田國成，王　鈺，孫　路，施明新，吳發(fā)啟，*

1西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，楊凌　7121002西北農(nóng)林科技大學(xué)水土保持研究所，楊凌　712100

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秸稈焚燒對土壤有機(jī)質(zhì)和氮磷鉀含量的影響

田國成1，王鈺2，孫路1，施明新2，吳發(fā)啟1，*

1西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，楊凌712100
2西北農(nóng)林科技大學(xué)水土保持研究所，楊凌712100

摘要:秸稈露天焚燒作為對廢棄秸稈常見的處理方式在中國普遍存在。目前的研究多集中在焚燒對區(qū)域大氣環(huán)境的影響，對土壤環(huán)境的化學(xué)效應(yīng)研究較少。因此，為揭示大田秸稈焚燒對土壤生物化學(xué)性質(zhì)的影響，設(shè)置不焚燒(CK)、減量焚燒(A1)、全量焚燒(A2)、增量焚燒(A3)4個處理，通過連續(xù)4個月的田間小區(qū)定位試驗(yàn)，探究不同小麥秸稈焚燒量對耕層0—5 cm土壤有機(jī)質(zhì)含量、微生物數(shù)量、土壤養(yǎng)分含量的即時效應(yīng)和各指標(biāo)在玉米各生育期內(nèi)的變化情況。結(jié)果表明:小麥秸稈焚燒1 d后土壤有機(jī)質(zhì)含量和微生物數(shù)量相對于CK顯著降低(P＜0.05)。其中，有機(jī)質(zhì)含量在焚燒后減少11.0％—22.1％，真菌數(shù)量降低30.8％—56.1％，細(xì)菌數(shù)量降低50.6％—72.6％，放線菌數(shù)量降低46.9％—68.3％。土壤全效和速效養(yǎng)分含量顯著增加(P＜0.05):全磷含量增加6.5％—12.9％，全鉀含量增加4.6％—18.1％，全氮含量增加2.6％—13.2％。速效磷含量增加9.8％—39.1％，速效鉀含量增加13.2％—39.1％，銨態(tài)氮含量增加8.6％—38.7％，硝態(tài)氮含量增加1.4％—9.2％。各指標(biāo)的變化幅度隨焚燒量的增多而加大(A3＞A2＞A1)。玉米生育期內(nèi)，焚燒處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量平均恢復(fù)5.6％(A1＞A2＞A3)。與有機(jī)質(zhì)相比，焚燒處理土壤微生物數(shù)量恢復(fù)程度較高，其中細(xì)菌的恢復(fù)速率最快。在玉米苗期各焚燒處理的真菌、細(xì)菌和放線菌平均數(shù)量相對于CK依次降低12.7％、17.4％、11.9％，在大喇叭口期和成熟期，微生物數(shù)量與CK間差異不顯著。速效養(yǎng)分含量在玉米生育期顯著高于CK。在玉米苗期、大喇叭口期和成熟期，相對于CK速效磷含量平均增加24.9％、27.0％、29.2％，速效鉀平均增加24.0％、14.1％、15.2％，銨態(tài)氮平均增加25.5％、23.1％、20.2％，硝態(tài)氮平均增加20.8％、19.2％、19.8％。

關(guān)鍵詞:秸稈焚燒;有機(jī)質(zhì);微生物;土壤養(yǎng)分

田國成，王鈺，孫路，施明新，吳發(fā)啟.秸稈焚燒對土壤有機(jī)質(zhì)和氮磷鉀含量的影響.生態(tài)學(xué)報，2016，36(2): 387-393.

Tian G C，Wang Y，Sun L，Shi M X，Wu F Q.Effects of wheat straw burning on content of soil organic matter，nitrogen，phosphorus，and potassium.Acta Ecologica Sinica，2016，36(2): 387-393.

