CN112683723B - 一种秸秆还田土壤中厌氧腐解强度的定量分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种秸秆还田土壤中厌氧腐解强度的定量分析方法，步骤包括：⑴待测土壤采集；⑵前茬秸秆样品制备；⑶模拟泥柱制作；⑷气体释放能力测量；⑸厌氧腐解强度计算。与水稻苗活棵快慢、是否会发生僵苗密切相关的，不是秸秆还田土壤中的前茬秸秆还田量及其腐解速率，而是厌氧腐解强度；现有技术普遍忽视了土壤中前前茬秸秆残屑等因子能引起厌氧腐解强度激增而导致水稻僵苗。本发明方法简便易行、结果可靠、针对性强，能定量分析任一秸秆还田土壤中厌氧腐解强度及其影响因子作用的大小，进而可以改进秸秆还田技术、大幅降低土壤中厌氧腐解强度，对于促进秸秆还田实施具有现实意义。
Description
技术领域
本发明涉及农作耕种技术领域，具体涉及一种秸秆还田土壤中厌氧腐解强度的定量分析方法。
背景技术
秸秆是作物生产的副产品，数量大、价值低、收集难，全量还田已成为我国作物秸秆处置的主要途径。
前人关于秸秆全量还田以后腐解特性的研究报导很多，但是关于秸秆还田土壤中腐解强度的研究报导却较少，特别是稻田淹水初期的厌氧腐解强度；现有技术普遍忽视了秸秆还田土壤中前前茬秸秆残屑等因子能引起厌氧腐解强度激增而导致水稻僵苗。据发明人研究，与稻苗活棵快慢、是否会发生僵苗密切相关的，不是秸秆还田土壤中的前茬秸秆还田量及其腐解速率，而是厌氧腐解强度。秸秆持续全量还田的江苏省稻麦科技综合示范基地（淮安市）数据：水稻移栽时土壤中除了有480~670kg·667m-2的前茬小麦秸秆之外，还有190~350kg·667m-2的前前茬水稻秸秆残屑，即水稻移栽时土壤中秸秆总量达670~1020kg·667m-2；初栽入大田的水稻秧苗，如果处于湿润通气状态下则正常返青活棵、出蘖，如果处于持续淹水状态下则会严重僵苗，同时土壤中厌氧腐解强度也会极显著增强——30℃淹水第5天耕层土壤变黑、30℃淹水10天内甲烷排放量比仅实施一季麦秸全量还田可提高308~720%。
秸秆还田土壤中厌氧腐解强度的大小，受到众多因素的影响：例如，温度，前茬秸秆还田量与呈现状态，前茬秸秆埋深与均匀度，前前茬秸秆残屑含量，活性有机碳含量（指轻组有机碳、溶解性有机碳、易氧化有机碳、可矿化有机碳、有效有机碳、颗粒有机碳、微生物量碳等等），微生物菌群与活性的大小，施肥种类与数量，土壤质地，有机质含量，田间保持水层天数，等等。直接测定秸秆还田土壤中厌氧腐解强度，测定结果难以准确，即使在室内模拟测定也常常出现重复性极差的测定结果，因为很难保证同一处理内重复之间众因素的一致性，例如很难让还田秸秆在重复间分布一致。因此，研制一种秸秆还田土壤中厌氧腐解强度的定量分析方法，定量分析任一秸秆还田土壤中厌氧腐解强度及其众多影响因素的作用大小，进而可以改进技术、大幅降低土壤中厌氧腐解强度，对于促进秸秆还田实施具有十分重要的现实意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题：针对当前人们普遍对秸秆还田土壤中厌氧腐解强度认识不足和现有秸秆还田技术经常引起水稻僵苗的弊端，提供一种秸秆还田土壤中厌氧腐解强度的定量分析方法，能定量分析秸秆还田土壤中厌氧腐解强度在水稻移栽活棵前后的大小及其众影响因子作用大小，进而可以因地制宜地改进秸秆全量还田技术、大幅降低土壤中厌氧腐解强度，消除秸秆还田对水稻活棵、分蘖发生的负面影响。
