【摘 要】
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农作物秸秆中含有丰富的碳、氮、磷、钾等营养元素,进行合理的秸秆还田可充分改善土壤生态环境,为土壤补充各种必需养分,提高土壤肥力,以有利于作物的生长。玉米和大豆作为黄土高原地区的重要粮食作物,进行玉米秸秆和大豆秸秆有机资源还田利用对土壤培肥和区域农业的可持续发展至关重要。因此,本研究在长期不同覆盖和施肥田间定位基础上,采用尼龙网袋田间填埋方法,分析玉米秸秆和大豆秸秆在不同覆盖、施肥,还田深度下的腐解
【基金项目】
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国家重点研发计划专项（2021YFD1900700）； 陕西省自然科学基础研究计划（2022JM-103）； 国家自然科学基金（41671307、51279197）；
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农作物秸秆中含有丰富的碳、氮、磷、钾等营养元素,进行合理的秸秆还田可充分改善土壤生态环境,为土壤补充各种必需养分,提高土壤肥力,以有利于作物的生长。玉米和大豆作为黄土高原地区的重要粮食作物,进行玉米秸秆和大豆秸秆有机资源还田利用对土壤培肥和区域农业的可持续发展至关重要。因此,本研究在长期不同覆盖和施肥田间定位基础上,采用尼龙网袋田间填埋方法,分析玉米秸秆和大豆秸秆在不同覆盖、施肥,还田深度下的腐解特征、养分释放规律以及土壤肥力的动态效应。为该区合理利用秸秆资源,科学管理农田养分提供技术参考。主要研究结果如下:（1）地膜覆盖、施氮有利于秸秆腐解和养分释放,减少秸秆完全腐解所需时间,无覆盖不施氮处理秸秆完全腐解所需时间最长,地膜覆盖常规施氮处理秸秆腐解时间最短;不同养分释放表现为钾最快,最高达到98.11%,其次为磷,77.81%,氮,68.09%,碳最慢,最高达到64.72%。（2）秸秆还田不同覆盖施氮条件下,随着秸秆养分不断释放有利于提高土壤养分含量,改善土壤性质。地膜覆盖秸秆还田处理下土壤养分增加量大于未覆盖处理;常规施氮、缓控释肥秸秆还田处理下,土壤有机碳、硝态氮、铵态氮、速效磷和速效钾的累计量都有较大提升。相关性分析结果表明,土壤有机碳、硝态氮、铵态氮、速效磷和速效钾对土壤酶活性变化有较大影响。（3）不同深度还田对玉米秸秆腐解率的影响在短时间内显著,玉米秸秆还田前期10cm深度还田腐解速率大于20cm深度还田,随时间延长差异性减小。回归结果表明,地膜覆盖处理埋深10 cm和20 cm玉米秸秆完全腐解所需时间分别为324 d和401 d;未覆盖处理所需时间分别为431 d和492 d。秸秆10cm深度还田土壤有机碳、硝态氮和铵态氮增加较多,土壤碳、氮和磷转化相关的酶活性较高,有利于秸秆的腐解,秸秆完全腐解时间较短。（4）秸秆自身特性影响秸秆的腐解特征及养分释放规律。不同施肥方式下,三种类型秸秆的腐解速率均表现为大豆秸秆＞玉米秸秆＞大豆秸秆+玉米秸秆的趋势,与碳、氮、磷相关的酶活性也表现为大豆秸秆＞玉米秸秆＞玉米秸秆+大豆秸秆。秸秆腐解速率与土壤有机碳、硝态氮、铵态氮、速效磷、速效钾、土壤水分、土壤温度及土壤酶活性等显著正关。以上结果表明,地膜覆盖与有机肥合理配施是促进秸秆腐解和秸秆养分释放,同时有利于土壤养分含量提升的关键技术措施之一。从秸秆快速腐解角度考虑,建议在黄土高原旱作区实际农业生产中将玉米秸秆或大豆秸秆单独还田于浅耕层土壤。研究从多角度综合探寻了调控秸秆腐解和土壤肥力质量的高效途径,可为黄土旱塬农业实践中根据土壤肥力和农田管理措施优化秸秆还田技术,改善土壤养分状况、促进作物资源利用率和土壤质量提升提供实践参考,推动区域秸秆科学还田。
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