土壤有機(jī)質(zhì)、速效養(yǎng)分和微生物是農(nóng)田耕層土壤循環(huán)系統(tǒng)的關(guān)鍵組分，其含量或數(shù)量對不同農(nóng)業(yè)措施有不同的響應(yīng)。秸稈焚燒作為對廢棄秸稈常見的處理方法，是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中一種常見的火干擾形式，土壤環(huán)境的物理、化學(xué)及生物特性可因火燒的加熱及氧化等作用而改變［1］，對農(nóng)田小氣候具有不容忽視的影響。目前我國對火干擾條件下土壤環(huán)境變化的研究多集中在草原與森林生態(tài)系統(tǒng)方面，而焚燒處理對農(nóng)田土壤生物化學(xué)的效應(yīng)研究較少。

秸稈作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中重要的副產(chǎn)品，具有較高的利用價值。伴隨糧食增產(chǎn)，我國每年各類秸稈總產(chǎn)量達(dá)7億t左右［2］。近年來，隨著科技進(jìn)步和認(rèn)識水平的提高，我國在作物秸稈的綜合利用方面取得了較快的發(fā)展。但在小麥、玉米等作物的收獲季節(jié)，秸稈焚燒現(xiàn)象仍然頻發(fā)、多發(fā)，且呈現(xiàn)出逐年增多的趨勢［3］。目前對秸稈焚燒的報道和研究主要集中在對農(nóng)田大氣環(huán)境的影響方面，對土壤有機(jī)質(zhì)、微生物及土壤養(yǎng)分的影響的研究較少。本研究通過設(shè)置不同小麥秸稈焚燒量，探究焚燒的即時效應(yīng)，及玉米各生育期內(nèi)秸稈焚燒對表層土壤有機(jī)質(zhì)含量、微生物數(shù)量、速效養(yǎng)分含量的影響，以期為客觀評價農(nóng)田秸稈焚燒對土壤環(huán)境的影響提供科學(xué)理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)樣地位于陜西省三原縣西北農(nóng)科技大學(xué)三原試驗(yàn)站(108°52'E，34°36'N)，種植制度為冬小麥-夏玉米一年二熟輪作制。該地區(qū)位于關(guān)中平原中部，屬于暖溫帶大陸性氣候，年平均氣溫12.9℃，年平均降雨量526.5 mm。年日照時數(shù)2095 h，無霜期218 d左右。試驗(yàn)田土壤為半淋溶土綱中紅油土，耕層土壤基本理化性狀如下: pH 8.11，容重1.35 g/cm3，有機(jī)質(zhì)、全氮含量分別為17.96、0.95 g/kg，速效鉀、速效磷含量分別為185.36、8.36 mg/kg，粘粒28.7％，粉粒65.4％，砂粒5.9％。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2013年6月中旬至2013年10月上旬進(jìn)行。目前在關(guān)中平原地區(qū)存在3種小麥秸稈焚燒現(xiàn)象:(1)低茬收割后焚燒，秸稈隨收割機(jī)移動平鋪地表，秸稈量約為全量;(2)高留茬收割后焚燒，秸稈量約為全量的一半;(3)少量的人工收割后堆放焚燒，秸稈量為全量的1.5倍左右。因此本試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)設(shè)計(jì)，設(shè)置不同小麥秸稈焚燒量:空白對照(CK)，秸稈不焚燒，移出小區(qū);減量焚燒(A1)，秸稈焚燒量為平均秸稈產(chǎn)量的50％(0.24 kg/m2);全量焚燒(A2)，秸稈焚燒量為平均秸稈產(chǎn)量(0.48 kg/m2);增量焚燒(A3)，秸稈焚燒量為平均秸稈產(chǎn)量的150％(0.72 kg/m2)。各試驗(yàn)小區(qū)面積為25 m2，每個處理重復(fù)3次，各處理間用田埂隔開，試驗(yàn)田周圍設(shè)置寬2.0 m保護(hù)行。2013年6月12日進(jìn)行小麥?zhǔn)崭罴敖斩挿贌?。收割時留茬10 cm，焚燒秸稈前樣地平整。將小麥秸稈均勻覆蓋在小區(qū)土壤表面后進(jìn)行焚燒。對秸稈殘留較多的部分進(jìn)行補(bǔ)充焚燒，以保證不同處理的秸稈焚燒完全。

