玉米秸秆还田对土壤营养元素改善的探讨
孙德生 王静
玉米秸秆还田方式不同，对秸秆还田效果影响较大，一般情况下使用大马力机械深翻后将秸秆进入土壤30-40cm效果较好，不仅有利于作物增产增收，还有利于土壤各项指标的改善，特别是土壤有机质、土壤的紧实度、阳离子交换性等多项指标。
当前春玉米产量一般667平方米能够达到600-750公斤，而相应的秸秆产量也较高，其干基产量在600-700公斤，秸秆资源作为重要的碳资源，可以代替农家肥进行还田，还田后土壤的各项综合指标会有一定的改善。但是，在生产实践中，不同的还田方式对土壤的质量影响差异较大，本课题通过采取不同的还田方式，每亩还田量按300公斤的标准进行，并对土壤有机质含量、容重、土壤紧实度、水稳性大团聚体、全氮、阳离子交换量、缓效钾等方面的差异性进行数据分析比较，并通过评价和筛选出最佳的还田方式。
1、秸秆还田的不同方式
将秋季用收割机收获的玉米秸秆进行收集、晾干后，按每亩300公斤数量进行还田，通过一个玉米生育期来观察其效果。
处理1：地表覆盖还田方法，利用免耕方式，将秸秆覆盖地表，玉米生长拔节期进行中耕还田。
处理2：通过翻地、起垄后将秸秆旋耕机旋入地下20-25cm处。
处理3：用大马力机械通过翻地、起垄后将秸秆深耕地下30-40cm处。
处理4：未秸秆还田的处理（CK）。
2、不同还田方式效果分析
（1）对0-35cm土壤有机质含量的影响
玉米生长期结束后，未使用秸秆还田的地块（CK）土壤中的有机质含量平均值為27.6g/kg，土壤处理1有机质含量平均值27.8g/kg，分布范围在26.5-28.2g/kg之间;处理2有机质含量平均值28.2g/kg，分布范围在26.8-29.6g/kg;处理3的有机质含量平均值28.7g/kg，分布范围在27.8-31.4g/kg。处理1比对照区有机质含量增加了0.2g/kg，处理2比对照区增加了有机质0.6g/kg，处理3比对照区有机质含量增加了1.1g/kg。试验期间，从5月至9月份的降雨量较高，累计降雨量达到520mm，对于秸秆腐解成有机质有一定的促进作用，而深埋入土壤中30-40cm处的秸秆转化有机质效果最好，其次为深埋入20-25cm的处理，而表层覆盖，后期中耕还田则效果不一般，而如果玉米生育期间降雨量远低于500mm，则秸秆的腐解程度会下降，有机质转化的速度会降低，有机质提高的幅度可以会降低。
（2）对土壤容重的影响分析
土壤容重的测试分析一般为表层0-8cm的土壤，未秸秆还田的地块容重为1.34g/cm3，处理1的土壤容重为1.29g/cm3，分布范围在1.29-1.38g/cm3;处理2的土壤容重为1.32g/cm3，分布范围1.30-1.36g/cm3;处理3的土壤容重为1.34g/cm3，分布范围在1.31-1.40g/cm3。通过土壤的变化分析，由于处理2和处理3的相对处理1所处的深度较深，对于表层土壤容重改变较小，而表层覆盖的秸秆处理还田对土壤容重改善效果较好。
（3）对土壤紧实度的影响分析
未进行秸秆还田处理的土壤紧实度为2.1MPa，属于中等水平，总体而言，中等的紧实度是不利于作物生长的，一般情况下，土壤的紧实度<2.0的情况下，有利于耕作和作物根系生长。处理1的土壤紧实度为1.9MPa，分布范围在1.8-2.2MPa;处理2的土壤紧实度为1.9MPa，分布范围在1.7-2.2MPa;处理3的土壤紧实度为1.9MPa，分布范围在1.8-2.3MPa。处理1、处理2、处理3的紧实度均比对照区下降0.2MPa，以上数据说明秸秆还田量相同的情况下，对土壤紧实度的影响效果基本相同，差异几乎没有，这也反映出想要降低土壤的紧实度，应增加秸秆还田的数量。
