玉米秸稈還田對土壤養分變化的試驗研究

趙鳳英

摘要：我國作為農業大國，農用耕地面積大，各類農作物秸稈的產生量多，其中玉米是我國主要糧食作物，大量玉米秸稈的產生為玉米秸稈還田措施的推廣奠定了前提基礎。本研究采取田間試驗方法，以鄭單958玉米秸稈作為試驗材料，試驗設2個處理組：還田處理、對照不還田處理。分析玉米秸稈還田后對土壤養分變化的影響。研究結果表示，玉米秸稈還田后能夠有效提高土壤中各類營養元素含量，相較于未還田的對照處理，玉米秸稈還田后土壤有機質含量提高17.91%、土壤堿解氮含量提高21.52%、土壤全氮含量提高24.46%、土壤速效磷含量提高17.31%、土壤速效鉀含量提高42.48%、土壤緩效鉀含量提高3.21%（P<0.05）。試驗認為：玉米秸稈還田能夠有效改善土壤養分，增加土壤有機質含量、氮素、磷素及鉀素含量，實現玉米秸稈資源利用的最大化。

關鍵詞：玉米秸稈;秸稈還田;土壤養分

我國人口眾多、耕地面積大、糧食需求高，但耕地質量卻不是很高，所以提出需要以強化耕作的方式來提高土地可利用資源。如今，我國用于農業耕作的土壤已經被過度開發和利用，面臨著耕作土壤有不同程度退化的問題，基于此，土壤資源的保護與合理利用成為我國農業如今面臨的巨大挑戰。而在每年種植的各種作物中，作物秸稈約占作物總產量的50%左右[1]，這也給作物秸稈還田提供了契機，既能保護耕地土壤、又能提高土壤養分含量，起到培肥土壤之效[2]。那么，玉米秸稈還田會對土壤的養分變化產生哪些影響呢？本研究就此展開田間試驗。

1 試驗材料和方法

1.1 試驗材料

大田試驗選擇在菏澤市東明縣某農業試驗基地，該地為大陸性半濕潤季風氣候，四季分明，降水量比較充沛。平均年均氣溫約為15.5℃，平均年降水量約為675mm，平均日照時間為2140h，無霜期22d。土壤為潮土，是當地主要土壤類型。

玉米秸稈：鄭單958。

肥料施用：普通尿素（N：46%）

1.2 試驗設計

試驗自2020年玉米收獲之后開始，各試驗小區的規格是8m×10m，每個小區之間分開3m的間隔，試驗設2個處理組，各處理3次重復，采取隨機區組設計方法。還田處理中，分別在2020年、2021年收獲后連續2年玉米秸稈全量粉碎還田;對照不還田處理中，玉米秸稈在收獲之后都被清理出試驗田。綜合整地在玉米秸稈全部粉碎之后盡覆蓋于地表，淺耕翻埋入土，直至下一次種植玉米時再灌溉整地，期間不再種植其他作物。2020年、2021年每年6月份機械直播，10月收獲，期間的水肥管理按照常規田間方法進行。

1.3 測量方法

在各處理小區中，沿著“S”型路線隨機選擇5～10個點，對耕層0～20cm的土樣進行采集，之后做充分混合均勻，得到的混合樣品風干、過篩，儲存待用。

于實驗內檢測項目包括：土壤有機質（采用重鉻酸鉀-外加熱法進行檢測）、土壤堿解氮（使用堿解擴散法進行檢測）、土壤全氮（使用開氏法進行檢測）、土壤全磷（使用HC1O4-H2SO4消煮-鉬銻抗比色法進行檢測）、土壤速效磷（使用Olsen法進行檢測）、土壤速效鉀（使用1mol/L醋酸銨浸提-火焰光度計法進行檢測）、土壤緩效鉀（采用1mol/L熱硝酸浸提-火焰光度計法進行檢測）。

