連續秸稈還田對土壤結構性，養分和有機碳組分的影響探究

徐田璽

摘要：連續秸稈還田耕種技術是保護性耕種技術。在實行農作物種植的過程中，能對種植土壤產生保護作用，受到了越來越多地區的關注。該耕種技術能有效減少種植過程中產生的污染情況，可持續利用土地資源，還能有效降低種植成本，提升農作物種植產量，是推進農村經濟發展的重要種植方式。該耕種技術對土壤產生的影響主要表現在結構性、養分、積碳組分中，基于此將圍繞以上幾點進行分析。

關鍵詞：連續秸稈還田;土壤結構性;土壤養分;土壤積碳組分;影響

連續秸稈還田的理念符合保護性耕作這一概念。我國是農業生產大國，農業發展情況對我國經濟發展水平產生的影響較大。常規種植工作中，對秸稈的處理方式往往是就地焚燒，這種處理方式較為簡單方便，但是對環境保護造成負面影響，同時浪費現象較大。連續秸稈還田打破了以往過于簡單粗暴的處理方式，利用秸稈中的有機質、營養元素，從根本上改善土壤的結構，提升環境、土壤的保護，進而提升農作物產量。

1 連續秸稈還田對土壤結構性產生的影響

1.1 連續秸稈還田對土壤容重的影響

土壤容重指的是單位容積土壤的干土質量[1]。土壤容重是對土壤結構以及土壤保水能力、透水性、透氣性進行反應的重要方式。秸稈還田方式較多，包括覆蓋處理、粉碎混合處理等，其中覆蓋處理方式對土壤容量產生的影響較大，導致土壤容量提升，而對土壤容量產生影響最小的是粉碎混合處理方式。同時，不同的秸稈還田處理方式對土壤緊實度也產生一定的影響。

1.2 連續秸稈還田對土壤孔性特征的影響

土壤的孔性特征是土壤疏松程度以及通氣容量的影響因素，不同的還田方式對土壤孔隙度產生的影響也是不同的。其中，毛管孔隙在不同種類的秸稈還田作用下，均能產生不同的影響。毛管孔隙指的是能被植物吸收并且合理利用的孔隙，受到粉碎混合處理方式，效果較為明顯。土壤通氣孔隙是土壤中水與空氣的通道，受到粉碎混合處理效果較佳。非活用孔隙在土壤中是最細的孔隙，能防止植物細根以及微生物的入侵，因此，也別稱之為是束縛水孔隙，是無效孔隙的一種。

2 連續秸稈還田對土壤養分產生的影響

2.1 連續秸稈還田對土壤全氮量的影響

不同的連續秸稈還田處理方式對土壤中含氮量產生的影響有一定的區別。隨著連續秸稈還田量的增加，以及腐熟劑使用情況的增加，土壤中含氮量產生的影響也是不同的。然而，不用連續秸稈還田方式，均能在一定程度上增加土壤中的全氮含量。翻耕無秸稈還田方式，是對土壤含氮量產生影響較少的連續秸稈還田方式。經過連續秸稈還田方式處理后，耕層平均全氮量含量比翻耕無秸稈還田方式髙。翻耕無秸稈還田方式能有效提升土壤中的含氮量，平均能增加2%-17%。總的來說，在大田以及網室中，使用連續秸稈還田均能有效提升土壤表層中的含氮量，并降低土壤下層全氮含量，而輪耕等處理方式下，土壤中全氮含量分布較為平均。在不同處理方式下，土壤中全氮含量均比翻耕無秸稈還田方式高。

2.2 連續秸稈還田對土壤堿解氮的影響

不同的連續秸稈還田處理方式對土壤中堿解氮含量產生的影響也是不同的[2]。在大田種植方式下，不同的連續秸稈還田方式均能對土壤中堿解氮的含量產生一定的影響，不同方式下的堿解氮含量均高于翻耕無秸稈還田種植方式下的土壤堿解氮含量。經過連續秸稈還田方式處理后，堿解氮表層含量相對較高，能增加10%～19%左右。使用連續免耕處理方式，土壤上層堿解氮含量高于其他連續秸稈還田處理方式，并且在土壤的不同深度的變化也有一定的區別。免耕處理表層土壤能保持原有狀態，耕高茬還田以及免耕秸稈覆蓋還田方式相較于翻耕無秸稈還田方式，其表面有機物含量均較高，約是翻耕無秸稈還田種植方式的1.6倍。免耕秸稈覆蓋還田方式處理，能有效改變其不同土壤層中的堿解氮含量。上層土壤中的堿解氮含量能提升至翻耕無秸稈還田方式的30%以上，而土壤中下層中的含氮量會響度降低。但是，翻耕秸稈還田處理方式下，各個土壤層的堿解氮含量均能明顯提升，并高于免耕秸稈覆蓋還田方式。在網室種植中采用免耕方式處理，土壤中的堿解氮含量能得以提升，結果與大田種植情況一致。

