摘要
研究不同氮源及其配施对小麦秸秆腐解和养分释放的影响，为提高小麦秸秆养分利用提供理论依据。采用尼龙网袋法进行室内堆腐试验，以小麦秸秆为研究对象，设置 12 个处理：不施氮肥、单施尿素、单施硝酸钾、单施氯化铵、单施牛粪、单施羊粪、尿素配施牛粪、尿素配施羊粪、硝酸钾配施牛粪、硝酸钾配施羊粪、氯化铵配施牛粪、氯化铵配施羊粪。结果表明，各处理的小麦秸秆腐解和碳、钾释放均符合前期快、后期慢的特点；在整个培养过程中，随着培养时间的延长，各处理的小麦秸秆腐解率逐渐增加，尿素、牛粪、尿素配施羊粪、硝酸钾配施牛粪、氯化铵配施牛粪均能促进小麦秸秆的降解；尿素配施羊粪处理对小麦秸秆的腐解效果最好。通过动力学方程拟合得知，牛粪处理在添加有机态氮肥中促腐效果最好，腐解速率常数达到 2.43×10-2 d-1； 尿素配施羊粪处理对小麦秸秆的促腐作用在配施氮肥处理中最强，腐解速率常数达到 4.90×10-2 d-1。在小麦秸秆堆腐试验结束时，麦秸碳氮比（C/N）下降至 33 ～ 68；尿素配施羊粪处理下麦秸 C/N 最低，更有利于秸秆腐解。在养分释放过程中，施用硝酸钾会减缓秸秆中的养分释放，麦秸残余物中碳、氮、磷和钾素残留质量分别是其初始质量的 50.9% ～ 65.6%、53.4% ～ 91.6%、34.5% ～ 60.2% 和 5.31% ～ 8.64%，养分释放率呈钾 > 磷 > 碳 > 氮的规律。综上所述，在秸秆腐解方面，尿素配施羊粪处理促腐效果最好；在养分释放方面，有机无机肥配施的情况下，尿素配施粪肥会促进秸秆碳和钾的释放；硝酸钾配施粪肥处理会促进氮和磷的释放；在添加有机氮或无机氮的情况下，前者促进秸秆养分释放的效果优于后者。
Abstract
The effects of different nitrogen sources and their combined application on decomposition and nutrient release of wheat straw were studied to provide theoretical basis for improving nutrient utilization of wheat straw. In this study，nylon net bag method was used to carry out indoor rot test，taking wheat straw as the research object，12 treatments were set up：no nitrogen fertilizer，single application of urea and potassium nitrate，single application of ammonium chloride，single application of cow dung，single application of sheep manure，urea combined with cow manure，urea combined with sheep manure，potassium nitrate combined with cow manure，potassium nitrate combined with sheep manure，ammonium chloride combined with cow manure，goat manure with ammonium chloride. The results showed that the decomposition of wheat straw and the release of carbon and potassium were fast in the early stage and slow in the late stage. In the whole culture process，with the extension of culture time，the decomposition rate of wheat straw increased gradually. Urea，cow dung， urea combined with sheep dung，potassium nitrate combined with cow dung and ammonium chloride combined with cow dung treatments promoted the degradation of wheat straw. Urea combined with sheep manure treatment had the best decomposing effect on wheat straw. According to the kinetic equation fitting，cow manure treatment had the best effect on promoting straw decomposition among the different manure fertilizers，and the decomposition rate constant reached 2.43×10-2 d-1 . Urea combined with sheep manure treatment had the strongest effect on wheat straw，and the decomposition rate constant reached 4.90×10-2 d-1 . At the end of the test，the wheat straw C/N was decreased to 33-68. The C/N of wheat straw treated with urea combined with sheep manure was the lowest，which was more conducive to straw decomposition. In the process of nutrient release，the application of potassium nitrate slowed down the nutrient release in straw，and the residual weight of carbon， nitrogen，phosphorus and potassium in wheat straw residues was 50.9%-65.6%，53.4%-91.6%，34.5%-60.2% and 5.31%-8.64% of its initial weight，respectively. The nutrient release rate was ranked as potassium > phosphorus > carbon > nitrogen. In conclusion，urea combined with sheep manure treatment had the best effect on straw decomposition. In terms of nutrient release，urea combined with sheep manure could promote the release of carbon and potassium from straw when organic and inorganic fertilizers were combined applied. Potassium nitrate combined with cow manure treatment promoted the release of nitrogen and phosphorus. In the case of adding organic nitrogen or inorganic nitrogen，the former was better than the latter in promoting the nutrient release of straw.
