Journal of Agricultural Sciences
2017年6月 Jun.
Vol.38 No.2
文章编号= 1673-0747(2017)02-0019-04
2017
宁夏引黄灌区土壤物理性状
对玉米洁杆还田的响应
李世忠，冯海东，解倩，李蕴雅
(宁夏农业勘查设计院，宁夏银川750002)
摘要：对宁夏引黄灌溉平原地区秸秆还田项目区内土壤物理性状进行监测，研究秸秆还田对土壤物理性质的 影响.结果表明：秸秆还田能改善土壤物理环境，提高土壤孔隙度和含水量，降低土壤容重.秸秆还田后，土壤容 重较还田前显著降低（P<0.05)，降低比例达到18.6%，较上年同期减少10.9%曰土壤孔隙度显著提高（P<0.05)， 较秸秆还田前增加12.99%，较上年同期提高7.29%; 土壤含水量也有显著提高（P<0.05)，较还田前提高
16.2%，较上年同期提高4.95%.
关键词：秸秆还田；土壤容重；土壤含水量；土壤孔隙度 中图分类号:S152
文献标志码:A
秸秆还田是低耗持续的农业生产方式，是秸秆 肥料化利用最主要的途径，也是农作物秸秆最经济 可行、最易于推广操作的综合利用方式[1-21.2015年 宁夏秸秆综合利用情况统计表明，全区秸秆资源总 量达到700万t，其中玉米秸秆量475万t，占全区 作物秸秆总量的68%.宁夏引黄灌区是宁夏的主要 农业种植区[3，作物生长主要依赖于化肥，随着种植 年限增加，灌区土壤次生盐渍化加重、养分失衡、作 物根系分泌物及病原菌不断积累，农田生态环境恶 化，形成了一系列对作物生长的逆境条件，导致作物 产量和品质下降，严重制约农业的可持续发展.因 此，在宁夏机械化程度较高的引黄灌溉平原区积极 引进玉米秸秆生物还田技术具有重要的现实意义. 一方面，通过秸秆还田技术的推广应用，将玉米秸 秆转化为作物生长所必须的肥料加以充分利用，推 进绿色农业生产的同时，也促进了农业的可持续发 展[41曰另一方面，秸秆还田对提高土壤肥力，改善土 壤理化性质，增加土壤微生物和酶活性，降低土壤重 金属污染，防止农田土壤沙化、盐渍化和改善农业生 态环境有重要的作用[5-91.本试验选取宁夏引黄灌溉 平原秸秆生物还田土壤质量监测与评价项目区的典
型样地，研究玉米秸秆还田前后土壤容重、孔隙度、 水分的变化，拟为玉米秸秆生物还田技术在改善该 地区土壤物理性质方面提供数据支撑.
1材料与方法
1.1试验地概况
试验于2015—2016年在平罗县宝丰镇陆渠村
(39毅01忆耀39。02忆1\\1，106。42忆~106。43^)进行.该地区属
温带大陆性季风气候，多年平均气温9.0益，降水量 175.1mm，日照时数2 387.9 h，无霜期171d.试验区地势平坦开阔，海拔1 088 m，北侧有昌渠灌溉，农业 灌排基础设施较完善.区内土壤为灌淤土，较肥沃， 轻度盐渍化，适宜种植小麦、玉米和蔬菜，2015年种 植玉米.秸秆还田于2015年10月进行，玉米成熟收 获后用机械粉碎秸秆并均勻覆盖地表，秸秆粉碎长 度小于10 cm，留茬高度小于5 cm.秸秆腐熟剂施用 量为3~5kg/667 m2,加10 kg尿素，与适量潮湿的细 砂土混勻撒在秸秆上.在施用腐熟剂后，采取机械旋 耕、翻耕作业，将粉碎的玉米秸秆、尿素与表层土壤 充分混合，及时耙实，秸秆翻入土壤后，浇水调节土 壤含水量，保持适宜的湿度.
收稿日期= 2016-10-19
基金项目：宁夏土壤与植物营养创新团队资助项目
作者简介：李世忠（1981—)，男，农业工程师，主要从事农业遥感、资源调查及生态环境方面的研究.
