全 文 ：中国生态农业学报 2012年 3月 第 20卷 第 3期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Mar. 2012, 20(3): 297−302


* 安徽省教育厅自然科学基金重点项目(KJ2010A113)、国家水体污染控制与治理科技重大专项(2009ZX07103-002)、农业部农业生态环
境保护项目(2110402-1177)和安徽省 115创新团队“巢湖流域农业面源污染及治理”项目资助
** 通讯作者: 马友华(1962—), 男, 博士, 教授, 主要从事农业环境污染控制等研究。E-mail: yhma2010@yahoo.com.cn
胡宏祥(1971—), 男, 博士, 副教授, 主要从事土壤养分循环与农业面源污染防控等研究。E-mail: hongxianghu@163.com
收稿日期: 2011-09-01 接受日期: 2011-11-11
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2012.00297
油菜秸秆还田腐解变化特征及其培肥土壤的作用*
胡宏祥 程 燕 马友华** 于学胜 项金霞
(安徽农业大学资源与环境学院 合肥 230036)
摘 要 为促进油菜秸秆腐解, 推进农村作物秸秆的资源化利用, 减少秸秆焚烧对环境的负面影响, 培养与
提高土壤肥力, 采用尼龙网袋和田间试验相结合方法, 设置了油菜秸秆不同还田量处理和不同还田深度处理,
研究了油菜秸秆腐解百分率和腐解速率变化特征, 分析了油菜秸秆还田对土壤性质及作物产量的影响。结果
表明, 油菜秸秆还田的腐解百分率随时间延长而逐渐增大, 秸秆腐解速率则早期快后期慢; 随秸秆还田量增
加, 腐解速率降低, 表现为全量还田的秸秆腐解速率<2/3 量还田秸秆腐解速率<1/2 量还田秸秆腐解速率<1/3
量还田秸秆腐解速率; 在种植水稻条件下油菜秸秆还田深度在 10 cm 时腐解速度最慢, 在表层还田腐解速度
最快, 20 cm深还田腐解速度居中。相比对照处理来说, 油菜秸秆还田降低了土壤容重, 增加了土壤有机质含
量, 一定程度上提高了土壤氮磷钾含量(P<0.05)。油菜秸秆还田对水稻作物有极显著增产作用(P<0.01), 增产
幅度在 6.02%∼21.17%之间。本试验对水稻油菜轮作体系下油菜秸秆还田腐解特征进行的研究可为调控油菜秸
秆还田腐解速度, 改善农业生态环境提供参数依据。
关键词 油菜秸秆 秸秆还田 还田量 还田深度 腐解速率 土壤养分 水稻产量
中图分类号: S141.4; S147.5 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2012)03-0297-06
Decomposition characteristics of returned rapeseed straw in
soil and effects on soil fertility
HU Hong-Xiang, CHENG Yan, MA You-Hua, YU Xue-Sheng, XIANG Jin-Xia
(School of Resources and Environment, Anhui Agricultural University, Hefei 230036, China)
Abstract The burning of straw in open air, straw stacking or abandoning are not only resource-wasting, but also seriously impact
surrounding environments, traffic safety, social production and people lives. Although the promotion of rapeseed straw decomposi-
tion and rural crop straw utilization limits the negative impacts of straw burning on the environment and improves soil fertility, so far
not much research has been conducted on rapeseed straw decomposition rate of rice-rapeseed rotation system in Jiang-Huai area.
Different amounts of rapeseed straw were returned to soil at various buried depths in nylon net bags in the experiment. The decom-
position characteristics of the returned rapeseed straws and the effect on soil fertility and crop yield were determined. The results
showed that the decomposition ratio of rapeseed straw after being returned to the field increased with time. The decomposition rate of
rapeseed straw was faster at the initial stage of decomposition but then slowed down right through the final stage of decomposition.
Straw decomposition rate was negatively correlated with the amount of returned rapeseed straw to the field. The order of decomposi-
tion rate was entire amount straw returned to soil < 2/3 amount straw returned to soil < 1/2 amount straw returned to soil < 1/3
amount straw returned to soil. The decomposition rate of returned rapeseed straw on surface soil was faster than that in the 20 cm soil
depth. Also the decomposition rate of returned rapeseed straw in the 10 cm soil depth was the lowest. Returning straw to soil im-
proved soil physical and chemical properties. Not only did it reduce soil bulk density, but it also enhanced soil organic matter and
nutrients in comparison with control treatment (KC) at P < 0.05. Returning rapeseed straw to soils increased rice yield. Yield of CK
treatment was 7 725 kg·hm−2. Also compared with CK, yields of different returned straw-to-soil treatments increased in the range of
6.02%~21.17% (P < 0.01). The study therefore provided the basis for controlling rapeseed straw decomposition rates to promote
298 中国生态农业学报 2012 第 20卷


