有機物料腐熟劑對玉米秸稈降解及小麥生長的影響

姜珊珊 李光艷 吳斌 張眉 王升吉 徐明娜 朱立貴 辛相啟

摘要：選用有機物料腐熟劑（有效活菌數≥2×108 cfu/g），設置1.5、3、6 g/m2 三個用量進行玉米秸稈降解試驗。結果顯示，秸稈還田撒施有機物料腐熟劑對濟麥22出苗率及葉片SPAD值無顯著影響，可增加小麥葉面積;有機物料腐熟劑可提高秸稈降解率，且與腐熟劑用量呈正相關;處理120 d時不同用量處理秸稈降解率比對照增加5.18%～19.28%，通過8目標準篩的秸稈分布率比對照增加4.72%～5.84%。綜上所述，本研究選用的有機物料腐熟劑可安全應用于田間生產，加速玉米秸稈的降解，利于小麥生長。

關鍵詞：有機物料腐熟劑;小麥生長;玉米秸稈;降解;粒度分布

中圖分類號：S513.062：S144?文獻標識號：A?文章編號：1001-4942（2019）12-0063-04

Abstract?In the study， the organic material decomposing agent （effective viable counts were≥2×108 cfu/g） was used for the experiment of maize straw degradation with three concentrations of 1.5， 3 and 6 g/m2. The results showed that the organic material decomposing agent had no obvious effect on the emergence rate and SPAD value of Jimai 22， but could increase leaf area. The decomposing rate of maize straw increased under the organic material decomposing agent and positively correlated with the decomposing agent concentration. Compared with the control， the decomposing rate and distribution rate of straw through 8-mesh standard sieve in treatment group increased by 5.18%～19.28% and 4.72%～5.84% respectively after treated for 120 days. In conclusion， the organic material decomposing agent could accelerate the degradation of maize straw and help wheat growth，so it could be safely applied in field production.

Keywords?Organic material decomposing agent; Wheat growth; Maize straw; Degradation; Size distribution

秸稈還田是提高土壤肥力，改善土壤理化性質，推動有機農業發展的有效措施[1，2]。農作物秸稈含有大量植物生長所需要的營養物質，降解后可釋放有機物質和中微量元素，進而轉化為土壤養分[3，4]。秸稈中富含纖維素、半纖維素和木質素等高分子物質，自然條件下秸稈降解速率較慢，未降解的秸稈在土壤中長期積累不利于作物的生長，還會加重病蟲草害發生[5，6]。如何加速秸稈有效腐解是秸稈還田技術推廣應用中亟需解決的關鍵問題。有機物料腐熟劑是由有益芽孢桿菌、木霉菌、酵母菌等幾十余種有益微生物復合發酵而成，這些微生物可以分泌纖維素酶、半纖維素酶、木質素酶等促進秸稈的降解，目前在秸稈腐解中已有大量應用[7]。施用秸稈腐熟劑可降低秸稈拉力值，提高秸稈腐熟程度;一些秸稈發酵劑處理秸稈90 d后，秸稈降解率可達86.96%[8，9]。同時研究還證明施用秸稈腐熟劑可以增加農作物根系生物量、根系酶活性，提高土壤酶活性及其速效養分含量，減輕和防止大量秸稈還田對作物生產產生的不利影響，促進作物增產[10-12]。

玉米秸稈是我國農作物秸稈的主要種類，小麥玉米輪作田塊玉米秸稈經粉碎機粉碎后直接拋撒于地表，隨翻耕入土。玉米秸稈的有效還田直接影響冬小麥的安全生產。本試驗選用博華生態農業公司生產的有機物料腐熟劑，研究模擬田間秸稈還田情況下撒施不同濃度有機物料腐熟劑對小麥出苗率、葉片葉綠素含量、葉面積、玉米秸稈降解度等的影響，以期為有機物料腐熟劑在小麥生產的應用提供技術支持。

1?材料與方法

1.1?供試材料

供試秸稈為玉米秸稈，經秸稈粉碎機處理至長度5～10 cm左右。供試有機物料腐熟劑由博華生態農業公司提供，有效活菌數≥2×108 cfu/g，劑型為粉劑。供試小麥品種為濟麥22。

