CN105806731A - 一种田间测定秸秆腐解率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种田间测定秸秆腐解率的方法，其特征是：选择秸秆还田的样本田块，按照随机原则采集土壤秸秆混合样品，然后水洗、筛分，分离出秸秆，再烘干称重，最后通过计算即获得秸秆腐解率。本发明针对大田条件下进行秸秆腐解率的速测，无需在秸秆还田同时进行试验布设，随机选择样本田块即可以进行测定，更贴近秸秆在田间实际腐解情况。

Description

一种田间测定秸秆腐解率的方法

一、技术领域

本发明涉及农业环境技术领域，具体涉及一种田间测定秸秆腐解率的方法。

二、背景技术

为加快推进秸秆综合利用，促进资源节约、环境保护、农业增效和农民增收，国家和省先后出台了《国务院办公厅关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见》(国办发〔2008〕105号)、《“十二五”农作物秸秆综合利用实施方案》(发改环资〔2011〕2615号)等系列文件。政府的强力推动和秸秆综合利用技术的应用示范推广，使秸秆焚烧现象暂时得到控制，但还不能从根本上解决秸秆焚烧问题。要解决秸秆禁烧问题不仅要“堵”，更要“疏”。要通过宣传教育增强公众的生态环境意识，营造禁烧氛围；还要加大投入，依靠科技，让秸秆通过畅通的渠道回到生产循环系统中，实现综合利用，转化升值。秸秆综合利用方式众多，但秸秆还田是目前秸秆综合利用的主渠道。秸秆还田不单可以为土壤提供有机物料，还可以减少温室气体的排放，起到“固碳减排”的作用。

秸秆的分解速率，是评价作物残体在保持和改善土壤肥力状况方面的作用、预测土壤有机质含量动态变化等方面重要资料。秸秆的分解速率取决于有机物本身的化学组分以及分解时的环境条件(Pinketal1951)，因此，还田的植物残体腐解过程的研究应尽量与田间实际情况相一致。目前，秸秆分解研究方法主要有砂管滤法(林心雄等，1981)、尼龙网袋法(Wen，1981)、模拟培养法(Stanfoul，1972)、同位素标记示踪法(Jenkinsonetal，1977)等。模拟培养法主要通过条件控制，在实验室条件下模拟培养，研究秸秆在土壤中的腐解变化。其余方法尽管可以用于田间秸秆腐解的测定，但是均需要在秸秆还田同时进行布设，对于秸秆还田后而没有进行试验布设的大田不能随时随地测定秸秆腐解率。另外，砂滤管法、尼龙袋法、同位素法还存在一些缺点：砂滤管法透水透气性好，能够避免植物根系等的干扰引起的误差，适宜于大量测定植物物质在不同条件下的分解速率，但对管内外水分移动会产生滞后效应。尼龙袋法操作简便，对水分传递所产生的影响较小，袋内水分动态接近田间实际情况，适于干旱或半干旱地区秸秆腐解研究，但大量秸秆在网袋内不能与土壤紧密接触，使测定结果准确度大大降低(文启孝等，1984)。示踪法是利用C、N、P等元素的同位素标记秸秆作为供试材料，令秸秆在自然条件下发生腐解。标记后的作物秸秆还田后与实际的情况基本一致，不受根系和小动物的影响，而且灵敏度较高。但是示踪技术试验设备昂贵；核辐射的防护；有些元素缺乏适合的同位素等。虽然测定结果比较精确，但仍难以得到普遍的推广。

综上所述，田间测定秸秆腐解率的方法还未见有相关文献或者专利报道。针对目前秸秆还田大量推广应用的情况下，利用田间采样测定秸秆腐解率的方法既简单易操作，又弥补目前砂管滤法、尼龙网袋法、模拟培养法、同位素标记示踪法等没有进行试验布设不能测定秸秆腐解率的不足。

三、发明内容

本发明针对目前秸秆腐解率测定方法的不足，确定了一种田间测定秸秆腐解率的方法，具体描述了样品采集、处理和计算方法，为评价秸秆保持和改善土壤肥力状况，预测土壤有机质含量动态变化等方面，提供数据支撑。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明田间测定秸秆腐解率的方法，其特点是：包括样品采集、样品处理和腐解率计算，具体是按如下步骤进行：

(1)样品采集

选择秸秆还田的样本田块，按照随机原则选取t个采样点，采集土壤秸秆混合样品，采集深度为d、长度为l、宽度为w，0.10m≤d≤0.20m；将在各采样点采集的土壤秸秆混合样品分别放入样品袋中备用；