1.4 數據處理

使用SPSS25.0軟件做數據的統計和分析，采用均數±標準差的形式代表各指標檢測數據，進行t方法檢驗，P<0.05代表數據之間的差異性有統計學意義。

2 結果與分析

對土壤中有機質含量高低與否的測定，對于判斷該區域內土壤的肥力情況有重要借鑒，有機質是栽培農作物不可或缺的重要營養元素，其中所含有的一些胡敏酸類物質可以促進農作物的健康生長發育。表1數據結果是：秸稈還田處理的小區農田土壤有機質含量平均30.02g/kg，對照不還田處理的小區農田土壤有機質含量平均25.46g/kg，秸稈還田處理的小區農田有機質含量較對照不還田處理的小區農田土壤有機質含量提高了17.91%，檢驗結果證實玉米秸稈還田農田土壤有機質含量顯著高于對照不還田處理（P<0.05）。

土壤中堿解氮的含量高低能夠直接反映出該區域內土壤在近期時氮素的供應狀況，并在一定程度上能夠表達出土壤氮素的釋放率快慢，因此土壤堿解氮被認為是評價土壤養分含量的重要指標，與作物的生長發育和產量均有密切關系。表1數據結果是：秸稈還田處理的小區農田土壤堿解氮含量平均110.24mg/kg，對照不還田處理的小區農田土壤堿解氮含量平均90.72mg/kg，秸稈還田處理的小區農田堿解氮含量較對照不還田處理的小區農田土壤堿解氮含量提高了21.52%，檢驗結果證實玉米秸稈還田農田土壤堿解氮含量顯著高于對照不還田處理（P<0.05）。

氮素是農作物不可或缺的一種營養元素，主要是以有機態的蛋白質、腐殖質等類化合物形式存在于土壤中，因此，通過測量土壤的全氮含量能夠反映出該區域土壤供氮水平。表1結果數據示：秸稈還田處理的小區農田土壤全氮含量平均1.73g/kg，對照不還田處理的小區農田土壤全氮含量平均1.39g/kg，秸稈還田處理的小區農田堿解氮含量較對照不還田處理的小區農田土壤全氮含量提高了24.46%，檢驗結果證實玉米秸稈還田農田土壤全氮含量顯著高于對照不還田處理（P<0.05）。

土壤中全磷含量的高低雖然并不能確切代表該區域內土壤的供磷水平，但對于判斷該區域內土壤的磷素狀況有一定幫助。表1數據結果示：秸稈還田處理的小區農田土壤全磷含量與對照不還田處理的小區農田土壤全磷含量比較并無顯著差異（P<0.05）。

磷素有利于促進農作物根系的發育，加速農作物盡早分蘗，并提高農作物的抗旱、抗寒能力，有益于加快灌漿進程，提高農作物籽粒的飽滿程度，是農作物生長發育必不可缺的一種營養元素。表1數據結果是：秸稈還田處理的小區農田土壤速效磷含量平均38.42mg/kg，對照不還田處理的小區農田土壤速效磷含量平均17.68mg/kg，秸稈還田處理的小區農田速效磷含量較對照不還田處理的小區農田土壤速效磷含量提高了17.31%，檢驗結果證實玉米秸稈還田農田土壤速效磷含量顯著高于對照不還田處理（P<0.05）。D350007D-C3C5-461F-BB9E-41D2A7308EE8

速效鉀是一種可以被土壤栽種的當季農作物直接吸收、利用的營養元素，對土壤中速效鉀含量的測定，可以判定該區域土壤鉀素是如何供應的，并據此判定是否有補施鉀肥的必要性，另外對于鉀肥的施用量也有一定的指導作用。表1數據結果示：秸稈還田處理的小區農田土壤速效鉀含量平均28.24m/kg，對照不還田處理的小區農田土壤速效鉀含量平均19.82mg/kg，秸稈還田處理的小區農田速效鉀含量較對照不還田處理的小區農田土壤速效鉀含量提高了42.48%，檢驗結果證實玉米秸稈還田農田土壤速效鉀含量顯著高于對照不還田處理（P<0.05）。