1.2?試驗方法

1.2.1?小麥出苗率測試?采用盆栽試驗法，666.7m2秸稈還田量按600 kg計算。腐熟劑設置3個用量處理：分別為1.5（處理1）、3（處理2）、6 g/m2（處理3），以不添加有機物料腐熟劑處理為對照（CK）。選用直徑30 cm的花盆，盆底覆土后，將粉碎好的玉米秸稈與有機物料腐熟劑按處理比例混合，平鋪在盆中， 再覆土80 g后播種小麥。每處理重復種植6盆，每盆播種50粒小麥。播種10 d后統計小麥出苗數，計算小麥出苗率。

1.2.2?小麥SPAD值和葉面積測定?待盆栽小麥生長至3～4葉期時，每處理選取長勢均一的小麥葉片90片，利用SPAD 502葉綠素儀（日本柯尼卡）測定其SPAD值;利用便攜式葉面積測定儀（美國LI-COR）從同葉位選取完全展開的小麥葉片，測其葉面積，每處理測試90片。

1.2.3?秸稈田間降解試驗?采用尼龍網袋法，取150 g粉碎的玉米秸稈分別按照處理比例與有機物料腐熟劑進行混合，混勻后裝入尼龍網袋（40目），封口后水平埋于深10～15 cm土層中，以不加腐熟劑處理為空白對照（CK），每處理設置5組，每組重復3次，分別于10、30、60、90、120 d分批次取樣。取樣后用清水輕輕將泥土沖洗干凈，然后將秸稈烘干、稱重，計算秸稈降解率。

秸稈降解率（%）=（試驗前秸稈質量-殘余秸稈質量）/試驗前秸稈質量×100。

1.2.4?秸稈粒度分布分析?利用篩分法測試秸稈粒度。將各處理的秸稈按照孔徑大小分別經過標準篩（3、4、8、20、30、40目），然后用萬分之一電子天平稱量每個標準篩中的秸稈重量，計算每個標準篩中秸稈占測試秸稈總量的百分含量，精確到0.01%。

1.3?數據整理與分析

采用Microsoft Excel和GraphPad Prism 8軟件進行數據分析及作圖。

2?結果與分析

2.1?秸稈還田添加腐熟劑對濟麥22出苗率影響

模擬秸稈還田盆栽試驗結果（圖1）顯示，腐熟劑用量1.5、3 g/m2處理的濟麥22出苗率分別為（90.00±4.69）%和（89.20±3.63）%，與對照組出苗率無顯著差異，腐熟劑用量6 g/m2處理的出苗率為（82.33±3.20）%，與對照相比略有降低。以上結果表明腐熟劑在本試驗用量下對濟麥22的出苗無顯著影響。

2.2?秸稈還田添加腐熟劑對小麥葉片葉綠素及葉面積的影響

SPAD值可代表作物葉綠素含量和含氮水平。測定結果（圖2 A）顯示，除處理1葉片SPAD值偏低，處理2、處理3與對照無顯著差異。由圖2 B看出，與對照相比，添加不同用量腐熟劑的處理葉面積都顯著增加，且與處理用量呈正相關。表明有機物料腐熟劑可促進濟麥22葉片生長。

2.3?有機物料腐熟劑用量對秸稈降解的影響

由圖3看出，埋入土壤后的前60 d為秸稈快速降解期，腐熟劑處理組30 d降解率為19.51%～28.70%，比對照增加2.00%～11.19%;60 d時降解率為25.78%～38.65%，比對照增加2.91%～15.78%;降解率與腐熟劑用量呈正相關。60 d后進入秸稈緩慢降解期，處理組120 d秸稈降解率達31.97%～46.07%，比對照增加5.18%～19.28%，由此表明有機物料腐熟劑可有效提高田間玉米秸稈的降解速率。

2.4?秸稈粒度分布

對秸稈還田模擬試驗的秸稈樣品進行粒度分布分析，結果（圖4）表明，處理120 d 后，所有處理中不能通過8目標準篩的秸稈為主要組成部分（74.35%～89.13%）;與對照相比，經有機物料腐熟劑處理后可通過8目標準篩的秸稈占比增加，且隨腐熟劑用量增加，小粒徑秸稈占比越高，處理1可通過8目的秸稈占比比對照增加4.72%，處理2增加5.64%，處理3增加5.84%。以上結果進一步表明，此有機物料腐熟劑促進了大粒徑玉米秸稈的腐解。