2.3 免耕秸稈覆蓋還田對土壤速效磷的影響

在收獲后，對土壤中速效磷含量進行測試，結果顯示，在大田種植過程中，免耕秸稈覆蓋還田中速效磷含量并沒有產生富集現象，土壤中的不同層級也沒有明顯的變化。相較于翻耕無秸稈還田方式，速效磷含量的增加程度在4%～9%，與其他還田方式相比，較為接近，無明顯差距。在網室種植中從采用免耕秸稈覆蓋還田方式處理，速效磷含量也無明顯差異，與大田種植效果一致。

2.4 免耕秸稈覆蓋還田對土壤中速效鉀的影響

在收獲后，對土壤中的速效鉀含量進行測試。結果顯示，在大田種植過程中，土壤表現速效鉀含量能產生富集現象，其土壤表層速效鉀含量明顯高于正常水平，不同土壤層之間速效鉀含量有明顯的差異。相較于翻耕無秸稈還田方式，免耕秸稈覆蓋還田中速效鉀的含量能上升4%～10%左右。使用免耕秸稈覆蓋還田中土壤表層速效鉀含量變化程度最明顯。翻耕秸稈全量還田的種植方式與翻耕秸稈半量還田的方式相比，土壤中速效鉀的含量相對較高。產生該現象的主要原因是免耕秸稈覆蓋還田方式對于土壤中速效鉀含量變化能起到較大的作用。免耕能夠有效提升土壤表層速效鉀含量，而翻耕則有效提升土壤全程速效鉀含量。在速效鉀含量的變化上，網室種植與大田種植無明顯差異。

2.5 免耕秸稈覆蓋還田對土壤有機質含量的影響

分析對比土壤中有機質含量，免耕秸稈覆蓋還田處理方式下，土壤中的有機質含量均比翻耕無秸稈還田方式高，平均增加量能達到6%～22%。在免耕處理過程中，土壤中有機質的含量相對較高。翻耕秸稈全量還田方式與翻耕秸稈半量還田方式均相對較高，且翻耕秸稈全量還田方式相對更高。相對于秸稈焚燒方式，免耕秸稈覆蓋還田方式下土壤中有機質含量相對較高。總的來說，翻耕秸稈還田方式中土壤的有機質含量相對較高，免耕秸稈覆蓋還田方式僅次之。在網室種植中，翻耕還田種植方式處理下有機質含量相對較高，免耕處理方式相對低于該還田方式。免耕處理方式與免耕秸稈覆蓋還田方式相比，土壤中有機質平均升高0.4%～8%。說明在種植過程中實行免耕秸稈覆蓋還田方式，能達到有效提升土壤有機質的作用，并且有機質質量較佳。

3 連續秸稈還田對土壤積碳組分產生的影響

3.1 免耕秸稈覆蓋還田對土壤有機碳含量的影響

免耕秸稈覆蓋還田能對土壤中的有機碳含量產生一定的影響，不同的土壤中蘊含的有機碳含量發生的變化也是不同的[3]。土壤中有機碳具有一定的溶解性，產生該性質的主要原因是受到土壤中植物以及微生物的影響。并且，植物與有機物在土壤中不斷移動，其穩定性較差，可能會產生氧化、分解等情況，對土壤的活性能產生一定的影響。適當的對土壤實行免耕秸稈覆蓋還田，能有效提升土壤中碳含量，能改善土壤中的營養情況，同時對土壤的通氣性產生一定的影響。免耕秸稈覆蓋還田能對土壤以下5cm之內土壤層中的有機碳轉換以及腐化過程產生影響，并能在土壤腐化的過程中增強土壤中的活性，提升土壤中有機碳以及碳庫管理水平。該還田方式能有效提升土壤中的肥力，對于種植工作產生的影響是較大的。農作物的生產過程中，農作物的產量在一定程度上與活性有機質以及碳庫管理指數有關，并且上述因素與總有機碳量相比，對農作物產量的影響較大。所以評價土壤生產力的重要標準，是短期內土壤中活性有機質的含量以及土壤中碳庫管理指數。

3.2 免耕秸稈覆蓋還田對土壤團聚體中腐殖酸組分含碳量的影響

對土壤中團聚體的形成以及其穩定性產生較大影響的因素是土壤中的有機質含量[4]。團聚體粒徑不同的土壤中，其有機質含量存在一定程度上的不足，并且不同的粒徑對土壤中蘊含的營養成分也是不同的。腐殖酸含量也是對土壤中營養含量以及肥力水平產生影響的重要因素。胡富比是對土壤總腐殖酸含量以及其質量進行體現的重要指標之一。腐殖酸的質量以及數量是當前農業種植過程中受到關注的重點內容。同時，腐殖酸物質的組成以及其數量對土壤中碳的儲存量也能產生一定的影響。據研究表明，免耕秸稈覆蓋還田能有效促進土壤生成聚體，并且聚體的體積能達到0.25mm以上。農民通過免耕秸稈覆蓋還田能增加提高土壤中腐殖質的含量以及質量，提供更加充足的營養成分，改善土壤中水、肥力等條件，為種植工作的運行提供更好的基礎。

