秸稈還田量和類型對(duì)土壤氮及氮組分構(gòu)成的影響分析

任徳芹

（費(fèi)縣探沂農(nóng)技站，山東費(fèi)縣 273411）

0 引言

秸稈焚燒不僅會(huì)對(duì)自然大氣環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的污染，同時(shí)還會(huì)對(duì)土壤內(nèi)部環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞，除此之外，還很容易引發(fā)嚴(yán)重的火災(zāi)隱患?；诖?，大力推廣秸稈還田顯得尤為重要。但秸稈還田具體效果如何？尚未有明確定論，因此文章從秸稈還田量以及秸稈類型入手，分析了上述兩種因素對(duì)土壤及氮組分構(gòu)成的影響，用于呈現(xiàn)秸稈還田的具體效果。

1 秸稈的作用價(jià)值

秸稈一般是指成熟農(nóng)作物莖葉（穗）部分的總稱，比較常見(jiàn)產(chǎn)生秸稈植物有玉米、小麥、水稻等農(nóng)作物。秸稈本身富含有機(jī)物，通過(guò)進(jìn)行秸稈還田，能夠提供豐富的碳氮元素，同時(shí)秸稈在土壤分解過(guò)程中，還能夠有效改善土壤的通氣性，從根本上提升土壤整體肥力水平。當(dāng)下通過(guò)進(jìn)行秸稈還田，主要起到兩方面作用價(jià)值，一是能夠改善土壤的立地條件，提高土壤的肥力，由于秸稈中含有大量氮元素，因此能夠增強(qiáng)土壤的含氮能力[1]。但也有研究認(rèn)為，在秸稈還田后，受施肥影響，導(dǎo)致秸稈輕質(zhì)有機(jī)組分的分解變慢，反而會(huì)降低土壤中的氮含量。而對(duì)于酸性土壤來(lái)說(shuō)，通過(guò)秸稈還田，有利于增強(qiáng)土壤氮固存能力，不僅如此，秸稈有機(jī)物在土壤中分解后，還能夠提高土壤糖苷酶、脫氫酶的活性，從而對(duì)土壤的有機(jī)質(zhì)、透氣性以及保水能力提升帶來(lái)積極的影響。二是針對(duì)土壤中種植的農(nóng)作物，通過(guò)進(jìn)行秸稈還田，同樣能夠產(chǎn)生積極的影響，比如在進(jìn)行秸稈還田后，通過(guò)進(jìn)行小麥種植，能夠有效提升小麥種植產(chǎn)量。還有研究表明，在最初進(jìn)行秸稈還田時(shí)，農(nóng)作物產(chǎn)量提升會(huì)受到不利影響，但隨著時(shí)間的推移，秸稈還田的次數(shù)增加，將能有效提升農(nóng)作物種植產(chǎn)量。

總而言之，秸稈還田無(wú)論是對(duì)土壤還是對(duì)農(nóng)作物起到的多是以正向積極的作用，因此通過(guò)結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)秸稈還田量及類型對(duì)土壤及氮組分構(gòu)成的影響的分析，更有利于促使秸稈被合理利用，進(jìn)一步發(fā)揮秸稈的作用價(jià)值。

2 秸稈還田量和類型對(duì)土壤及氮組分構(gòu)成的影響

2.1 實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地條件介紹

在本次實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地選擇過(guò)程中，以某地稻麥兩熟農(nóng)區(qū)為例，實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地為某農(nóng)業(yè)觀測(cè)試驗(yàn)站，秸稈類型選擇了小麥秸稈與水稻秸稈，在差異化對(duì)比方面，以10年為期限，通過(guò)對(duì)比秸稈還田后，土壤全氮、重組分、輕組分氮的變化，分析秸稈還田后對(duì)土壤的氮及氮組分影響。該實(shí)驗(yàn)始于2009年6月，此時(shí)正是水稻生長(zhǎng)的季節(jié)，選擇的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地土壤質(zhì)地為黃泥土，在實(shí)驗(yàn)前，通過(guò)進(jìn)行泥土土質(zhì)檢測(cè)，得到以下信息：土壤有機(jī)質(zhì)34.1 g/kg，全氮為1.8 g/kg，容重為1.2 g/cm，pH為6.2，堿解氮為112.3 mg/kg，速效鉀為81.9 mg/kg，有效磷為35.4 mg/kg。

