秸秆还田对土壤氮素转化的影响
植物营养与肥料2002,8(2/:162-167
PlantNutritionandFertilizerScience设计工作
秸秆还田对土壤氮素转化的影响
李贵桐，赵紫娟，黄元仿，李保国
(中国农业大学资源环境学院，北京100094)
摘要：利用原状土柱田问培养法，测定了冬小麦，夏玉米农田土壤氨(Nj索的年净矿化量；利用氯仿熏蒸浸提茚三酮
反应氨法测定了土壤微生物量氯的数量；利用连续流动分析仪测定了土壤表层无机氯的含量结果表明，在冬小
麦秸秆覆盖，夏玉米秸秆翻埋的土壤中，第1年土壤氯净矿化量为N210kg/hm，第2年为179妇/Itrrt2,2年的净矿
化量均基本与同期施氨量相当.在秸秆不还田的土壤中，第1年土壤氮净矿化量为N164kg/hm，第2年为
248kg/hm，年际变化较大翻埋玉米秸秆导致小麦季土壤表层无机氨数量增加，引发土壤氨矿化的正激发效应;
表层覆盖小麦秸秆对玉米季土壤表层无机氨的影响不明显.秸秆还田后，每个生育期开始时，土壤微生物量氨比
不还田土壤的增加72%～234%.每个生育期结束时增加34%～72%.在实施秸秆还田的最初2年内，土壤微生物
量但瓤处于动态调整阶段，尚未达到新的稳定状态.
备课的重要性
关键词：土壤氨矿化；原状土柱田间培养法；秸秆还田土壤微生物量氨
中圈分类号:s141.4文献标识码:A文章编号:1008—505X(2002)02—0162—06 Effectofstrawreturningonsoilnitrogentransformation
L1Gui-tong,ZHAOZi-juan,HUANGYuan-fang,LIBat~guo
CollegeofRe.~urceandEnvironment,(tAgricultuUni~rsity,Be02ng100094.China Abstract:Theamountofsoilnitrogennetmineralizationinfieldcroppedwithwinterwheatan
dsummermaize
wasmeasuredbyinsituincubationmethod.Thesoilmicrobialbiomassnitrogenwasmeasure dbychloroformfu- migationextractionandninhydrinreactivenitrogenmethod.ThesoilinorganicNwasmeasur edbycontinued
flowanalysisinstrument.Inthesoi1coveredwithwinterwheatstrawinsunmlerandincorpor atedwithsummer
maizestrawinautumn.thenetNmineralizationwas210kg/hminthefirstyear,179kg/hrinthe cond
year.ThenetmineralizationwasapproximatelyequaltOtheamountofappliedN.Inthenonstr awreturning
soilthenetmineralization"was164and248kg/hm2inthefirstandcondyear,respectively.I ncorporating
maizestrawtothe,soilresultedinincreaofinorganicNduringwheatasonandpositiveeffe ctofs0llNminer
alization.SurfacingwheatstrawinsummergavenosignificantdifferenceinsollinorganicN. Thesoilmicrobiat
biomassNinstrawreturningsoilW8872～234greaterthanthatinthenon-strawreturningatbeginningof
eachason.andwas34～72%greateratendingofeachason.Thesoilmicroblatbioma~sNinstrawreturn- ingsoilalternateduringthefirst2yearsanddidnotbestableatanewleve1.
Keywords:soilNmineralization;insituincubationmethod;strawreturning;soilmicrobialbi oma~N
土壤中有机态N经矿化作用形成的无机态N.
是作物营养的重要来源，即使在施用N肥的情况
下，作物吸收的N中至少也有5O%来自土壤有机N
的矿化.土壤有机N的矿化作用是以土壤生
物活动，特别是土壤异养微生物活动为主导的生物
化学过程，作物秸秆还田时，秸秆中大量有机碳(c)
的介入，会使土壤N矿化/固持过程的强度和时间
发生重大变化，从而影响土壤无机N的动态变化.
收稿日期:20010l16
基金项目：国家重点基础研究发展规划项目(G1999011709)；中澳音作项目(ACIAR,LWRI/96/164j资肪
作者简介：李贵桐(1968一j，男.北京顺义人.博士，副教授，主要从事土壤生物学，农田养分循环研究
2期李贵桐，等：秸秆还田对土壤氮索转化的影响l63
实验室预测土壤N矿化数量的方法很多.
其共同缺点是忽略了田问情况下土壤，植物和环境
问复杂的相互作用对N矿化产生的影响.在田
间条件下，利用原状土柱培养法测定出的土壤N净
矿化数量，由于水，气，热，土壤结构等条件基本接近
田问的真实情况，因此比较可靠'.在实验室内
研究秸秆和无机N肥混施对土壤N矿化的报道也
很多'】，而田问情况下的研究较少.本文采用原
交友典故状土柱田问培养法，实地测定秸秆还田措施对土壤
丽字成语N净矿化作用的影响.