straw resource utilization and improve agricultural eco-environment.
Key words Rapeseed straw, Returned straw to soil, Straw-returned amount, Straw-returned depth, Decomposition rate, Soil
nutrient, Rice yield
(Received Sep. 1, 2011; accepted Nov. 11, 2011)
中国每年生产约7亿t的秸秆, 占世界秸秆总量
的30%。在这7亿t的秸秆中, 被利用的不足2 000万t,
约97%的秸秆被焚烧、堆积或者遗弃[1−2]。秸秆的不
恰当处置不仅造成资源极大浪费, 更是对农田系统
及周围环境造成严重影响 , 从而也影响了交通安
全、社会生产和人民生活[3−5]。
油菜属于十字花科植物 , 是重要的油料作物 ,
在我国南北均有分布, 尤其集中于长江流域。2009
年中国油菜播种面积达 700 万 hm2, 占世界油菜播
种面积的 25%以上。当前每年油菜秸秆的产量可达
2 000万 t[6−8]。因此, 油菜秸秆就地转化也成为一个
急需解决的农业问题。油菜秸秆中富含氮、磷、钾
等成分 [9], 若实现秸秆就地还田 , 非常有利于改善
土壤和农田系统[3,10−12]。然而, 当前制约秸秆就地还
田的一个重要因素就是秸秆腐解速度问题, 因为中
国很多地方都是两季或两季以上作物轮作, 前后季
作物之间的时间间隙很小, 前季作物秸秆还田后往
往来不及腐解, 从而影响下季作物的正常播种或生
长, 因此秸秆腐解速度慢制约了农民实行秸秆就地
还田的积极性。影响秸秆腐解速度的因素主要有秸
秆类型、土地种植方式或利用方式、土壤性质、水
热状况等, 由于不同地区影响秸秆腐解的条件不同,
所以不同区域的秸秆腐解速度和腐解特征也存在一
定差异。当前针对江淮地区中部水稻−油菜轮作系统
中秸秆还田的腐解速率研究相对较少 [13−15]。为此 ,
本研究采用油菜秸秆装入尼龙网袋内, 埋入水稻田,
定期取样分析秸秆的腐解变化情况, 结合秸秆直接
还田过程, 分析土壤性质变化及水稻产量变化, 以
便为更好地调控油菜秸秆还田腐解速度, 推进秸秆
循环利用, 改善农业生态环境提供参数依据。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
本试验于 2010年 1月—2011年 6月在安徽农业
大学农翠园试验场进行。试验场为北亚热带季风气
候, 多年平均降雨量 998 mm, 多集中在 6月到 8月,
年平均气温 15.7 , ℃ 地形为波状平原, 地带性土壤
类型为黄褐土。供试土壤的初始性状: 土壤容重 1.42
g·cm−3, 有机质 17.05 g·kg−1, 全氮 1.22 g·kg−1, 碱解氮
99.19 mg·kg−1, 全磷 0.39 g·kg−1, 有效磷 7.50 mg·kg−1,
全钾 16.45 g·kg−1, 速效钾 92.05 mg·kg−1, pH为 6.35。
1.2 试验设置
不同还田量试验设置(尼龙网袋法): 大田种植
水稻, 将油菜秸秆粉碎成长度为 1 cm的小段, 按照
全量、2/3量、1/2量、1/3量的形式装入尼龙网袋(面
积 20 cm×30 cm)中, 埋入大田土中, 埋深 10 cm。每
袋秸秆量的确定: 根据油菜籽粒产量 2 400 kg·hm−2、
油菜秸秆与油菜籽粒质量比为 3︰1 计算获得油菜
秸秆全部产量为 7 200 kg·hm−2, 所以每公顷油菜秸
秆的全量、2/3量、1/2量和 1/3量分别为 7 200 kg、
4 800 kg、3 600 kg和 2 400 kg。换算成尼龙袋面积后,
每个尼龙袋中分别装 43.2 g、28.8 g、21.6 g和 14.4 g。
不同还田深度试验设置(尼龙网袋法): 大田种植
水稻, 将油菜秸秆粉碎成长度为 1 cm的小段, 将 1/2
量秸秆装入尼龙网袋(面积 20 cm×30 cm)中, 埋入土
中的深度分别为表层 0 cm、10 cm深和 20 cm深。
不同量秸秆还田效果设置 (直接埋入田间法 ):
将油菜秸秆粉碎成长度为 10 cm 左右的小段, 每个
处理田间面积 10 m2, 每个处理秸秆还田量分别为
全量(7.2 kg)、2/3量(4.8 kg)、1/2量(3.6 kg)、1/3量
(2.4 kg), 秸秆均直接埋入土中 10 cm深度。用于测
定秸秆还田对土壤性质和水稻产量的影响。
秸秆不同深度还田效果设置(直接埋入田间法):
将油菜秸秆粉碎成长度为 10 cm 左右的小段, 每个
处理田间面积 10 m2, 每个处理秸秆还田量均为 1/2
量(3.6 kg), 还田深度分别为表层 0 cm、10 cm深和
20 cm深。用于测定秸秆还田对土壤性质和水稻产量
的影响。其中, 10 cm深 1/2量秸秆还田处理为不同
量秸秆还田效果和秸秆不同深度还田效果的共用处
理, 同时设置共用的无秸秆还田对照。
以上各处理均 3次重复。秸秆还田均在 2010年
5月 28日进行, 水稻在次日种植, 9月 20日收获; 每
个处理面积按照常规施肥量和常规管理方式进行管
理; 由于大田接受自然降雨和灌溉水, 水稻田一直
保持过饱和状态, 表层始终有一层水。
1.3 试验样品采集与测定
样品采集: 在油菜秸秆还田后 15 d、 30 d、 60 d、
90 d、120 d分别采集秸秆样品, 烘干称量秸秆的质
量。在油菜秸秆还田前 1 d和秸秆还田 120 d 时分
别采集水稻田间耕作层土壤样品, 测定土壤的基本
性质。水稻 9 月成熟时收获, 测定各处理秸秆还田
和对照组的水稻产量。
第 3期 胡宏祥等: 油菜秸秆还田腐解变化特征及其培肥土壤的作用 299


