秸稈腐解劑對(duì)不同作物秸稈腐解特征研究

陳銀建，周冀衡 ，李 強(qiáng) ，解 燕 ，劉加紅

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草科學(xué)與健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410128；2.云南省曲靖市煙草公司，云南 曲靖 655000）

農(nóng)作物秸稈含有豐富的有機(jī)無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分，其中含氮約0.5%，含磷約0.12%，含鉀近1%，并且還含有大量的微量元素及有機(jī)質(zhì)。秸稈腐解劑中富含高效微生物菌，其作用是促進(jìn)秸稈快速腐解[1-2]。秸稈還田對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)和速效鉀含量的影響較大，但無(wú)明顯的規(guī)律性，不同的秸稈還田方式對(duì)耕層土壤養(yǎng)分含量的影響也不同，其中秸稈堆漚還田影響較大[3]。稻草覆蓋比單純地膜覆蓋的根系活力有顯著提高，地膜覆蓋的根系活力有下降趨勢(shì)[4]。秸稈腐解劑能促進(jìn)稻、麥秸稈較快腐解，在減輕和防止還田秸稈量多給作物生長(zhǎng)帶來(lái)不利影響的同時(shí)，可穩(wěn)定和提高土壤養(yǎng)分含量[5]。施用腐熟劑特別是配施尿素使小麥秸稈的腐解速度加快，經(jīng)90 d后土壤中的全磷、堿解氮、速效磷及速效鉀的含量也因秸稈腐熟劑的不同施用方式而有不同程度的增加，施用腐熟劑的同時(shí)配施尿素可顯著增加土壤中全氮、全磷、堿解氮、速效磷與速效鉀的含量[6]。

1 材料與方法

1.1 材料

供試秸稈腐解劑由河南省鶴壁天陽(yáng)生物科技有限公司購(gòu)得，供試秸稈腐解劑的基本情況：有效活菌數(shù)（cfu）15.0×108個(gè)/g（mL），纖維素酶活[U/g（ml）]=30.0，蛋白酶活[U/g（mL）]=15.0，雜菌率 5.0%，水分20.0%，pH 值 5.5～7.5，粒度直徑 2.0 mm。

供試作物秸稈：油菜秸稈、玉米秸稈、水稻秸稈。

1.2 方法

1.2.1 田間試驗(yàn) 試驗(yàn)于2010年5～9月在云南省曲靖市羅平縣進(jìn)行，試驗(yàn)設(shè)在羅平縣羅雄鎮(zhèn)圭山村。試驗(yàn)點(diǎn)海拔 1 510 m，東經(jīng) 104°17′44.8"，北緯24°48′24.6"，前作油菜，土質(zhì)黃壤，旱地。土壤理化性狀為：pH 6.53，有機(jī)質(zhì)45.74 g/kg，堿解氮118.76 mg/kg，速效磷 21.78 mg/kg，速效鉀 123.10 mg/kg。將當(dāng)年秸稈截成5 cm長(zhǎng)并與500 g的土壤混合密封到100目尼龍布做成的袋中，將不同處理袋埋于煙田的兩株煙苗之間，掩埋的深度為15 cm，煙苗株距 0.70 m，行距 1.20 m，在掩埋后的 20、40、60、80、100 d分別取出3只不同處理袋以測(cè)定剩余秸稈重量和養(yǎng)分釋放率，秸稈腐解率=（原始秸稈重量-剩余秸稈重量）/原始秸稈重量，養(yǎng)分釋放率=（原始秸稈某養(yǎng)分含量-剩余秸稈某養(yǎng)分含量）/原始秸稈某養(yǎng)分含量。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 將三種不同秸稈截成5 cm長(zhǎng)，每種處理重復(fù)3次，T1：1 g腐解劑+50 g玉米秸稈+500 g供試土壤，CK1：50 g玉米秸稈+500 g供試土壤；T2：1 g腐解劑+50 g水稻秸稈+500 g供試土壤，CK2：50 g水稻秸稈+500 g供試土壤；T3：1 g腐解劑+50 g油菜秸稈+500 g供試土壤，CK3：50 g油菜秸稈+500 g供試土壤。每種處理的袋數(shù)按取樣次數(shù)計(jì)算：3袋/次×5次=15袋，共計(jì)15袋×6=90袋。1.2.3 測(cè)定內(nèi)容與方法 取樣秸稈以H2SO4-H2O2消煮后，堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定，速效磷采用磷鉬酸比色法測(cè)定，速效鉀采用中性醋酸銨浸提火焰光度計(jì)法測(cè)定，重鉻酸鉀容量法測(cè)定有機(jī)質(zhì)含量[7]。1.2.4 數(shù)據(jù)分析方法 采用Microsoft Excel 2003和SPSS 13.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 秸稈腐解劑對(duì)不同秸稈腐解剩余重量的影響