土壤中緩效鉀含量被認為是土壤速效鉀的儲備庫，因緩效鉀能夠通過逐步的變化成為速效鉀，并被農作物吸收和利用，因此，通過對土壤中緩效鉀含量多少的測定，有利于判定該區域土壤鉀素的供應能力。表1數據結果示：秸稈還田處理的小區農田土壤緩效鉀含量平均773.82m/kg，對照不還田處理的小區農田土壤緩效鉀含量平均798.65mg/kg，秸稈還田處理的小區農田緩效鉀含量較對照不還田處理的小區農田土壤緩效鉀含量提高了3.21%，檢驗結果證實玉米秸稈還田農田土壤緩效鉀含量顯著高于對照不還田處理（P<0.05）。

3 討論

免耕這種耕種方式既能節省成本、省工省力，又能保持水土、提高農作物的經濟效益，因此受到農戶的喜愛與推廣，免耕面積也越來越大，隨之造成農作物秸稈不斷剩余的問題[3]。農作物秸稈不僅可以用作生活燃料，近年來也被用于田間就地焚燒培肥或直接粉碎還田，玉米秸稈還田其重要價值一方面體現在可以節約農業能源上，另一方面則體現在能夠改善土壤養分上[4]，而只有耕地土壤的結構性穩定，才能為栽種農作物提供營養供給，提高栽種產量與質量。

土壤有機質因在促進農作物生長發育中起到關鍵性作用，所以被用作是評估土壤肥力的重要指標[5]，農作物秸稈自身便含有大量營養元素與有機質，因此采取秸稈還田措施后，能夠有效增加土壤中的有機質含量，對栽種農作物的生長發育起到促進作用。作為對土壤異養微生物提供能源物質的重要因子，有機質還可將土壤中多余的陽離子吸附，從而整體上改善土壤的理化性狀[6]。上文試驗結果表明，玉米秸稈還田后，試驗小區土壤有機質含量相較于未秸稈還田的對照處理顯著增加。

本研究對試驗地的玉米秸稈還田采用淺耕翻埋入土方法，由于深耕翻埋會對土壤原本結構造成較大擾動，嚴重破壞土壤團粒結構，所以反而會造成土壤中有機質的分解，降低土壤全氮含量。而相比較，淺耕翻埋入土玉米秸稈可以減少對土壤造成的擾動，緩解對土壤有機質的損耗，通過提高土壤秸稈覆蓋率，促進土壤中全氮含量的提高[7]。玉米秸稈中含有不同比重的氮素營養、磷素營養以及鉀素營養，而采取玉米秸稈還田措施后，便可將這些營養轉移到土壤中，對土壤性質進行改善。由上文田間試驗可知，玉米秸稈還田對于提高土壤中的氮素含量、磷素含量與鉀素含量均有確切作用?？梢?，玉米秸稈可以成為土壤養分形成的關鍵物質基礎，并可以作為土壤結構形成的重要黏合劑，通過玉米秸稈還田不僅可以增加土壤中的有機質含量，還能增加其他養分指標的含量。而且通過淺耕翻入玉米秸稈的種植模式，還有利于對土壤進行疏松，相比較于免耕而言，更有利于農作物根系的下扎，使農作物的根系更好、更多地分布在土層中，從而吸收土壤中更多的養分[8]。

長時間以來，農作物秸稈的資源化都是農業生產在研究的重要課題，研究認為，若能適時、適量的進行秸稈還田，便可以充分發揮玉米秸稈的積極作用，改善農田土壤環境，提高土壤養分含量，促進農作物產量與質量的提高，保證生產效益。而通過上文試驗總而可知，玉米秸稈還田能夠有效改善土壤養分，增加土壤有機質含量、氮素、磷素及鉀素含量。

參考文獻

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