本发明通过以下技术方案实现：
一种秸秆还田土壤中厌氧腐解强度的定量分析方法，包括，
（1）待测土壤采集：在前茬作物即将收割之时多点采集耕作层土壤，各采集点面积相同，所有采集点的面积总和记为S，；人工剔除土壤样品中石子、螺壳等杂物以及属于前茬植株的残叶、残鞘、残穗、根系，之后手工捡拾出可区分的前前茬秸秆的残屑，将捡拾出的残屑粉碎后加回到土壤样品中，并把各个采集点土壤样品充分混合均匀、称出总重量后密封保存，总重量记为/>，kg；称取土壤样品制作泥浆之前，取土壤样品烘干至恒重，测定计算出土壤样品平均含水率，记为/>，%；
（2）前茬秸秆样品制备：秸秆材料全部来自同一前茬田块、同一前茬作物品种；去除叶鞘和叶片，选择植株高度相似、粗度相似、既无机械损伤又无弯折痕迹的秸秆作为样品，从秸秆中部剪取秸秆样品，要求剪取的长度一致；
（3）模拟泥柱制作：利用步骤（1）所得的土壤样品制作泥浆，将泥浆灌注在硬质直筒容器内，插入前茬秸秆样品，即得模拟泥柱，它的高度以及含水率都与秸秆还田土壤在即将插秧时的泥浆厚度和含水率一致，单位面积的耕作层泥浆重记为，/>，耕作层泥浆平均含水率记为/>，%，模拟泥柱的横截面面积记为/>，/>，每根模拟泥柱的泥浆重量记为/>，kg，/>；根据/>、/>和/>计算出制作泥浆时的加水量，同一次实验的同一处理中所有模拟泥柱的泥浆统一搅拌制作，且搅拌时间在20min以上，以保证实验条件的一致性；根据前茬秸秆还田量M0，kg·667m-2，计算每根模拟泥柱中所需的前茬秸秆的样品量M1，kg，/>；在泥柱中置入前茬秸样品，要求同一处理内各个重复模拟泥柱中秸秆样品不仅重量相同、长度相同、数量相同，而且埋入姿态、埋入深度也一致；待模拟泥柱表面硬化以后设置排气孔，要求各个模拟泥柱的排气孔位置、数量和大小完全一致；
（4）气体释放能力测量：首先，把所有模拟泥柱放入一个贮水箱中，每根模拟泥柱上倒扣一个漏斗，漏斗直径大于模拟泥柱直径；然后，向贮水箱内缓慢注水，直至水面高过漏斗尖口3~5cm，将气体收集瓶装满清水，在贮水箱的水面下打开瓶口，并将瓶口套放在漏斗尖口上，收集模拟泥柱中厌氧腐解产生并释放的气体；每隔数日置换一次气体收集瓶，每个置换下来的收集瓶因收集了气体而导致瓶内水的体积量减少，这个减少体积量就是该段时间内对应的模拟泥柱厌氧腐解产生并释放的气体的体积量；
（5）厌氧腐解强度计算：根据步骤（1）土壤样品采集面积S、采集到的待测土壤样品总量及其含水率/>、模拟泥柱重量/>及其含水率/>、特定条件下实验n天每根模拟泥柱上的收集瓶收集到的气体体积量V，m3，秸秆还田土壤厌氧腐解强度表示为D，/>：
；
特定条件是指除了测定因素之外能影响秸秆还田土壤中厌氧腐解强度的众因素组合处理间一致。
进一步地，如果考虑检测时温度及其变化的影响，将步骤4）贮水箱放入人工气候箱或培养箱内；如可以忽略温度及其变化的影响，则无需放置到人工气候箱或培养箱中测定。