我国是粮食大国，据统计，我国秸秆年产量达 10.4 亿 t，几乎占全球秸秆产量的 1/3[1]；截至 2018 年，我国秸秆产量以年增长率 2.01% 的速度增加了 12672.54 万 t[2]。农作物收获后，大量秸秆遗弃或焚烧在农田中，造成资源浪费的同时还导致环境污染。秸秆作为一种养分资源，含有大量有机碳和植物生长所必需的氮、磷、钾及其他中微量元素[3]； 其综合利用总量约为 8.76 亿 t[4]。秸秆还田是目前最广泛、有效的秸秆养分资源利用方式，不仅可培肥土壤，还能提高粮食产量，在促进农业的可持续发展中起着重要作用。在农业生产活动中，秸秆还田会使土壤的碳氮比（C/N）失调，不利于土壤微生物活动[5]。研究表明，当 C/N 高于 25 时，将会营造出一个碳源丰富、氮源匮乏的土壤环境，此时，微生物为了利用秸秆中的碳素就会产生“微生物掘氮效应”，将土壤有机物中的氮分解获得足够的能源[6]，不利于作物生长。因此，加速秸秆腐解是秸秆养分循环利用的关键环节[7]。
秸秆腐解受秸秆自身化学组成、外界环境和微生物种群等多种因素的影响[8]。李昌明等[9]发现，秸秆氮素和磷素的释放与气候和土壤条件变化有关，而钾素释放则与秸秆本身的属性有关。一些学者发现，作物秸秆的 C/N 为 25 时是微生物降解有机物的最佳条件[10]。可见，C/N 是秸秆腐解的影响因素。李豪东等[11]研究表明，不同秸秆 C/N 的养分释放率有所差异，低 C/N 的情况下更有利于秸秆中氮素的释放，而高 C/N 则有利于磷素的释放。Zhang 等[12]研究表明，C/N 为 30 的情况下，碳和氮的损耗最小。
一般情况下，秸秆 C/N 普遍较高，小麦秸秆 C/N 一般在 50～60。为调节秸秆 C/N，外施氮肥是最普遍的调节方式。但外施氮肥对秸秆腐解的影响并不一致。汤计超[13]研究表明，基肥采用碳铵配施复合肥能促进秸秆降解和缓解秸秆耗氮对水稻前期生长的不利影响；马琳等[14]研究发现，施用氮肥对秸秆腐解有一定的效果，且秸秆中的养分释放量为 C>K>N>P。石琳等[15]研究结果表明，在调节秸秆 C/N 为 25 的前提下，与化肥相比，有机态氮肥谷氨酸对玉米秸秆的降解效果最好；李晓韦等[16]研究表明，在添加不同形态氮素条件下，添加尿素硝酸铵对油菜秸秆的促腐效果好；王帅等[17]研究发现不同氮素形态组合条件下，添加玉米秸秆有利于白浆土有机碳矿化；极少数研究则认为外源氮素施加后秸秆的降解速率并未受到显著影响，甚至有的还抑制了秸秆的降解[18-20]。同时，不少学者在秸秆还田和有机无机配施改善土壤环境及提高作物产量方面进行了相关研究。陆强等[21] 在秸秆还田条件下比较不同施肥方式时发现，化肥施用量减少 30% 的基础上配施有机肥的同时秸秆全量还田实现产量构成因素在较高层次上的协调统一，从而获得较高的产量，同时通过作物与土壤的自我调控实现氮肥利用率的提高；李桂花等[22]在长期秸秆还田定位试验的基础上，采用有机无机配施的施肥模式，得出长期秸秆还田对产量和地力影响很大，在此基础上增加有机肥具有增产趋势；公华锐等[23]通过田间定位试验，发现秸秆配施有机肥可改善土壤微生物环境。
前人的研究大多集中在外施氮肥调节 C/N 对秸秆腐解，以及不同有机物料与化肥配施对土壤肥力和作物产量的影响，而关于有机无机态氮肥配施对秸秆腐解及养分释放影响机制还缺乏深入系统研究。因此，本研究对添加不同氮源及其配施处理下的秸秆资源合理利用具有一定的实际意义。