2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析

在本次不同秸稈類型及還田量對(duì)土壤及氮組分構(gòu)成的影響研究實(shí)驗(yàn)中，一共設(shè)置有5個(gè)處理指標(biāo)，一是水稻秸稈與小麥秸稈全部還田（ARW），二是水稻秸稈與小麥秸稈半量還田（HRW），三是水稻秸稈全部還田，小麥秸稈不還田（R），四是水稻秸稈不還田，小麥秸稈全部還田（W）。五是水稻秸稈與小麥秸稈全部還田（NRW）作為對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)區(qū)域面積為32.5 m2，實(shí)驗(yàn)區(qū)組進(jìn)行隨機(jī)設(shè)計(jì)，針對(duì)上述每個(gè)處理，都要重復(fù)3次。在進(jìn)行秸稈還田時(shí)，均將秸稈切碎，然后進(jìn)行翻耕，讓秸稈與土壤充分混合，其中秸稈還田包括小麥及水稻作物的根莖。除此之外，還應(yīng)在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地進(jìn)行了水稻種植處理，用于研究秸稈還田對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量帶來(lái)的影響，水稻品種選擇了當(dāng)?shù)爻Ｓ闷贩N，按照當(dāng)?shù)胤N植方式在不同秸稈處理場(chǎng)地中進(jìn)行了水稻的種植[2]。

2.3 測(cè)試指標(biāo)與數(shù)據(jù)處理

在本次實(shí)驗(yàn)中，由于時(shí)間橫跨度較大，導(dǎo)致2009年6月份初始土壤樣本遺失，因此在本次研究中，選擇了2009年10月—2019年10月的土壤樣本。在最初，沒(méi)有測(cè)定硝態(tài)氮與銨態(tài)氮的含量，而在2019年10月份，對(duì)上述氮含量指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定。在具體測(cè)定時(shí)，嚴(yán)格參考了《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》指導(dǎo)，針對(duì)不同土壤氮指標(biāo)，分別采用了以下方法測(cè)定：比如在測(cè)定氮全氮時(shí)，采用了半微量凱氏法；在測(cè)定銨態(tài)氮時(shí)，采用了靛酚藍(lán)比色法；在測(cè)定堿解氮時(shí)，采用了堿解擴(kuò)散法；在測(cè)定硝態(tài)氮時(shí)，采用了紫外分光光度法。

在完成上述指標(biāo)測(cè)試后，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，本次研究在檢驗(yàn)秸稈還田處理前后土壤氮及其組分差異變化時(shí)，采用了單因素方差分析法與Duncan法。同時(shí)在檢驗(yàn)秸稈還田處理后土壤氮及其組分差異變化時(shí)，采用了Pearson相關(guān)分析法。具體數(shù)據(jù)分析采用了Excel與SPSS軟件。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論

3.1 秸稈還田對(duì)土壤全氮變化的影響

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，經(jīng)過(guò)堅(jiān)持10年的秸稈還田，在不考慮秸稈還田量與還田秸稈類型的差異的情況下，我們能夠認(rèn)識(shí)到，2009年土壤全氮含量為1.39 g/kg，在10年后，土壤含氮量增加了0.35 g/kg，有著顯著的差異。同時(shí)，針對(duì)不同處理，產(chǎn)生的變化也有著一定的差異性。一是針對(duì)NRW而言，土壤全氮含量呈下降趨勢(shì)，2009年，該土壤全氮量為1.61 g/kg，2019年，共下降了0.04 g/kg。除此之外，ARW、R、HRW、W均處于上升狀態(tài)，2009年與2019年對(duì)比，上述全氮分別上升了0.46、0.67、0.19、0.49 g/kg。

從上述數(shù)據(jù)我們能夠充分認(rèn)識(shí)到，通過(guò)將水稻秸稈進(jìn)行全部還田，而小麥秸稈不還田，土壤全氮提升效果最好。并且與水稻與小麥均半數(shù)秸稈還田相比，有著明顯的差異。同時(shí)從小麥秸稈與水稻秸稈全部還田與均不還田全氮指標(biāo)數(shù)量來(lái)看，全氮的含量下降不明顯，由此能夠證明，小麥與水稻秸稈是為土壤提供全氮的重要來(lái)源。