由圖1可知：未施用秸稈腐解劑的秸稈到100 d取樣時(shí)，秸稈腐解率為油菜秸稈>水稻秸稈>玉米秸稈，其腐解率分別是46.78%、42.24%、41.88%。施用秸稈腐解劑的秸稈到100 d取樣時(shí)，秸稈腐解率為油菜秸稈>水稻秸稈>玉米秸稈，其腐解率分別是54.38%、50.46%、48.30%。施用秸稈腐解劑后油菜、水稻、玉米秸稈腐解速度分別提高9.60、8.22、6.42個(gè)百分點(diǎn)，說(shuō)明施用秸稈腐解劑一方面能夠使施入土壤中秸稈腐解量的增加，另一方面它能夠加速秸稈的腐解。

2.2 秸稈腐解劑對(duì)不同秸稈有機(jī)質(zhì)釋放率的影響

由圖2可知：未施用秸稈腐解劑的秸稈到100 d取樣時(shí)，秸稈有機(jī)質(zhì)釋放率為油菜秸稈>水稻秸稈>玉米秸稈，其有機(jī)質(zhì)釋放率分別為47.75%、46.18%、45.19%。施用秸稈腐解劑后的秸稈到100 d取樣時(shí)，秸稈有機(jī)質(zhì)釋放率為油菜秸稈>水稻秸稈>玉米秸稈，其有機(jī)質(zhì)釋放率分別為49.33%、47.52%、46.27%。施用秸稈腐解劑后油菜、水稻、玉米秸稈的有機(jī)質(zhì)釋放率分別提高了1.58、1.34、1.08個(gè)百分點(diǎn)。施用秸稈腐解劑對(duì)秸稈中有機(jī)質(zhì)總量的釋放影響不大，但是它能夠在較短時(shí)間內(nèi)加速秸稈有機(jī)質(zhì)的釋放。

2.3 秸稈腐解劑腐解秸稈后土壤中速效氮變化

由圖3可知：未施用秸稈腐解劑的秸稈到100 d取樣時(shí)，秸稈速效氮釋放率為油菜秸稈>水稻秸稈>玉米秸稈，分別為45.85%、45.73%、42.45%。施用秸稈腐解劑后的秸稈到100 d取樣時(shí)，秸稈速效氮釋放率為水稻秸稈>油菜秸稈>玉米秸稈，分別為49.83%、48.33%、44.17%。施用秸稈腐解劑后油菜、水稻、玉米秸稈的速效氮釋放率分別提高了2.48、4.10、1.72個(gè)百分點(diǎn)。說(shuō)明施用秸稈腐解劑使得秸稈速效氮總量的釋放略有所增加，并能加速秸稈速效氮的釋放，與對(duì)照相比其效果明顯。

2.4 秸稈腐解劑腐解秸稈后土壤中速效磷的變化

由圖4可知：秸稈速效磷的釋放與秸稈速效氮的釋放不同，經(jīng)過(guò)100 d的腐解秸稈中大部分的磷被釋放出來(lái)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于速效氮的釋放。未施用秸稈腐解劑的秸稈到100 d取樣時(shí)，秸稈速效磷的釋放率為水稻秸稈>玉米秸稈>油菜秸稈，其釋放率分別為89.73%、86.45%、80.35%。施用秸稈腐解劑后的秸稈到100 d取樣時(shí)，秸稈速效磷釋放率為水稻秸稈>玉米秸稈>油菜秸稈，釋放率分別為90.44%、87.13%、80.64%。施用秸稈腐解劑后油菜、水稻、玉米秸稈的速效磷釋放率分別提高了0.71、0.68、0.29個(gè)百分點(diǎn)。施用秸稈腐解劑與否，秸稈速效磷的釋放都是水稻秸稈>玉米秸稈>油菜秸稈。施用秸稈腐解劑對(duì)水稻秸稈和玉米秸稈速效磷的釋放率效果不明顯，對(duì)油菜秸稈速效磷的釋放略有增加。速效磷的釋放特征表現(xiàn)為：腐解前60 d已經(jīng)超過(guò)80%的速效磷被釋放出來(lái)，后期40 d速效磷的釋放較平緩，只釋放速效磷總量的2.37%～4.11%。

