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1、稻麦秸秆不同部位在淹水土壤中腐解进程的差异随着我国粮食产量不断提高 ,各种作物秸秆产量相应增加 , 目前秸秆年产量 己突破 7 亿 t, 其中稻麦秸秆增加量尤其突出。 加之全社会环保意识的不断加强 , 秸秆露天焚烧现象目前已得到有效的控制 , 秸秆直接还田正日益普及。大量秸秆直接还田 , 势必影响农田土壤理化及生物学过程 , 进而影响下茬作 物幼苗的生长。因此 , 探究秸秆在土壤中的腐解过程对于阐明秸秆还田对土壤肥 力与作物生长的影响机制以及秸秆还田配套措施的制订具有重要意义。水稻与小麦等禾谷类作物的秸秆通常有叶鞘包裹 , 茎秆与叶鞘在组成与性质 上存在较大差异 , 而目前关于水稻和小麦秸秆的
2、茎秆与叶鞘在土壤中腐解进程差 异的研究报道尚不多见。本研究以水稻和小麦秸秆为材料 , 将秸秆分为茎秆及叶 鞘两部分 , 通过测定淹水培养过程中茎秆和叶鞘的质量亏损和秸秆材料中可溶性 糖、半纤维素、纤维素、木质素的含量变化以及土壤溶液中的溶解性有机碳 (DOC) 含量、NH4浓度、pH的动态,分析水稻、小麦秸秆的茎秆和叶鞘在腐解进程上 的差异及其与施氮的关系。主要研究结果如下： (1) 水稻、小麦秸秆中茎秆和叶鞘占秸秆总重的比例存 在差异 , 水稻秸秆中茎秆和叶鞘分别占秸秆总重的 37%和 63%,而小麦秸秆中两者 分别占 56%和 44%。水稻秸秆茎秆的 C/N 显著低于叶鞘 , 而小麦秸秆正
3、相反。无论是水稻秸秆还是小麦秸秆 , 茎秆的纤维素含量显著高于叶鞘 , 而半纤维 素及木质素含量显著低于叶鞘 , 茎秆与叶鞘在可溶性糖含量上无明显差异。 (2) 稻麦秸秆中茎秆和叶鞘的腐解均表现为前期快后期慢的特点 , 其中小麦叶鞘前期 腐解速率最大 , 小麦茎秆最慢。随着腐解进程的推进 , 四者的腐解速率不断下降 , 且小麦叶鞘腐解速率下降 幅度最大。至培养结束 (60d), 累积腐解率为小麦叶鞘 > 水稻叶鞘 > 水稻茎秆 > 小麦茎秆。在完成相同的腐解进度时 , 小麦叶鞘所需时间最短 , 而小麦茎秆所需时间最 长。说明小麦秸秆在淹水腐解的初期由于叶鞘的快速腐解表现出整体
4、腐解速度较 较高, 但因其茎秆腐解较缓慢 ,很快进入腐解缓慢期； 故小麦秸杆快速腐解时期集 中在初期 ,总体腐解困难 , 腐解周期长。而水稻秸秆的茎秆和叶鞘腐解速率相当 , 具有一个较长时间的快速腐解阶段。 实验中施氮对于水稻茎秆和叶鞘的腐解有飞定的抑制作用 , 表现在降低了水稻茎 秆和叶鞘的累积腐解率；对于小麦茎秆和叶鞘的腐解则有一定的促进作用 , 表现 在施氮提高了小麦茎秆和叶鞘的累积腐解率；此外 , 施氮均提高了稻麦茎秆和叶 鞘的初始腐解速率。(3)经60d腐解，水稻秸秆茎秆和叶鞘可溶性糖的累积腐解率分别为 80.3%和 76.1%, 而小麦秸秆分别为 64.2%和 72.4%；四种秸秆
5、材料中 , 小麦秸秆叶鞘中可溶 性糖腐解速率最快 , 而小麦茎秆可溶性糖腐解最慢。 与水稻秸秆相比 , 小麦茎秆中 半纤维素与木质素较难腐解 ,60d 累积腐解率仅分别为 38.5%和 28.4%；而小麦叶 鞘中半纤维素与木质素的起始腐解速度较快 , 但随腐解时间的延长下降幅度较大。秸秆材料中纤维素腐解特征与半纤维素和木质素明显不同 , 水稻叶鞘纤维素 的起始腐解速率最快 , 但下降幅度也最大；小麦茎秆纤维素起始腐解速率最慢 , 但衰减幅度很小。从完成相同腐解进度所需的时间来看 , 水稻秸秆纤维素腐解主 要在前期进行 , 而小麦纤维素的腐解持续时间较长。施氮抑制了水稻茎秆和叶鞘的半纤维素 ,
6、水稻茎秆、小麦茎秆和小麦叶鞘中 纤维素以及水稻茎秆、水稻叶鞘和小麦茎秆木质素的腐解 , 而对于小麦茎秆和叶(4)鞘半纤维素、水稻叶鞘的纤维素及小麦叶鞘的木质素腐解有一定的促进作用 供试秸秆材料的腐解提高了土壤中 DOCK水平,所有处理中D0O度呈先上升后 下降的趋势,水稻茎秆处理的DOGW值最高,小麦茎秆的DOGW值最低。土壤溶液 pH 在 6.4-8.4 之间波动 , 到培养期结束时 , 不同秸秆处理土壤溶液pH的高低次序为：水稻茎秆与水稻叶鞘 >小麦茎秆与小麦叶鞘。水稻茎秆和 小麦叶鞘处理前15d 土壤溶液NH4報度较高，随后趋于平稳，而小麦茎秆处理土 壤溶液中NH4浓度缓慢上升，但其浓度远低于其他三种秸秆材料处理。施氮降低了水稻茎秆和小麦叶鞘处理的腐解前期DOC峰值，但提高了土壤溶液中NH4+勺浓度。