3.2 秸稈還田對(duì)土壤堿解氮變化的影響

在不考慮不同類型的秸稈還田處理帶來(lái)差異的情況下，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)土壤堿解氮含量進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)10年的變化，堿解氮從做出的161.5 mg/kg，上升了1.58 mg/kg，由此能夠說(shuō)明，10年時(shí)間秸稈還田沒(méi)有對(duì)土壤堿解氮帶來(lái)較大的影響。而具體細(xì)分來(lái)看，在2009年，針對(duì)ARW而言，土壤堿解氮含量最高，并且NRW與R以及W之間，存在著明顯的差異變化，10年過(guò)后，上述三者的堿解氮含量均處于增加趨勢(shì)，其中R的堿解氮增加含量最高，但整體結(jié)果并不顯著。但對(duì)ARW與HRW而言，經(jīng)過(guò)10年的變化，自身的堿解氮含量則呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，其中ARW的下降趨勢(shì)最為明顯。從這些數(shù)據(jù)結(jié)果來(lái)看，我們能夠得到以下結(jié)論，即若選擇小麥秸稈與水稻秸稈均不還田，或者僅有一種類型的秸稈還田，那么能夠有效增加土壤堿解氮的含量。并且在堿解氮含量增加效果方面，相較于小麥秸稈，水稻秸稈的效果更佳。

3.3 秸稈還田對(duì)土壤銨態(tài)氮與硝態(tài)氮變化的影響

從2019年顯示測(cè)定的土壤銨態(tài)氮與硝態(tài)氮含量來(lái)看，針對(duì)NRW而言，銨態(tài)氮與硝態(tài)氮的含量最低。而針對(duì)其他ARW、HRW、R以及W而言，銨態(tài)氮的含量則分別比NRW高出1.27、1.95、-0.74、1.68 mg/kg。從中我們能夠了解到，經(jīng)過(guò)ARW與R處理，土壤的銨態(tài)氮含量最高，由此能夠證明，通過(guò)進(jìn)行秸稈還田，能夠有效增加銨態(tài)氮的含量。從硝態(tài)氮檢測(cè)來(lái)看，針對(duì)NRW與HRW而言，硝態(tài)氮的含量最低，而余下的ARW、R以及W比NRW與HRW則分別高出了0.08、0.26以及0.12 mg/kg。不同處理間差異性并不明顯。由此能夠證明，通過(guò)進(jìn)行秸稈還田處理，能夠在一定程度上增加硝態(tài)氮的含量，但增加并不明顯，這是因?yàn)榻斩捲谕寥乐羞M(jìn)行分解時(shí)，會(huì)對(duì)土壤的銨態(tài)氮與硝態(tài)氮遷移與轉(zhuǎn)化帶來(lái)相應(yīng)的影響。由于在實(shí)驗(yàn)地區(qū)，土壤的肥力比較高，從而土壤的氮元素會(huì)大量被農(nóng)作物吸收轉(zhuǎn)移，這對(duì)土壤氮的固定與礦化帶來(lái)了不利影響，使得土壤中的硝態(tài)氮一直處于較低的水平，整體變化并不明顯，區(qū)域穩(wěn)定狀態(tài)。與此同時(shí)，通過(guò)進(jìn)行秸稈還田，還會(huì)提升土壤吸附氮元素的能力，但隨著之間的推移，這種吸附效果會(huì)逐漸地削弱[3]。

3.4 秸稈還田對(duì)土壤農(nóng)作物的產(chǎn)量影響

從最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，通過(guò)進(jìn)行秸稈還田不同處理，針對(duì)水稻產(chǎn)量的提升差異性并不顯著。甚至與2009年相比，2019年經(jīng)過(guò)進(jìn)行ARW處理后，水稻產(chǎn)量下降了5.2%，與ARW相比，其他秸稈還田處理后，水稻產(chǎn)量均有所增加。并且從重組分與輕組分有機(jī)質(zhì)氮含量變化來(lái)看，通過(guò)進(jìn)行秸稈還田處理，能夠有效增加活性比較強(qiáng)的輕組分有機(jī)質(zhì)氮含量，同時(shí)重組分有機(jī)質(zhì)氮含量也有所增加，而活性比較強(qiáng)的輕組分有機(jī)質(zhì)氮含量的增加，更有利于提升農(nóng)作物氮元素的吸收含量，為農(nóng)作物提供更多的養(yǎng)分，而重組分有機(jī)質(zhì)氮含量的增加則能有效增強(qiáng)土壤的肥力，并能夠有效保障水稻生長(zhǎng)養(yǎng)分供應(yīng)的穩(wěn)定性，這對(duì)于水稻農(nóng)作物產(chǎn)量增加有著較為積極的影響意義。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，秸稈還田對(duì)土壤氮元素變化影響本身由諸多因素決定，比如秸稈還田總量的變化，秸稈的類型等。但從總體來(lái)看，通過(guò)進(jìn)行秸稈還田，無(wú)論是針對(duì)土壤氮元素的變化，還會(huì)針對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量，在整體上均呈現(xiàn)出較為積極的影響意義。因此需要我們加強(qiáng)秸稈還田措施推動(dòng)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)實(shí)現(xiàn)更好發(fā)展。