孙毅民

摘要 为了探讨松嫩平原玉米连作条件下施用秸秆还田和磷还田对黑土吸附和解吸特性的影响，采用两因素试验方案，研究了松嫩平原黑土区最适宜的施磷方式，主要因素是玉米秸秆还田方式，不将秸秆还田（S0），将秸秆还田掩埋（S1），并通过燃烧将秸秆还田（S2）;副因素为施磷水平。

关键词 秸秆还田;磷;吸附与解吸

中图分类号：S153.6 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）10–0026–02

关于土壤对磷的吸收和解吸特征的研究一般都集中在酸性土壤的反应方面。当前对松嫩平原黑土的研究主要集中在采用不同的施肥方式对土壤的影响方面，有机质含量是否是衡量土壤肥力的决定性因素，种植的秸秆含有多种养分，秸秆是有机肥料的重要来源。退耕方式可以降低土壤质量，增加空隙度，保持土壤中养分平均分配，为植物成长提供条件，提高作物产量。

1 研究背景

我国的玉米很大一部分产自松嫩平原黑土区。当地需转移秸秆，因为秸秆废弃物燃烧会污染环境，破坏土壤的基本肥力。相关专家对我国主要土壤肥力的本质进行了深入研究，认为在所有土壤肥力特征中，土壤的理化性质及其功能决定了土壤肥力，即不同粒径的有机—无机和微团聚体的组成和性质、土壤吸收能力、储存等会影响土壤肥力。

土壤（<10 μm/10～250 μm）中特征性微团聚体的组成和比例对磷的吸附与解吸影响较大，而磷是植物生长所需的3种养分之一。为深入探讨土壤磷素肥力与磷肥施用效果的真相，国内以及国外专业的研究学者对不同肥力土壤磷素吸收特性及土壤微团聚体进行了大量研究。然而，在不同的施肥系统下，如长期秸秆还田，微团聚体对磷的吸收特性及其对土壤磷吸附的影响机制还没有被报道过。本研究旨在揭示土壤肥力的本质，提高磷肥在农业生产中的利用率。

连续还田秸秆可替代13 kg/（hm2·a）无机磷肥。曾西柏专家带领其他研究人员进行了相关研究，结果表明：类似于小麦的秸秆，长期种植大豆和花生，并用化肥还田，可有效降低干红壤对磷的吸收能力。针对我国南方的黄泥田研究表明：与仅施用化肥相比，秸秆还田与施用化肥相结合能有效降低土壤的吸附亲和常数（k）。对石灰岩土壤的相关试验表明：在磷含量相等的条件下，夏季玉米秸秆的单独施用或秸秆与化肥的混合施用显著增加了地下土壤中磷的解吸量及其百分比[1]。芬克在巴西的研究还表明，秸秆的流失减少了磷和磷在土壤中的吸附。也有与之相反的研究结论，值得进一步验证。

2 试验过程

2.1 试验设计

本次试验采用连续定位方法和玉米连续栽培方法。2016年、2017年和2018年，同样的方法已经使用了3年。2018年秋季玉米收获后采集样本，测定土壤磷的解吸性能和土壤中的有效磷含量。底盘装置的材料是一个没有硬塑料底部的圆形底盘，直径0.30 m，深度0.33 m，承载力26 kg，地下深度0.30 m，地表以上0.03 m。试验土壤为黑土，取自2015年玉米田。

试验采用两因子设计方案，主要影响因素为秸秆还田，秸秆不还田（S0）、秸秆还田（S1）、焚烧还田（S2）;副因子是磷的施用水平，即非磷肥（P0）、低磷肥（P1）、平均磷肥（P2）和高磷肥（P3）。

秸秆还田量以哈尔滨的平均玉米产量为基础，取1：1.2谷物秸秆的比例。根据计算，秸秆退耕量为12 t/hm2。还田方法要遵循的方式是：切5 cm玉米秸秆再播种，燃烧土层，使其与0～20 cm土混合。秸秆的平均养分含量为有机碳、总氮1.22%、总磷0.13%、总钾1.74%，灰分的平均养分含量为有机碳22.70%、总氮0.7%，0.84%的磷和平均灰分含量为平均有机碳含量，0.72%的总有机氮，0.72%的总氮，0.888 84%的总磷和磷，灰分中营养素含量的平均含量为灰分到灰分的磷含量为碳到灰分的有机碳体积、0%、0.72%……同时添加尿素（n：46%、340 kg/hm2）2.40 g和硫酸钾（K2O 50%，每帧施150 kg/hm2）1.10 g，每帧大约4粒，种子的深度需要达到3～4 cm，和播种后的底盘种植。

2.2 样品采集与测定

玉米丰收后，采集0～20 cm土层土样，重复处理5次，从土层土样中挑选夹杂的稻草、石头等品种，将它们原封不动地小心放入透明塑料袋中，带回实验室检测。先进行干燥研磨，然后继续深层干燥。土壤磷吸收：称取干燥样品1.00，取一些土壤分别置于50 mL聚乙烯离心管中，分别加入25 mL质量浓度为0 mg/L、5 mg/L、15 mg/L、20 mg/L、30 mg/L和50 mg/L的磷溶液（由KH2PO4制备），并为抑制微生物活性，再滴入2滴甲苯。封闭后，将FOI放置在25号容器中;恒温培养箱，土壤磷以180 r/min和4 000 r/min吸收，离心10 min。通过减法测定上清液中的磷浓度。

