典型区域秸秆和有机肥混土填埋后的腐解特征

摘要：

[目的 ]秸秆和有机肥是我国农田主要有机物料来源,翻压旋耕是其主要的还田方式,明确其在我国典型农田土壤中的腐解过程特征和驱动因素,可为更好利用秸秆资源与合理施用有机肥提供科学依据.[方法]在我国典型黑土、潮土和红壤上开展大田有机物料混土填埋试验.设置4种处理:小麦秸秆混土(WS+soil)、玉米秸秆混土(MS+soil)、猪粪混土(PM+soil)和牛粪混土(CM+soil),按土重:物料碳=100:4.5,称取物料土壤混合物200 g装于尼龙袋填埋于土壤中,填埋后1年内采样6次,之后2-2.5年采样一次,满3年采样一次,共8次采样.分析各混土有机物料的腐解差异,采用双指数方程明确易分解有机碳库和难分解有机碳库比例和腐解速率,阐明各土壤中有机物料的快速腐解速率、慢速腐解速率及积温转折点,并用随机森林模型来量化物料组成和环境因素分别对腐解速率的相对贡献.[结果]秸秆混土的腐殖化系数为22％—43％,有机肥混土的为45％—58％.有机肥混土腐解较秸秆慢,区域间差异不大,从北往南有机物料腐解加快,且秸秆腐解较有机肥快.秸秆的易分解有机碳库比例(70％—87％)高于有机肥的易分解有机碳库比例(57％—83％),且秸秆易分解碳库的腐解速率k1为(1.0％·a-1-4.9％·a-1),高于有机肥的k1(0.7％·a-1-1.1％·a-1).秸秆在3种土壤上的积温转折点差别不大,积温转折点约为3 700℃,在此积温之前为快速腐解,之后为慢速腐解阶段.而有机肥的快速腐解和慢速腐解积温转折点差异从北往南逐渐增大,且有机肥的积温转折点为秸秆的2-5倍.土壤积温和土壤有机碳含量均是混土秸秆和有机肥腐解的主要驱动因素,对其腐解率贡献了约17％和13％.另外,对混土秸秆腐解的最主要驱动因素为土壤碳氮比,而对混土有机肥来说是时间因素.[结论]秸秆较有机肥腐解快,秸秆的易分解有机碳库比例高和腐解速率快是造成其腐解快的主要原因之一.对于秸秆来说碳氮比是影响其腐解的主要因素,对于有机肥来说则是时间,因此秸秆还田应多考虑土壤和物料自身碳氮比,对于有机肥则应充分考虑其长期效应.

关键词：秸秆、有机肥、腐解残留率、有机碳库比例、土壤积温

所属期刊栏目：56

分类号：S142;S512.1;X513

资助基金：国家重点研发计划;国家重点研发计划;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-04-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：1127-1138