本研究利用尼龙网袋法进行室内模拟秸秆堆腐试验，通过添加不同形态氮肥促进小麦秸秆分解，探讨不同氮源及配施对小麦秸秆腐解及碳、氮、磷、钾等养分释放的影响，筛选能够促进作物秸秆腐解的最佳施氮措施，为加快秸秆腐解和秸秆高效利用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试土壤采集于山西省晋中市寿阳县朝阳镇耕层土壤，土壤类型为石灰性褐土，将采集后的土壤风干，剔除其中的石块、根系，混匀后过 2 mm 筛备用。土壤基本性质如表1所示。
表1供试土壤理化性质
供试小麦秸秆于 2023 年收获时采集，自然风干后用粉碎机粉碎，过 2 mm 网筛，混合均匀后备用。取少量粉碎秸秆于 70℃烘干，用于测定其基础理化性质（表2）。
表2供试秸秆基础理化性质
供试氮肥为尿素、硝酸钾、氯化铵和腐熟粪肥 （牛、羊粪），其中，尿素、硝酸钾、氯化铵的含氮量分别为 46、13.5、26%，硝酸钾的含钾量为 39%； 腐熟牛、羊粪含氮量分别为 11.9、7.3 g/kg，含碳量分别为 155.3、110 g/kg，C/N 分别为 13.05、15.03。
1.2 试验设计
试验采用尼龙网袋研究方法。将处理好的小麦秸秆混匀后装入尼龙网袋（长 10 cm，宽 9 cm，孔径 0.125 mm），每袋 10 g，扎实袋口。
试验设 12 个处理： ①不施氮肥（CK）； ②单施尿素；③单施氯化铵；④单施硝酸钾；⑤单施牛粪；⑥单施羊粪；⑦尿素配施牛粪；⑧尿素配施羊粪；⑨氯化铵配施牛粪；⑩氯化铵配施羊粪；⑪硝酸钾配施牛粪；⑫硝酸钾配施羊粪。每个处理重复 3 次，共埋 216 个尼龙网袋，每个处理埋 18 个网袋，分 6 个时间段采集，每次采集 3 个网袋用于分析。
本试验在山西省农业科学院农业资源与环境研究所阳光房内进行，选用长 54 cm、宽 34 cm 和高 16 cm 的塑料箱，将 10 kg 的供试风干土按施肥处理与肥料混合均匀，称取约 2 kg 的土平铺箱底，放入装有秸秆的尼龙网袋后，将土倒入桶中，埋深 6 cm。培养期间加水使土壤含水量保持在 70%～80%。利用恒重法控制含水量，每 3～5 d 加水一次。除 CK、处理⑤和⑥外，其余处理（含秸秆）每箱纯氮总量保持在 6.5 g 左右（每 1 kg 干土添加纯氮 0.65 g）；处理⑤ 和⑥（含秸秆）每箱纯氮总量保持在 5.5 g 左右（每 1 kg 干土添加纯氮 0.56 g）。在小麦秸秆堆腐试验开始后的第 0、7、15、30、60、75 和 100 d 取样分析。
1.3 测定方法
取样时，每个处理随机取 3 个尼龙网袋，于 75℃下烘干至质量恒定，计算小麦秸秆腐解率。烘干后的小麦秸秆分别测定其全氮、全磷、全钾、全碳含量。全碳和全氮采用元素分析仪（Elementar，德国） 测定。采用湿式消解法对小麦秸秆进行消煮，消煮液用钒钼黄分光光度法测定秸秆样品中全磷的含量，用火焰分光光度计测定秸秆样品中的全钾含量[24]。
1.4 数据处理
(1)
式中，m0 为小麦秸秆腐解前的初始质量；mt 为腐解时间为 t 时秸秆剩余质量。
秸秆腐解规律用带常数项的一级衰减指数方程[25]进行拟合：
(2)
式中，a、b 和 k 是常数；y 为小麦秸秆质量残留率，%；k 为腐解速率常数，d-1，其数值大小表明秸秆腐解质量减少快慢；t 为腐解时间，d；b 为损失的量占初始量的比例；a 为当 t 无穷大时 y 趋向的值。
(3)
式中，D0 为初始秸秆的养分含量；Dt 为腐解时间为t时的秸秆养分含量。