夏玉米于2013年6月14日種植，品種為“農(nóng)華50”，播種量約39 kg/hm2，行距60 cm，株距30 cm，玉米生育期內(nèi)各小區(qū)田間管理保持一致，2014年10月8日收獲玉米。施用肥料為普通尿素和磷酸氫二胺，施肥量，N180 kg/hm2(6月14日基肥、7月13日苗期追肥、8月20日喇叭口期追肥，施肥量分別為60、75、45 kg/hm2)，P2O525 kg/hm2，作為基肥一次性施入(6月14日)。分別在拔節(jié)期和抽雄期各灌水50 mm，必要時進(jìn)行人工除草。其他管理與當(dāng)?shù)卮胧┍３忠恢隆?/p>

1.3樣品采集與測定

1.3.1樣品采集

試驗(yàn)共采集土樣4次，時期分別為:秸稈焚燒完成1 d后(6月13日)、玉米苗期(7月10日)、玉米大喇叭口期(8月15日)和玉米成熟期(10月8日)。按S形采集土樣，重復(fù)3次。用直徑5 cm的土鉆在各小區(qū)采取表層0—5 cm土樣(樣地未翻耕)，每個小區(qū)分10點(diǎn)采集，新鮮土樣用于測定土壤微生物數(shù)量，風(fēng)干土樣用于測定土壤有機(jī)質(zhì)含量和土壤全效、速效養(yǎng)分含量。

1.3.2測定方法

土壤有機(jī)質(zhì)測定采用重鉻酸鉀容量法(外加熱法)［4］。土壤微生物數(shù)量采用稀釋平板法測定［5］，真菌用馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基(PDA)，放線菌用改良的高氏一號培養(yǎng)基，細(xì)菌用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基。土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮用KCl浸提，AA3型連續(xù)流動分析儀進(jìn)行測定。土壤速效磷測定采用0.5 mol/L NaHCO3法，速效鉀測定采用NH4OAc浸提，火焰光度法［4］。土壤全氮、全磷、全鉀分別采用凱式定氮法、H2SO4-HClO4消煮法、NaOH熔融法測定。

1.3.3數(shù)據(jù)處理方法

采用SPSS 18.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和差異性檢驗(yàn)，Origin 8軟件繪制圖表。

2結(jié)果與分析

2.1秸稈焚燒對土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化分解產(chǎn)生的無機(jī)態(tài)養(yǎng)分是土壤速效養(yǎng)分的重要來源［6］。由圖1可知，各時期土壤有機(jī)質(zhì)(SOM)含量均表現(xiàn)出CK＞A1＞A2＞A3的趨勢。秸稈焚燒1 d后，相對于CK，A1、A2、A3的SOM含量分別降低11.0％、15.5％、22.1％。在玉米苗期，A1、A2、A3與CK相比分別降低8.8％、17.7％、24.4％。在焚燒1 d后和玉米苗期，CK與A1、A2及A3之間差異均達(dá)顯著水平(P＜0.05)。在玉米大喇叭口期，與CK相比A1、A2、A3的SOM含量分別降低12.3％、12.8％、15.2％。在玉米成熟期，與CK相比A1、A2、A3的SOM含量分別降低9.1％、10.7％、12.1％。在大喇叭口期與成熟期，A1、A2、A3與CK之間差異達(dá)顯著水平(P＜0.05)。

2.2秸稈焚燒對土壤微生物數(shù)量的影響

土壤微生物作為陸地生態(tài)系統(tǒng)中生物化學(xué)循環(huán)的重要組分，在土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化與分解、養(yǎng)分的形成與吸收等方面具有重要意義，是土壤環(huán)境變化的靈敏指標(biāo)［7］。由圖2—圖4可知，秸稈焚燒1 d后，與CK相比A1、A2、A3的微生物數(shù)量均顯著降低(CK＞A1＞A2＞A3; P＜0.05)，其中真菌數(shù)量依次減少30.8％、45.6％、56.1％，細(xì)菌數(shù)量依次減少50.6％、65.6％、72.6％，放線菌數(shù)量依次減少46.9％、56.3％、68.3％。A1、A2、A3之間差異達(dá)顯著水平(P＜0.05)。在玉米苗期，A1、A2、A3與CK相比，真菌數(shù)量依次降低8.9％、13.2％、15.5％，細(xì)菌數(shù)量依次降低12.6％、17.5％、22.2％，放線菌數(shù)量依次降低9.4％、12.4％、14.0％，CK與A1、A2、A3之間均呈差異顯著水平(P＜0.05)。焚燒處理之間，A1分別與A2和A3間呈顯著差異(P＜0.05)。在玉米大喇叭口期和成熟期，CK與A1、A2、A3均無顯著性差異(P＞0.05)。