吸附过程采用等温方程式langir、frelikin和temundkin。土壤磷等温线紊乱：试验完成后，去除残余上清液，用25 mL饱和NaCl溶液（4 000 r/min离心8 min）冲洗管中的游离磷KH2PO4，重复后在试管中加入25 mL 0.01 mol/L Cacl2溶液，加入2滴甲苯抑制微生物活性，封闭后，置于恒温25' 8451的振动培养箱中;设置连续振动24 h（180 r/min）。在4 000 r/min磷酰胺中离心后，测量过度拥挤土壤中的磷含量和过剩热量。

3 结果与分析

经过专业计算，对数据进行分析，得出土壤磷解吸特性变化。土壤的解吸过程是一个反吸附过程。吸附在土壤固体上的磷可以部分解吸以补充土壤磷溶液。土壤磷的解吸率也是评估土壤磷供应能力的一个非常重要的指标。在印度玉米轮作区放置variderpal Singh等的长期试验表明土壤磷的解吸率增加。本研究表明，无论秸秆还田与否，高施磷解吸（P3）处理比不施磷处理（P0）要高很多，土壤磷的解吸速率在S0下增幅最大，S2下增加排在第2名，而S1下增幅最小。本试验表明：如果连续3年施磷量处在一个较低水平的时候，土壤Olsen-P较低，土壤胶体表面磷吸附位点相对充足（QM大），磷吸附饱和度（DPS）小，磷吸附结合力强（k大），磷不易解吸;当施磷量较高时，情况就会正好相反。王斌对灰色沙漠土壤的研究还表明，土壤磷吸附常数（k）与土壤磷解吸率之间存在负相关。在相同施磷量下，土壤吸附磷解吸间隔的平均折减系数（HI）为S0>S2>S1。除了在P3水平的平均S0、S1和S2的HI水平没有显著差异外，S1FOI中的“HI”平均值显著低于S0和S2。在P0和P1水平，S2FOI中的“HI”平均值显著低于S0和S2，表明秸秆掩埋和秸秆焚烧处理下土壤磷解吸的“滞后”现象较弱，能显著降低土壤磷的固定，掩埋和回填效果较好，HI随施磷量的增加而下降。在S0、S1和S2条件下，P3分别比P0降低3.15%、0.78%和1.92%，表明高磷施用增加了土壤中磷的活性，导致磷的解吸[2]。秸秆还田条件下增施磷肥对平均HI影响不大，进一步说明秸秆还田条件下磷肥用量在減少的情况下不会产生太大影响，可以适当节约成本。

4 結论

高磷施用与秸秆掩埋相结合实际上可能促进磷在土壤中的吸附，但对2种土壤磷解吸因子的分析表明，S0和P0的土壤水平处于P1水平，S1和S2的平均解吸率没有显著差异;P2水平处无显著差异;P3水平处没有显著差异，表明秸秆（S1和S2）的转移对于磷向土壤中的释放是有利的，并可能在一定程度上减少磷肥用量。考虑到秸秆养分的合理利用和生态环境的安全性，秸秆还田（S1）是最合适的方式，Langmuir等温吸附方程更适合调整黑土对磷的吸收特性。秸秆还田率和施磷量对磷的吸收有显著影响。秸秆还田后，土壤对磷的解吸能力和解吸速率逐渐增加。处理S1和S2可降低土壤对磷的吸收能力，提高土壤对磷的解吸能力和磷的解吸速率，其中磷含量最高的处理（P0）与高磷处理（P3）之间差异小，S1和S2施磷水平之间没有显著差异。

参考文献

[1] 覃潇敏，潘浩男，肖靖秀，等.施磷水平对玉米大豆间作系统氮素吸收与分配的影响[J].植物营养与肥料学报，2021，27 （7）：1173-1184.

[2] 李翠英.农作物秸秆综合利用现状与解决策略[J].世界热带农业信息，2021（9）：9 -10.

责任编辑：黄艳飞

Effects of Corn Straw Returning and Phosphorus Application on Phosphorus Adsorption and Desorption Characteristics of Black Soil

SUN Yi-min （Institute of Rural Revita-lization Science and Technology， Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences， Harbin， Heilongjiang 150028）

Abstract In order to explore the effects of straw returning and phosphorus returning on the adsorption and desorption characteristics of black soil under corn continuous cropping in Songnen Plain， a two factor experimental scheme was adopted in this experiment： the main factor was the way of returning corn straw to the field， not returning straw to the field （S0）， burying straw to the field （S1）， and returning straw to the field by combustion （S2）; Because of the phosphorus application level， this paper studied the most suitable phosphorus application method in the black soil area of Songnen Plain.

Key words Straw returning; Phosphorus; Adsorption and desorption