20
农业科学研究
第38卷
1.2
试验设计
针对监测内容，本试验共设置3次取样，取样时 间分别为2015年4月14日（玉米种植前）、2015年 10月10日（玉米秸秆还田前）、2016年3月29日 (玉米秸秆还田后).每次取样个数为4,斜线式等距 (约200 m)取样，利用GPS定点取样，即每次取样的 位置相同，为定点监测.每个样点设置3次重复（间 距控制在1m范围内），供试土样用1/2法混合均勻后 带回实验室化验.取样层次分为0耀20 cm和20耀50 cm曰 测定每个土样的物理指标(容重、孔隙度和水分），各 进行3次重复.1.3测定项目
1)
土壤含水量.将采集于铝盒的新鲜土壤(105±2)益的恒温干燥箱中烘6~8h，于干燥器中冷 却后称质量：
H2O
(%)=
m1-m2
m1-m0
式中:m1为烘干前铝盒及土壤质量，单位g曰m2为烘 干后铝盒及土壤质量，单位g; m。为铝盒质量，单位g.
2) 土壤容重.将采集于容积为100 cm3环刀内的
新鲜土壤样品放置在电子天平上，现场称质量计算：
dv(g*cm-3) =
(m2-m1)x(100-«H2〇)
V x100
式中：m2为环刀及湿土质量，单位g;m1为环刀质 量，单位g; V为环刀容积，单位cm3.
3) 土壤孔隙度.采用土壤容重和土壤密度进行 计算，土壤密度取值2.65g/cm3.
P(%) = (1-各ds
)x100.
式中:dv为土壤容重，单位g/cm3; ds为土壤比重，单 位 g/cm3.
1.4数据统计分析
使用Excel2010进行数据处理，Origin8.5软件 作图，SPSS19.0进行方差及差异显著性分析（P< 0.05).
2结果与分析
2.1
不同处理各时期土壤容重的变化
如图1所示，玉米种植前0耀50 cm 土壤的平均
容重为1.124g/cm3.同年，玉米种植后、秸秆还田前 土壤的平均容重为1.201g/cm3.次年，玉米秸秆还田 后土壤平均容重为1.013g/cm3. 土壤容重在秸秆还 田后较还田前有显著降低(P<0.05)，降低比例达到
18.6%，秸秆还田后土壤容重平均较上年同期减少 10.9%.
米样时间
图1
秸轩还田对土壤容重的影响
注:Ti为2015年4月14日（玉米种植前）；丁2为2015年
10月10日（玉米秸秆还田前）；丁3为2016年3月29日（玉米
秸秆还田后）;小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05).
2.2不同处理各时期土壤孔隙度的变化
由图2可知，玉米种植前0耀50 cm 土壤的总孔
隙度为57.58%.同年，玉米种植后、秸秆还田前土壤 孔隙度为54.67%.次年，玉米秸秆还田后土壤孔隙度 为61.77%.土壤孔隙度在玉米秸秆还田后明显高于 秸秆还田前(P<0.05)，平均增加比例达到12.99%， 且土壤孔隙度在秸秆还田后平均较上年同期（玉米 种植前)提高了 7.29%.
米样时间
图2
秸轩还田对土壤孔隙度的影响
注:T1为2015年4月14日（玉米种植前）；丁2为2015年
10月10日（玉米秸秆还田前）；丁3为2016年3月29日（玉米
秸秆还田后）曰小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05).
2.3不同处理各时期土壤水分含量的变化
由图3可知，玉米种植前0耀50 cm 土壤的平均 含水量为39.68%.同年，玉米种植后、秸秆还田前土 壤平均含水量为35.85%.次年，玉米秸秆还田后土
于第2期李世忠等:宁夏引黄灌区土壤物理性状对玉米秸秆还田的响应
21
壤平均含水量为41.64%.土壤含水量在秸秆还田后 较还田前有显著提高（P<0.05),提高比例达到 16.2%.秸秆还田后土壤含水量较上年同期平均提高 4.95%.
。
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米样时间
图3
秸轩还田对土壤含水量的影响
注:Ti为2015年4月14日（玉米种植前）；丁2为2015年
10月10日（玉米秸秆还田前）；丁3为2016年3月29日（玉米
秸秆还田后）曰小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05).