圖1　秸稈焚燒對土壤有機(jī)質(zhì)的影響Fig.1 Effect of straw burning on soil organic matter不同字母分別表示差異達(dá)5％顯著水平

圖2　秸稈焚燒對土壤真菌數(shù)量的影響Fig.2 Effect of straw burning on fungus

圖3　秸稈焚燒對土壤細(xì)菌數(shù)量的影響Fig.3 Effect of straw burning on bacteria

圖4　秸稈焚燒對土壤放線菌數(shù)量的影響Fig.4 Effect of straw burning on actinomyces

2.3秸稈焚燒對土壤全效養(yǎng)分含量的即時效應(yīng)

秸稈焚燒1 d后，各處理的土壤全效養(yǎng)分含量如表1所示，秸稈焚燒使表層土壤全效養(yǎng)分含量獲得不同程度的增加。A1、A2、A3與CK相比，全磷含量分別增加6.5％、10.4％、12.9％，全鉀含量分別增加4.6％、12.6％、18.1％，全氮含量分別增加2.6％、6.6％、13.2％。除A1的全氮含量與CK間差異不顯著外，各全效養(yǎng)分在不同處理間均表現(xiàn)出顯著差異(P＜0.05)。

2.4秸稈焚燒對土壤速效磷含量的影響

磷是作物生長、發(fā)育和生理活動必須的營養(yǎng)元素之一，與土壤有機(jī)質(zhì)的分解關(guān)系密切，在評價土壤供磷能力及磷肥施用狀況等方面具有重要意義［8］。由圖5可知，各時期土壤速效磷含量均呈現(xiàn)出A3＞A2＞A1＞CK的趨勢，各處理間差異達(dá)顯著水平(P＜0.05)。秸稈焚燒1 d后，A1、A2、A3的速效磷含量分別比CK增加9.8％、28.3％、39.1％，在玉米苗期，A1、A2、A3分別比CK增加13.4％、23.8％、37.4％，在玉米大喇叭口期，A1、A2、A3分別比CK增加14.9％、30.7％、35.5％，在玉米成熟期，A1、A2、A3分別比CK增加24.5％、27.2％、36.0％。

2.5秸稈焚燒對土壤速效鉀含量的影響

作物生長對鉀的吸收量很大，鉀元素參與作物生長發(fā)育的諸多過程，在作物穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)和提高糧食品質(zhì)等方面意義重大。由圖6可知，各時期土壤速效鉀含量均呈現(xiàn)出A3＞A2＞A1＞CK的趨勢。秸稈焚燒1 d后，A1、A2、A3處理的土壤速效鉀含量分別比CK增加13.2％、19.9％、39.1％，在玉米苗期，A1、A2、A3分別比CK增加13.1％、18.3％、41.9％，在玉米大喇叭口期，A1、A2、A3分別比CK增加4.0％、13.9％、24.5％，在玉米成熟期，A1、A2、A3分別比CK增加6.9％、20.4％、33.1％。各時期不同處理間差異均達(dá)顯著水平(P＜0.05)。

表1　秸稈焚燒對土壤全效養(yǎng)分含量的影響Table 1 Effect of straw burning on total nutrients

圖5　秸稈焚燒對土壤速效磷含量的影響Fig.5 Effect of straw burning on available phosphorus

圖6　秸稈焚燒對土壤速效鉀含量的影響Fig.6 Effect of straw burning on available potassium

2.6秸稈焚燒對土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量的影響

硝態(tài)氮和銨態(tài)氮是土壤中速效氮素的主要形式，又是表征土壤氮素供應(yīng)水平的重要指標(biāo)［9］。由圖7可知，各時期土壤銨態(tài)氮含量均表現(xiàn)出A3＞A2＞A1＞CK的趨勢。秸稈焚燒1 d后，A1、A2、A3處理的土壤銨態(tài)氮含量分別比CK增加8.6％、17.9％、38.7％，各處理間呈顯著差異(P＜0.05)。在玉米苗期，A1、A2、A3分別比CK增加7.0％、18.0％、21.4％，A2、A3分別與A1和CK間均呈顯著差異(P＜0.05)。在玉米大喇叭口期，A1、A2、A3分別比CK增加8.0％、24.4％、36.9％，各處理間均呈顯著差異(P＜0.05)。在玉米成熟期，A1、A2、A3分別比CK增加5.9％、21.9％、32.7％，CK、A1分別與A2和A3間呈差異顯著水平(P＜0.05)。

