【目的】为寻求西北寒旱区覆膜农田秸秆的高效还田方式

【方法】,设秸秆不还田(CK),秸秆颗粒还田6000 kg·hm^-2(KL6000)、12000kg·hm^-2(KL12000)、18000kg·hm^-2(KL18000),秸秆粉碎还田6000 kg·hm^-2(FS6000)、12000kg·hm^-2(FS12000)、18000kg·hm^-2(FS18000)7个处理,通过测定不同还田 方式下耕层土壤体积质量、农田休闲效率、耕层土壤总有机碳含量以及作物产量和水分利用效率,系统分析不 同还田方式的作物产量及农田土壤生态效应,为创新耕地保育和产能提升的技术模式提供科技支撑。

【结果】,与CK相比,秸秆还田使当季耕层土壤体积质量显著降低5.31%~16.81%,且随着还田量的增加降幅逐 渐增大,粉碎还田土壤体积质量改良效果略优于颗粒还田;秸秆颗粒还田的农田休闲效率较CK显著提高 3.60%~10.76%,较等量粉碎还田提高1.58%~2.59%(差异不显著),还田量与休闲效率呈正相关关系;秸 秆还田显著提高还田当季农田耕层土壤总有机碳含量,颗粒还田提升效果优于粉碎还田,KL6000、KL12000、 KL18000处理分别较CK和等量粉碎还田提高5.48%、8.59%、10.20%和0.92%、1.51%、2.40%;秸秆还田 显著提高作物产量和水分利用效率,还田当季,颗粒还田的作物产量随还田量增加而增加,粉碎还田则呈先增 后降的趋势,KL6000、KL12000、KL18000处理分别较 CK 和等量粉碎还田处理提高2.91%、16.62%、 16.91%和2.11%、6.10%、9.79%,12000kg·hm-2 与18000kg·hm-2 处理无显著差异,还田第二年,不 同还田方式及还田量之间的产量差异逐渐缩小;还田当季,颗粒还田的作物水分利用效率总体较粉碎还田显 著高13.47%,与CK无显著差异,12000kg·hm-2 处理最高,还田第二年,KL12000、KL18000、FS18000处 理显著高于CK。

【结论】连续2  a的大田定位试验表明,秸秆还田可 明显改善西北寒旱区覆膜农田土壤体积质量,有 效提高农田休闲效率和土壤总有机碳含量,进而 显著提高作物产量和水分利用效率,且秸秆颗粒 还田技术效果显著优于传统粉碎还田,其耕层土 壤体积质量还田当季较不还田对照(CK)降低    4.10%~15.93%,农田休闲效率、耕层土壤总有 机碳含量、作物产量分别较CK提高3.60%~ 10.76%、5.48%~10.20%、2.91%~16.91%,其 农田休闲效率、耕层土壤总有机碳含量、作物产量分别较传统粉碎还田提高了1.58%~2.59%、    0.92%~2.40%、1.84%~9.79%,且秸秆颗粒还 田显著提高了西北寒旱区覆膜农田传统6  000     kg·hm-2的还田阈值。其中秸秆颗粒还田    12  000  kg·hm^-2较不还田处理显著降低还田当 季土壤体积质量9.71%,与不还田和等量传统粉 碎还田相比,分别使农田休闲效率、土壤总有机碳 含量、作物产量平均提高了8.17%和2.22%、    8.59%和1.51%、14.27%和4.04%。 因此,综合还田效果及成本,秸秆颗粒还田    12  000  kg·hm^-2可作为支撑西北寒旱区覆膜马 铃薯—玉米轮作体系耕地保育和稳产增产增效的 重要技术措施进行推广应用,其农田土壤生态效 应有待通过长期定位试验进一步探究。