更进一步地，前茬秸秆样品使用固定装置置入：即无盖无底圆筒，直径比模拟泥柱小1~2mm、高度短1~2cm，两端固定有网格线，前茬秸秆样品固定在网格线上；在固定前茬秸秆样品之前根据设计的花式剪除两端多余的网格线，使两端留下的网格线呈一一对应关系，即数量、位置、方向完全相同。固定装置便于固定前茬秸秆样品同姿态置入泥浆柱形成模拟泥柱，形成无差异模拟泥柱，操作简单易行。
再进一步地，前茬秸秆样品要求剪取的长度一致，该长度小于模拟泥柱高度的2倍，再压至扁平并沿着压痕纵剖成两半片。
再进一步地，前茬秸秆在插入泥柱前，要先润湿秸秆样品，以防止带入空气。
再进一步地，直筒容器采用PVC管，不可采用金属筒，防止直筒腐蚀影响检测数据准确性。
再进一步地，削短漏斗尖口仅留1~2cm。方便实验操作。
再进一步地，若前茬秸秆埋入深度是测定因素之一，则前茬秸秆样品的长度、固定装置的高度都要减小至适于试验需求。
再进一步地，步骤3）搅拌时可根据实验需要加入化学肥料。模拟待测土壤受不同化学肥料影响下腐解强度的变化。
再进一步地，分别定量分析前前茬秸秆残屑、前茬秸秆对秸秆还田土壤中厌氧腐解强度的贡献，则需要提取权利要求1步骤（1）中准备的待测土壤样品中前前茬秸秆残屑、并测定其含量，同时制备对照土壤：
（1）前前茬秸秆残屑提取：从权利要求1在步骤（1）准备的待测土壤样品中称取一定的重量，记为，kg；随后利用漂洗法得到待测土壤中的前前茬秸秆残屑，将前前茬秸秆残屑烘干至恒重后称重，得/>，kg，计算出待测土壤样品中的前前茬秸秆残屑含量，设为，%：
；
每根模拟泥柱中前前茬秸秆残屑的净含量记为H1，则
；
（2）对照土壤制备：对照土壤本身在30℃、淹水30天内产生的气体数量必须极少且全部能滞留于土壤内部；步骤（1）中提取完秸秆残屑的泥浆可作为对照土壤；
（3）厌氧腐解强度计算：根据权利要求1步骤（1）采集面积S和采集到的待测土壤样品总量及其含水率/>、模拟泥柱重量/>及其含水率/>以及特定条件下n天内待测土壤、对照的模拟泥柱中分别收集到气体量V待测土壤、V对照，则秸秆还田待测土壤、对照在特定条件下这n天内厌氧腐解强度的计算公式分别为：
、
。
包括了前茬秸秆、前前茬秸秆残屑对待测土壤中厌氧腐解强度的的贡献，仅包括前茬秸秆对待测土壤中厌氧腐解强度的贡献，对比得到前前茬秸秆残屑对待测土壤中厌氧腐解强度的贡献。
本发明与现有技术相比，具有以下明显优点：
1、本发明简便易行。本发明经过作者近10年持续改进而成，未使用到昂贵的试验设备，基层农技人员都可以利用本方法定量分析任一秸秆还田土壤中厌氧腐解强度的大小及其众影响因子作用的大小。
、本发明结果可靠。秸秆还田土壤中厌氧腐解强度受到多种因素的影响，经常出现的测定结果是：同一处理内差异太大、不同处理之间差异不显著。本发明通过“从田间转到室内、人工气候箱或培养箱中测定”、“同一处理的所有重复共用一个搅拌容器且一次性完成泥浆搅拌操作，清水分多次加入，各种化学肥料先用适量清水溶解后加入，变成泥浆以后再搅拌20min以上，以达到泥浆内各组分均匀分布”、“前茬秸秆样品严格选择、加工与专用装置固定，以达到同一处理内不同重复之间前茬秸秆样品的重量、数量、埋入姿态、埋入深度等都完全一致”、“进一步粉碎了前前茬秸秆残屑”、“设置排气孔减少模拟泥柱中滞留气体”等等措施，尽可能保证了同一处理内不同重复间的一致性，不仅同一测定批次中重复之间测定结果一致性好，而且在不同测定批次之间重演性好。