由圖8可知，各時期土壤硝態(tài)氮含量均表現(xiàn)出A3＞A2＞A1＞CK的趨勢。秸稈焚燒后，A1、A2、A3處理的土壤硝態(tài)氮含量分別比CK增加1.4％、5.9％、9.2％，A1、CK分別與A2和A3間呈顯著差異(P＜0.05)。在玉米苗期，A1、A2、A3分別比CK增加7.3％、23.4％、31.9％，在玉米大喇叭口期，A1、A2、A3分別比CK增加11.0％、19.2％、27.3％，在玉米成熟期，A1、A2、A3分別比CK增加10.0％、18.8％、30.6％。在玉米苗期、大喇叭口期和成熟期，各處理間差異均達(dá)顯著水平(P＜0.05)。

圖7　秸稈焚燒對土壤銨態(tài)氮含量的影響Fig.7 Effect of straw burning on ammonium nitrogen

圖8　秸稈焚燒對土壤硝態(tài)氮含量的影響Fig.8 Effect of straw burning on nitrate nitrogen

3　討論

本研究表明，表層土壤中有機(jī)質(zhì)含量在秸稈焚燒后(1 d)顯著降低(SOM含量平均降低16.2％)，降低幅度隨焚燒量增多而增大。在玉米苗期、大喇叭口期和成熟期，焚燒處理的平均有機(jī)質(zhì)含量相對于焚燒初期有所恢復(fù)(平均恢復(fù)5.6％)，其中以A3處理的恢復(fù)速率最大(A3＞A2＞A1)。這與土壤樣品中混有未完全分解的根茬有關(guān)。焚燒量越大，殘茬剩余量越少，因此火后(1d)A3處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量最低。經(jīng)過玉米生育期，在微生物的作用下，土壤中殘留的根茬分解趨于完全，各處理的有機(jī)質(zhì)含量的差異減小，所以A3處理的有機(jī)質(zhì)含量隨著玉米生育期進(jìn)程的變化幅度最大。

秸稈焚燒后(1 d)土壤微生物數(shù)量隨焚燒量的增加而顯著減少。焚燒處理的土壤微生物數(shù)量(真菌、細(xì)菌和放線菌)平均減少54.7％。由秸稈焚燒產(chǎn)生的熱輻射使表層土壤溫度迅速升高，達(dá)到乃至超過大多數(shù)微生物的致死溫度(70—80℃)，造成微生物大量死亡［10］。與有機(jī)質(zhì)含量的變化相類似，火后土壤微生物數(shù)量表現(xiàn)不同程度的恢復(fù)。在玉米大喇叭口期和成熟期，各處理的微生物數(shù)量與CK間已無顯著差異。這表明經(jīng)過火后數(shù)月時間，土壤微生物數(shù)量基本恢復(fù)到了與CK相當(dāng)?shù)乃?，其中?xì)菌數(shù)量的恢復(fù)速率最快。Fritze等［11］研究發(fā)現(xiàn)火后土壤微生物數(shù)量恢復(fù)到正常水平需要12—15a，本研究結(jié)果與之不一致，這與火燒強(qiáng)度以及火后植被狀況等試驗(yàn)條件的不同有關(guān)。秸稈焚燒在殺死微生物的同時產(chǎn)生了利于微生物代謝繁殖的條件，如對不同養(yǎng)分的競爭程度減少，土壤中水溶性化合物含量的增加，為殘留和新進(jìn)入土壤的微生物提供了利于代謝的化合物，促進(jìn)微生物繁殖［12］。細(xì)菌對水溶性化合物具有更強(qiáng)的利用能力，因而其恢復(fù)速率最快［12］。同時，伴隨玉米生長發(fā)育，其根系分泌物增多，改善微生物生存環(huán)境，為微生物繁殖與代謝提供了碳源和能源［13］。

