水稻秸秆还田对土壤含水量的影响

JacelynT47

工作者已在秸秆还田对培肥土壤及提高作物产量等方面做出了大量研究，并且积累了大量资料。研究显示，施用作物秸稈能够提高耕层土壤孔隙度、改善土壤通气状况、降低土壤容重、提高土壤蓄水保肥能力[9]。但是，目前秸秆还田后对土壤含水量影响的研究较少。鉴于此，笔者研究了水稻秸秆还田后土壤中含水量的变化。
1材料与方法
1.1试验材料试验材料包括水稻秸秆、盆钵、铝盒等，装盆土壤为黄褐土。
1.2试验设计水稻秸秆还田到油菜田的设计采用盆栽试验。试验共设7个处理，其中处理①～③为无油菜处理组，且在整个试验过程中不浇水;④～⑦为有油菜处理组，为保障油菜的正常生长，定期每7 d浇水1次，浇水量为500 mL。
秸秆还田的方法：采用手工裁剪的方法，将秸秆粉碎，使其长度变成约1 cm，并根据表1的处理方式进行秸秆还田的操作。
秸秆还田量的确定：根据盆钵面积（314 cm2）的大小确定具体秸秆数量。
平行试验的设定：为提高试验数据的可靠性，每个处理均设置平行试验。
1.3试验方法
1.3.1土样的采集。每隔7 d进行1次土样采集。在土样采集过程中，应使浇水时间与采集时间间隔尽量大且间隔一致，减少因浇水对土壤含水量的影响;同时，在土样采集时，采集盆钵同一位置的土样，并去除土样中的石块、秸秆等杂质。
1.3.2土样含水量的测定。试验采用烘干称重法，将采集到的土样经过去杂处理后，准确称取5 g土样放入铝盒中，在110 ℃的烘箱中烘制6 h后，取出土样再进行称量，并记录数据，前后2次土样重量之差即为土样的含水量。为了保证数据的可靠性，设置平行对照，各处理的土壤含水量取2次的平均值。
2结果与分析
2.1不同处理随时间延长土壤含水量的动态变化
经过多次取样分析，得到各处理在不同时间段土壤的含水量。从图1可以看出，随着时间的不断推移，不同处理方式的土壤含水量整体都呈下降的趋势，但其下降速率各不相同。在不同处理中，1/2量平铺处理（处理③和⑥）的土壤含水量最多，其他处理则呈交替变化，无一定的规律。其中，无油菜种植处理（处理①～③）由于无外来水源，土壤含水量一直呈下降趋势，而有油菜种植处理（处理④～⑦）由于有外来水源，土壤含水量整体呈下降趋势，仅有部分阶段（3月12日、4月9日）土壤含水量呈上升的趋势，因此土壤含水量变化情况更复杂。
2.2不同处理在相同时间土壤含水量的比较
2.2.1无油菜种植处理。在相同取样时间，由于采取的处理方式不同，使得土壤含水量也存在着一定的差异。从图1可以看出，在無油菜种植处理中，相同取样时间1/2量平铺处理（处理③）的土壤含水量明显比其他2个处理（处理①、②）高，而1/2量混合处理（处理②）和空白对照处理（处理①）的土壤含水量相差较小，且两者大小交替变化，无明显规律。
2.2.2有油菜种植处理。由于种植油菜及定期浇水的缘故，有油菜种植处理的土壤含水量变化情况比无油菜种植处理更复杂。由图2可知，1/2量平铺处理（处理⑥）的土壤含水量最高，其次为全量混合处理（处理⑦）和1/2量混合（处理⑤），空白对照（处理④）的土壤含水量则相对最少。处理⑤和⑦的土壤含水量的变化趋势显示，在相同时间段内，处理⑦的土壤含水量较大，且变化较稳定。
2.3相同处理方式不同时间段土壤含水量的差异