、本发明针对性强。据发明人研究，与水稻秧苗栽入大田是否发生僵苗、活棵快慢密切相关的，不是秸秆还田土壤中的前茬秸秆还田量及其腐解速度，而是厌氧腐解强度。现有技术普遍忽视了秸秆还田土壤中前前茬秸秆残屑等因子能引起厌氧腐解强度激增而导致水稻僵苗。针对前前茬秸秆残屑对土壤中厌氧腐解强度的巨大贡献以及现有秸秆还田技术容易引起水稻僵苗的弊端，本发明通过测定秸秆还田土壤中因厌氧腐解产生并释放的气体量，定量分析秸秆还田土壤中真实的厌氧腐解强度以及众因素作用的大小，从而可以因地制宜地改进秸秆还田技术、大幅降低土壤中厌氧腐解强度。
具体实施方式
本发明由发明人近10年持续改进而形成。要求定量分析某一秸秆还田土壤中厌氧腐解强度的大小及其前茬秸秆、前前茬秸秆残屑的贡献大小时，具体技术方案如下：
1、待测土壤样品采集：在前茬小麦即将收割之时多点采集耕作层土壤，去除采集点内前茬小麦植株，各采集点面积相同，所有采集点的面积总和记为S（m2）；人工剔除土壤样品中石子、螺壳等杂物以及属于前茬小麦植株的残叶残鞘、残穗、根系，之后手工捡拾出可区分的前前茬水稻秸秆残屑，将捡拾出的前前茬水稻秸秆残屑使用粉碎机粉碎之后加回到土壤样品中，并把各个采集点土壤样品充分混合均匀、称出总重量后密封保存，总重量记为（kg）；称取土壤制作泥浆之前，取2份各约50g待测土壤样品烘干至恒重，测定平均含水率，记为/>（%）。
2、前前茬秸秆残屑提取：第1步，称取一定量的、步骤1准备的待测土壤样品，重量记为（kg）；第2步，分次装入50目以上尼龙网袋在预装了大量清水的大桶里反复搓洗，直到土壤样品中所有泥土进入水中变成了泥浆，收集网袋内和漂浮在水面上的前前茬水稻秸秆残屑及其它杂物；第3步，在泥浆淀清以后将大桶里水倒去大部分仅保留3~5cm厚水层，再次不停搅拌泥浆20min以上，不断地用网袋收集漂浮在泥浆表面的前前茬水稻秸秆残屑及其它杂物；第4步，把所有收集来的前前茬水稻秸秆残屑及其它杂物放入清水中漂洗，以去除泥浆和沉入水底的杂物，改用化纤机织布袋收集水中的前前茬水稻秸秆残屑，用洗衣机脱水沥干，再次放入清水中漂洗、再次用洗衣机脱水沥干，如此重复8~10次；第5步，在烘干箱中80℃烘干24~30h；第6步，仔细识别、捡拾出前茬小麦作物的根系和其它杂物；第6步，再次在烘干箱中80℃烘干至恒重以后称重，得/>（kg），计算待测待测土壤样品中的前前茬水稻秸秆残屑含量/>，
。
3、对照土壤制备：在30℃、淹水30天内，对照土壤本身产生并释放的气体数量必须极少且全部能滞留于土壤内部；步骤2中提取完秸秆残屑的泥浆可作为对照土壤。
4、前茬秸秆样品制备：秸秆材料全部来自同一前茬小麦田块、同一前茬小麦品种；去除叶鞘和叶片，选择高度相似、粗度相似、既无机械损伤也无折弯痕迹的秸秆倒2节间和倒3节间作为样品，然后剪成同一长度，该长度小于模拟泥柱高度的2倍，再压至扁平并沿着压痕纵剖成两半片。