秸稈焚燒對土壤速效磷、鉀的即時效應(yīng)表現(xiàn)為二者含量獲得不同程度增加(平均增量分別為9.73％、19.0％)，增加幅度呈現(xiàn)出A3＞A2＞A1＞CK的趨勢?；以母患腔鸷笸寥鲤B(yǎng)分水平升高的主要原因。秸稈焚燒后生成的灰渣中含有大量P、K等陽離子及其氧化物，使土壤中速效磷、鉀含量迅速增加。同時，秸稈灰渣提升土壤pH，使土壤陽離子交換能力增強(qiáng)［12］;此外，土壤中部分有機(jī)態(tài)的磷和鉀養(yǎng)分受熱分解成無機(jī)態(tài)(如有機(jī)態(tài)的磷轉(zhuǎn)化為植物可利用的正磷酸鹽)，也為速效磷及速效鉀含量增加提供了有利條件。土壤中磷和鉀具有較高的揮發(fā)溫度(＞700℃)，小麥秸稈焚燒的火燒強(qiáng)度相對較小，所以二者在焚燒過程中損失很少，伴隨速效磷、鉀含量水平的升高，全效磷和全效鉀含量也表現(xiàn)出增多的趨勢。與火后速效P、K變化原因有所不同的是，秸稈灰渣中無機(jī)氮含量較少，土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量增加的主要原因是火燒驅(qū)使土壤氮由有機(jī)態(tài)向無機(jī)態(tài)的分解作用加強(qiáng)。秸稈灰渣中含有較多的有機(jī)氮，為火后土壤無機(jī)氮的生成提供了豐富的氮源。因受熱而死亡的土壤微生物的殘體也會向土壤釋放出部分無機(jī)氮［14］。雖然土壤氮的揮發(fā)溫度相對較低(200℃)，但小麥秸稈焚燒過程持續(xù)時間較短，土壤水分未完全蒸發(fā)，而水分的存在抑制了土壤溫度的升高［15］，土壤氮的揮發(fā)量較小。因此，在加熱與灰渣富集共同作用下全氮含量獲得增加，這與Schoch等［16］研究結(jié)果相似。秸稈焚燒量增大，火后生成的灰渣量隨之增多，P、K離子的富集程度升高，為無機(jī)氮的生成提供有機(jī)氮源的能力增強(qiáng)，同時土壤中由有機(jī)態(tài)轉(zhuǎn)化生成的無機(jī)養(yǎng)分增多，因而焚燒后(1 d)土壤全效和速效養(yǎng)分含量的增加幅度隨焚燒量的增加而增大。

本研究中，在玉米各生育期焚燒處理的速效養(yǎng)分含量始終高于CK，但差異的變化規(guī)律不明顯。如焚燒處理的速效K的平均含量與CK間的差異呈現(xiàn)出先減小再增大的趨勢，銨態(tài)氮則呈現(xiàn)減小、增大、再減小的趨勢。其原因是本試驗(yàn)研究時期較短，淋溶和降雨過程對土壤速效養(yǎng)分進(jìn)行再分布的作用較小，而地表植物生長對速效養(yǎng)分含量變化的影響較大。在玉米苗期和大喇叭口期，對速效鉀的需求量較大，導(dǎo)致焚燒處理與CK間的差異有所減小，而在成熟期出現(xiàn)增加。這與Limon-Ortega等［17］對焚燒后玉米生育期內(nèi)土壤養(yǎng)分的研究及Hernández等［18］對火后9個月內(nèi)土壤化學(xué)性質(zhì)變化的研究結(jié)果相似。

4　結(jié)論

本研究條件下，土壤有機(jī)質(zhì)含量和微生物數(shù)量在小麥秸稈焚燒作用下顯著降低，而土壤全效和速效氮、磷、鉀含量則顯著增加，且各指標(biāo)變化幅度隨秸稈焚燒量的增加而增大。在玉米生育期內(nèi)，焚燒處理的有機(jī)質(zhì)含量和微生物數(shù)量得到不同程度的恢復(fù)，其中細(xì)菌的恢復(fù)速率最快;焚燒處理顯著增加了土壤中速效養(yǎng)分(速效P、速效K、硝態(tài)N、銨態(tài)N)的含量。鑒于焚燒秸稈對土壤生物化學(xué)特性影響的復(fù)雜性，焚燒對土壤有機(jī)質(zhì)、微生物和養(yǎng)分含量的影響還需進(jìn)行更長時間跨度的田間定位試驗(yàn)來探討。