分析方法: 土壤容重采用环刀法, pH 采用玻璃
电极法(水土比 2.5︰1), 有机质采用元素分析仪。其
他项目采用常规分析方法[16]: 水分含量采用烘箱法,
全氮采用半微量开氏法 , 全磷采用氢氧化钠碱熔−
钼锑抗比色法 , 全钾采用氢氧化钠熔融−火焰光度
法, 碱解氮采用碱解扩散法, 有效磷采用 NaHCO3
浸提−钼锑抗比色法, 速效钾采用 NH4OAc 浸提−火
焰光度法。
1.4 试验计算
秸秆腐解量指秸秆腐解的相对百分含量, 用秸
秆腐解百分率表示。秸秆腐解百分率=100×(阶段初
始的秸秆质量–阶段结束的秸秆质量)/阶段初始的秸
秆质量。
秸秆腐解速率: V=Y×(A–B)/(A×T)。式中 V为秸
秆腐解速率(g·g−1·a−1), Y为 365(d·a−1), A为阶段初始
的秸秆质量(g), B为阶段结束的秸秆质量(g), T为腐
解时间(d)。
1.5 数据统计分析
应用 EXCEL 2003软件和 SPSS 13.0 数据处理
系统进行数据计算与统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同量秸秆还田的腐解变化特征
2.1.1 腐解百分率变化
通过图 1 可知, 油菜秸秆在不同处理下的不同
时期都有一定的腐解量, 并且随着时间的推移, 秸
秆累积腐解百分率呈增加趋势, 累积腐解百分率在
前期增加快, 后期增加缓慢。这说明秸秆腐解总体
表现出前期快、后期慢的特点。其中前 30 d腐解百
分率达到 30%左右; 经过 90 d 腐解后, 秸秆腐解百
分率可达 50%以上, 这与李逢雨等[13]的研究结果基
本一致。不同秸秆还田量下, 不同阶段秸秆腐解累
积百分率略有不同, 总体表现出秸秆腐解累积百分
率与秸秆还田量呈负相关的关系。



