“秸稈還田+微生物菌劑”對土壤理化性質的影響

摘 要 為探究秸稈還田配合微生物菌劑的應用對陜西省咸陽市楊陵區土壤理化性質的影響，設計空白對照（不進行秸稈還田處理，也不添加微生物菌劑，CK）、秸稈還田處理（處理S）、秸稈還田+低量微生物菌劑處理（處理SL）、秸稈還田+高量微生物菌劑處理（處理SH）4個處理開展相關試驗。結果顯示，處理S土壤有機質、全氮、有效磷和速效鉀含量相較于對照分別提高15.79%、14.28%、19.35%和13.39%；處理SL土壤各理化指標的提升幅度更為明顯，土壤有機質、全氮、有效磷和速效鉀含量相較于對照分別提高27.63%、27.55%、33.06%和28.60%；處理SH土壤有機質、全氮、有效磷和速效鉀含量相較于對照分別提高38.81%、39.80%、46.77%和43.62%，為各處理中的最高值。同時，處理SH土壤pH值相較于對照下降0.4個單位。試驗結果表明，秸稈還田配合微生物菌劑的應用能顯著改善土壤環境，提高土壤肥力，且隨著微生物菌劑施用量的增加，改善效果更為顯著。

關鍵詞 秸稈還田；微生物菌劑；土壤理化性質

中圖分類號：S156 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.14.002

近年來，隨著農業可持續發展理念的深入人心，秸稈還田作為一種有效的農業廢棄物利用方式，受到了廣泛關注。同時，微生物菌劑在土壤改良和肥力提升方面的作用逐漸顯現。前人在該領域已有一定的研究基礎。例如，錢海燕等通過試驗發現，秸稈還田配施N、P、K及微生物菌劑后，土壤過氧化氫酶、轉化酶和尿酶活性顯著提高，細菌和真菌數量也大幅增加，而放線菌數量有所減少[1]。這表明生物菌劑與秸稈還田聯合應用能夠增強土壤酶活性，促進微生物群落物種個體數的增加，使土壤微生物分布更為均勻。史文欣通過試驗發現，秸稈還田配施微生物菌劑能顯著提高小麥的產量，特別是在適宜的施氮量下，小麥的氮肥農學效率和氮肥吸收效率均得到顯著提升[2]。這些研究為此次試驗的設計和實施提供了重要的參考和借鑒。但關于秸稈還田與微生物菌劑配合施用對土壤理化性質影響的研究仍不夠充分。因此，筆者旨在通過開展田間試驗，探討“秸稈還田+微生物菌劑”對土壤有機質、全氮、有效磷、速效鉀含量及pH值的影響，以期為農業生產提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗選址于陜西省咸陽市楊陵區（108.08°E、34.27°N），位于黃土高原南緣的渭河平原。該區域受溫帶半濕潤季風氣候的影響，四季分明，年均氣溫在12～14 ℃，年降水量為600～700 mm，且降水主要集中在夏季，年均積溫一般在4 000～4 500 ℃，有利于開展農業生產活動。楊陵區地勢平坦，土壤肥沃，是陜西省乃至全國的重要農業生產基地，其土壤類型和氣候條件在研究我國北方地區的農業生產方面具有十分重要的代表性。該地輪作制度主要根據氣候條件、土壤類型和農作物生長特性來確定，一般實行一年兩熟或兩年三熟的輪作模式，如小麥-玉米、小麥-大豆、小麥-棉花等，以保持土壤肥力，減少病蟲害發生，并提高農作物產量和品質。

試驗地土壤類型為黃綿土。黃綿土是一種在溫帶季風氣候條件下形成的土壤類型，其主要特點是土層深厚，土壤質地適中，有利于水分和空氣在土壤中運移，從而保證植物根系正常呼吸和對水分、養分的吸收。此外，黃綿土的排水性能良好，不易形成漬水，對避免因水分過多而引發病害具有重要意義。

1.2 試驗材料

試驗所用秸稈為當地小麥收獲后的殘余物。在小麥收割后，收集殘余秸稈，進行曬干處理，確保干燥程度一致。隨后，將曬干的秸稈進行切碎處理，長度為5～10 cm，以適合作為土壤添加劑使用[3]。