3?討論與結論

秸稈還田是改善土壤生態環境、理化性質，促進農業可持續發展的重要舉措。有機物料腐熟劑是經現代生物和化學技術，將幾十余種有益微生物復合發酵而成的。這些微生物對秸稈進行有機分解，促進秸稈中有機物質、營養元素的快速釋放，為作物提供養分，促進作物生長。因此需加強秸稈腐熟劑的推廣與應用，實現秸稈科學還田。有研究表明，大田應用腐熟劑，返青期小麥的總根量、總蘗數都增加，利于小麥增產[13]。本試驗證明施用有機物料腐熟劑不會影響小麥出苗，可增加小麥葉面積，促進小麥生長;同時快速降解玉米秸稈，可安全高效的應用于小麥生產。

本試驗結果發現腐熟劑對小麥葉片SPAD值無顯著影響，表明有機物料腐熟劑對小麥葉片葉綠素形成和含氮水平不會產生顯著影響。

秸稈直接焚燒對大氣造成污染，也會影響土壤生態系統。秸稈還田技術是集約化農業可持續發展的一項重要措施。施用秸稈腐熟劑促進秸稈還田推廣應用，保障綠色農業、生態農業的發展。本研究中施用有機物料腐熟劑后，秸稈降解速率明顯增加，小粒徑秸稈含量也有所增加，6 g/m2的濃度處理120 d后秸稈降解率增加19.28%，通過8目標準篩的秸稈占比增加5.84%。

綜上所述，通過秸稈還田模擬試驗證明，腐熟劑能有效增加玉米秸稈的降解速率，且有利于小麥生長，可安全有效地應用于小麥生產中。

參?考?文?獻：

[1]?王漢朋， 景殿璽， 周如軍， 等. 玉米秸稈還田對秸稈土壤腐解規律及玉米紋枯病的影響[J/OL]. 玉米科學：1-7. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/22.1201.S.20180411.1444.002.html.

[2]?張倩， 張紅. 秸稈腐解過程中土壤熱值與有機養分動態[J]. 西北農業學報， 2019， 28（7）： 1158-1168.

[3]?潘劍玲， 代萬安， 尚占環， 等. 秸稈還田對土壤有機質和氮素有效性影響及機制研究進展[J]. 中國生態農業學報， 2013， 21（5）： 526-535.

[4]?馬琨， 宋麗麗， 王明國， 等. 玉米秸稈還田對土壤叢枝菌根真菌群落的影響[J]. 應用生態學報， 2019， 30（8）： 2746-2756.

[5]?張經廷， 張麗華， 呂麗華， 等. 還田作物秸稈腐解及其養分釋放特征概述[J]. 核農學報， 2018， 32（11）： 2274-2280.

[6]?陳麗鵑， 周冀衡， 陳閨， 等.秸稈還田對作物土傳病害的影響及作用機制研究進展[J]. 作物研究， 2018， 32（6）： 535-540.

[7]?魏蔚， 宋時麗， 吳昊， 等.復合菌劑對玉米秸稈的降解及土壤生態特性的影響[J]. 土壤通報， 2019，50（2）： 323-332.

[8]?康永亮， 潘曉瑩， 慕蘭， 等. 施用秸稈腐熟劑對玉米秸稈腐熟、地力提升及小麥產量的影響[J]. 種業導刊， 2018（7）： 5-9.

[9]?蔣亞琴， 司學剛， 張運棟， 等. 3種秸稈腐熟劑的應用研究[J]. 安徽農業科學， 2019，47（16）： 90-92.

[10]于宗波， 楊恒山， 薩如拉， 等. 不同質地土壤玉米秸稈還田配施腐熟劑效應的研究[J]. 水土保持學報， 2019，33（4）： 234-240.

[11]薩如拉， 楊恒山， 范富， 等. 秸稈還田量和腐熟劑對秸稈降解率和土壤理化性質的影響[J]. 河南農業科學， 2018， 47（9）： 56-61.

[12]彭廷， 張中南， 王留行， 等. 沿黃稻區適宜秸稈腐熟劑的篩選及其腐熟效應研究[J]. 河南農業大學學報， 2019， 53（2）： 168-174.

[13]張瑩瑩， 曹慧英. 秸稈腐熟劑對玉米秸稈腐解及下茬小麥生長的影響[J]. 中國農技推廣， 2019， 35（5）： 57-59.