图 1 不同量油菜秸秆 10 cm埋深还田后的腐解百分率
Fig. 1 Decomposition ratios of different amounts of rapeseed
straw returned to soil at 10 cm depth
2.1.2 腐解速率变化
一方面油菜秸秆还田后腐解百分率在增加, 另
一方面不同时段秸秆的腐解速率不同。从图 2 可以
看出 , 随时间延长 , 秸秆的腐解速率逐渐减小 , 一
般还田后前 15 d腐解最快, 各处理的腐解速率都在
4.42 g·g−1·a−1以上。其中, 1/3量还田的秸秆腐解速率
在前 15 d甚至达到 5.70 g·g−1·a−1。在 15~30 d之间平
均腐解速率在 3.95 g·g−1·a−1以上, 在 90~120 d之间
的腐解速率一般降到 1.27 g·g−1·a−1以下。这符合油
菜秸秆进入土壤后, 前期分解较快, 后期分解速度
减慢的规律。
图 2 也显示, 虽然秸秆还田后腐解速率的变化
表现出相似特征, 但不同还田量的秸秆腐解速率存
在一定差异。还田量大的处理的秸秆腐解速率一般
略低于还田量小的处理, 即全量还田<2/3 量还田<
1/2量还田<1/3量还田。对还田量大的处理来说, 秸
秆腐解速率随着时间的延长变化相对较小, 例如全
量还田的腐解速率在前 15 d为 4.22 g·g−1·a−1, 在 90~
120 d之间为 1.11 g·g−1·a−1, 变化值仅为 3.11 g·g−1·a−1;
而还田量小的处理, 秸秆腐解速率随着时间的延长
变化相对较大, 例如 1/3量还田的腐解速率在前 15 d
为 5.70 g·g−1·a−1, 在 90~120 d之间为 1.27 g·g−1·a−1,
变化值达 4.43 g·g−1·a−1。



图 2 不同量油菜秸秆 10 cm埋深还田后的腐解速率
Fig. 2 Decomposition rates of different amounts of rapeseed
straw returned to soil in 10 cm depth

2.2 不同还田深度下秸秆的腐解变化特征
2.2.1 腐解百分率变化特征
虽然不同深度还田的油菜秸秆腐解量随着时间的
延长逐渐增大, 但不同深度处理之间存在差异(图 3)。
图 3 显示, 不同深度油菜秸秆还田后的相同时
间段, 10 cm深度还田秸秆腐解百分率最小, 除前半
个月外, 表层还田的腐解百分率最大, 20 cm深度还
田的秸秆腐解量居中。例如到 30 d时, 10 cm、20 cm
及表层还田秸秆的腐解量分别为 36.76%、45.37%和
46.30%; 到 120 d时 3种深度还田秸秆的腐解量分别
300 中国生态农业学报 2012 第 20卷




图 3 半量油菜秸秆不同深度还田的腐解百分率变化
Fig. 3 Decomposition ratios of half-amount of rapeseed straw
returned to soil in different depths

为 60.28%、68.52%和 72.69%。这与各深度土层的水
热等条件, 尤其水分条件有很大关系。在夏季, 水田
表层不仅温度高, 而且表层土壤中微生物比较活跃,
油菜秸秆接触表层土壤时, 会接触到很多活性微生
物, 分解速度较快; 在 20 cm深度, 虽然土壤温度相
对较低, 但水稻根系泌氧作用、根部通气作用和微
生物活性都较强[17−18], 还田秸秆的分解速度也相对
比表层慢, 但比 10 cm处快; 10 cm深度土层水热组
合一般 , 微生物活动较弱 , 不利于秸秆的腐解 , 从
而腐解百分率相对最小。
2.2.2 腐解速率变化特征
不同深度还田的油菜秸秆腐解速率均随时间延
长而逐渐减小, 且不同深度之间略有差异(图 4)。一
般表现为 10 cm深度还田的油菜秸秆腐解速度最慢,
秸秆表层还田的腐解速度最快, 20 cm深度还田秸秆
腐解速度居中。15~30 d, 10 cm、20 cm及表层还田
秸秆的腐解速率分别是 4.31 g·g−1·a−1、4.80 g·g−1·a−1
和 6.91 g·g−1·a−1; 90~120 d, 3种深度还田秸秆的腐解速
率分别为 1.24 g·g−1·a−1、1.56 g·g−1·a−1和 1.61 g·g−1·a−1。
这说明较高的表层温度和动态水层有利于秸秆分解,
因此要调控秸秆腐解速率, 应重点考虑调控土壤水
热状况。同时图 4 也显示, 秸秆 10 cm 深还田的腐
解速率随时间变化相对平稳, 而 20 cm 深还田的秸
秆腐解速率随时间变化相对较大, 两者在前 15 d的
腐解速率分别是 5.63 g·g−1·a−1 和 7.77 g·g−1·a−1, 在
90~120 d时间段的腐解速率分别是 1.24 g·g−1·a−1和
1.56 g·g−1·a−1。