5、模拟泥柱制作：利用步骤（1）所得的土壤样品制作泥浆，将泥浆灌注在硬质直筒容器内（如PVC管，不可采用金属直筒），再插入前茬秸秆样品，即得模拟泥柱，它的高度以及含水率都与秸秆还田土壤在即将插秧时的泥浆厚度和含水率一致，含水率记为（%），模拟泥柱的重量记为/>（kg）；利用步骤（1）所得的土壤制作泥浆，根据/>、/>和/>计算出出制作泥浆时的加水量，并制作泥浆，为保证实验条件的一致性，同一次实验的同一处理中所有泥柱的泥浆统一搅拌制作，且搅拌时间在20min以上，搅拌时加入用量经过精确计算的化学肥料，搅拌的泥浆灌注泥柱时会有损失，因此搅拌的泥浆应比实际需要量多25~30%；根据还入大田的前茬秸秆量计算每根模拟泥柱中所需的前茬秸秆的样品量，称取时对秸秆样品宽度进行微加工，对折后按完全相同的花式安装到固定装置两端的网格线上，使同一处理内各个重复（模拟泥柱）中秸秆样品不仅重量相同、长度相同、数量相同，而且埋入姿态、埋入深度也一致；插入模拟泥柱前要先润湿秸秆样品，以防止带入空气；待模拟泥柱表面硬化以后设置排气孔，要求各个模拟泥柱的排气孔位置、数量和大小完全一致；大田前茬秸秆还田量记为M0（kg·667m-2）、大田化学肥料施用量记为F0（kg·667m-2），每根模拟泥柱中前前茬秸秆残屑的净含量H1（kg）、化学肥料的净含量F1（kg）、秸秆样品用量M1（kg）分别记为H1、F1、M1，H1、F1、M1计算公式分别为：
、
、
。
6、气体释放能力测量：首先，把所有模拟泥柱放入一个贮水箱中，再把贮水箱放入人工气候箱或培养箱内，每个模拟泥柱上倒扣一个塑质漏斗（漏斗直径大于模拟泥柱直径，削短漏斗尖口仅留1~2cm）；然后，向贮水箱内缓慢注水，直至水面高过漏斗尖口3~5cm，将气体收集瓶装满清水，在贮水箱的水面下打开瓶口，并将瓶口套放在漏斗尖上，收集模拟泥柱中厌氧腐解产生并释放的气体；每隔5~10天置换一次气体收集瓶，每个置换下来的收集瓶因收集了气体而导致瓶内水的体积量减少，这个减少体积量就是该段时间内对应的模拟泥柱厌氧腐解产生并释放的气体的体积量；如果同一处理不同模拟泥柱之间的气体收集量差异过大，则视为试验失败，需要在查找出失败环节之后重做模拟泥柱；无论取下收集瓶还是重装过程中，如果不小心让外界空气进入则该模拟泥柱的测定结果作废。
7、厌氧腐解强度计算：根据步骤1采集面积S、采集到的待测土壤样品总量G0及其含水率RW0、模拟泥柱重量G1及其含水率RW1以及特定条件下n天内待测土壤、对照土壤的模拟泥柱中分别收集到气体量V待测土壤、V对照，则待测土壤、对照土壤在特定条件下这n天内厌氧腐解强度的计算公式分别为：
、
。
特定条件是指除了测定因素之外能影响秸秆还田土壤中厌氧腐解强度的众因素组合处理间一致，例如温度、前茬小麦秸秆还田量与呈现状态、前茬小麦秸秆埋深与均匀度、前前茬水稻秸秆残屑含量、活性有机碳含量、有机质含量、微生物菌群与活性的大小、土壤质地、施肥种类与数量等等要求一致。
实施例1：发明人利用本发明对自己的示范田——周年秸秆全量还田的江苏省稻麦科技综合示范基地（淮安市）基地3号田土壤中在25℃、淹水20天内厌氧腐解强度的大小进行了定量分析。
