東北地區秸稈腐熟劑還田中的應用

孫海軍 楊曉東 張雅輝 張喜華 張瑩瑩

農作物秸稈還田能改善土壤理化性狀和促進土壤有機質含量增加，秸稈腐熟劑能增加農作物秸稈還田時秸稈降解速率和促進肥效增加，對東北地區秸稈還田秸稈腐熟劑使用情況進行了研究和分析，以期為東北地區秸稈腐熟劑的推廣使用提供借鑒。

本文以吉林省松原市為例，通過田間實驗和室內試驗，系統測定了東北地區不同種類農作物秸稈處理的營養和產量，研究表明：將玉米秸稈粉碎，添加腐熟劑可顯著提高玉米秸稈平均含水率及單位面積干物質累積量；秸稈經過腐熟，玉米秸稈的生物量得到顯著提高（P<0.05）。

1 秸稈在土壤中的作用

土壤使農作物賴以生長發育的基礎依據條件，土壤肥沃與否決定農作物產量與質量安全指標。近年出現不合理使用農藥，環境污染和其它現象導致土壤退化板結，有機質含量降低，鹽堿化和污染對農業可持續發展構成威脅。改良土壤的理化性質就成了最重要的問題。人口增長對糧食需求加大，土壤問題的解決和土壤的恢復可以確保糧食的安全，高產和優質。

以秸稈直接還田、肥飼并重、多元利用等破解秸稈利用率不高適期有效途徑。秸稈主要含有木質素，纖維素和半纖維素等不易分解組分，作物秸稈還田改善土壤理化性質和結構，就土壤物理而言，其作用主要有增加土壤含水量，改善孔隙度，增加通透性，加強土壤的調節水、肥、氣的性能。

土壤化學作用包括增加土壤養分元素如氮、磷、鉀及作物生育所需微量元素，增加土壤有機質，增加陽離子交換量以調節酸堿平衡和培肥地力，從而改善土壤中的微生物環境，還能增加土壤中的有益微生物。使土壤更加疏松肥沃，適合作物生長。

2 秸稈腐熟劑定義和作用機理

所謂的微生物活體制劑，即是指秸稈腐熟劑，其中含有大量的枯草芽孢桿菌、黑曲霉、黃孢原毛平革菌、施氏假單胞菌、里氏木霉、白腐菌、酵母與乳酸菌、軟腐真菌、綠色木霉及青霉屬等類菌種，其使用可促進各種農作物秸稈的腐熟速度，有效規避秸稈直接還田所帶來的難題，從而提高秸稈還田的效果。

本項目研究了一種新型的秸稈腐熟劑--秸稈堆肥化促進劑，該產品是以復合菌劑為原料，采用先進工藝制備而成。該產品應用符合農業部標準NY609-2002《有機物料腐熟劑》要求的質量標準。該產品適用于各類農作物秸稈及其制品的處理或利用。

鑒于在不同作物秸稈上的的施用方式，可將其分為液體、粉劑和顆粒劑三大類，其中玉米秸稈腐熟劑和水稻秸稈腐熟劑是兩種常見的劑型，而秸稈腐熟劑則包括堆腐、噴濕灌溉深水促腐和土掩埋直還田等多種形式。

秸稈腐熟劑的作用機制是利用有機物經微生物分解代謝而制成，秸稈腐熟劑中的菌群組分具有很高效的生物活性，能構在秸稈堆肥前期即可有效地利用水淋溶的有機物迅速進行繁殖和生長，繁殖時釋放出的酶和多種促生長因子分解纖維素和半纖維素，加速腐解，使得其中的大分子物質經過轉化變成農作物能夠吸收利用的小分子營養物質，如氮、磷、鉀等多種元素以及鈣、鎂、錳、鉬等中微量元素。因此可以通過加快秸稈的生物循環利用以便大幅改善土壤團粒結構，培肥土壤地力。

3 施用秸稈腐熟劑的重要性

北方地區氣候冬季寒冷，對微生物的繁殖極其不利，還田秸稈冬季低溫極其分解困難，自然分解則需1～2年，且秸稈分解時需消耗土壤氧氣也容易造成作物根系腐爛。未經處理的秸稈如直接還田還易引起病蟲害。