3结论与讨论
3.1秸秆还田对土壤容重的影响
土壤容重作为土壤物理性质的重要指标，可以 反映土壤的松紧和结构状况[101.在土壤质地相似的 条件下，容重小，表明土壤疏松多孔，结构性良好;容 重大，表明土壤紧实板硬，缺乏团粒结构.对于作物 生长发育来说，土壤过紧妨碍根系伸展[111.
土壤容重在秸秆还田后较还田前有显著降低 (P<0.05),降低比例达到18.6%，秸秆还田后土壤容 重平均较上年同期减少10.9%.说明玉米秸秆还田 能够增加土壤孔隙度，减少土壤容重，这与庞党伟 等[121的研究结果一致.秸秆还田能够降低土壤容重， 可能是因为与土壤相比秸秆的密度较小，秸秆还田 后由于腐解反应不是十分完全，秸秆残体与土壤的 混合会降低土壤容重；同时秸秆覆盖能够减少地表 裸露，缓解外力对土壤结构的挤压，从而降低土壤容 重，提升土壤总孔隙度，有效抑制土壤板结[13.3.2秸秆还田对土壤孔隙度的影响
土壤孔隙度是土壤物理性质的重要组成部分， 它关系到土壤水、气、热的流通和贮存状况，并影响 着作物的根系生长和养分吸收[141.孔隙度主要由毛管 孔隙度和通气孔隙度组成，而良好的通气透水条件 不仅能够促进土壤微生物活动，而且能够增强土壤
养分的转化与供应，从而有利于作物生长[151.
土壤孔隙度在玉米秸秆还田后明显高于秸秆还 田前(P<0.05),平均增加比例达到12.99%，且土壤 孔隙度在秸秆还田后平均较上年同期(玉米种植前) 提高7.29%.说明秸秆还田可以提高土壤孔隙度，改 善土壤通气状况，从而有助于提高作物产量.3.3秸秆还田对土壤水分含量的影响
土壤水分状况是土壤的重要性质之一，也是土 壤系统养分循环和流动的载体，是影响作物生长发 育和产量形成的重要因素，同时也在影响土壤物理 特性及植物生长过程中起着关键性作用[161.
土壤含水量在秸秆还田后较还田前有显著提高
(P<0.05),提高比例达到16.2%.秸秆还田后土壤含 水量较上年同期平均提高4.95%.由此可知，秸秆还 田能够提高土壤含水量，改善土壤水分状况，这与陆 文涛等[171的研究结果一致.这可能是因为秸秆覆盖减 少了地表裸露，从而表层水分蒸发减少，起到了保墒 蓄水的作用，同时残存在土壤中的秸秆改善了土壤 的孔隙状况，提高了土壤水分的入渗能力，增加了 土 壤含水量.
4小结
玉米秸秆还田后，经过近半年的分解腐熟，与上 一年度同期相比，土壤容重呈现下降趋势，且土壤含 水量和孔隙度也略有提高.因此可以得出，玉米秸秆 还田能够改善土壤物理性质，降低土壤容重，提高土 壤含水量和孔隙度.
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Effect of maize straw returning on soil physical properties
in Ningxia Yellow River irrigation area
Li Shizhong, Feng Haidong, Xie Qian, Li Yunya
(Ningxia Agricultural Institute of Survey & Design, Yinchuan 750002, China)
Abstract： Through a whole year's monitoring of soil physical properties in the project area of straw returning to Ningxia yellow river irrigation area, the effect of straw returning on soil physical properties was studied. The results showed that straw returning could improve soil physical environment, increase soil porosity and water content, and decrease soil bulk density. After straw returning, soil bulk density was significantly decreased compared with those before returning
(P < 0.05), and the
proportion reached 18.6%, Compared with the same period of last year decreased by 10.9%; After straw returning, soil porosity was significantly increased(P < 0.05), which increased 12.99% compared with before returning, and increased 7.29% compared with the same period of last year; After straw returning, the soil water content also significantly increased
(P < 0.05),
and the proportion reached 16.2% compared with before straw returning to field, which increased by 4.95% compared with the same period of last year.
Key words： straw returning to field; soil bulk density; soil water content; soil porosity
(责任编辑、校对魏乐）
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