不同粒級的水在團聚體中穩定，均會對土壤中腐殖質的含量以及性質產生不同的影響。不同粒級的團聚體中含有的富里酸等均有所不同，是對土壤質量以及土壤性質產生影響的重要因素。如果富里酸含量較多，則能有效保證土壤的穩定性，并且土壤中的腐殖質在分解的過程中能大量堆積，對農田的碳循環情況產生積極的影響。土壤中腐殖質內活躍度最高的物質是胡敏酸，其組成情況以及性質對土壤情況產生的影響也是較大的，能保證土壤中的肥力提升。

不同的耕作方式對腐殖質情況也能產生是一定的影響[5]。免耕秸稈覆蓋還田方式對于不同粒級團聚體中的腐殖質積累情況能產生較大的影響。但是在免耕秸稈覆蓋還田的過程中，對于團聚體產生的影響是有一定差異的。該差異體現在粒徑的不同中，不同粒徑中產生的差異具有顯著性。在粒級團聚體在0.053mm范圍內以及0.25～2范圍內，土壤采用免耕秸稈覆蓋還田方式，能顯著提升土壤中富里酸碳的含量。團聚體在0.25～0.053范圍內，蘊含的富里酸碳含量的變化無明顯的規律性。一般情況下，粒徑大聚集體以及較微聚集體腐殖質中的碳含量相對較多，團聚體在0.25～1范圍內，其腐殖質碳含量能達到最高的趨勢。

在土壤中5cm以上的土層中，實行免耕秸稈覆蓋還田方式的土壤中胡敏酸以及富里酸的含量能明顯提升。說明對土壤實行免耕秸稈覆蓋還田，能促使土壤表層有機質得以積累，能有效提升腐殖質的質量。與傳統耕作方式相比，實行免耕秸稈覆蓋還田方式，能對土壤20cm深度以上的土壤層中胡敏酸含量提升，并降低富里酸含量。

3.3 免耕秸稈覆蓋還田對土壤團聚體腐殖酸分子結構的影響

腐殖質是結構相對復雜的物質，其是由有機質以及微生物經過分解與合成等過程，最終形成的天然準高分子物質。其重點組成元素為富里酸、胡敏酸以及胡敏素等。腐殖質并不是單一的物質，而是有羥基、酮基等各種功能的幾何體。腐殖質的組成是在不同機理以及金屬元素等相結合，進而產生的物理行為以及化學行為。腐殖質的分子結構、元素組成均會對土壤中腐殖質的化學性質產生一定的影響。腐殖質屬于非溶解性，并且其分子結構大小不一，對其結構以及性質的研究工作均能產生一定的影響。

使用不同土壤處理方式下，土壤中腐殖質的性質以及機構均能存在一定的區別。相較于傳統土壤處理方式，免耕秸稈覆蓋還田方式能讓土壤中木質素以及多糖實現礦化，能促使芳香化合物的形成。同時，增加土壤中的腐殖質含量，能有效促進團聚體中胡敏酸分子復雜程度降低，能讓其分子結構變得更加簡單。

在研究過程中，使用焦磷酸鈉以及氫氧化鈉測定土壤中腐殖酸的含量，會對最終結果產生一定的影響。因此，在實驗過程中能使用碳13核磁共振光譜度土壤中的樣品進行測定。該測定方式能更加明確的認識到腐殖質中的分子結構，能了解其組成情況。結果表明，使用免耕秸稈覆蓋還田方式下，土壤中的腐殖質含量不同。其中在2～0.25mm范圍內的團聚體，其腐殖質中脂族性能明顯降低，其芳香性能明顯增加。同時，在不同團聚體中，腐殖質中各種元素的含量將產生不同的差異。土壤中團聚體在0.053以下的范圍內，免耕秸稈覆蓋還田對腐殖質產生的影響也較大，能更加有效的促使其分子穩定性提升。在一定程度上，土壤中腐殖質的分子組成與土壤中的碳含量以及結構能產生較大的影響。因此，對土壤實行免耕秸稈覆蓋還田方式，能有效改善土壤中的碳結構。

4 結論

綜上所述，免耕秸稈覆蓋還田對于土壤含碳量、土壤結構性以及養分情況均能產生影響，該方式較為環保，能節省資源，同時能有效轉變土壤情況，為種植工作提供更加優質的環境。但對于不同情況的土壤以及不同種植需求，免耕秸稈覆蓋還田方式對土壤產生的影響也是不同的。因此，農業種植人員應根據土壤的設計情況，及時調整還田方式，為農業種植工作的運行情況奠定基礎。

參考文獻

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