(2)样品处理

将各采样点采集的土壤秸秆混合样品分别水洗、筛分，分离出秸秆；将分离出的秸秆放入烘箱中，85℃烘干6小时，称重，记为Ws，单位kg；

(3)分别计算各采样点的腐解率

按式(1)计算1m³土壤中的残留秸秆干重G₁，单位kg：

$G_1=\frac{Ws}{d\×w\×l}---\left(1\right);$

式(1)中d、w、l单位为m；

按式(2)计算1m³土壤中的秸秆重量G₀，单位kg：

式(2)中S为所选择样本田块的面积，单位m²；

按式(3)计算秸秆腐解率f：

$f=\frac{G_0-G_1}{G_0}\×100\%---\left(3\right);$

(4)将按步骤(3)计算获得的各采样点的秸秆腐解率f求平均(加和后除以采样点个数t)，即获得该样本田块的秸秆腐解率。

本发明田间测定秸秆腐解率的方法，其特点也在于：

所选择的采样地区以秸秆机械粉碎还田旱作条件下为宜，若为水田条件，则以排水落干后为宜。

所选取的采样点尽量避开地上作物，要保证足够的采样点，使之能代表采样单元的特性。采样点的多少，取决于采样单元的大小、土壤秸秆混合的均匀性等，t一般为3～7个/亩。

采样方式为随机采样，随机采样时应沿着一定的线路，按照“随机”、“等量”的原则进行采样。可采用对角线、梅花、棋盘式、S形等布点方式采样。

采样点取深度为d、长度为l、宽度为w的土壤秸秆混合区域，其中0.10m≤d≤0.20m，长度和宽度可以根据秸秆残留量适当放宽比例。一般的：w＝0.2m，l＝0.2m；若样品田块的秸秆还田方式为旋耕或免耕，则0.10m≤d≤0.15m；若样品田块的秸秆还田方式为深耕，则0.15m≤d≤0.20m。

采集时间是在秸秆粉碎还田均匀抛撒或旋耕翻埋后，选择作物生物量较小时期，避免根系干扰。

土壤秸秆混合样品经水洗过筛分离出秸秆，筛子目数在10目以下。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、本发明针对大田条件下进行秸秆腐解率的速测，无需在秸秆还田同时进行试验布设，随机选择样本田块即可以进行测定，更贴近秸秆在田间实际腐解情况。

2、本发明的方法快速、简单、易操作，减少试验操作，节约成本。

四、具体实施方式

实施地点：宿州市埇桥区九里村、宿州市埇桥区葛林村、宿州市农业核心示范区

轮作方式：麦玉轮作

秸秆还田方式：秸秆全量机械还田

首先按如下步骤计算宿州市埇桥区九里村样本田块的秸秆腐解率：

(1)样品采集

按照“随机”、“等量”的原则选取3个采样点，采集土壤秸秆混合样品，采集深度d＝0.15m、长度l＝0.2m、宽度w＝0.2m；将在各采样点采集的土壤秸秆混合样品分别放入样品袋中备用；

(2)样品处理

将各采样点采集的土壤秸秆混合样品分别水洗、筛分，分离出秸秆；将分离出的秸秆放入烘箱中，85℃烘干6小时，称重，记为Ws，单位kg；

(3)分别计算各采样点的腐解率

按式(1)计算1m³土壤中的残留秸秆干重G₁，单位kg：

$G_1=\frac{Ws}{d\×w\×l}---\left(1\right);$

式(1)中d、w、l单位为m；

按式(2)计算1m³土壤中的秸秆重量G₀，单位kg：

式(2)中S为所选择样本田块的面积，为667m²；

按式(3)计算秸秆腐解率f：

$f=\frac{G_0-G_1}{G_0}\×100\%---\left(3\right);$

(4)将按步骤(3)计算获得的各采样点的秸秆腐解率f求平均，即获得该样本田块的秸秆腐解率。

按照上述相同的方法计算宿州市埇桥区葛林村、宿州市农业核心示范区的秸秆腐解率，同时以尼龙袋法测得的结果进行对比，结果见表1。

表1田间测定法与尼龙袋法测定结果

注：表1中的G₁和f皆是3个采样点计算获得的平均值。

Claims (6)

1.一种田间测定秸秆腐解率的方法，其特征是：包括样品采集、样品处理和腐解率计算，具体是按如下步骤进行：

(1)样品采集

选择秸秆还田的样本田块，按照随机原则选取t个采样点，采集土壤秸秆混合样品，采集深度为d、长度为l、宽度为w，0.10m≤d≤0.20m；将在各采样点采集的土壤秸秆混合样品分别放入样品袋中备用；

(2)样品处理

将各采样点采集的土壤秸秆混合样品分别水洗、筛分，分离出秸秆；将分离出的秸秆放入烘箱中，85℃烘干6小时，称重，记为Ws，单位kg；

(3)分别计算各采样点的腐解率

按式(1)计算1m³土壤中的残留秸秆干重G₁，单位kg：

$G_1=\frac{Ws}{d\×w\×l}---\left(1\right);$

式(1)中d、w、l单位为m；

按式(2)计算1m³土壤中的秸秆重量G₀，单位kg：

式(2)中S为所选择样本田块的面积，单位m²；

按式(3)计算秸秆腐解率f：

$f=\frac{G_0-G_1}{G_0}\×100\%---\left(3\right);$

(4)将按步骤(3)计算获得的各采样点的秸秆腐解率f求平均，即获得该样本田块的秸秆腐解率。

2.根据权利要求1所述的田间测定秸秆腐解率的方法，其特征在于：所选取的采样点避开地上作物，采样点个数t为3～7个/亩。

3.根据权利要求1所述的田间测定秸秆腐解率的方法，其特征在于：

若样品田块的秸秆还田方式为旋耕或免耕，则0.10m≤d≤0.15m；

若样品田块的秸秆还田方式为深耕，则0.15m≤d≤0.20m。

4.根据权利要求1或3所述的田间测定秸秆腐解率的方法，其特征在于：

w＝0.2m，l＝0.2m。

5.根据权利要求1或3所述的田间测定秸秆腐解率的方法，其特征在于：步骤(2)中筛分所用筛子目数在10目以下。

6.根据权利要求1或3所述的田间测定秸秆腐解率的方法，其特征在于：采样时间是在秸秆还田后，选择作物生物量较小时期，避免根系干扰。