2017年示范田3号田在前茬小麦即将收割之时设3个待测土壤样品采集点，每个采集点面积都为50cm×50cm，仅采集耕作层土壤，总面积记为S，S＝0.75m2，得到的待测土壤样品总重量记为G0，G0＝118.6kg；取2份各约50g待测土壤样品烘干至恒重，测定平均含水率，记为RW0，RW0＝35.7%；取一部分土壤称重，记为GSS，GSS=50.0kg，随后利用漂洗法得到土壤中的前前茬水稻秸秆残屑，将之烘干至恒重后称重，得GS，GS＝0.11533kg，计算土壤中前前茬水稻秸秆残屑含量RS，RS＝3.13×10-3（即243.2kg·667m-2）；3号田前茬小麦秸秆产量545.4kg·667m-2、底施肥碳酸氢铵用量57.3 kg·667m-2，在即将插秧之时泥浆厚度及含水率分别是13cm左右、78.7%，因此前茬麦秸全量还田以后是泥浆中土壤烘干重量的7.02×10-3、底施肥碳酸氢铵是泥浆中土壤烘干重量的7.38×10-4。
本试验测定操作设2处理，皆重复2次，一个是前茬麦秸全量还田的待测土壤处理（以待测土壤表示），一个是给不含前前茬水稻秸秆残屑的对照处理（以符号CK表示，相当于初次实施小麦秸秆全量还田土壤）。4个泥柱杯形状完全相同，高度、有效容积则分别为13cm、1000 ml，泥柱杯中模拟泥柱的重量及其含水率分别是1500g、78.7%；同一处理各组份称取量分别为一个模拟泥柱所需的250%，因此，待测土壤处理因其含水率35.7%而总称取2850.0g、碳酸氢铵总称取1.55 g，CK因对照土壤含水率21.4%而总称取对照土壤2550.0g、碳酸氢铵总称取1.55g；每个前茬小麦秸秆样品插入泥柱杯中泥浆之前都已安装在固定装置上，重量皆为5.90g、数量皆为32片、长度皆为23cm；所有模拟泥柱静置3~4小时，当模拟泥柱表面形成硬皮以后，用同一根长竹签在中心位置垂直插入直到杯底。人工气候箱内温度设为恒定25℃。
表1各时段模拟泥柱厌氧腐解产生并释放的气体数量（单位：ml/柱）
表2各时段模拟泥柱厌氧腐解强度（单位：×10-4 ）
注：同一测量时间段，不同处理间的不同大写字母表示组间差异极显著（）
模拟泥柱厌氧腐解产生并释放的气体量见表1，利用公式计算得到厌氧腐解强度见表2，其方差分析结果表明：在相同的测量时间段内，待测土壤与CK的模拟泥柱厌氧腐解强度存在极显著差异。在25℃淹水第一个10天内，待测土壤处理中厌氧腐解强度D10待测土壤（1.74×10-3 ）比D10CK（8.21×10-4/>）增强了112.30%；在25℃淹水第二个10天，待测土壤处理厌氧腐解强度D20待测土壤（4.22×10-3/>）比D20 CK（1.79×10-3 ）增强了135.89%。这一测定结果表明，前前茬水稻秸秆残屑对发明人示范田土壤中淹水初期的厌氧腐解强度起着不可忽视的增强作用，与仅实施前茬麦秸全量还田的相比在25℃淹水后的第一个10天、第二个10天分别增强了112.30%、135.89%；待测土壤中前前茬水稻秸秆残屑（243.2kg·667m-2）在25℃淹水后的第一个10天、第二个10天对厌氧腐解强度的贡献率分别达52.90%、57.61%，都大于待测土壤中前茬小麦秸秆（545.4kg·667m-2）的贡献率。
