秸秆型土壤改良剂对土壤结构和水分特征的影响

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1、灌溉排水学报２０１５年９月第３４卷第９期ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄＤｒａｉｎａｇｅ文章编号：１６７２－３３１７（２０１５）０９－００４４－０５秸秆型土壤改良剂对土壤结构和水分特征的影响冯瑞云１，王慧杰２，郭峰１，闫贵云１，车丽１，古晓红１，陈稳良１（１．山西省农业科学院作物科学研究所，太原０３００３１；２．山西省农业科学院棉花研究所，山西运城０４４０００）摘要：为了揭示秸秆型土壤改良剂对土壤结构、水分保蓄与抑制水分蒸发能力的影响，采用数理统计方法，对比分析了５种不同秸秆型土壤改良剂施用量条件下土壤体积质量、团粒结构、土壤含水率和水分蒸发量等变化特征。结果表

2、明，施用秸秆型土壤改良剂能够有效改良土壤，降低土壤体积质量。随着秸秆型土壤改良剂施入土壤时间的延长，土壤大粒级（＞５ｍｍ、３～５ｍｍ、１～３ｍｍ）颗粒粒级分数均随施入量增加而逐步增加。田间持水率随着秸秆型土壤改良剂施入量而增加，土壤保水性能明显增强。土壤水分蒸发量随着秸秆型土壤改良剂的增加而减少。秸秆型土壤改良剂施用量为７５０ｋｇ／ｈｍ２时，综合经济效益最好。关键词：秸秆；聚丙烯酰胺；土壤改良剂；团粒结构；水分特征中图分类号：Ｓ１５６．２文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．１３５２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｇｇｐｓ．２０１５．０９．００９冯瑞云，王慧杰，郭峰，等．秸秆型土壤改良剂对土壤结构

3、和水分特征的影响［Ｊ］．灌溉排水学报，２０１５，３４（９）：４４－４８．０引言聚丙烯酞胺（ＰＡＭ）是一种高分子聚合物，能以各种比例溶于水，具有良好的水溶性和较高的化学活性，在农业上能够有效改善土壤结构、增加土壤团粒聚体数目、降低土壤体积质量、增加土壤表皮粗糙度，使土壤［１－３］孔隙度和毛管孔隙度上升，增加土壤水分入渗，从而增加土壤含水率等。秸秆是农业的重要副产品，含有丰富的氮、磷、钾和微量元素，具有很强的吸水性，可用来改善土壤团粒结构，降低土壤体积质量，增加土壤水分，提高土壤有机质质量分数，增强土壤透水性、透气性、蓄水保墒能力等。因此，秸秆作为一种天然土壤改［４］良剂，对促

4、进土地生产良性循环、提高耕地基础肥力和农业可持续发展具有重要意义。由于ＰＡＭ的价格较高，故以原材料易得、成本较低、还田效果较好的秸秆为基本原料，配施一定比例的ＰＡＭ和粉状硫酸钾形成秸秆型土壤改良剂，研究其对改良土壤团聚体、保持土壤水分等特性的影响，以期为秸秆型土壤改良剂的应用提供理论依据与技术支撑。１材料与方法１．１试验材料供试小麦秸秆来自山西省农业科学院东阳试验基地。秸秆经堆放氨化风干处理、用锤片式粉碎机粉碎到６０ｍｍ后备用。聚丙烯酰胺（ＰＡＭ）由法国ＳＮＦ（爱森）公司生产，为白色粉末，吸水倍率为２００～４００倍；粉状硫酸钾（含Ｋ２Ｏ量４０％）由俄罗斯生产。秸秆型土壤改良

5、剂是将粉碎的小麦秸秆、聚丙烯酰胺（ＰＡＭ）和粉状硫酸钾按一定比例，经混合挤压，造粒而成。１．２试验设计试验分为盆栽试验和大田试验２部分，其中土壤水分蒸发试验为盆栽试验，土壤结构变化试验为大田试验，试验土壤为壤土。收稿日期：２０１５－０４－０８基金项目：山西省自然科学基金项目（２０１３０１１０３９－１）；山西省农科院博士基金项目（ＹＢＳＪＪ１３０４）；山西省农科院攻关项目（２０１２ｙｇｇ４２）作者简介：冯瑞云（１９７０－），男，山西盂县人。副研究员，博士，研究方向为农业生态与作物高产。Ｅ－ｍａｉｌ：ｆｅｎｇｒｕｉｙｕｎ１９７０＠１６３．ｃｏｍ４４试验为单因素随机区组设计，共５

6、个处理，按照大田使用秸秆型土壤改良剂的实际施用量０、２５０、５００、２为处理标准，盆栽试验秸秆型土壤改良剂以６００００株／ｈｍ２穴施的施用量进行试验，０、７５０、９００ｋｇ／ｈｍ２分别对应施用量分别为０、４．１７、８．３３、１２．５０、１５．００ｇ，分别记为ＣＫ、ＷＳ２５０、２５０、５００、７５０、９００ｋｇ／ｈｍＷＳ５００、ＷＳ７５０和ＷＳ９００处理。１．３测定项目与方法１．３．１土壤田间持水率试验用环刀从田间分层采取原状土，风干后过１ｍｍ筛子，将土样分为２份。将第１个直径１０ｃｍ、高度３２０ｃｍ的ＰＶＣ管，用细网纱封住，上边放２层滤纸，管内壁涂凡士林，将土壤和土壤改良剂

7、混合后按１．３５ｇ／ｃｍ体积质量分层填装到管内，同时，将风干土装填到第２个ＰＶＣ管内，土壤与管上边缘持平，轻拍击实。用马氏瓶定水头供水到土壤水分饱和，管底部水滴渗出，放置２４ｈ后去除纱网，将装有饱和水分的ＰＶＣ管放置［５］在装有风干土的ＰＶＣ管上边，经８ｈ吸水后，称质量、烘干，计算土壤田间持水率。１．３．２土壤水分蒸发试验从田间试验小区取原状土，经风干、过１ｍｍ筛，取高度１５ｃｍ、上／下部直径为１２／１０ｃｍ的花盆，花盆底部铺２层滤纸，防止土壤掉落，然后将土壤和秸秆型土壤改良剂按不同处理水平混合均匀，按１．３５ｇ／