稻麥秸稈不同部位在淹水土壤中腐解進(jìn)程的差異.pdf

1、隨著我國糧食產(chǎn)量不斷提高，各種作物秸稈產(chǎn)量相應(yīng)增加，目前秸稈年產(chǎn)量已突破7億t，其中稻麥秸稈增加量尤其突出。加之全社會(huì)環(huán)保意識(shí)的不斷加強(qiáng)，秸稈露天焚燒現(xiàn)象目前已得到有效的控制，秸稈直接還田正日益普及。大量秸稈直接還田，勢必影響農(nóng)田土壤理化及生物學(xué)過程，進(jìn)而影響下茬作物幼苗的生長。因此，探究秸稈在土壤中的腐解過程對(duì)于闡明秸稈還田對(duì)土壤肥力與作物生長的影響機(jī)制以及秸稈還田配套措施的制訂具有重要意義。水稻與小麥等禾谷類作物的秸稈通常有葉鞘包裹

2、，莖稈與葉鞘在組成與性質(zhì)上存在較大差異，而目前關(guān)于水稻和小麥秸稈的莖稈與葉鞘在土壤中腐解進(jìn)程差異的研究報(bào)道尚不多見。本研究以水稻和小麥秸稈為材料，將秸稈分為莖稈及葉鞘兩部分，通過測定淹水培養(yǎng)過程中莖稈和葉鞘的質(zhì)量虧損和秸稈材料中可溶性糖、半纖維素、纖維素、木質(zhì)素的含量變化以及土壤溶液中的溶解性有機(jī)碳(DOC)含量、NH4+濃度、pH的動(dòng)態(tài)，分析水稻，小麥秸稈的莖稈和葉鞘在腐解進(jìn)程上的差異及其與施氮的關(guān)系。主要研究結(jié)果如下:
　　(

3、1)水稻、小麥秸稈中莖稈和葉鞘占秸稈總重的比例存在差異，水稻秸稈中莖稈和葉鞘分別占秸稈總重的37％和63％，而小麥秸稈中兩者分別占56％和44％。水稻秸稈莖稈的C/N顯著低于葉鞘，而小麥秸稈正相反。無論是水稻秸稈還是小麥秸稈，莖稈的纖維素含量顯著高于葉鞘，而半纖維素及木質(zhì)素含量顯著低于葉鞘，莖稈與葉鞘在可溶性糖含量上無明顯差異。
　　(2)稻麥秸稈中莖稈和葉鞘的腐解均表現(xiàn)為前期快后期慢的特點(diǎn)，其中小麥葉鞘前期腐解速率最大，小麥莖稈

4、最慢。隨著腐解進(jìn)程的推進(jìn)，四者的腐解速率不斷下降，且小麥葉鞘腐解速率下降幅度最大。至培養(yǎng)結(jié)束(60d)，累積腐解率為小麥葉鞘＞水稻葉鞘＞水稻莖稈＞小麥莖稈。在完成相同的腐解進(jìn)度時(shí)，小麥葉鞘所需時(shí)間最短，而小麥莖稈所需時(shí)間最長。說明小麥秸稈在淹水腐解的初期由于葉鞘的快速腐解表現(xiàn)出整體腐解速度較較高，但因其莖稈腐解較緩慢，很快進(jìn)入腐解緩慢期;故小麥秸稈快速腐解時(shí)期集中在初期，總體腐解困難，腐解周期長。而水稻秸稈的莖稈和葉鞘腐解速率相當(dāng)，具有

5、一個(gè)較長時(shí)間的快速腐解階段。實(shí)驗(yàn)中施氮對(duì)于水稻莖稈和葉鞘的腐解有一定的抑制作用，表現(xiàn)在降低了水稻莖稈和葉鞘的累積腐解率;對(duì)于小麥莖稈和葉鞘的腐解則有一定的促進(jìn)作用，表現(xiàn)在施氮提高了小麥莖稈和葉鞘的累積腐解率;此外，施氮均提高了稻麥莖稈和葉鞘的初始腐解速率。
　　(3)經(jīng)60d腐解，水稻秸稈莖稈和葉鞘可溶性糖的累積腐解率分別為80.3％和76.1％，而小麥秸稈分別為64.2％和72.4％;四種秸稈材料中，小麥秸稈葉鞘中可溶性糖腐解速

6、率最快，而小麥莖稈可溶性糖腐解最慢。與水稻秸稈相比，小麥莖稈中半纖維素與木質(zhì)素較難腐解，60d累積腐解率僅分別為38.5％和28.4％;而小麥葉鞘中半纖維素與木質(zhì)素的起始腐解速度較快，但隨腐解時(shí)間的延長下降幅度較大。秸稈材料中纖維素腐解特征與半纖維素和木質(zhì)素明顯不同，水稻葉鞘纖維素的起始腐解速率最快，但下降幅度也最大;小麥莖稈纖維素起始腐解速率最慢，但衰減幅度很小。從完成相同腐解進(jìn)度所需的時(shí)間來看，水稻秸稈纖維素腐解主要在前期進(jìn)行，而小

7、麥纖維素的腐解持續(xù)時(shí)間較長。施氮抑制了水稻莖稈和葉鞘的半纖維素，水稻莖稈、小麥莖稈和小麥葉鞘中纖維素以及水稻莖稈、水稻葉鞘和小麥莖稈木質(zhì)素的腐解，而對(duì)于小麥莖稈和葉鞘半纖維素、水稻葉鞘的纖維素及小麥葉鞘的木質(zhì)素腐解有一定的促進(jìn)作用。
　　(4)供試秸稈材料的腐解提高了土壤中DOC的水平，所有處理中DOC濃度呈先上升后下降的趨勢，水稻莖稈處理的DOC峰值最高，小麥莖稈的DOC峰值最低。土壤溶液pH在6.4-8.4之間波動(dòng)，到培養(yǎng)期結(jié)