致謝:王鈺、施明新參與田間試驗(yàn)工作，姬強(qiáng)幫助寫作，特此致謝。

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Effects of wheat straw burning on content of soil organic matter，nitrogen，phosphorus，and potassium

TIAN Guocheng1，WANG Yu2，SUN Lu1，SHI Mingxin2，WU Faqi1，*
1 College of Resources and Environment，Northwest A＆F University，Yangling 712100，China
2 Institute of Soil and Water Conservation，Northwest A＆F University，Yangling 712100，China

Abstract:As a common treatment of waste straw，open straw burning is widespread in China，especially during harvest seasons every year.Recently，many studies have focused on the effect of straw burning on the regional atmospheric environment.However，there is relatively limited data on the change in the biochemical properties of soil.In order to better evaluate the effects of field straw burning on soil organic matter content，microorganism quantity，and soil nutrient content，a 4-month field trial was initiated in 2013.In the experiment，4 treatments were used with different amounts of wheat straw: reduced burning(0.24 kg/m2，as A1)，normal burning(0.48 kg/m2，as A2)，and incremental burning(0.72 kg/m2，as A3)，and no burning(as CK).The effects of burning treatments on soil organic matter content，microorganism quantity，and soil nutrient content were measured by analysis of soil samples from 0—5 cm depth of topsoil，which were collected 4book=388,ebook=116times on June 13th(one day after straw burning)，July 10th(maize seedling stage)，August 15th(maize tasselling stage)，and October 8th(maize maturity stage).The results showed that there were significant changes in soil organic matter content，quantities of fungi，bacteria，and actinomycetes，as well as total and available P，K，and N due to the different burning treatments.The immediate effect of straw burning on these indicators was marked.The burning treatments had adverse influences on soil organic matter and microorganisms.Compared with the CK treatment，soil organic matter content decreased by 11.0％—22.1％.The quantities of fungi，bacteria，and actinomycetes decreased by 30.8％—56.1％，50.6％—72.6％，46.9％—68.3％，respectively.Soil total and available nutrient content increased significantly(P＜0.05).The content of total P，total K，total N，available P，available K，nitrate nitrogen，and ammonium nitrogen increased by 6.5％—12.9％，4.6％—18.1％，2.6％—13.2％，9.8％—39.1％，13.2％—39.1％，8.6％—38.7％，1.4％—9.2％，respectively.Meanwhile，the study found these indicators showed an increasing trend with the increase of burned wheat straw amount，namely in the order A3＞A2＞A1.Throughout the growth period of maize，soil organic matter and microorganism quantity in the three burning treatments recovered to different extents.After the maize growth period，compared with the previous stage after burning，soil organic matter content in burning treatments recovered 5.6％ on an average in the order A1＞A2＞A3.The microorganism population restored to a higher degree than that of organic matter.Bacteria had the fastest recovery rate among the three microbes.In the maize seedling stage，the quantity of fungi，bacteria，and actinomycetes in the burning treatments was 12.7％，17.4％，11.9％ lower than that of CK，respectively.At the maize tasselling and maturity stage，the microorganism quantities had no significant differences between the burning treatments and CK，which indicated that the microbial quantities had reached the normal level two months later after burning.Soil available nutrient content in the burning treatments was higher than that of CK during the maize growth period.At the seedling，tasselling，and maturity stage，compared with the CK，the available P content increased by an average of 24.9％，27％，and 29.2％; available K content increased by an average of 24％，14.1％，and 15.2％; ammonium nitrogen content increased at an average of 25.5％，23.1％，and 20.2％; and nitrate nitrogen content increased at an average of 20.8％，19.2％，and 19.8％，respectively.

Key Words:straw burning; organic matter; microbial quantity; soil nutrient

*通訊作者

Corresponding author.E-mail: wufaqi@ 263.net

收稿日期:2014-09-23;

修訂日期:2015-07-27

基金項(xiàng)目:國家“十二五”科技支撐項(xiàng)目(2012BAD14B11)

DOI:10.5846/stxb201409231887