1材料与方法
1.1试验地概况
试验布置在中国农业大学河北曲周实验站冬小麦夏玉
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米试验田内试验地表层土壤基本性质:pH7.8.土壤有机
法定代理质970g/kg.全N067g/kg，全P709g/kg，全K486
g/kg，有效P115mg/kg,CaCO49.81g/kg，电导率016
word对比
Ms/cm，土壤容重140g/cm，粘粒1468g/kg，砂粒ll37
g/kg.试验开始前，试验地多年只施化肥，秸秆不还田.试
验开始后，每年9月底收获夏玉米,l0月初施底肥(碳铰
1250kg/hm!，过磷酸钙750kg/hm)，随后播种冬小麦.l2
月初灌薄水.次年春季，根据苗情，在3～4月初随灌溉撒施
碳铰或尿素.小麦生育期内依据张力计读数进行必要的灌
溉.6月l0日左右收获冬小麦.不耕翻,6月15日左右直接
播种夏玉米7月中下旬随灌溉撒施碳铰或尿素，或随降雨
撒施生育期内根据土壤吉水量情况随时灌溉9月25日
左右，灌水一次，为随后的冬小麦播种准备所有灌溉均是
犬水漫灌.每次约lO00m/hm.
1.2试验设计
试验设2个处理，分剐为秸秆不还田区(CK)和秸秆还
田区LSR).面积各600rn.井在各处理区内随机确定6个采
样微区，每个约4m.秸秆还田区，每年9月底收获夏玉米
时，将玉米秸秆粉碎井翻埋进土壤表层20era处.6月10日
左右收获冬小麦时，将小麦秸秆粉碎覆盖=在秸秆不还田
区，收获玉米时将秸秆移出.收获小麦时将秸秆就地焚烧
其它田间管理措施相同.施肥量和秸秆还田量见表1，试
验从1998年10月开始,2000年l0月结束
表1试验期间田间施肥和秸秆还田的情况
Table1MethodofNfertilizerapplicationandstrawreturningintheexperimentfield
l：净施肥量为施肥量减去施肥后10天内氨态挥发损戋量之后的数量.
公车系到31)thenet…untof(erti]izer…uLtistheval~ethatthe…nloffertilizerapplicatkmminusthe~Ir[OHntofa~mloniavolatilizetienwithi.1fl
days~f:erapp]icauon
1.3采样和测定
13.1土壤无机N和N净矿化量每年3月初，在所确定
的微区中进行采样，后每次采样均在此微区内进行在微
区内选取一点，垂直打卜PVC管，使管内土柱高度至15cm
1]米季PVC管上日罩一纸杯).然后紧靠该管.用特制钢
钻取土2次，深度均为15cm，放人塑料袋中.以备铡定培养
开始时的无机N约IOd后，取PVC管中的土壤，以备测定培养10d后的无机N然后再次打下Pvc管井取营外土壤，如此连续进行.遇施肥或浇水，提前终止本馥培养，并在施肥或浇水后2～3d开始下一次培养.
土样取回实验室后，立即用l~ntn筛处理(土壤较湿时,
用2rnm筛)，挑去筛下士壤中可见的根系和有机残体不能当天过筛的样品，可放在冰箱砖藏室中保存l～2d用烘干法测定土壤古水量用三角瓶称约20g湿土，加1.0mo【/L
164植物营养与肥料8卷
KC180mL，振荡1h(200r/min)，定量滤纸过滤，滤液冰冻存放，集中测定.
蟪液中的NN和No3N用自动连续流动分析仪(TRAACS2000)测定.其中,N}I4用水扬酸比色法测定,
N用磺胺比色法测定.土壤无机N为N}I4N和
之和.某阶段土壤N净矿化量(~rnet)i的计算如下:
(~rnet).=(N1).(N0).
=
((N}王4+Nq)L)(<N}王4+NO3,0,【
式中:(No)和(N).分别为第i次培养开始和结束时土壤
无机N数量(kg/h).全年或全生育期净矿化量(_rNn)
的计算如下:
丁=∑【NH)i
i1
在土壤净矿化量的计算中，认为在每一计算时段(约
10d)内土壤氨挥发的数量很小，不影响田间尺度下净矿化量的计算.反硝化损失量经试验测定数量极小，也不影响净
矿化量的计算.由于冬小麦返青至成熟期间，较太降雨极少.灌溉的影响通过试验设计已人为排除，故麦季每一计算
