6.8.1　讨论

1）秸秆覆盖-施氮耦合对土壤硝态氮和铵态氮的影响

氮素污染是农业面源污染的主要表现形式，减少施氮量可从源头控制氮素流失，提高氮肥利用效率。试验结果表明，各处理的土壤氮素含量随施氮水平降低而显著减少，随着夏玉米生育期推移逐渐降低，成熟期各处理土壤氮素含量最低；在土壤深度方向各处理土壤氮素含量差异显著（p＜0.05）。

土壤氮素含量与夏玉米消耗和土壤吸附等因素密切相关，同时易受到土壤氮素下移量的影响。秸秆表覆在0～20 cm土层的氮素表聚，秸秆深埋在20～40 cm土层的氮聚集，并且随施氮水平提高而增大。这是因为秸秆还田提高土壤通透性，对土壤氮素具有一定的转化与固持作用，但玉米秸秆C/N较高，不易分解，抑制土壤氮素矿化，配施适量氮可有效提高SOM含量和脲酶活性，增加亚硝酸细菌等微生物数量，促进氮素累积。在夏玉米生长中后期氮素逐渐向土壤深层迁移，并且随施氮水平提高而增加，秸秆覆盖可缓解氮素下移趋势。收获后，秸秆覆盖处理显著降低大于80 cm土层的和平均累积量，较CK平均降低36.7%～70.9%和82.6%～89.2%，并且秸秆深埋的效果较好。

相比CK处理，秸秆覆盖显著改善氮素在各土层分布并减少氮素的累积损失量，缓解土壤氮素下移趋势，减少深层土壤氮素含量。在0～100 cm土层，SN2较CK处理的和累积损失量平均降低39.6%和22.6%，而BN3较CK处理仅降低7.1%。这是由于土壤水是垂直运移的载体，玉米秸秆质地粗糙，秸秆深埋改变了土壤结构及质地均匀性，延长了土壤水在耕作层停蓄，显著降低土壤水连续入渗能力，减缓以土壤水为迁移载体的氮素向下迁移，降低土壤中氮素的淋失；另外，氮淋失与作物根系分布密切相关，庞大的根系有效提高了氮的利用率，减少氮素渗漏。夏玉米根系主要分布在0～40 cm土层，当氮素运移到大于40 cm土层难再被吸收，而秸秆深埋营造养分充裕的微环境，与适宜减氮配施为夏玉米中后期生长提供持续养分，促进根系生长，特别是提高大于40 cm土层根长密度，促进对深层土壤氮素吸收，减少氮渗漏，同时土壤无机氮被微生物固持，也降低了氮素损失的风险。然而，秸秆表覆处理虽能减少表层土壤氮素的累积损失，但秸秆表覆的耕作层及以下土层与CK类似，土壤质地均匀，导水率无差异，土壤水在短时间内渗入深层，带走大量盈余氮素；因此，在对地下水氮素污染评价时，秸秆覆盖结合适量氮肥可显著降低地下水质氮素污染的风险。相比CK处理因过量施氮导致土壤氮素残留较多，易随壤中流运移到深层，且CK处理的夏玉米深层根不发达，难再吸收深层氮素，这些均增大了深层土壤环境氮素污染的风险。收获后CK处理地下水质为Ⅳ类，秸秆覆盖的地下水氮素污染有所减轻，以秸秆覆盖无氮、低氮水平及SN2处理对地下水氮素污染风险最低，地下水质为Ⅱ类。

2）秸秆覆盖-施氮耦合对土壤有机质、全氮、全磷等养分的影响

秸秆还田作为一种改善土壤环境的耕作措施已被广泛应用，并且与氮配施能显著提高SOM含量，这与本研究结果存在差异。本研究发现秸秆覆盖配施氮对各土层SOM含量影响不一，不是所有土层SOM含量均增加。秸秆表覆有利于SOM含量表聚，且随施氮量增加而增加，夏玉米成熟期表层（0～20 cm）SOM含量较供试土壤初始含量有所下降，但相比CK处理仍显著提高表层SOM含量（p＜0.05），这是因为CK处理在夏玉米生长中后期，非但无外源碳氮等养分供给，且夏玉米生长会进一步消耗土壤中原有的SOM等养分，CK处理SOM含量逐渐降低，这也说明耕地无新的有机质加入，长时间会造成基础肥力下降，首当其冲的是耕作层。

秸秆表覆-施氮耦合在一定程度上能降低土壤C/N，促进秸秆分解，除提供夏玉米生长所需碳、氮等养分，还能提供给微生物生长所需的碳源和养分，实现土壤养分再循环，有利于SOM含量的积累；相比秸秆表覆和CK处理，秸秆深埋处理显著增加秸秆隔层附近土层SOM含量（p＜0.05），但0～20 cm土层SOM含量有所下降。这是因为秸秆深埋条件下，随着生育期推移，0～20 cm土层SOM逐渐被作物和微生物消耗，且无外源补给，造成表层SOM含量逐渐降低；而在秸秆隔层附近土层粉碎的秸秆能够与下层土壤充分接触，改善土壤的通气性，为土壤提供充足的碳源，充分发挥土壤碳汇的作用，并且施入适量氮肥能够引起较强的正激发效应，促进土壤中的秸秆分解，提高土壤酶活性，有利于SOM积累，SN2处理效果较佳。

同一施氮水平下，不同秸秆覆盖方式处理在大于60 cm土层SOM含量差异不显著（p＞0.05），这是因为在大于60 cm土层，土壤的通气性、微生物数量及活性、养分等比较差，导致上层的SOM难以输移进入深层土壤，也难以在深层土壤积累。

本研究表明秸秆覆盖配施氮的土壤TN和AN与TP和AP含量变化规律与SOM类似。秸秆表覆的土壤TN和AN含量随施氮量增大而增大，随土层深度加深而降低，氮素有表聚现象，以BN3处理含量最大，较CK处理显著增加；秸秆深埋下，土壤TN全氮和AN含量随施氮量增大而先增后降，随土层深度加深而先增后降，在20～40 cm土层氮素有聚集现象，以SN2处理含量最大，较CK处理显著增加。这是因为秸秆还田在配施氮肥时，可促进秸秆分解，释放更多氮素，同时表覆的秸秆或者深埋的秸秆可提高氮素滞留时间，提高土壤氮素的供应能力，另外，具有较大比表面积的秸秆能够有效吸附土壤中氮素，从而增加了土壤氮素含量，在秸秆层附近产生聚集现象。研究发现，AP直接影响微生物活性，从而对养分供给及释放产生影响，而秸秆配施氮肥可提高AP含量，这与本研究结果一致。本研究还发现秸秆配施氮也能够不同程度提高TP含量，较CK显著提高，这与朱浩宇等的研究结果类似。这是因为秸秆在适量氮肥作用下加速分解，释放有机磷进入土壤，提高土壤TP含量。