2.3.1无油菜种植处理。相同的处理方式，随着时间的变化，其土壤含水量也会有一定的差异。从图3可以看出，在无油菜种植及外来水源的前提下，随着时间的推移，各处理土壤含水量均呈下降的趋势，且下降速率各不相同。其中，在整个试验过程中，处理③的土壤含水量无明显下降，其下降速率也最缓慢;处理①和②均在3月5、19日出现较明显的下降;而处理①在2月27日、3月5日、3月13日、3月19日、3月26日、4月2日均呈下降趋势，但7月5日取样得出的土壤含水量则呈升高的趋势;处理②的土壤含水量在3月26日呈下降的趋势，在4月2日呈不太明显的上升之后，4月9日又开始下降，且3月26日的土壤含水量较之前有明显的降幅。
2.3.2有油菜种植处理。从图4可以看出，空白处理（处理④）和1/2量混合处理（处理⑤）的土壤含水量均呈先上升后下降，最后再上升的趋势，并且均在4月2日达到最低点，不同之处表现在空白处理是在3月5日土壤含水量达到最大值，而1/2量混合处理则是在3月12日土壤含水量达到最大值;而1/2量平铺处理（处理⑥）和全量混合处理（处理⑦）的土壤含水量则呈先上升后下降的趋势，不同之处是处理⑥在3月12日土壤含水量达到最大值，处理⑦则在3月5日达到最大值。此外，处理④和⑤在2月27日、3月5日、3月12日的土壤含水量变化较小，从3月19日出现较大变化;而处理⑥和⑦则是在2月27日、3月5日、3月13日、3月19日、3月26日变化不大，到4月2、9日才出现较大的变化，但处理⑦在2月27日、3月5日、3月13日、3月19日、3月26日的变化速率比处理⑥小。
3结论
（1）在整个盆栽试验过程中，土壤含水量在不同处理方式下的秸秆还田呈一定规律，所有处理的土壤含水量整体呈下降的趋势，但下降速率各不相同，并随着时间的推移，土壤含水量不断降低。
（2）在不同时间不同处理方式下，均以1/2量平铺处理的土壤含水量最大，说明采用平铺的方式比其他处理有更好的护水能力，其原因可能是平铺在土壤表面的秸秆减少土壤与外界的接触，在土壤上方形成保护层，从而减少土壤水分的挥发。
（3）从1/2量混合和全量混合处理比较可以看出，土壤含水量与秸秆的还田量有关。由试验数据分析可知，秸秆还田量越大，土壤含水量就越大，且变化更稳定。
（4）在种植农作物及定期浇水的前提下，土壤含水量的变化较复杂，但仍然可以看出不同秸秆还田的处理方式对土壤含水量造成的影响不同。
（5）由于该试验是在室外大棚中进行的，并且时间跨度较长，除对土壤处理方式的不同外，还需考虑其他因素对该试验的影响，如温度等。各处理土壤含水量在2月27日、3月5日、3月12日的变化均不大，之后土壤含水量变化明显，下降速率明显加快。由于3月12日后气温不断升高，一方面加速土壤自身的挥发，另一方面也加快油菜的蒸腾作用及生长速度，使得土壤中的水分急速减少。
综上分析可知，秸秆还田能改变土壤的一些性质，使土壤含水量发生变化;土壤含水量与秸秆的还田量存在一定的联系;采用平铺的方式更有利于土壤水分的保持。对秸秆还田的不断深入研究显示，秸秆还田除对土壤含水量有影响外，对土壤其他性质也有影响。已有大量研究表明，秸秆还田能够有效增加土壤有机质含量、改良土壤、培肥地力，特别对缓解我国氮磷钾肥比例失调的矛盾、弥补氮磷钾肥不足有十分重要的意义[10]。秸秆还田与土壤肥力、环境保护、农田生态环境平衡等密切相关，已成为持续农业和生态农业的重要的内容，具有十分重要的意义。
参考文献
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