不同还田量棉秆的腐解特征

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秸秆还田是确保农业可持续发展的重要措施之一,探究秸秆腐解特征及其养分释放规律能够为指导秸秆还田、提高耕地质量和土壤肥力水平提供科学依据。本试验于2018-2020年,在棉花–小麦复种模式前提下进行。设置棉秆不还田(ZS)、半量还田(HS)、全量还田(AS)3个处理,研究了不同还田量棉秆腐解和养分释放速率、秸秆结构组分变化规律及秸秆还田对土壤养分和后茬小麦产量的影响。主要结果如下:1.棉秆腐解速率先快后慢。HS和AS处理中棉秆腐解速率最快的时期均为还田后20 d,此后棉秆腐解速率逐渐下降。还田后170 d,HS和AS腐解率分别为73.4%和66.8%(2018-2019),或77.6%和60.4%(2019-2020)。2.棉秆结构组分释放率存在差异。还田后170 d,棉秆可溶性糖、纤维素、木质素的累计释放率分别为79.80%-81.38%、57.3%-60.7%、44.1%-51.1%;但还田后70d,各自累计释放量均占最终释放量的50%以上。3.棉秆N、P、K释放率存在差异。还田后170 d,不同还田量均K释放率最高,达83.1%-83.9%;P释放率其次,为74.3%-80.5%;N释放率最低,只有66.5%-74.4%。4.棉秆不同部位N、P和K释放速率均表现为还田前期快后期慢。还田后170d,还田量对相同部位N、P和K释放无显著影响,但不同部位之间差异明显。N释放率,铃壳>茎秆>分枝>根系;P释放率,分枝>茎秆(铃壳)>根系;K释放率,铃壳>分枝>茎秆(根系)。棉秆不同部位N、P和K释放率均表现为K>P>N。5.相较于秸秆不还田处理,棉秆还田处理提高了土壤有机质、全N、全P、全K、碱解氮、速效磷、速效钾含量,增加幅度分别为25.5%-35.6%、33.3%-39.3%、8.3%-12.5%、6.2%-45.1%、39.8%-48.4%、18.4%-25.4%、12.5%-25.2%。6.相较于棉秆不还田处理,棉秆还田提高了冬小麦产量,且全量还田处理比半量还田增产效果更显著;棉秆还田增加了小麦单位面积穗数,且随还田量增加而增加。可见,还田的棉花秸秆可在冬作物生长期内基本腐解(70%);秸秆还田可以改善土壤养分状况,有利于冬作物(小麦)产量提高,且以全量还田为宜。
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