[发明专利]一种还田作物秸秆氮去向的定量测定方法

说明书

本发明涉及一种还田作物秸秆氮去向的定量测定方法，属于农田营养循环技术领域，该测定方法需要预先设置有与外界土壤隔离的第一实验地块和第二实验地块，在第一实验地块中种植作物，在作物生长期施入高丰度¹⁵N标记氮肥，作物吸收该氮肥并在收获后形成标记秸秆，标记秸秆移动至第二实验地块中进行还田，然后种植后茬作物，在后茬作物的关键生育时期以及收获后测定残留标记秸秆中的、后茬作物吸收的以及土壤中的¹⁵N含量，最终可定量监测还田作物秸秆中氮的动态及其去向，该测定方法的测定结果能够较为直观地反映氮去向，测定方法稳定可靠，避免了外界因子的干扰，为还田秸秆中氮素的释放、矿化特征与作物利用特性的认识和研究提供了技术支撑。

技术领域

本发明属于农田营养循环技术领域，具体涉及一种还田作物秸秆氮去向的定量测定方法。

背景技术

农业生产系统中每年都要产生大量的作物秸秆，最近几年中国主要作物的秸秆年产量都在7亿t以上，秸秆还田是处理作物秸秆的最有效的方式之一。一方面，秸秆还田可以显著增加土壤有机质，改善土壤孔隙、团聚、吸附、缓冲等理化性状，提高土壤蓄水保肥能力，最终提升耕地质量和土壤生产力；另一方面，秸秆还田还可以使秸秆中含有的矿质营养返还到土壤中，补偿作物的吸收，促进养分平衡。因此，秸秆还田已成为提高作物产量、实现资源可持续利用和农业可持续发展的一项十分重要的农艺措施。例如在我国华北平原，冬小麦、夏玉米作物收获后秸秆还田是秸秆处理的主要方式，小麦收获后秸秆一般抛洒覆盖地面还田，玉米收获后秸秆一般粉碎旋耕翻压还田。在中等产量水平下，每年就有8500-11000kg·hm^-2的小麦秸秆、7500-10500kg·hm^-2的玉米秸秆还田，高产条件下秸秆还田量更大，一般生产条件下，小麦玉米收获后每年大约有90-120kg·hm^-2的氮素随秸秆还田，还田秸秆氮现已成为该轮作体系土壤氮素的重要来源之一。

还田秸秆中氮素大致可分为贮存性氮素和结构性氮素，贮存性氮素包括滞留在秸秆中的硝态氮、铵态氮等无机氮和一些小分子有机氮，结构性氮素包括叶绿素、蛋白质、蛋白酶、嘌呤、嘧啶、胺类、氨基化合物和各种维生素中的氮。贮存性无机氮从秸秆中释放后就能直接被作物和微生物吸收，而结构性氮和贮存性有机氮必须先被微生物矿化为无机氮才能被利用。国内外很多研究对还田秸秆本身的降解规律进行了大量报道，但对还田秸秆中氮素的释放、矿化特征与作物利用特性尚未有清晰的认识，以往有关还田作物秸秆降解和秸秆氮素去向的研究中，一般都是采用尼龙网袋法，即将特定量的秸秆装入尼龙网袋直接埋到一定深度的土壤中，一定时间后取出测定秸秆腐解程度，首先，这种方法中秸秆集中在一起，与土壤的实际接触面积小，进而减少了土壤微生物接触秸秆的机会，从而影响其分解，其次，由于尼龙网袋的存在势必会影响作物根系的生长，从而影响作物对秸秆释放的氮素的吸收，总之，由于尼龙网袋法之下的还田秸秆与实际还田秸秆所处的环境不一致，因此不能真实客观地反映秸秆氮的矿化释放规律及作物利用特性，而且，以前的研究往往只关注秸秆本身的降解规律，对秸秆有机氮如何矿化、秸秆无机氮的组分及如何向土壤中释放、还田秸秆氮各种去向的定量研究尚处于空白阶段。

发明内容

本发明解决了现有技术存在的不足，提供了一种还田作物秸秆氮去向的定量测定方法，该测定方法借助氮肥的形式将可追踪的¹⁵N输送至秸秆中，在秸秆还田、分解的过程测定残留秸秆、土壤及后茬作物中¹⁵N的含量，从而实现氮去向的定量测定，测定结果较为直观地反映还田秸秆中氮的去向，测定方法稳定可靠，可参考性较强。

本发明的具体技术方案是：

一种还田作物秸秆氮去向的定量测定方法，关键点是，所述的定量测定方法包括以下步骤：

A、获取标记秸秆