玉米秸稈還田配施腐熟劑對冬小麥生長和產量的影響

魏龍雪　裴艷婷　張書良　李文佼　張洪勇　董策　朱金英

摘要 為探究麥玉輪作區，玉米秸稈全量還田配施腐熟劑對冬小麥生長的影響，在玉米秸稈全量還田條件下施用2種不同腐熟劑（蔚藍生物腐熟劑處理和自配處理）。以秸稈還田不施腐熟劑處理為對照，研究各處理對冬小麥生長及產量的影響。結果表明，施用2種秸稈腐熟劑均能明顯促進冬小麥葉面積、氮素利用率的提高，且對冬小麥增產效果明顯。蔚藍生物腐熟劑處理、自配處理的氮素利用效率分別比對照高4.71%、3.50%，且與對照間差異達顯著水平；蔚藍生物腐熟劑處理、自配處理的籽粒產量分別比對照高10.02%、7.35%，與對照間差異達顯著水平。因此，玉米秸稈還田配施腐熟劑可有效促進冬小麥生長發育，顯著提高籽粒產量。該研究為麥玉輪作區玉米秸稈全量還田后冬小麥生長促進和穩產高產提供一定技術參考。

關鍵詞 秸稈還田；腐熟劑；冬小麥；生長；氮素利用；產量

中圖分類號 S512.1+1 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2023）06-0025-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.06.008

Effects of Straw Returning Combined with Preservative on the Growth and Yield of Winter Wheat

WEI Long－xue， PEI Yan－ting， ZHANG Shu－liang et al

（ Dezhou Academy of Agricultural Sciences， Dezhou， Shandong 253000）

Abstract In order to explore the effects of maize straw returning combined with maturity agent on the growth of winter wheat in wheat－maize rotation area， two different maturity agents of blue biological maturity agent treatment and self－made treatment were applied under the condition of maize straw returning， and the straw returning without maturity agent treatment was used as the? CK to study its effects on the growth and yield of winter wheat.The results showed that the application of two straw decomposing agents could significantly promote the leaf area and nitrogen use efficiency of winter wheat， and the yield increase of winter wheat was obvious.The nitrogen use efficiency of T1 and T2 treatments were 4.71% and 3.50% higher than CK， respectively， and the difference was significant compared with CK.The grain yields of T1 and T2 treatments were 10.02% and 7.35% higher than those of CK， respectively， and the two treatments had significant differences between CK.It could be seen that corn straw returning combined with maturity agent could effectively promote the growth and development of winter wheat and significantly improve grain yield.This research provided certain technical reference for the growth promotion and stable and high yield of winter wheat after full－scale maize straw returning in wheat－maize rotation area.

Key words Straw returning;Curing agent;Winter wheat;Growth;Nitrogen use efficiency；Yield

作物秸稈是農業生產過程中主要的副產物，作物吸收的鉀素 80% 以上存在于秸稈中［1］。我國每年秸稈的保有量約 8.1×1011 kg，折合 K2O 1.2 ×1010 kg［2］。但由于秸稈還田后腐解較慢，養分釋放速率跟不上作物需求且妨礙耕作和下茬作物發苗，自然條件下秸稈還田后腐熟緩慢，秸稈殘留土壤耕層，加速地下害蟲孵化，提高耕作層土壤堿化度，嚴重影響下茬作物生長，使得我國秸稈還田利用率一直較低。腐熟劑是一種能加速秸稈等有機物料分解、腐熟的生物活體制劑，因其具有促進秸稈腐解、提高秸稈中的養分釋放和利用效率、使用成本低且操作簡單等優點，應用市場前景廣闊。然而，秸稈腐熟劑也存在菌種穩定性差、定殖效率低、與土著微生物競爭生態位、受溫度等環境因素影響大等問題［3］，限制了腐熟劑推廣應用。為了更加合理科學地運用腐熟劑，提高秸稈還田利用率，前人圍繞秸稈配施腐熟劑還田的效果做了大量研究［4-5］。

因此，秸稈還田后如何促進秸稈快速腐解已成為目前秸稈還田研究的熱點。秸稈快速腐熟劑是根據微生物的營養機理而制成的復合菌劑，可產生大量有益微生物刺激作物生長，提高土壤土壤肥力，減少化肥用量且環境友好，有助于實現農業可持續發展。目前秸稈腐熟劑主要應用于秸稈腐熟堆肥和秸稈直接還田等方面［6-7］。

