黑龙江垦区玉米秸秆腐解规律试验研究.pdf

黑龙江垦区玉米秸秆腐解规律试验研究刘少东;汪春;张伟;王汉羊【摘要】玉米种植在黑龙江垦区农业生产中占有重要地位,但垦区不同区域秸秆还田形式尚未形成共识,找到黑土条件下玉米秸秆还田腐解规律,对合理选择秸秆还田及玉米种植模式具有重要意义.为此,以土壤含水量、腐解时间、秸秆长度及翻埋深度为因素,设计正交试验用以确定黑土条件下秸秆腐解规律.试验结果表明:土壤含水量对秸秆腐解率影响显著;土壤含水量较低时,秸秆腐解率也较低;秸秆在秸秆翻埋早期腐解较快,90天后腐解速率下降;秸秆长度短于6cm后,腐解率提高幅度较小;随翻埋深度变浅,秸秆腐解率提高.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2019(041)008【总页数】5页(P186-190)【关键词】玉米秸秆;腐解规律;黑龙江垦区【作者】刘少东;汪春;张伟;王汉羊【作者单位】黑龙江八一农垦大学工程学院,黑龙江大庆163319;中国热带农业科学院南亚热带作物研究所,广东湛江524091;黑龙江八一农垦大学电气与信息学院,黑龙江大庆163319;黑龙江八一农垦大学工程学院,黑龙江大庆163319【正文语种】中文【中图分类】S1820引言东北地区是我国玉米的适宜种植区和最大主产区[1]，玉米播种面积占全国玉米总播种面积的30%以上，春玉米产量占全国玉米总产量的29%[2]。黑龙江垦区是我国机械化程度最高的商品粮生产基地，2013年玉米种植面积达到89万hm2，占黑龙江省玉米播种面积13%以上[3～4]。秸秆是重要农产品，农业投入要素的50%左右转化为农作物秸秆[5]。秸秆是大量水肥光气热等资源的生物转化产物，但在我国仅有10%的秸秆还与农田，被废弃和焚烧的损失量高达21%[6]。丢弃或焚烧均是对农业资源的巨大浪费，且会造成环境污染。目前，秸秆肥料化、饲料化和燃料化是国内秸秆利用的主要方式。然而，考虑到次年玉米种植抢农时需要，垦区玉米收获后必须在土壤封冻前完成翻松和起垄，实现“黑色越冬”，因此需要在极短时间内处理掉海量玉米秸秆。受制于快速打捆运输和存放场地条件，饲料化与燃料化方法均难以实现。近年来，随着黑龙江垦区农业生产年限的增加，黑土中所含有机质减少，土壤肥力下降，土地退化情况日益严重。秸秆含有碳、氮、磷、钾及各种微量元素，还田后可以培肥地力，改善土壤结构和理化性能，提升土壤有机质，增强土壤保蓄水能力[7]。黄毅[8]、王喜艳[9]等的研究表明：玉米秸秆翻埋还田更能有效避免营养元素的挥发，改善土壤理化性质和作物生长的农田生态环境。因此，秸秆破碎后直接翻埋还田，是当前黑龙江垦区玉米秸秆处理的最合理方式。由于种植习惯及气候条件差异，目前黑龙江农垦不同管理局旱作区玉米种植模式与机械化耕作模式多种形式并存。体现在秸秆粉碎还田模式上，各农场玉米收获后在秸秆粉碎方式、粉碎程度及秸秆翻埋深度等方面还在耕作实践中摸索经验，尚未形成统一共识，秸秆还田模式尚有优化空间。秸秆还田方法与种植成本息息相关，合理的耕作模式是产出与成本之间的最佳平衡点。找到在不同翻埋深度、不同土壤含水量及不同破碎程度条件下玉米秸秆的腐解规律和养分释放规律，可为找到秸秆还田效果和耕作成本上最佳结合点，进而为黑龙江垦区玉米秸秆还田模式乃至玉米耕作模式提供依据。1方法与材料本试验采用正交试验设计方法，综合分析影响秸秆还田效果影响因素[10]，选取秸秆长度、秸秆埋置深度、土壤含水量及腐解时间为试验因素。经多个农场现场调研，目前黑龙江垦区还田玉米秸秆破碎程度为长度6cm左右，秸秆平均埋深为20cm，耕深极限值为30cm。文献[11]给出了黑龙江各地土壤质量含水率变化范围为11%～36%。以上述各因素的均值或范围为参考，不考虑因素间交互作用，采用4因素3水平正交试验设计方案，各因素及其水平取值情况如表1所示。表1验正交试验因素水平表Table1Orthogonaltestfactorleveltable水平土壤含水量/%腐解时间/d秸秆长度/cm翻埋深度/cm水平11030310水平22090620水平330150930选取L9(34)正交设计表进行试验组合，各试验组因素及水平安排如表2所示。表2正交试验方案及实验结果表Taleb1TableofOrthogonaltestplanandtestresult试验号土壤含水量/%腐解时间/d秸秆长度/cm埋置深度/cm腐解率/%1103031035.32109062045.731015093033.84203063049.25209091069.762015032075.57303092056.88309033070.993015061081.0K1114.8141.3181.7186.0K2194.4186.3175.9178.0K3208.7190.3160.3153.9k138.347.160.