1.5 统计分析
本研究统计分析采用 SPSS 19.0 完成，显著性水平 α=0.05，方差分析用于检测氮添加处理的影响，Duncan 法用于多重比较，采用 Excel 2019 进行数据处理，采用 Origin 21 进行绘图和方程拟合。
2 结果与分析
2.1 小麦秸秆质量残留变化特征
在不同处理下，小麦秸秆腐解率随着培养天数的推移呈现逐渐增长的趋势，且在 0～15 d 内缓慢增长，15～60 d 内增长最快，之后逐渐减缓。在单施无机态氮肥的条件下，添加尿素的小麦秸秆腐解率要高于其他形态的氮肥处理；在单施有机态氮肥的情况下，单施羊粪处理的麦秸腐解率较单施牛粪处理高；在有机无机态氮肥配施的条件下，尿素配施羊粪处理的小麦秸秆腐解率要高于其他处理。培养 30 d 时，所有外源施用氮肥处理的小麦秸秆腐解率均高于 CK 处理。其中硝酸钾和牛粪配施处理、尿素和羊粪配施处理的小麦秸秆残留量分别是其初始质量的 74.8%、75.3%，显著低于 CK 处理 （P<0.05）；培养至 100 d 时，小麦秸秆残留量是其初始添加质量的 55.9%～65.7%，尿素和羊粪配施处理的小麦秸秆质量残留率为 55.9%，显著低于 CK 处理（P<0.05）。其余氮肥处理的小麦秸秆质量残留率与 CK 相比无显著差异，这说明配施尿素和羊粪处理能够显著促进小麦秸秆腐解。见图1。
图1小麦秸秆质量残留变化特征
小麦秸秆腐解过程中腐解率随时间的变化可以用带常数项的衰减指数方程拟合（表3），拟合度均很高，决定系数 R2 为 0.925～0.995。尿素配施牛粪处理与 CK 处理的小麦秸秆腐解速率常数最相近，说明尿素配施牛粪对小麦秸秆腐解无明显影响。在单施不同氮源的情况下，单施硝酸钾处理的腐解速率常数小，为 1.79×10-2 d-1，其后依次为氯化铵和羊粪处理，其腐解速率常数分别为 2.14×10-2 和 2.37×10-2 d-1；在配施氮肥的情况下，尿素和牛粪配施处理的腐解速率常数最小，为 8.15×10-3 d-1，低于 CK 处理（1.32× 10-2 d-1）；说明尿素配施牛粪在一定程度上减缓了小麦秸秆的腐解。综上所述，除尿素配施牛粪处理外，其余氮肥处理均能促进小麦秸秆的降解。尿素配施羊粪处理的小麦秸秆腐解速率常数最高，为 4.90×10-2 d-1，远高于 CK 处理，这说明尿素和羊粪配施会在一定程度上促进小麦秸秆的腐解。
表3小麦秸秆残留率随培养时间关系拟合
2.2 小麦秸秆碳氮比变化特征
在不同处理下，小麦秸秆 C/N 随着填埋天数的增加整体上表现出逐渐降低的趋势（图2）。在 0～30 d 内，各处理的小麦秸秆 C/N 均高于初始值；在之后的 60～100 d 内逐渐降低。培养至 7 d 时，各处理的小麦秸秆 C/N 均达到峰值，除氯化铵处理外，其余氮肥处理下的小麦秸秆 C/N 均高于 CK 处理；培养至 60 d 时，氯化铵配施牛粪处理和氯化铵配施羊粪处理下的麦秸 C/N 高于 CK，其余处理均低于 CK 处理，氯化铵处理下麦秸的 C/N 最低；培养至结束时，除添加牛、羊粪、硝酸钾配施牛粪及氯化铵配施羊粪处理外，其余处理下的麦秸 C/N 均已达到最低，其 C/N 维持在 33～68。除此之外，在整个培养过程中，尿素配施羊粪处理下小麦秸秆 C/N 低于其他处理；氯化铵次之。综上所述，说明添加不同氮源会使秸秆 C/N 有所降低，添加尿素配施羊粪更有利于调节秸秆自身 C/N；但在培养前期会提高秸秆 C/N，使其远高于初始值 （60.9）。