图 4 半量油菜秸秆不同深度还田的腐解速率
Fig. 4 Decomposition rates of half-amounts rapeseed straw
returned to soil in different depth

2.3 秸秆还田对土壤性质的影响
2.3.1 不同还田量对土壤性质的影响
表 1 表示秸秆不同量还田处理下, 120 d后各处
理的土壤性质。
首先, 秸秆还田改善了土壤性状。相对对照来
说, 秸秆还田处理土壤容重减小 0.01~0.05 g·cm−3,
秸秆还田其对照差异达显著水平(P<0.05, 下同)。该
结果与李凤博等[19]和杨志臣等[11]的研究结果一致。
还田量越多的土壤容重减小程度越明显, 但非全量
还田之间差异不显著, 全量还田处理与其他处理间
差异达显著水平。秸秆还田处理与对照相比, 土壤
有机质含量也有一定程度增加。其中全量还田的土
壤有机质达 20.13 g·kg−1, 比对照处理有机质含量
(17.31 g·kg−1)高 3 g·kg−1; 不同量还田处理之间, 除
1/3 量和 1/2 量处理之间未达到显著差异外, 其他处
理之间差异均达到显著水平。

表 1 不同量油菜秸秆 10 cm埋深还田对土壤性质的影响
Table 1 Effects of different amounts of rapeseed straw returned to soil at 10 cm depth on soil properties
还田量
Amount of
returned straw
pH
容重
Bulk density
(g·cm−3)
有机质
Organic matter
(g·kg−1)
全氮
Total N
(g·kg−1)
全磷
Total P
(g·kg−1)
全钾
Total K
(g·kg−1)
碱解氮
Available N
(mg·kg−1)
有效磷
Available P
(mg·kg−1)
速效钾
Rapidly available K
(mg·kg−1)
对照 Control 6.35±0.02a 1.42±0.01a 17.31±0.20d 1.23±0.02d 0.40±0.02c 17.15±0.62c 115.65±0.34c 7.87±0.60c 102.43±4.55d
1/3量 1/3 amount 6.31±0.02b 1.41±0.02ab 18.06±0.23c 1.31±0.03c 0.42±0.02b 17.87±0.21b 116.36±0.23c 7.91±0.25c 113.34±6.70c
1/2量 1/2 amount 6.27±0.01c 1.39±0.01b 18.38±0.18c 1.42±0.05b 0.44±0.01b 18.12±0.40b 118.65±0.33b 8.54±0.57b 123.32±3.92b
2/3量 2/3 amount 6.25±0.01c 1.39±0.01b 19.21±0.68b 1.47±0.03b 0.47±0.02a 18.97±0.21a 119.95±2.51ab 8.65±0.04ab 124.54±7.09b
全量 Whole amount 6.15±0.02d 1.37±0.01c 20.13±0.25a 1.53±0.05a 0.48±0.02a 19.21±0.22a 121.34±1.26a 9.21±0.19a 135.76±5.69a
对照为无秸秆还田, 同列数据后不同小写字母表示 Duncan新复极差检验在 P=0.05水平上差异显著, 下同。Control is no rapeseed straw
return to field. Different small letters in the same column show significant difference at P=0.05 level according to Duncan test. The same below.