為探究麥玉輪作區玉米秸稈全量還田對小麥生長發育的影響，筆者選用2種秸稈腐熟劑，研究不同秸稈腐熟劑對小麥生長、氮素積累和產量的影響，以期篩選出適于麥玉輪作區秸稈還田的最佳腐熟劑，為該區秸稈全量還田后促進小麥穩產高產提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020—2021年在德州市德城區黃河涯試驗地進行。試驗地前茬為玉米，壤土，地勢平坦，排水方便，土壤情況如下：有機質17.8 g/kg、全N0.95 g/kg、速效N 53.72 mg/kg、速效P 34.41 mg/kg、速效K 164.25 mg/kg。施純N 240 kg/hm2，5∶5基肥追施，P2O5 120 kg/hm2，K2O 120 kg/hm2；P、K肥全部基施，旋耕、筑畦、劃區，行距0.25 m，條播。其他管理措施同當地高產地塊。

1.2 試驗材料 供試小麥品種為濟麥22。供試腐熟劑包括蔚藍生物（山東蔚藍生物科技有限公司生產，當地同類腐熟劑銷售量高）和自配微生物菌劑。供試肥料為尿素（N≥46%）、磷酸二銨（N≥18%，P2O5≥46%）和硫酸鉀（K2O≥50%），以上腐熟劑、肥料等均購自當地農資超市。

1.3 試驗設計 試驗采用單因素隨機區組設計，共設3個處理：蔚藍生物（T1處理）、自配（T2處理）和秸稈還田不施腐熟劑處理（CK），3次重復，共12個小區，小區面積12 m×15 m=180 m2。

2020年10月25日將前茬收獲的玉米秸稈粉碎3～5 cm并配施腐熟劑全量還田，深度0.25 m。2021年10月25日播種冬小麥，翌年6月15日收獲。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 產量及其構成因素。分別于小麥返青期、拔節期、開花期和灌漿期測定小麥株高，采用卷尺以小麥植株頂部至根基部的高度為基準測定株高。成熟前，每小區選具代表性樣點2 m雙行，統計有效穗數；成熟后，每小區選取代表性麥穗50個，統計穗粒數；每小區選具代表性樣點4 m2進行單獨人工收獲、脫粒、晾曬，調整含水量至13%得到籽粒產量。

1.4.2 氮素利用的測定。采用凱氏定氮法測定各器官氮素含量，計算地上部氮素積累量：

氮素利用效率=籽粒產量/成熟期植株氮素積累量

1.5 數據處理

采用Excel 2007進行數據、圖形處理；采用DPS 19.05數據處理系統（LSD法）進行差異顯著性檢驗；采用Excel 2007繪制圖表。

2 結果與分析

2.1 不同處理對小麥株高和葉面積的影響

秸稈還田配施腐熟劑可改善土壤水肥狀況，進而促進小麥的生長發育。由圖 1可知，拔節期各處理小麥株高、葉面積均迅速增加，但在開花期之后增長緩慢。返青期各處理間株高、葉面積差異不顯著。拔節期和開花期T1和T2處理株高和葉面積與不施腐熟劑對照間差異顯著，但T1、T2處理間差異不顯著。灌漿期各處理株高未達顯著差異水平；T1和T2處理灌漿期葉面積與對照間差異不顯著，T1、T2處理間差異不顯著。拔節期T1、T2處理株高分別比CK高7.8%、5.9%，葉面積分別比CK高21.59%、18.44%；開花期T1、T2處理株高分別比CK高11.83%、11.06%，葉面積分別比CK高11.17%、7.50%。

2.2 不同處理對小麥氮素利用的影響 由圖2A可知，隨著小麥生育期的推進，各處理小麥植株氮素積累量均逐漸增加。拔節期各處理植株氮素積累量無顯著差異，開花期、灌漿期和成熟期T1、T2處理間差異不顯著，但與對照間差異達顯著水平。開花期T1、T2處理的氮素積累量分別比對照高10.39%、9.13%；灌漿期T1、T2處理的氮素積累量分別比對照高23.23%、17.42%；成熟期T1、T2處理的氮素積累量分別比對照高7.14%、6.23%。由圖2B可知，各處理氮素利用效率表現不一，T1、T2處理間差異不顯著，但與對照間差異達顯著水平，T1、T2處理的氮素利用效率分別比對照高4.71%、3.50%。

