一种测定土壤中秸秆腐解的方法与流程

本发明属于土壤改良与农业废弃物利用研究领域，具体涉及一种测定土壤中秸秆腐解的方法及应用。

背景技术：

我国秸秆资源丰富，是农业生产中重要的副产品，据估算每年产生的农作物秸秆总量可达9.3亿t。秸秆可以用来直接还田，还可用作燃料、饲料及工业原料等。其中，秸秆还田是最直接、最方便、成本最低的一种利用方式，现已证明秸秆还田对提高土壤肥力，保护区域生态环境质量具有重要作用。施用秸秆能够改善土壤结构，提高土壤中养分含量，最终提高作物产量和生产效益，其腐解过程主要通过微生物来完成，不同土壤类型、土壤条件，秸秆腐解的速率不尽相同，如，土壤盐渍(碱)化能够显著影响秸秆腐解转化过程。同时，秸秆利用方式及其在土壤中保留时间也会对作物生产带来负面影响，如影响作物出苗、与作物争氮等。因此，在农业生产中推广秸秆回用这一耕作方式，必须要研发与其相配套的技术，这就要求我们要明确秸秆在土壤中的腐解状况及影响因素，依此，采用配套的田间管理措施。

当前测定土壤中秸秆腐解状况，普遍采用尼龙网袋法，该方法是将秸秆装入网袋中，水平或垂直埋入耕层土壤中，定期取样测定其腐解量。其最大的不足在于不能真实反映土壤中秸秆腐解情况，其原因在于秸秆没有和土壤混合，能够接触仅是尼龙袋表层部分，内部秸秆大部分与土壤隔离，所以，这种方法测定出来的秸秆腐解速率是不准确的，与田间实际情况不相符。要准确把握秸秆在土壤中的腐解过程，还需要研发准确测定土壤中秸秆腐解状况的方法。

技术实现要素：

为了解决上述的技术问题，本发明提出一种测定土壤中秸秆腐解的方法，将施入秸秆的耕层土壤分层装入尼龙筒中，按照田间土壤的实际环境测定秸秆腐解过程。

本发明的测定方法，其特征包含以下技术步骤：

用300目尼龙布，做成高20cm，直径12cm尼龙筒；

取与施入秸秆上层(0-10cm)、下层(10-20cm)土壤，按照土层容重，由下至上装入尼龙筒中，压实，尼龙筒中秸秆量(mt)由下式计算：

mt＝m(尼龙筒中土壤重量)*r(单位重量土壤中秸秆含量)

将装有土壤的尼龙筒垂直埋入耕层土壤中，四周压实，顶部与农田土壤平齐；

根据需要定期将尼龙筒取出，土壤晾干，过10目筛，取出大的秸秆残留，洗净烘干、称重(md)，继续过100目筛，并利用重铬酸钾容量法分别测定过10目与过100目土壤有机碳含量，计算二者差值(c)，土壤中秸秆腐解量(mf)由下式计算：

mf＝mt-md-c*m/0.45

0.45为秸秆有机碳含量的近似值，秸秆腐解速率等可由mf与处理时间得出。

利用本发明方法测得，在一玉米田中，小麦秸秆亩还田量为800kg时，每kg土壤90d的秸秆腐解量为4.1g。

利用本发明方法，测定分析发现土壤盐渍化程度能够抑制秸秆腐解，而氮对土壤中秸秆的腐解有促进作用。

本发明的有益效果在于，能够准确测定农田土壤中秸秆的腐解状况，把握秸秆在土壤中的腐解过程及影响因素，为秸秆利用理论研究及配套技术研发提供技术支撑。

附图说明

图190d土壤中小麦秸秆腐解过程；

图2小麦秸秆在不同盐渍化土壤中的腐解比较；

图3玉米秸秆在施氮与不施氮处理中腐解比较(不同处理间所标字母不同表示差异显著，p<0.05)。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式来对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不以此限制本发明。

