有机物料腐解过程中养分的释放特征及其影响因素

作者：梁鑫宇; 宋明丹; 韩梅; 李正鹏

来源：植物营养与肥料学报, 2023, 29(06): 1082-1090.

• 有机物料
• 碳残留率
• 养分释放
• 双库指数积温模型

【目的】研究主要作物秸秆养分在土壤中的释放特征，为其合理利用提供科学依据。【方法】在青海农业大学试验站开展有机物料土壤埋袋试验。供试有机物料为马铃薯秆、油菜秆、小麦秆和毛叶苕子，每种物料称取40.0 g于尼龙网袋中，于2021年3月30日埋入20 cm深土壤中自然腐解。埋入土壤后的第7、14、28、42、72、117、162天采样，测定尼龙袋内有机物料干重、碳、氮、磷含量和纤维素、半纤维素、木质素含量，计算物料养分残留率和释放率。【结果】至腐解结束（埋后162天），马铃薯秆、油菜秆、小麦秆和毛叶苕子的碳残留率分别为35.5%、42.2%、53.4%、14.7%。腐解过程中，马铃薯秆、小麦秆和毛叶苕子在埋后0～7天的碳矿化率最大，油菜秆在埋后7～14天的碳矿化率最大。以双库指数积温模型拟合碳残留量随腐解时间的变化，R2均在0.90以上。马铃薯秆、油菜秆、小麦秆、毛叶苕子的年腐殖化系数分别为41%、34%、58%、24%。在整个腐解过程中，小麦秆和毛叶苕子氮素、磷素表现为直接释放，马铃薯秆和油菜秆表现为淋溶—浓缩—释放。腐解至162天，马铃薯秆、油菜秆、小麦秆和毛叶苕子氮素释放率分别为28.0%、10.2%、31.8%、88.3%，磷素释放率分别为45.1%、33.9%、62.4%、71.4%；马铃薯秆、油菜秆和小麦秆磷释放率大于氮释放率，而毛叶苕子的氮释放率大于磷释放率。通过多元逐步回归，有机物料初始碳含量、氮含量、C/P值可以解释氮、磷养分释放的82.5%～98.5%。【结论】有机物料初始碳、氮含量和碳/磷值显著影响着秸秆中氮素和磷素的总释放量。马铃薯秆、油菜秆、小麦秆和毛叶苕子的年腐殖化系数分别达41%、34%、58%、24%。毛叶苕子的氮、磷释放速率快，总释放量高且在腐解过程中持续释放，因而可以替代部分化肥。马铃薯和油菜秆氮、磷释放速率较低，且其释放在腐解过程中表现为淋溶—浓缩—释放过程，在腐解14～72天对养分的富集会与微生物竞争外界氮磷养分，因此，还田时需补充一定量的化肥来满足秸秆腐解对磷氮的需求。小麦秆还田后腐殖化系数最高，氮、磷表现为直接释放，因而培肥土壤的效果最佳。

• 单位
  青海大学