图2小麦秸秆腐解过程中碳氮比变化特征
注：不同小写字母表示相同时期不同处理间差异显著（P<0.05）。
2.3 小麦秸秆碳素残留变化特征
在不同处理下，小麦秸秆中碳素残留率随着填埋天数延长呈现逐渐降低的趋势（图3），且在 0～60 d 内下降较快，随后逐渐减缓。培养至 7 d 时，所有添加氮肥的处理麦秸碳素残留率均低于 CK 处理，硝酸钾配施羊粪的麦秸碳素释放率最快；培养至 15 d 时，施用牛粪处理的小麦秸秆碳素残留率低于其他处理；培养至 30 d 时，施用尿素处理的小麦秸秆碳素残留率显著低于其他处理，其碳素残留质量是初始质量的 63%；培养至 60 d 时，单施牛粪和尿素处理的碳素残留质量分别是其初始质量的 62.7% 和 63.4%，与 CK 处理相比无显著差异；而氯化铵配施牛粪、氯化铵配施羊粪处理的碳素残留率显著高于 CK 处理。第 75 d 时，除硝酸钾与氯化铵配施羊粪处理外，其余处理下麦秸秸秆碳素残留率均高于 CK 处理。培养到 100 d 时，各处理的小麦秸秆碳素残留质量是其初始质量的 50.9%～65.6%，尿素配施羊粪处理的碳素残留率为 50.9%，显著低于氯化铵配施牛粪处理 （P<0.05），其余氮肥处理的碳素残留率与 CK 处理相比并无显著差异。这说明施用不同形态氮肥均能促进麦秸的碳素释放，单施尿素及尿素配施羊粪处理更有利于麦秸碳素释放；施用有机态氮肥对麦秸碳素释放无显著影响，但在施用牛粪处理下碳素释放较好。
图3小麦秸秆碳素残留变化特征
2.4 小麦秸秆氮素残留变化特征
在不同处理下，小麦秸秆氮素残留率随填埋天数增加总体呈现出逐渐下降的趋势（图4）。其中，在 0～7 d 内小麦秸秆的氮素释放最快，但均高于 CK 处理；7～60 d 内氮素富集，残留氮素快速上升；60～75 d 内氮素缓慢释放；75～100 d 内氮素整体上开始快速释放。在 0～7 d 内，外源添加硝酸钾处理的小麦秸秆氮素残留率低于其他处理，且与 CK 处理无显著差异； 培养至 15d 时，添加氮肥处理的小麦秸秆氮素残留率均高于 CK 处理，且与 CK 处理无显著差异，出现秸秆氮素富集现象；30 d 时，除硝酸钾配施牛粪处理外，其余处理的小麦秸秆氮素残留率均高于 CK 处理，硝酸钾配施牛粪处理的小麦秸秆氮素残留量是初始质量的 67.6%，显著低于 CK 处理。60～75 d，施用牛粪处理的小麦秸秆氮素残留率与 CK 处理差异显著，且小麦秸秆中的氮素残留量分别是初始质量的 64.3%、70.3%。在培养至 100 d 时，各处理小麦秸秆氮素残留量是其初始质量的 53.4%～91.6%；除施用尿素、硝酸钾、牛粪及氯化铵配施牛粪处理高于 CK 处理外，其他外源氮肥处理均低于 CK 处理；其中，硝酸钾配施牛粪处理的小麦秸秆氮素残留量是初始质量的 53.36%，显著低于 CK 处理。这说明在单施不同氮源处理中，初始含氮量少的处理更能促进麦秸氮素释放，反之则抑制其氮素释放；在配施有机无机态氮肥处理中，硝酸钾配施牛粪能有效促进小麦秸秆中氮素的释放。
图4小麦秸秆氮素残留变化特征
2.5 小麦秸秆磷素残留变化特征