第 3期 胡宏祥等: 油菜秸秆还田腐解变化特征及其培肥土壤的作用 301


其次 , 秸秆还田提高了土壤养分氮磷钾含量 ,
其中全氮、全磷和全钾含量变化比较稳定, 总体随
着秸秆还田量增大而增大, 各秸秆还田处理与对照
差异均达到显著水平。对碱解氮和有效磷来说, 除
1/3量秸秆还田处理与对照差异不显著外, 其他各处
理与对照差异均达到显著水平; 速效钾含量在各处
理间除 1/3 量和 1/2 量处理之间未达到显著差异外,
其他各处理间均达到显著水平。
第三, 秸秆还田一定程度上降低了土壤 pH。总
体呈现出秸秆还田量愈大, 土壤 pH 降低程度愈明显
的趋势。1/2量与 2/3量处理之间差异不显著(P>0.05,
下同), 其他处理之间差异均达到显著水平。
2.3.2 秸秆不同深度还田对土壤性质的影响
表 2 表示半量油菜秸秆在不同深度还田处理下,
120 d后各处理的土壤性质。秸秆在表层还田更容易
使土壤容重降低, 说明对改善表层土壤的结构更为
明显, 表层秸秆还田处理与其他处理间差异达显著
水平; 20 cm深度还田处理对土壤容重的影响相对
很小, 其与对照间差异未达到显著水平。在土壤养
分方面, 虽然各深度秸秆还田都在一定程度上增加
了土壤有机质、氮、磷、钾含量, 但各深度还田的
影响效果略有差异。总体表现为 10 cm还田深度处
理对土壤有机质、氮、磷、钾含量的提高幅度最大,
其与对照处理的差异达到显著水平; 20 cm还田深度
处理对土壤养分的影响最不明显, 与对照之间差异
不显著; 0 cm还田深度处理养分提高幅度处于 10 cm
和 20 cm 处理之间, 虽然表层秸秆腐解最快, 但受
表层水的影响, 容易向田外输出养分; 底层 20 cm
处可能受水田水体的垂直淋溶影响, 有一部分养分
容易淋溶到更深地方, 造成该深度还田对土壤养分
的提高效果不明显。10 cm深度秸秆还田对养分的保
持最有利。

表 2 半量油菜秸秆不同还田深度对土壤性质的影响
Table 2 Effects of half-amount of rapeseed straw-returning on soil properties under different depth treatments
还田深度
Depth of
straw returning (cm)
pH
容重
Bulk density
(g·cm−3)
有机质
Organic matter
(g·kg−1)
全氮
Total N
(g·kg−1)
全磷
Total P
(g·kg−1)
全钾
Total K
(g·kg−1)
碱解氮
Available N
(mg·kg−1)
有效磷
Available P
(mg·kg−1)
速效钾
Rapidly available K
(mg·kg−1)
对照 Control 6.35±0.02a 1.42±0.01a 17.31±0.20b 1.23±0.02b 0.40±0.02b 17.15±0.62b 115.65±0.34b 7.87±0.60b 102.43±4.55b
0 6.25±0.03b 1.35±0.02c 18.32±0.58a 1.45±0.03a 0.41±0.02b 17.98±0.33a 114.35±0.58c 7.91±0.11ab 120.21±3.05a
10 6.27±0.01b 1.39±0.01b 18.38±0.18a 1.42±0.05a 0.44±0.01a 18.12±0.40a 118.65±0.33a 8.54±0.57a 123.32±3.92a
20 6.35±0.02a 1.42±0.02a 17.52±0.44b 1.24±0.03b 0.41±0.02b 17.16±0.09b 114.73±0.52c 7.88±0.33b 103.54±4.30b

2.4 不同秸秆还田处理对作物产量的影响
表 3 结果显示, 油菜秸秆还田可以提高水稻的
产量。半量油菜秸秆 0 cm、10 cm、20 cm深还田后,
水稻的单产分别比对照显著增加产量 19.22%、
6.02%和 21.17%。不同量(全量、2/3量、1/2量、1/3
量)秸秆 10 cm还田深度的产量分别比对照显著增产
9.90%、7.96%、6.02%和 2.33%。不同处理的秸秆还
田方式对水稻的增产效果略有差异。首先从还田深

