【摘 要】
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黑龙江省是东北亚寒地的典型区域,是我国玉米、大豆的主产区,玉米-大豆轮作是主要种植方式之一。2020年玉米、大豆产量分别为3646.6万t和932.0万t,按谷草比为1:1.2计算[1],秸秆产量分别为4375.9万t和1118.4万t。由于秸秆还田技术发展滞后,导致大面积秸秆露天焚烧污染环境,秸秆还田是目前解决秸秆资源过剩的有效方法。秸秆还田改善土壤耕层结构及水热状况,影响土壤温室气体排放,为作
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黑龙江省是东北亚寒地的典型区域,是我国玉米、大豆的主产区,玉米-大豆轮作是主要种植方式之一。2020年玉米、大豆产量分别为3646.6万t和932.0万t,按谷草比为1:1.2计算[1],秸秆产量分别为4375.9万t和1118.4万t。由于秸秆还田技术发展滞后,导致大面积秸秆露天焚烧污染环境,秸秆还田是目前解决秸秆资源过剩的有效方法。秸秆还田改善土壤耕层结构及水热状况,影响土壤温室气体排放,为作物生长提供了适宜的条件和养分。深翻、深松、深松浅翻、旋耕、免耕等不同的耕作方式对土壤的扰动程度不同,对土壤的结构也会产生不同的影响,秸秆还田结合耕作措施的综合利用创新技术不仅可以促进作物高产,同时能够达到高效率提升耕地土壤质量的目标。农田N2O排放对全球增温潜势较大,随N2O排放不断增加,对人类未来的生活、生产构成严重威胁。因此,研究寒地秸秆还田方式对大豆田土壤水热、硬度与N2O排放的影响,为扩大农作物秸秆还田面积、促进温室气体减排、培肥土壤和促进作物高产,实现农业可持续绿色发展提供理论依据和技术参考。本试验于2021年东北农业大学向阳实验实习基地内进行,基于2017年开始的定位试验,采取玉米-大豆轮作方式进行研究,以传统耕作（TT）为对照,在秸秆全量还田条件下设置4个处理,分别为覆盖免耕（NT）、覆盖免耕播种+苗期垄沟深松（NTS）、垄台深松灭茬+苗期垄沟深松（SCS）、翻耕+苗期垄沟深松（DS）,研究前茬玉米秸秆还田条件下,不同耕作方式对大豆田土壤温度、水分、硬度的影响,分析秸秆还田对土壤N2O排放、大豆生长及产量的影响。试验结果表明:（1）秸秆还田方式影响土壤温度。5、6月份土壤日平均温度整体表现为DS＞TT＞SCS＞NTS＞NT,NT处理土壤日平均温度显著降低,7月份中耕培土作业使SCS处理土壤日平均温度明显高于其他处理,9月份NT处理提高了土壤日平均温度;DS处理提高了土壤积温,NTS、NT处理显著降低了土壤积温,中耕培土使SCS处理积温高于TT处理;5月份至7月中旬,NT处理降低了土壤每日最高温度,DS处理提高了土壤每日最高温度,7月中旬至8月份SCS处理提高土壤每日最高温度;NT、NTS处理降低了土壤每日最低温度;土壤每日最高、最低温度首次出现时段分别集中在12:00～14:24、2:24～4:48。（2）秸秆还田方式影响土壤水分。土壤水分随降雨量有明显变化,NT处理增加了播种前及5月份土壤水分,DS处理在6、7月份增加了土壤水分,NTS处理在整个生育时期土壤水分处于较低水平,SCS处理8、9月份土壤水分高于DS处理;NT处理在播种前及6月份提高了土壤每日最高水分;DS处理显著提高了土壤每日最低水分;土壤每日最高、最低水分首次出现时段均集中19:12～24:00。（3）秸秆还田方式影响土壤硬度。各处理垄台土壤硬度在0～15 cm土层变化较大,NT、NTS处理在0～15 cm土层土壤硬度最高,在30～40 cm土层土壤硬度最低,SCS处理在0～30 cm土层土壤硬度最低;各处理垄帮土壤硬度在0～20 cm土层变化较大,DS处理在0～20 cm土层垄帮土壤硬度最低,在30～40 cm土层垄帮土壤硬度最高;各处理垄沟土壤硬度在0～20 cm土层变化较大,NT处理0～20 cm土层垄沟土壤硬度最高。（4）秸秆还田方式影响大豆生长及产量。TT处理促进了大豆出苗,NTS处理延缓了大豆出苗,NT处理降低了大豆盛花期和结荚期株高,DS处理提高大豆植株节数、荚数、粒数,TT、NT处理降低大豆植株节数、荚数、粒数、粒重,但差异不显著。大豆产量各处理间差异不显著。（5）秸秆还田方式影响土壤N2O排放和速效氮含量。垄台、垄沟土壤N2O排放呈现单峰曲线变化,在7月中旬达到排放高峰,垄台N2O排放与土壤温度、水分呈正相关关系,与土壤硬度呈负相关关系,土壤N2O排放总量表现为DS＞NT＞NTS＞TT＞SCS,DS处理增加了N2O排放总量,达1892.44 g·hm-2,SCS处理对N2O减排效果最好。DS处理提高了0～15 cm土层铵态氮、硝态氮含量,其他处理对0～15 cm、15～30 cm土层速效氮含量影响未表现一致规律。
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