在不同处理下，随着填埋天数的延长，小麦秸秆磷素残留率变化幅度较大，呈现出先降低后升高再降低的趋势（图5）。在前 7 d 内小麦秸秆磷素残留率整体急速下降，硝酸钾配施羊粪处理下麦秸磷素残留率最低，低于其余处理，其磷素残留质量是初始质量的 20.3%；15 d 时，氯化铵、尿素配施羊粪和硝酸钾配施羊粪的麦秸磷素残留率远低于 CK 处理，其磷素残留质量分别是其初始质量的 32.7%、35.9％和 29.4％；培养至 30 d 时，所有添加氮肥处理的麦秸磷素残留率与 CK 相比差异达到显著水平（P<0.05），且远低于 CK 处理；培养至 60 d 时，氯化铵配施牛粪处理的磷素残留质量是初始质量的 41.4%，显著低于 CK 处理（P<0.05），牛粪处理次之；培养至 75 d 时，除 CK 和尿素处理外，其余氮素处理的小麦秸秆磷素残留率均达到最低；培养至 100 d 时，各处理小麦秸秆磷素残留质量分别是其初始质量的 34.5%～60.2%；氯化铵配施牛粪、尿素配施羊粪、牛粪和硝酸钾处理的小麦秸秆磷素残留质量分别是其初始质量的 60.2%、 51.7% 和 56.9%，显著高于 CK 处理（P<0.05）。这说明氯化铵配施牛粪、尿素配施羊粪、牛粪及硝酸钾会减缓小麦秸秆中磷素的释放速率。
图5小麦秸秆磷素残留变化特征
2.6 小麦秸秆钾素残留变化特征
在不同处理下，小麦秸秆钾素残留率随着培养时间的延长呈现逐渐下降的趋势（图6），且在 0～60 d 内下降较快，而后（60～100 d）趋于平缓。培养至 15 d 时，氯化铵配施羊粪处理显著低于 CK 处理，其小麦秸秆的钾素残留量是初始质量的 3.85%。培养 30 d 时，除硝酸钾处理外，其余氮素处理的小麦秸秆钾素残留率均低于 CK 处理。其中，施用硝酸钾配施羊粪处理的钾素残留质量是其初始质量的 1.03%，显著低于 CK 处理及其他氮素处理（P<0.05）。而其余氮素处理下小麦秸秆的钾素残留量与 CK 处理之间差异不显著。培养至 75 d 时，氯化铵配施羊粪处理显著低于 CK 处理，其小麦秸秆的钾素残留量是初始质量的 1.67%；硝酸钾和硝酸钾配施牛粪处理显著高于 CK 处理；其钾素残留量分别是初始质量的 6.02% 和 4.08%；其余氮肥与 CK 处理无明著差异。培养至 100 d 时，小麦秸秆的钾素残留质量是其初始质量的 5.31%～8.64%。施用尿素、氯化铵、牛粪、羊粪、尿素配施牛粪、尿素配施羊粪和氯化铵配施羊粪处理的钾素残留质量分别是其初始质量的 6.73%、5.67%、5.31%、5.62%、5.83%、5.88% 和 6.57%，均低于 CK 处理（P<0.05），但与 CK 处理无显著差异；其余氮肥处理的钾素残留率高于 CK 处理且无显著差异。在整个腐解进程中，除 7～15 d 外，其他培养阶段的硝酸钾处理都远高于 CK 处理，这说明施用硝酸钾会减缓小麦秸秆钾素的释放速率。
图6小麦秸秆钾素残留变化特征
3 讨论
3.1 不同形态氮肥对小麦秸秆腐解的影响
本研究表明，单施尿素、氯化铵、牛粪可有效促进小麦秸秆的降解，与前人的研究结果一致。麦逸辰等[26]研究表明，添加不同形态氮素均能促进水稻秸秆的分解；陈建英等[27]认为，连续施氮会促进玉米秸秆的降解。李晓韦等[16]研究表明，施用有机氮能更好地促进油菜秸秆的腐解，但对秸秆中钾元素的释放并无明显影响。李然等[28]研究表明，外源尿素的施用可以显著加快小麦秸秆碳、氮和磷的释放，对小麦秸秆中钾释放的促进作用不显著。李荣等[29]研究表明，施氮可促进秸秆养分释放，其各养分元素释放率均表现为钾 >碳 >氮 >磷。陈亚斯等[30]发现，施氮能促进小麦秸秆中纤维素和木质素的腐解，且前期木质素的腐解快于纤维素，从而促进小麦秸秆腐解及养分释放进程。朱远芃等[31]研究表明，施氮能提高秸秆中水解酶的活性，从而促进秸秆腐解。雷琬莹等[32]研究表明，有机物料的腐解伴随着碳释放和氮富集的过程，这可能是秸秆腐解后期氮释放出现负增长现象的原因之一；通过结构方程拟合得知，有机物料自身的性质是其腐解特征的主要驱动因素。