2.5 秸稈腐解劑腐解秸稈后土壤中速效鉀的變化

由圖5可知：未施用秸稈腐解劑的秸稈到100 d取樣時(shí)，秸稈速效鉀的釋放率為水稻秸稈>玉米秸稈>油菜秸稈，其釋放率分別為46.15%、43.44%、42.14%。施用秸稈腐解劑后的秸稈到100 d取樣時(shí)，秸稈速效鉀釋放率為水稻秸稈>玉米秸稈>油菜秸稈，其釋放率分別為46.96%、44.17%、42.42%。施用秸稈腐解劑后水稻、玉米、油菜秸稈的速效鉀釋放率分別提高了0.81、0.73、0.28個(gè)百分點(diǎn)。說(shuō)明施用秸稈腐解劑與否秸稈速效鉀的釋放都是水稻秸稈>玉米秸稈>油菜秸稈。施用秸稈腐解劑對(duì)水稻秸稈、玉米秸稈和油菜秸稈速效鉀的釋放率效果都不明顯。速效鉀的釋放特征表現(xiàn)為：腐解前60 d已經(jīng)將近40%的速效鉀被釋放出來(lái)，后期40 d速效鉀的釋放較平緩，只釋放速效鉀總量的2.90%～5.40%。

3 小結(jié)與討論

油菜秸稈、水稻秸稈和玉米秸稈腐解量在施用秸稈腐解劑與否的條件下都是油菜秸稈>水稻秸稈>玉米秸稈。施用秸稈腐解劑對(duì)秸稈腐解量的效果明顯，油菜秸稈、水稻秸稈和玉米秸稈的腐解速度分別提高了9.60、8.22、6.42個(gè)百分點(diǎn)。油菜秸稈、水稻秸稈和玉米秸稈有機(jī)質(zhì)的釋放在施用秸稈腐解劑與否的條件下都是油菜秸稈>水稻秸稈>玉米秸稈。施用秸稈腐解劑對(duì)秸稈中有機(jī)質(zhì)總量的釋放影響不大，但是它能夠在較短時(shí)間內(nèi)加速秸稈有機(jī)質(zhì)的釋放，油菜秸稈、水稻秸稈、玉米秸稈的有機(jī)質(zhì)釋放率分別提高了1.58、1.34、1.08個(gè)百分點(diǎn)。

未施用秸稈腐解劑時(shí)，速效氮的釋放表現(xiàn)為油菜秸稈>水稻秸稈>玉米秸稈，施用秸稈腐解劑后，速效氮的釋放率表現(xiàn)為水稻秸稈>油菜秸稈>玉米秸稈，施用秸稈腐解劑使得秸稈速效氮總量的釋放略有所增加，并能加速秸稈速效氮的釋放，與對(duì)照相比其效果明顯，油菜秸稈、水稻秸稈、玉米秸稈腐解速效氮速率分別提高：2.48、4.10、1.72個(gè)百分點(diǎn)。

施用秸稈腐解劑與否，秸稈速效磷的釋放率都變現(xiàn)為水稻秸稈>玉米秸稈>油菜秸稈。施用秸稈腐解劑后油菜秸稈、水稻秸稈、玉米秸稈的速效磷放率分別提高了0.71、0.68、0.29個(gè)百分點(diǎn)，表明秸稈腐解劑對(duì)水稻秸稈和玉米秸稈速效磷的釋放率效果不明顯，對(duì)油菜秸稈速效磷的釋放略有增加。與作物秸稈速效氮的釋放不同，秸稈中有超過(guò)80%的磷被釋放出來(lái)，且速效磷的釋放呈前期快速而后期緩慢的趨勢(shì)。這表明秸稈中的速效磷很容易釋放出來(lái)，即使在秸稈大部分未完全腐解，也不會(huì)影響速效磷的釋放。

施用秸稈腐解劑與否，秸稈速效鉀的釋放率都變現(xiàn)為水稻秸稈>玉米秸稈>油菜秸稈。施用秸稈腐解劑對(duì)秸稈速效鉀的釋放效果不是很明顯，秸稈中速效鉀的釋放表現(xiàn)為：腐解前60 d釋放較迅速，而后40 d較平緩。

施用腐解劑以后秸稈腐解速度均有所增加，但不同腐解劑對(duì)秸稈腐解程度的影響不同[8]。這很可能與腐解劑的微生物組成有關(guān)，而這些微生物通過(guò)一系列復(fù)雜反應(yīng)使秸稈養(yǎng)分釋放出來(lái)，這表明通過(guò)秸稈腐解劑的篩選在秸稈地表覆蓋情況下實(shí)現(xiàn)秸稈快速腐解是可行的。

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