【论文精选】长期秸秆还田对砂姜黑土胀缩的影响

《农业工程学报》2019年第35卷第14期刊载了安徽农业大学等单位王擎运、陈景、杨远照、柴如山、叶新新、郜红建、马东豪、张佳宝和周云鹏的论文——“长期秸秆还田对典型砂姜黑土胀缩特性的影响机制”。该研究由国家重点研发计划项目（项目号：2016YFD0300801）等资助。

砂姜黑土是我国较为典型的中低产田土壤，广泛分布于黄淮海平原皖北、豫南、苏北、鲁南等地区。这其中以皖北分布面积最大，约2336.6万亩，占砂姜黑土总面积的48.3%。

砂姜黑土主要发育于河流间和山前低洼平坦地区。成土母质为河湖相沉积物，土壤质地黏重，含有大量膨胀性黏土矿物蒙脱石。土壤裂隙和柱状结构强烈发育，难以形成水稳定性团粒结构，致使该类型土壤通常伴有“干结实、湿黏闭、土壤僵板、耕性差、水养协调能力弱”等特征，素有“僵土”之称。

针对砂姜黑土属性障碍因子的消减除需加强水分管理外，亦可在田间施用粉煤灰、生物碳等改性材料，但这和以秸秆还田的方式增施有机肥相比经济成本较高，且难以大面积推广。

研究结果表明，土壤收缩主要与中度孔隙和毛管孔隙收缩有关；土壤水（80%）主要分布于土壤大孔隙和毛管孔隙中。

长期秸秆还田明显降低了土壤容重（1.68~1.50 g/cm3），提高土壤的田间持水量7.38%左右。秸秆的长期还田同样促进了土壤有机质（16.76~20.32 g/kg）的累积，但增加了土壤胀缩性（19.7%~23.2%），这主要与有机质自身的收缩有关。

长期秸秆还田通过减缓结构段（大孔隙）和滞后段（毛管孔隙）土体的收缩，提升土壤水、养库容，实现了该类型土壤因蒙脱石含量较高而粘闭、易于收缩的属性障碍因子的消减。

小麦秸秆还田对土壤水分的影响主要集中于毛管孔隙；玉米秸秆还田因难以腐化对土壤大孔隙影响相对较大。因此，小麦、玉米秸秆双季还田更符合该类型土壤农业生产中结构改善、水养增容的实际需求。