本研究结果还表明，单施有机氮及有机无机态氮肥配施处理促腐效果要好于无机氮处理。这可能是因为有机氮可直接被土壤微生物所利用，增加了土壤中的细菌和微生物数量，加快了微生物的代谢，产生更多的生物酶，促进秸秆的分解。耿丽平等[33]发现，有机氮产酶量高于无机氮，更有利于秸秆的分解。Zhang 等[34]研究发现，施氮能丰富秸秆腐解微生物群落，提高秸秆分解速率。研究表明，有机氮能够有效调节土壤的 C/N，使土壤细菌处于一个较为适宜的环境中，这有利于细菌活性的增加，进而促进秸秆的降解[35]。
3.2 不同形态氮肥对小麦秸秆养分释放规律的影响
本研究表明，添加氮肥会影响秸秆 C/N，呈现出先富集后降低的趋势。这与前人的研究一致。徐英德等[36]研究表明，秸秆氮素的释放受自身性质的影响，高 C/N 的残体更有利于氮素的固定。在腐解过程中小麦秸秆的养分释放率为钾 >磷 >碳 >氮，添加外源氮促进了秸秆中碳、钾的释放，而在一定程度上抑制了氮素和磷素的释放。特别是单施无机氮会减缓秸秆中氮和磷素的释放，促进钾的释放；施用有机氮及有机无机氮肥配施促进了秸秆中氮素、钾素和碳素的释放，抑制磷的释放。碳释放规律与腐解规律相似，这可能是秸秆中的碳极易被微生物矿化，从而得到释放。秸秆氮素含量会通过不同施肥处理得到提高，并降低其 C/N，这与陈兴丽等[37]的研究结果一致。不同施肥处理下麦秸施入土壤后在微生物作用下转化成矿质态氮，随后出现土壤氮固持现象。本文研究还发现，相较于无机态氮肥，有机氮肥及配施氮肥更能促进秸秆氮素释放。可能是因为有机氮肥含氮量低，且进入土壤后需要微生物转化才能利用；而配施氮肥一方面可以快速补充土壤氮素，激活土壤微生物过程；另一方面与秸秆产生协同作用；进而促进麦秸氮素释放。钾在秸秆中以离子的形态存在，随着秸秆的腐解而释放。不同形态的氮素均能促进秸秆腐解，从而导致钾的释放。秸秆中的磷以有机磷和无机磷形态存在，秸秆在被微生物矿化分解过程中释放出可供微生物和植物吸收利用的有机磷，随着培养时间延长，秸秆释放的有效磷参与了土壤有机质的腐殖化过程，或者被微生物同化为微生物生物量磷，仍以有机态磷的形式存在[38]。同时秸秆腐解残留物对游离有效磷的吸附固定作用，也可使秸秆释放的有效磷转化为缓效磷或无效态磷赋存于秸秆表面[39]。微生物在秸秆腐解过程中可利用有机磷矿化获取磷素来维持自身生命代谢[40]。此外，氮素的添加会抑制土壤磷酸酶的活性，从而提高秸秆磷的残留量。
4 结论
为加速秸秆腐解和养分释放，以小麦秸秆为供试材料，通过添加不同形态氮肥，对秸秆腐解及养分残留率进行分析，得出以下结论：
（1）在整个秸秆腐解过程中，尿素配施羊粪处理对小麦秸秆的腐解效果最好，牛粪次之。整体而言，配施有机氮肥处理的促腐效果好于无机氮肥处理，其中，尿素对小麦秸秆腐解无明显影响，硝酸钾会减缓小麦秸秆的腐解。从加快小麦秸秆腐解速率角度考虑，尿素配施羊粪是最佳氮源。
（2）在整个养分释放过程中，施用硝酸钾会减缓秸秆中的养分释放。在有机无机态氮肥配施的情况下，尿素配施羊粪会促进秸秆碳和钾的释放；硝酸钾和牛粪处理会促进氮和磷的释放；在添加有机氮或无机氮的情况下，前者促进秸秆养分释放的效果要优于后者。从促进秸秆养分释放角度看，有机无机氮肥配施是最佳的施氮方式。