7.3 莠去津消解半衰期与不同土层养分间的关系
AT在土壤中的消解不仅取决于自身性质,还与土壤中的养分有关。研究发现,有机质、偏碱性土壤及土壤黏粒含量高土壤中的高效氯氰菊酯消解速率较高,硫肟醚的消解半衰期缩短。本研究已连续开展3年秸秆还田试验,试验田土壤理化性质及其他指标较原始试验田有不同程度的改变(见2.2节、6.1节具体指标分析)。以往多集中研究整层土壤养分与AT消解半衰期的关系,而不同土层养分与AT半衰期间的关系较少见报道。
为进一步研究土壤养分与AT消解半衰期间的关系,本研究将秸秆覆盖配施氮模式下的土壤养分指标(SOM,TN,TP,AN,AP)的分层(0~20 cm和20~40 cm)含量与AT消解半衰期进行单向回归分析,结果见表7.4。
分析表7.4可知,AT在土壤中的消解半衰期与不同养分指标(SOM,TN,TP,AN,AP)在不同土层的含量表现出不同程度的负相关,其中与SOM,TN,AN的相关性较TP,AP的相关性大,且SOM,TN,AN在20~40 cm土层含量与莠去津半衰期的相关性较0~20 cm土层的相关性好,两年拟合的决定系数R2均大于0.914。这说明土壤有机质、全氮、碱解氮含量是AT在土壤中消解的主要影响因素,可能是因为有机质含量高,增加了土壤中微生物数量和活性,而全氮和碱解氮为微生物提供了活动所需的氮素,从而促进莠去津的消解。
随着生育期及喷药时间推移,表层(0~20 cm)养分逐渐降低,同时残留的莠去津随土壤水等入渗到大于20 cm土层,最终导致20~40 cm土层养分含量决定了莠去津的最终残留量和消解半衰期,即连续秸秆深埋配施氮肥有利于改善20~40 cm土层养分含量,有利于莠去津的消解。从年际间看,2019年土壤的各样分指标分层含量与莠去津消解半衰期间的相关系数较2018年有所提高,且20~40 cm土层养分指标与莠去津消解半衰期的相关系数较0~20 cm土层大。
为进一步揭示不同土层的各养分指标含量对莠去津消解半衰期的影响,采用SPSS 20.0软件对莠去津消解半衰期与9个处理的2层土壤养分各指标含量进行逐步回归分析(设在α=0.05水平下引入各参变量,β=0.10水平剔除参变量的临界值)。两年莠去津消解半衰期与不同土层各养分指标含量逐步回归方差的F检验值均达到(α=0.05)显著水平及(α=0.01)极显著水平。
表7.4 莠去津半衰期与土壤养分含量的相关性分析
0~20 cm土层各养分含量的偏回归系数均小于0.479,20~40 cm土层各养分(SOM,TN,TP,AN,AP)含量的偏回归系数分别为(0.946,0.886,0.523,0.937,0.592)和(0.963,0.892,0.623,0.945,0.674),故20~40 cm土层各养分含量对莠去津消解半衰期影响大于0~20 cm土层SOM含量的影响,且在20~40 cm土层各养分含量对莠去津消解的影响依次为:SOM≥AN≥TN≥AP≥TP。同时,SOM,AN,TN含量的偏回归系数达到0.05的显著水平,与AT消解半衰期呈显著负相关,这与单项回归分析结果一致。
土壤莠去津消解半衰期与不同层养分含量间进行的单项回归及逐步回归分析均表明,不同秸秆覆盖方式下,莠去津在土壤中的消解半衰期受20~40 cm土层SOM含量的影响较大,即秸秆深埋配施氮提高20~40 cm土层SOM、TN和AN含量越高,越有利于莠去津的消解,效果较秸秆表覆好。