表3各时段模拟泥柱厌氧腐解强度的变异系数
由表3可知，待测土壤和CK模拟泥柱厌氧腐解强度的变异系数均小于5%，表明实验的重复性好，同时说明本发明技术测量的稳定性很好。
Claims (10)
1.一种秸秆还田土壤中厌氧腐解强度的定量分析方法，其特征在于：包括，
(1)待测土壤采集：在前茬作物即将收割之时多点采集耕作层土壤，各采集点面积相同，所有采集点的面积总和记为S，m2；人工剔除土壤样品中石子、螺壳等杂物以及属于前茬植株的残叶、残鞘、残穗、根系，之后手工捡拾出可区分的前前茬秸秆的残屑，将捡拾出的残屑粉碎后加回到土壤样品中，并把各个采集点土壤样品充分混合均匀，称出总重量后密封保存，总重量记为G0，kg；称取土壤样品制作泥浆之前，取土壤样品烘干至恒重，测定计算出土壤样品平均含水率，记为Rw0，％；
(2)前茬秸秆样品制备：秸秆材料全部来自同一前茬田块、同一前茬作物品种；去除叶鞘和叶片，选择植株高度相似、粗度相似、既无机械损伤又无弯折痕迹的秸秆作为样品，从秸秆中部剪取秸秆样品，要求剪取的长度一致；
(3)模拟泥柱制作：利用步骤(1)所得的土壤样品制作泥浆，将泥浆灌注在硬质直筒容器内，插入前茬秸秆样品，即得模拟泥柱，它的高度以及含水率都与秸秆还田土壤在即将插秧时的泥浆厚度和含水率一致，单位面积的耕作层泥浆重记为GCL，kg·m-2，耕作层泥浆平均含水率记为RW1，％，模拟泥柱的横截面面积记为Sm，m2，每根模拟泥柱的泥浆重量记为G1，kg，G1＝GCL·Sm；根据RW0、RW1和G1计算出制作泥浆时的加水量，同一次实验的同一处理中所有模拟泥柱的泥浆统一搅拌制作，且搅拌时间在20min以上，以保证实验条件的一致性；根据前茬秸秆还田量M0，kg·667m-2，计算每根模拟泥柱中所需的前茬秸秆的样品量M1，kg，在泥柱中置入前茬秸样品，要求同一处理内各个重复模拟泥柱中秸秆样品不仅重量相同、长度相同、数量相同，而且埋入姿态、埋入深度也一致；待模拟泥柱表面硬化以后设置排气孔，要求各个模拟泥柱的排气孔位置、数量和大小完全一致；
(4)气体释放能力测量：首先，把所有模拟泥柱放入一个贮水箱中，每根模拟泥柱上倒扣一个漏斗，漏斗直径大于模拟泥柱直径；然后，向贮水箱内缓慢注水，直至水面高过漏斗尖口3～5cm，将气体收集瓶装满清水，在贮水箱的水面下打开瓶口，并将瓶口套放在漏斗尖口上，收集模拟泥柱中厌氧腐解产生并释放的气体；每隔数日置换一次气体收集瓶，每个置换下来的收集瓶因收集了气体而导致瓶内水的体积量减少，这个减少体积量就是该段时间内对应的模拟泥柱厌氧腐解产生并释放的气体的体积量；
(5)厌氧腐解强度计算：根据步骤(1)土壤样品采集面积S、采集到的待测土壤样品总量G0及其含水率RW0、模拟泥柱重量G1及其含水率RW1、特定条件下实验n天每根模拟泥柱上的收集瓶收集到的气体体积量V，m3，秸秆还田土壤厌氧腐解强度表示为D，m3·m-2·d-1：
特定条件是指除了测定因素之外能影响秸秆还田土壤中厌氧腐解强度的众因素组合处理间一致。