表 3 油菜秸秆还田不同处理对水稻产量的影响
Table 3 Effects of rapeseed straw returned to rice yield under
different treatments
还田量
Amount of returned straw
还田深度
Depth of straw returning (cm)
产量
Yield (kg·hm−2)
1/2量 1/2 amount 0 9 210±33Bb
1/2量 1/2 amount 10 8 190±23Ee
1/2量 1/2 amount 20 9 360±46Aa
全量 Whole amount 10 8 490±17Cc
2/3量 2/3 amount 10 8 340±26Dd
1/2量 1/2 amount 10 8 190±23Ee
1/3量 1/3 amount 10 7 905±38Ff
对照 Control — 7 725±75Gg
不同大写字母表示处理间 0.01 水平上差异显著 Different capital
letters indicate significant difference among treatments at 0.01 level.
度来看, 表层还田与 20 cm 深度还田的增产效果要
强于 10 cm, 达到显著差异水平; 其次, 秸秆不同还
田量对水稻的增产效果也有一定的差异, 秸秆还田
量大的产量高于秸秆还田量小的, 且差异达显著或
极显著水平(P<0.01)。
3 讨论与结论
本研究结果表明, 不同方式还田的油菜秸秆在
早期腐解速度快, 后期腐解速度慢并逐渐趋于相对
平稳, 这与相关报道[13−14,20]相一致。这主要是因为
在腐解前期秸秆中的可溶性有机物如多糖、氨基酸、
有机酸以及无机养分较多, 为微生物提供了大量的
碳源(能源)和养分, 微生物数量增多, 活性增强; 随
着腐解的进行, 秸秆中可溶性有机物逐渐减少, 剩
余部分主要为难分解的有机物质, 导致微生物活性
降低, 秸秆的腐解也随之变慢[21]。但与刘世平等[14]
对水稻秸秆和小麦秸秆的腐解规律的研究结果不一
致, 原因可能是本研究中秸秆类型存在差异, 其成
分和 C/N 比也不同而造成秸秆在实际中的矿化腐解
进程不尽相同。李逢雨等[13]和陈尚洪等[20]虽然都对
油菜秸秆腐解规律进行了研究, 并且油菜秸秆归还
302 中国生态农业学报 2012 第 20卷


到水稻田的条件也与本研究类似, 但李逢雨等使用
的是灰棕冲积水稻土, 陈尚洪使用的是紫色土或紫
色土形成的水稻土, 与本研究中使用的黏重黄褐土
形成的水稻土存在性质上的差异, 土壤性质对土壤
中秸秆的矿化分解有一定影响。
本研究结果也表明, 油菜秸秆还田量与其腐解
速率呈负相关关系 ; 对相同条件下水稻作物来说 ,
油菜秸秆表层还田腐解速度最快, 其次是 20 cm 深
度还田, 在 10 cm 深度还田时秸秆腐解速率最小,
该结果与李新举等[22]和刘世平等[14]研究结果不尽相
同。其原因可能与还田秸秆存在差异, 同时也与种
植条件下的水热条件有关。从秸秆的腐解速率来看,
水稻田中, 油菜秸秆不宜埋入 10 cm 深度还田, 但
是农耕的深度通常在 10~15 cm深居多, 所以即使 20
cm深度还田的秸秆腐解速率较大, 但在实际生产中
推广 20 cm 深度秸秆还田不太可行; 表层秸秆还田
腐解速率大 , 理论上最好 , 但是种植水稻期间 , 若
田间水面上漂浮秸秆等物, 就会被风吹动导致秧苗
被压倒, 因此实行油菜秸秆水稻田表层还田在农村
也没办法实际推行。所以文中虽然研究了 3 个深度
秸秆还田的腐解速率, 并且得出 10 cm 深度还田腐
解最慢的结果, 但是考虑到该深度在农业实际生产
中最可能推行, 所以在 10 cm 深度还重点设置了不
同秸秆还田量的试验。理论上秸秆还田量少更有利
于腐解矿化, 但在实际生产中则希望更多的秸秆能
够还田且不影响生产, 所以本研究结合理论和实际
考虑, 趋向于农业秸秆半量 10 cm 深还田, 虽然水
田中油菜秸秆在 10 cm 深腐解不理想, 但可以再从
影响秸秆矿化条件方面入手, 找出提高其腐解速率
的措施, 对于秸秆还田的顺利实施具有重要意义。
试验结果显示, 油菜秸秆还田不仅改善了土壤
理化性状, 提高了土壤养分含量, 而且提高了水稻
作物的产量。秸秆还田的土壤容重与对照差异达显
著水平; 秸秆还田处理对土壤有机质、全氮、全磷
和全钾含量的影响比较稳定, 与对照差异均达到显
著水平; 对碱解氮和有效磷来说, 除 1/3量秸秆还田
处理与对照差异不显著外, 其他各处理与对照间差
异均达到显著水平; 速效钾含量表现为各处理与对
照间差异均达到显著水平。半量油菜秸秆在 0 cm、
10 cm、20 cm深还田后, 水稻的产量分别比对照显
著增加 19.22%、6.02%和 21.17%; 不同量(全量、2/3
量、1/2量、1/3量)秸秆 10 cm深还田的产量分别比
对照显著增产 9.90%、7.96%、6.02%和 2.33%。
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