2.3 不同處理對小麥產量及其構成因素的影響 秸稈腐熟劑促進玉米秸稈的腐熟分解，改善土壤肥力，進而促進產量及其構成因素的相應提高。由表1可知，T1、T2處理的產量及其構成因素（有效穗數、穗粒數、千粒重）與對照間均有顯著差異，但二者間無顯著差異；T1、T2處理的籽粒產量分別比對照高10.02%、7.35%。

2.4 產量與影響因素間的相關性分析 由表2可知，小麥籽粒產量與株高間呈負相關，但相關性不顯著；與氮素利用率和有效穗數間呈極顯著正相關；小麥籽粒產量與葉面積、穗粒數和千粒重間呈正相關，但相關性不顯著。由此可見，小麥籽粒產量的提高主要歸因于有效穗數和氮素利用率。

3 結論與討論

秸稈還田配施腐熟劑能縮短秸稈腐熟時間，改善土壤水肥條件，對植株生長發育具有促進作用［8］。姜珊珊等［9］研究指出，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，有機物料腐熟劑可提高秸稈降解率，可增加小麥葉面積，與該研究結果一致。

該研究選用的秸稈腐熟劑均可安全應用于田間生產，利于小麥生長，這與邱燕等［10-11］研究結果相似，這是由于秸稈全量還田配施腐熟劑可更好地改善土壤微生態，進而提高微生物活性，加速秸稈腐解，為小麥生長發育提供充足的養分，進而提高小麥葉面積、氮素利用率和產量［12］。

麥玉輪作區玉米秸稈全量還田后，秸稈腐解不徹底會嚴重影響小麥生長及土壤水肥狀況，該試驗中T1、T2處理的秸稈腐熟劑均可有效促進小麥葉面積和氮素利用率的提升，對小麥生長發育和增產增收有顯著效果，故而該研究對麥玉輪作區玉米秸稈還田生產操作具有一定的參考價值。

參考文獻

［1］ 畢于運，王亞靜，高春雨.中國秸稈資源綜合利用的系統構成及總體趨勢［J］.中國農業資源與區劃，2010，31（4）：35-38.

［2］ 李書田，金繼運.中國不同區域農田養分輸入、輸出與平衡［J］.中國農業科學，2011，44（20）：4207-4229.

［3］ 勉有明，李榮，侯賢清，等.秸稈還田配施腐熟劑對砂性土壤性質及滴灌玉米生長的影響［J］.核農學報，2020，34（10）：2343-2351.

［4］ 管方圓，劉琛，傅慶林，等.添加秸稈對水稻產量和土壤碳氮及微生物群落的影響［J］.農業工程學報，2022，38（2）：223-230.

［5］ 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.

［6］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.

［7］ 陳娟，易婷，葉英林，等.秸稈腐熟劑的研究進展及發展趨勢［J］.湖南農業科學，2021（2）：108-110.

［8］ 楊恒山，薩如拉，邰繼承，等.不同質地土壤細菌多樣性對玉米秸稈還田配施腐熟劑的響應［J］.土壤通報，2019，50（6）：1352-1360.

［9］ 姜珊珊，李光艷，吳斌，等.有機物料腐熟劑對玉米秸稈降解及小麥生長的影響［J］.山東農業科學，2019，51（12）：63-66.

［10］ 邱燕，張杰，黃文靜，等.秸稈腐熟劑在小麥-玉米輪作方式上的應用研究［J］.農業技術與裝備，2022（1）：159-161.

［11］ 何鑫，宋瑜，王書功，等.秸稈腐熟劑的構建及其在秸稈堆肥還田中的作用［J］.現代農業研究，2020，26（8）：27-29.

［12］ 付帥，劉曉明，馬陽，等.氮素形態對強筋和中筋小麥產量和品質的影響［J］.植物營養與肥料學報，2022，28（1）：83-93.

基金項目 德州市科技研發計劃項目“秸稈高量還田下德州市潮土秸稈腐熟劑的篩選研究與應用”；德州市農業科學研究院課題“黃淮海地區玉米秸稈直接全量腐熟還田技術研究示范”。

作者簡介 魏龍雪（1988—），女，山東禹城人，農藝師，碩士，從事作物高產優質栽培與推廣研究。 *通信作者，正高級農藝師，碩士，從事作物高產優質栽培與推廣研究。

收稿日期 2022-04-27