实施例1

秸秆在农田土壤中的降解速率测定

选择一玉米农田，土壤基本理化性质：ph为8.2，有机质含量1.52％，速效n、p、k含量分别为31.6、20.2、532mg/kg，种植玉米品种为农大108，上季为小麦，小麦秸秆还田量为750kg/亩。具体测定过程包括：制作高20cm，直径12cm尼龙筒(300目)，测得农田上层土壤容重为1.13g/cm³，下层土壤容重为1.28g/cm³，分别取上、下层土壤适量，晾干后各取2kg备用。将小麦秸秆整株洗净烘干，剪为5-10cm细段后，分别称取10g与2kg上、下层土壤混匀，秸秆施用量计800kg/亩。施用秸秆后，田间土壤容重下降约4.8％，上、下层土壤容重约为1.08、1.22g/cm³，分别称取混有秸秆的上、下层土壤1.22、1.38kg，按照由下到上顺序装入尼龙筒中压实，垂直埋入玉米田中，上口与农田土壤平齐，四周压实，每尼龙筒秸秆加入量为13g。尼龙筒在玉米田中随机埋设9个重复，玉米生长期间，处理后30d、60d、90d，随机取3个尼龙筒测定秸秆腐解速率。测定方法为，将尼龙筒中土壤取出、晾干，过10目筛，取出大的秸秆残留洗净烘干称重(md)，四分法取过筛土适量，继续过100目筛，重铬酸钾容量法测定过10目筛土壤与过100目筛土壤有机碳含量，计算二者之差(c)，尼龙筒中秸秆降解量(mf)＝13-md-c/0.45。所得结果见图1。

由图1可以看出，前30d小麦秸秆腐解量为7.84g，腐解率达到了60.3％，90d为10.57，腐解率超过了80％。前30d腐解速率最高，随着时间延长，腐解速率大幅下降。主要原因是前期秸秆中易腐解成分如多糖、半纤维素等得到了腐解，后期易腐解成分减少，木质素等较难降解成分成为主体，因而腐解速率大幅降低。

实施例2

土壤盐渍化程度对秸秆腐解速率的影响

在一轻度盐渍化农田中，挖长、宽、高各为1m方形种植槽，用混凝土固定，与周围土壤隔离，土壤按层次回填，种植一季小麦后，进行秸秆腐熟试验。通过添加nacl使耕层土壤含盐量分别为0.2％、0.3％、0.4％，每个盐度设3个种植槽，即重复3次。按照实施例1方法，处理后30d、60d、90d，取样分析盐渍化程度对土壤中小麦秸秆腐解过程的影响。按照实施例1测定秸秆腐解量，所得结果见图2。

由图2可以看出，土壤盐渍化程度对秸秆腐解过程有显著影响，随着盐渍化程度增加，秸秆腐解速率显著下降，30d、60d、90d含盐量0.2％土壤中小麦秸秆腐解量较0.4％土壤提高了32.7％、23.6％、13.3％。

实施例3

氮对土壤中秸秆腐解速率的影响

试验在一冬小麦麦田土壤中进行，采用玉米秸秆还田模式进行生产，玉米秸秆还田量为1000kg/亩，设置施氮、不施氮两个处理，尿素(以n计)施用量为24kg/亩，底肥16kg/亩，追肥为8kg/亩，每处理重复三次，每小区面积为100m²，其他管理一致。按照实施例1的方法测定玉米秸秆在不同处理中腐解过程，取样测定时间为翌年的3月份、4月份、5月份。按照实施例1测定秸秆腐解量，结果见图3。

由图3可以看出，施氮能够显著提高土壤中秸秆的腐解速率，3月、4月二者间差异均达到了显著水平。其原因在于施氮提高了土壤c/n，能够促进微生物腐解秸秆的活性。

技术特征：

技术总结
本发明属土壤改良与农业废弃物利用研究领域，具体涉及一种测定土壤中秸秆腐解状况的方法。该方法克服了传统方法不能反映秸秆在土壤中实际腐解过程的不足，利用300目尼龙筒，能够准确测定秸秆在土壤中的腐解状况，进而能够对土壤条件对秸秆腐解过程的影响进行分析，为秸秆还田理论研究和配套技术研发提供技术支撑。

技术研发人员：谢文军;武兰芳;张衍鹏
受保护的技术使用者：滨州学院
技术研发日：2017.09.11
技术公布日：2017.12.12