（4）对土壤水稳性大团聚体的影响分析
土壤水稳性大团聚体是衡量土壤质量的一个重要指标，它是土壤在水中直径>0.25mm所占的比例，一般情况下比例>40%为高水平，20%-40%为中等水平，<20%为低水平含量。未进行秸秆还田的地块水稳团聚体数量为34.3%，处理1的水稳团聚体数量为35.8%，分布范畴在30.5%-39.4%;处理2的水稳团聚体数量为36.9%，分布范围32.5%-40.3%;处理3的水稳团体数量为40.1%，分布范围在33.9%-43.4%。处理1比对照增加水稳团聚体1.5%，处理2比对照区增加2.6%，处理3比对照区增加4.8%，以上数据显示，秸秆还田埋深在30-40cm所产生的腐殖质数量多，胶结剂数量多，有利于土壤团粒结构的形成，也有利于养分的贮存。
（5）对土壤全氮含量的影响分析
土壤全氮是土壤中能够被植物所吸收利用的氮素，它不同于速效氮，它包括速效性氮、潜在供应的氮素，也包含氨基酸类物质，或者是小分子的有机氮。未进行秸秆还田的土壤全氮含量平均值1.10g/kg，而处理1全氮含量平均值1.12g/kg，分布范围在1.08g/kg-1.19g/kg的区间;处理2的全氮含量平均值在1.13g/kg，分布区间在1.08g/kg-1.21g/kg区间;处理3全氮含量的平均值分布在1.15g/kg，分布范围在1.09g/kg-1.23g/kg。处理1比对照区全氮含量增加0.02g/kg，处理2比对照区增加0.03g/kg，处理3全氮比对照增加0.05g/kg，以上数据说明，秸秆深埋的分解效果好，秸秆中的全氮释放的数量比表施覆盖数量高，秸秆分解数量越高越有利于土壤对氮素的吸附，降低土壤氮素的分解、转移、淋溶等，从而提高土壤全氮的含量。
（6）不同秸秆还田方式对土壤缓效钾含量的影响分析
缓效钾是土壤中钾素存在的一种形式，它是处于全钾和速效钾中间的一种动态钾形式，缓效钾可以有效地反映出土壤钾的供应水平，秸秆中平均钾含量在2.1%左右，还田后秸秆中的钾素可以释放到土壤中去，可以有效地提高土壤缓效的含量，通过对未秸秆处理的土壤钾素检测，缓效钾含量平均值在563.4mg/kg，而处理1覆盖秸秆的处理缓效钾含量在575.6mg/kg，分布范围在560mg/kg-600mg/kg;处理2的秸秆深埋处理后的土壤缓效钾含量平均值在584.6mg/kg，分布范围在570.7mg/kg-623.9mg/kg;处理3的秸秆深埋到30-40cm处则缓效钾的含量平均值在583.3mg/kg，分布范围在576.8mg/kg-629.5mg/kg之间。处理1比对照区增加12.2mg/kg，处理2比对照区增加21.2mg/kg，处理3比对照区增加19.9mg/kg，以上说明，秸秆还田后在同等施肥条件下，是可以提高土壤缓效钾的含量，而深翻还田后缓效钾含量提高数量最多。
综上所述，通过实施不同种方式的秸秆还田后，均有一定的改土效果。特别是有益于土壤的有机质、全氮、大分子水稳团聚体缓效钾等元素的含量提高，也有利于土壤的紧实度和容重的降低，改善作物的根部的生长环境。通过地表覆盖还田、还田20-25cm处、还田30-40cm三种不同还田处理效果看，对土壤质量改善效果最好的是用大马力机械深翻到地下30-40cm处。另外，通过产量指标看，深翻地下30-40cm的产量也最高，这种方式应是今后主要的推广模式之一。
（作者单位：130033吉林省长春市土壤肥料工作站）