秸稈腐熟劑研發應用為解決東北秸稈分解緩慢問題提供了一種十分有效方法，秸稈熟腐再還田較好解決直接還田的負面影響。采用秸稈腐熟劑可加速秸稈腐解，農作物秸稈含有豐富的碳，氮，磷，鉀等多種微量物質，取之于田間地頭，還之于田間地頭，秸稈腐熟還田使得大部分營養元素返回到土壤，改良土壤理化性質培肥地力對保護東北黑土地意義重大。

東北地區秸稈腐熟劑選用應考慮如下幾個問題。①中溫菌與高溫菌所起作用并不能達到理想的結果高性能纖維分解菌應選用耐低溫、高活性菌種；②構成微生物菌劑菌種超過2類時應互不拮抗。作物秸稈組成結構纖維素含量高，對于高產纖維素酶菌株應用應以微生物菌劑為主；③秸稈腐熟劑應穩定性強，當外界氣候變化后，不會對其本身繁殖及產酶活性造成影響；④促進土壤有益微生物菌群形成，改善土壤微環境，修復土壤并利于作物根系正常發育。秸稈腐熟操作方便，節本增效效果強大，適應性廣等特點是符合農戶實際和十分優良的秸稈綜合利用技術。東北秸稈還田添加合適秸稈腐熟劑，可取得理想效果。東北地區施用秸稈腐熟劑可進一步推進秸稈還田進程。

4 施用秸稈腐熟劑后效果

4.1 秸稈腐熟劑處理土壤理化性質

秸稈還田與腐熟劑混合施用可提高土壤養分和培肥地力。秸稈經腐熟劑處理后，秸稈腐熟時間提前，速度加快，程度提高。秸稈色澤、軟化程度和腐熟程度均顯著加快。

秸稈與腐熟劑混合施用既能提高秸稈腐解速率又能使還田后腐殖質增多，氮磷鉀增加，土壤的容重降低，孔隙度增大，土壤對水、肥、氣，熱調節能力不斷加強。豐富土壤微生物群落，提高有益微生物活性并抑制土壤致病微生物生長，秸稈腐熟劑與尿素配施，改良土壤作用更明顯。結果表明，發酵100天后氮磷鉀養分釋放率分別達到57.30%、88.68%、94.88%。一方面可以大幅培肥地力，另一方面也有利降低土壤水分蒸發。秸稈腐熟還田能夠有效地增加土壤中有機質和其它養分含量。

玉米秸稈腐熟還田使得土壤有機質含量增加9.05%；速效磷增加7.12%；速效鉀增加17.52%；全氮增加16.05%；土壤pH值降低0.93%。結果發現：稻草還田時加入腐熟劑能有效提高土壤微生物群落多樣性。

4.2 秸稈腐熟劑處理作物生長狀況

施用秸稈腐熟劑增加作物養分積累量，增強資源利用率和生產力，促使作物優質增產。施用秸稈腐熟劑促進使單株葉面積增大，莖稈粗壯，植株高大，葉綠素含量升高，光合速率加快及蒸騰速率等指標促進籽粒灌漿，提高百粒重促進作物根系生長，提高植株生長狀況達到增產目的。

據統計，使用秸稈腐熟劑能提高下茬作物產量；研究表明：玉米秸稈比未加秸稈腐熟劑早腐熟30天，下茬作物小麥增產；稻谷比未加入秸稈腐熟劑處理增產9.6%。秸稈腐熟劑能使小麥增產4.85%～7.69%。秸稈還田能使后茬作物增產5%～10%。

據了解粉碎秸稈應用于秸稈腐熟劑還田，能顯著提高玉米籽粒產量和秸稈腐熟劑促進玉米產量提高。在蔬菜栽培生產中，秸稈腐熟劑還具有較強的應用性。

結語：東北地區以秸稈還田為主，秸稈還田既能改良土壤又能提高下茬作物產量，秸稈腐熟劑施用簡單便捷節本增效，降低化肥使用量，還能保護環境等，有利于推進東北土壤改良工作。

選用秸稈腐熟劑應充分考慮環境對秸稈腐熟劑效果，技術人員應對菌種活性和性質分析，保證省時省力高效安全。秸稈腐熟劑快速降解作物秸稈增加土壤肥力，改善秸稈還田效果，降低秸稈燃燒造成的污染，實現糧食增產增收，同時推進東北地區秸稈還田落實和實現黑土地保護利用。