2.根据权利要求1所述的一种秸秆还田土壤中厌氧腐解强度的定量分析方法，其特征在于：如果考虑检测时温度及其变化的影响，将步骤4)贮水箱放入人工气候箱或培养箱内；如果忽略温度及其变化的影响，则无需放置到人工气候箱或培养箱中测定。
3.根据权利要求1所述的一种秸秆还田土壤中厌氧腐解强度的定量分析方法，其特征在于：前茬秸秆样品使用固定装置置入：即无盖无底圆筒，直径比模拟泥柱小1～2mm、高度短1～2cm，两端固定有网格线，前茬秸秆样品固定在网格线上；在固定前茬秸秆样品之前根据设计的花式剪除两端多余的网格线，使两端留下的网格线呈一一对应关系，即数量、位置、方向完全相同。
4.根据权利要求1所述的一种秸秆还田土壤中厌氧腐解强度的定量分析方法，其特征在于：前茬秸秆样品要求剪取的长度一致，该长度小于模拟泥柱高度的2倍，再压至扁平并沿着压痕纵剖成两半片。
5.根据权利要求1所述的一种秸秆还田土壤中厌氧腐解强度的定量分析方法，其特征在于：前茬秸秆在插入泥柱前，要先润湿秸秆样品，以防止带入空气。
6.根据权利要求1所述的一种秸秆还田土壤中厌氧腐解强度的定量分析方法，其特征在于：直筒容器采用PVC管，不可采用金属筒。
7.根据权利要求1所述的一种秸秆还田土壤中厌氧腐解强度的定量分析方法，其特征在于：削短漏斗尖口仅留1～2cm。
8.根据权利要求3所述的一种秸秆还田土壤中厌氧腐解强度的定量分析方法，其特征在于：若前茬秸秆埋入深度是测定因素之一，则前茬秸秆样品的长度、固定装置的高度都要减小至适于试验需求。
9.根据权利要求1所述的一种秸秆还田土壤中厌氧腐解强度的定量分析方法，其特征在于：步骤3)搅拌时可根据实验需要加入化学肥料。
10.根据权利要求1所述的一种秸秆还田土壤中厌氧腐解强度的定量分析方法，其特征在于：分别定量分析前前茬秸秆残屑、前茬秸秆对秸秆还田土壤中厌氧腐解强度的贡献，则需要提取步骤(1)中准备的待测土壤样品中前前茬秸秆残屑、并测定其含量，同时制备对照土壤：
(1)前前茬秸秆残屑提取：从在步骤(1)准备的待测土壤样品中称取一定的重量，记为GSS，kg；随后利用漂洗法得到待测土壤中的前前茬秸秆残屑，将前前茬秸秆残屑烘干至恒重后称重，得GS，kg，计算出待测土壤样品中的前前茬秸秆残屑含量，设为RS，％：
每根模拟泥柱中前前茬秸秆残屑的净含量记为H1，则
(2)对照土壤制备：对照土壤本身在30℃、淹水30天内产生的气体数量必须极少且全部能滞留于土壤内部；步骤(1)中提取完秸秆残屑的泥浆可作为对照土壤；
(3)厌氧腐解强度计算：根据步骤(1)采集面积S和采集到的待测土壤样品总量G0及其含水率RW0、模拟泥柱重量G1及其含水率RW1以及特定条件下n天内待测土壤、对照的模拟泥柱中分别收集到气体量V待测土壤、V对照，则秸秆还田待测土壤、对照在特定条件下这n天内厌氧腐解强度的计算公式分别为：
D待测土壤包括了前茬秸秆、前前茬秸秆残屑对待测土壤中厌氧腐解强度的的贡献，D对照仅包括前茬秸秆对待测土壤中厌氧腐解强度的贡献，对比得到前前茬秸秆残屑对待测土壤中厌氧腐解强度的贡献。
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