同保護(hù)性耕作控制實(shí)驗(yàn)樣地土壤的有機(jī)質(zhì)含量是農(nóng)學(xué)研究重要工作之一。因而，本文以梨樹縣高家村保護(hù)性耕作試驗(yàn)田為研究對象，研究不同秸稈覆蓋量條件下黑土中有機(jī)質(zhì)含量的特征，為東北地區(qū)保護(hù)性耕作推廣提供科學(xué)依據(jù)。

1秸稈還田的原理

秸稈還田指將不能夠直接作為動(dòng)物飼料的秸稈（如水稻秸稈、玉米秸稈、小麥秸稈）進(jìn)行堆積腐熟以后或者直接堆入土壤中進(jìn)行土壤作用的一種方法，其原理就是將能量進(jìn)行轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)秸稈的廢物利用，避免焚燒等活動(dòng)帶來的危害。農(nóng)作物在其生長成熟的過程中需要不間斷的吸收營養(yǎng)和能量，也就需要外界為其提供充足的能量供它生長。土壤中的肥、水、熱量、氣就是保證作物生長的必要條件。在秸稈當(dāng)中富含新鮮的有機(jī)物料，施入土壤之后，經(jīng)過一定時(shí)間的分解，就能轉(zhuǎn)化成作物生長所需的有機(jī)質(zhì)和部分養(yǎng)分。既可以在一定程度上改善土壤的理化性狀，還可以為作物生長提供條件。并且，秸稈還田還可以節(jié)省農(nóng)業(yè)用水，節(jié)省成本，提高效率，增加產(chǎn)量，最重要的是環(huán)保，因此秸稈還田在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)中備受重視。技術(shù)要求

2.1 秸稈還田一般用作基肥

由于秸稈還田的養(yǎng)分釋放速度較慢，如果超過作物生長的季節(jié)就會(huì)使作物無法吸收養(yǎng)分。

2.2 秸稈還田的數(shù)量要適當(dāng)控制

一般情況下的秸稈還田是控制在每畝地折干草150～250公斤為宜，數(shù)量過多時(shí)需要配合相應(yīng)的耕作措施并適量的施用氮肥。

2.3 均勻施用秸稈

倘若不均勻的話，在土壤濃厚處不易耕翻入土，田面會(huì)出現(xiàn)坑洼高低不平的現(xiàn)象，對于農(nóng)作物的生長不利，導(dǎo)致生長不齊、不均勻出苗等現(xiàn)象。

2.4 適量施用速效氮肥

對農(nóng)作物使用適量的氮肥可以有效的調(diào)節(jié)作物的碳氮比。禾本科的作物秸稈在一般情況下含有較多的纖維素，高達(dá)30%～40%，秸稈還田之后土壤中的碳素會(huì)提升，增加一倍左右。碳素是微生物生長的能源所在，氮素是微生物生長所需的營養(yǎng)所在，有利于對微生物分解最適宜的碳氮比是25∶1，而大多數(shù)秸稈的碳氮比是75∶1，因此秸稈在土壤中被腐解時(shí)由于碳多氮少產(chǎn)生不良現(xiàn)象，而秸稈還田時(shí)進(jìn)行氮肥施用就會(huì)補(bǔ)充作物所需的氮素，不僅可以保障秸稈的腐解，還能增加其腐解效率，保證作物的生長旺盛。

2.5 土壤研磨機(jī)的工作原理（以TRM4土壤研磨機(jī)為例）

研磨機(jī)是通過嵌上或者涂上磨料的研具對土壤進(jìn)行研磨，利用摩擦等作用將土壤進(jìn)行充分的攪拌、混合，進(jìn)行研磨。

TRM4土壤研磨機(jī)是在一個(gè)轉(zhuǎn)盤上安裝有四個(gè)球磨罐，轉(zhuǎn)盤開始轉(zhuǎn)動(dòng)，球磨罐一邊圍繞著轉(zhuǎn)盤的中心公轉(zhuǎn)一邊圍繞著自身中心自轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)的過程中，球磨罐之間相互碰撞，相互摩擦，進(jìn)行土壤的研磨和混合，使土壤中成分充分研磨。

3材料與方法

3.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)地點(diǎn)為吉林省梨樹縣高家村保護(hù)性耕作試驗(yàn)地（43°18′51″～43°19′12″N，124°14′26″～124°14′31″ E），供試土壤為黑土，母質(zhì)為壤質(zhì)粘土。該地區(qū)屬北溫帶半濕潤大陸季風(fēng)性氣候，四季分明，雨熱同季，年均氣溫5.8℃，年均日照時(shí)數(shù)2644.2小時(shí)，年均降水量577.2毫米，降水主要集中在6～8月。

3.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2007年4月，試驗(yàn)開始前，該樣地經(jīng)歷了以玉米連作為主的多年傳統(tǒng)耕作，樣區(qū)內(nèi)按秸稈覆蓋量不同共設(shè)4種處理，免耕秸稈無覆蓋（NT-0）、免耕+33%秸稈量覆蓋（NT-33）、免耕+67%秸稈量覆蓋（NT-67）和免耕+100%秸稈量覆蓋（NT-100），每個(gè)處理4次重復(fù)，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共計(jì)20個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積為8.7×30平方米[4]。

3.3 樣品采集與測定方法

采用挖剖面方式取樣，每小區(qū)三次重復(fù)，深度為0～5厘米，5～10厘米，10～20厘米，20～30厘米，30～40厘米，40～50厘米，時(shí)間為2014年9月6日。樣品裝布袋標(biāo)號(hào)后帶回實(shí)驗(yàn)室，剔除土壤以外的有機(jī)殘?bào)w和石塊，處理后樣品室內(nèi)陰干，再利用1400轉(zhuǎn)/分鐘自清式土壤研磨機(jī)研磨，過100目篩。有機(jī)質(zhì)測定采用重鉻酸鉀氧化容量法――外加熱法。

4結(jié)果與分析

秸稈覆蓋免耕處理對0～50厘米表層土壤有機(jī)質(zhì)含量具有一定影響（圖1），0～5厘米最顯著，土壤有機(jī)質(zhì)含量隨秸稈覆蓋量增加而增加；免耕秸稈全覆蓋（NT-100）處理對不同深度土壤有機(jī)質(zhì)的提高作用明顯；不同秸稈覆蓋量處理的有機(jī)質(zhì)含量均隨深度增加而減少。