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随着秸秆产量的提高,如何合理有效地处理农作物秸秆已逐渐成为我国农业生产面临的一个紧迫问题。还田作为一种有效的秸秆处理方式虽然得到了大力推广,但常规还田方式(覆盖和粉碎旋耕还田)存在高产或超高产条件下难以全量还田、大量秸秆还田堆积易导致农田表层土壤耕作困难、还田过浅又使秸秆分解过快,碳汇作用受限且不利于加深耕作层等一系列问题。近20多年以来,稻麦两熟制缺乏系统的土壤耕作技术体系创新研究。探索高产、超高产条件下秸秆全量、便捷、清洁、安全还田的有效技术途径和土壤耕作技术体系,已经成为耕作制度研究必须解决的紧迫而重大研究课题。将秸秆以沟埋形式还田,对作物和土壤的影响研究报道很少。本研究设计了不同沟埋深度、沟埋量、沟宽度和沟间距四个处理,以常规耕种为对照(无沟秸秆不还田)。通过四年的大田试验,重点研究了不同沟埋深度(10cm、20cm、30cm和40cm)和沟埋量(半量、全量和2倍量)处理对麦季土壤物理性状、稻季土壤养分和有机碳含量的影响,并结合前期研究结果得到了以下结论：1)改善土壤物理环境,利于小麦生长。秸秆集中沟埋20cm和40cm均能降低土壤容重,增加土壤非毛管孔隙度和总孔隙度,对临近秸秆的上层土壤影响非常明显,且这种降低和增加效果能持续较长时间。埋草沟具有“排水暗沟”作用,有利于麦季发生大量降雨时迅速降低土壤含水量。距埋草沟和排水沟越近的地方,土壤含水量降低越快；降雨结束后不同沟埋深度埋草沟边10cm处含水量下降效果均优于CK,沟埋深度处理土壤含水量降低排序为30cm>20cm>40cm>50cm。降雨结束后各处理土壤水势随时间的延长总体呈下降的趋势；沟埋40cm不同测定位置土壤水势总体低于其他处理和CK,说明沟埋越深,越有利于麦季土壤排水；就土壤水势下降的幅度而言,沟埋20cm处理较其他处理表现出明显的排水优势。2)降低埋草沟表层土壤总氮,增加秸秆上层土壤有效磷和速效钾含量。秸秆经集中沟埋还田后,埋草沟不同土壤层总氮含量变化较大。沟埋10cm处理0-10cm土壤层各还田时间较CK有不同程度的降低,如果沟埋深度较深,其他处理表层土壤也表现出明显低于CK的现象。除沟埋10cm外,其他沟埋深度埋草沟秸秆上层土壤不同还田时间土壤总氮均有不同程度的增加,还田越深,增加效果越明显。稻麦秸秆沟埋还田后,不同沟埋深度和沟埋量处理各土壤层有效磷和速效钾含量均有不同程度的增加,且还田初期埋草沟土壤速效钾往往增加量较大。3)全量还田埋草沟不同土壤层总有机碳和活性有机碳均有增加的趋势,较半量和两倍量沟埋表现出更好的碳库管理指数增加效果.秸秆不同沟埋深度和沟埋量处理、土壤层、还田时间以及三者的互作均极显著影响埋草沟土壤总有机碳含量(TOC)、活性有机碳(AOC)和碳库管理指数(CPMI)。随着秸秆沟埋深度的增加,全量沟埋不同深度和还田时间各土壤层总有机碳有均不同程度的增加。特别是对靠近秸秆的上层土壤,增加均尤为显著。不同沟埋深度能增加各土壤层的活性有机碳含量,特别是秸秆上下两个土壤层,相对CK的增加率较明显。不同沟埋量处理中,半量沟埋秸秆上层增加率明显低于全量沟埋,2倍量沟埋处理秸秆上层土壤活性有机碳含量则明显低于CK。秸秆不同沟埋深度均能增加不同土壤层CPMI,沟埋越深,对临近秸秆的上下层土壤增加越显著。全量沟埋处理较半量和2倍量沟埋表现出更好的CPMI增加效果,特别是对邻近秸秆的两个土壤层。半量沟埋和两倍量沟埋秸秆上下层(10-30cm)CPMI均出现了低于CK的现象,说明三个沟埋量中,全量沟埋有利于土壤质量的发展,对土壤有培肥作用。4)连续四年秸秆集中沟埋后降低了0-10cm土壤层总氮含量,增加了土壤有效磷含量,降低了沟埋30cm和40cm处理0-10cm土壤层速效钾含量.连续四年秸秆集中沟埋还田后,四个沟埋深度处理0-10cm土壤层总氮含量均有不同程度的降低,而沟埋20cm、30cm和40cm三个沟埋深度处理则较CK显著增加了临近秸秆的上层土壤总氮含量,并且沟埋30cm和40cm对临近秸秆的下层土壤总氮含量也增加显著。对不同沟埋量处理,除临近秸秆的上层土壤(10-20cm)外,三个沟埋量均显著降低了其他两个土壤层总氮含量。不同沟埋深度和沟埋量处理较CK均显著增加了各土壤层有效磷含量。除沟埋30cm和40cm处理对0-10cm土壤层速效钾含量有不同程度的降低外,其他沟埋深度均显著增加了各土壤层速效钾含量,沟埋越深,较CK增加率越高。5)连续四年秸秆集中沟埋还田后,小区土壤有机碳增加效应显著.不同沟埋深度和沟埋量处理对各土壤层总有机碳增加效应均显著高于CK。随着沟埋深度的增加,深层土壤较CK的增加率越高,对秸秆下层土壤总有机碳含量也增加显著。全量沟埋对土壤总有机碳的增加效应显著高于半量和2倍量沟埋处理。不同沟埋深度处理较CK均能显著增加各土壤层活性有机碳含量,特别是临近秸秆的上下两个土壤层。与总有机碳不同的是沟埋10cm和20cm对应的秸秆上层(0-10cm和10-20cm土壤层)活性有机碳含量最高,而20-30cm和30-40cm土壤层,活性有机碳含量均为沟埋40cm最高。不同沟埋量处理中,全量沟埋处理三个土壤层中活性有机碳含量均最高；2倍量沟埋显著降低了10-20cm土壤层活性有机碳含量。