摘要
[目的]在以小麦-玉米轮作制为主的黄淮海北部地区,由于长期实施浅旋耕,亚表层土壤结构紧实、有机质匮乏,本研究通过分析不同倍量的粉碎秸秆深埋还田对亚表层土壤肥力的影响,为该地区选择适宜的秸秆还田方式进行亚表层培肥提供理论依据.[方法]本试验在微区土池中进行,设置低(6000 kg/hm2,T1)、中(12000 kg/hm2,T2)、高(18000 kg/hm2,T3)3种不同量粉碎秸秆的一次性深埋还田试验,并与常规旋耕下的秸秆不还田处理(CK)进行对比,研究2013—2016年深埋还田条件下不同用量秸秆对土壤蓄水量、紧实度、有机碳、全氮、速效氮磷钾含量及作物根系生物量、籽粒产量等指标的影响,并运用主成分分析法评估秸秆增量深还对亚表层土壤肥力质量的影响.[结果]1)0—40 cm土壤蓄水量随秸秆用量增加而提高,其中T3、T2处理下土壤蓄水量在冬小麦季平均分别提高了50.94％(P<0.05)和59.77％(P<0.05),夏玉米季增幅低于冬小麦季,这表明增加秸秆用量更有利于干旱季土壤水分的保蓄;增加秸秆用量能降低亚表层土壤紧实度高达60％,且能调节土壤pH使之趋于中性;2)中、高量秸秆深埋还田显著提高了亚表层土壤养分含量,如T2、T3处理下有机碳含量显著提高7％～20％(P<0.05),全氮含量显著提高7％～18％(P<0.05),速效养分含量显著提升10％～30％(P<0.05),并增加了亚表层土壤C/N及养分库容;3)主成分分析表明,T3处理的土壤肥力质量略优于T2处理,而以T1处理最差,一次性秸秆增量深还能够长时间维持较高的土壤肥力;4)中、高量秸秆深埋还田可提高冬小麦及夏玉米籽粒产量及其根系生物量,以T2处理冬小麦、夏玉米3年平均籽粒产量最高,增幅分别为7.02％ 和5.11％(P<0.05),T2、T3处理冬小麦根系生物量平均提高21.9％ 和16.0％(P<0.05),提高夏玉米根系生物量18.4％ 和19.5％(P<0.05),然而对秸秆生物量的提高不显著,且T2处理在还田前期对作物生物量的提升作用优于T3处理.[结论]秸秆深埋还田可显著改善亚表层土壤结构,增加土壤养分库容,并提高根系生物量及籽粒产量.12000～18000 kg/hm2秸秆一次性深埋还田可显著提高亚表层土壤肥力质量,是该地区培肥土壤的有效措施.
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