微生物菌劑選用山東君德生物科技有限公司生產的菌德豐復合微生物菌肥[微生物肥（2014）準字（1326）號]。該菌肥主要成分為固氮菌（2.0×109 CFU·g-1），

解磷菌（1.0×109 CFU·g-1）和解鉀菌（1.0×109 CFU·g-1）。

1.3 試驗設計

試驗共設計4個處理，每個處理3個重復，每個試驗小區的面積均為50 m2（5 m×10 m），共12個小區。確保各處理在土壤類型、肥力水平等方面具有一致性，以提高試驗的可比性和準確性。同時，為避免邊緣效應對試驗結果造成的影響，各小區間設置一定的隔離帶或保護行。

具體試驗設計如下。1）對照（CK）。不進行秸稈還田處理，也不添加微生物菌劑，保持原有土壤狀態，作為試驗的基準組。通過與其他處理組的比較，評估秸稈還田和微生物菌劑對土壤微生物群落的凈效應。2）僅秸稈還田處理（處理S）。將經過曬干、切碎處理的小麥秸稈按照一定量均勻撒布在試驗小區內，具體還田量為每公頃8 t，并進行翻耕操作，使秸稈與土壤充分混合。3）秸稈還田+低量微生物菌劑處理（處理SL）。在秸稈還田的基礎上，每公頃施用復合微生物肥料56 kg，將肥料均勻撒布在試驗小區內，并進行翻耕操作，使微生物菌劑與土壤和秸稈充分接觸。4）秸稈還田+高量微生物菌劑處理（處理SH）。與處理SL類似，但在施用微生物菌劑時采用高量施用標準，具體為每公頃施用復合微生物肥料72 kg。

1.4 樣品采集與測定

1.4.1 土壤采樣

在試驗開始前，每個小區按照五點取樣法采集土壤樣品，混合均勻后作為一個代表性樣品。樣品采集深度為0～20 cm耕層土壤，去除石塊、根系等雜質，裝入自封袋中標記保存。

1.4.2 測定指標與方法

在試驗結束后，再次采集各處理土壤樣品進行測定。主要測定指標有土壤有機質含量、全氮含量、有效磷含量、速效鉀含量及pH值等。具體測定方法參照《土壤農化分析》等相關書籍和規范進行[4]。

1.5 數據分析方法

試驗數據采用Excel和SPSS等軟件進行整理和分析。對數據進行描述性統計分析，了解各處理土壤性質的總體分布特征，然后進行方差分析和多重比較。

2 結果與分析

由表1可知，與對照（CK）相比，各處理土壤有機質、全氮、有效磷和速效鉀含量均有所提高，而pH值有所下降。其中，處理S土壤有機質、全氮、有效磷和速效鉀含量分別比對照提高15.79%、14.28%、19.35%和13.39%。在秸稈還田的基礎上添加微生物菌劑后，土壤各養分指標進一步提高，且隨著微生物菌劑用量的增加，提升效果更為顯著。具體來說，處理SL土壤有機質、全氮、有效磷和速效鉀含量分別比對照提高27.63%、27.55%、33.06%和28.60%，處理SH土壤有機質、全氮、有效磷和速效鉀含量分別比對照提高38.81%、39.80%、46.77%和43.62%。這表明施用微生物菌劑能夠有效促進秸稈分解和養分釋放，從而提高土壤的肥力水平。此外，各處理土壤pH值均有所下降，但仍在適宜作物生長的范圍內。這可能是由于微生物菌劑中的有機酸等物質對土壤酸堿度的調節作用所致[5-6]。

為了更清晰地了解“秸稈還田+微生物菌劑”對土壤有機質、全氮、有效磷、速效鉀含量和pH值的具體影響，分別對其進行方差分析，結果如表2至表6

所示。方差分析結果顯示了不同處理間土壤理化性質的顯著差異性，進一步證實了秸稈還田和微生物菌劑對土壤理化性質的顯著影響。通過計算F值和比較p值，可以明確地看出，隨著微生物菌劑用量的增加，土壤有機質、全氮、有效3f5+h6eGrYGZTB0kwuWDXA==磷、速效鉀含量顯著提高，而土壤pH值顯著下降。該結果為農業生產中合理利用秸稈還田和微生物菌劑提供了科學依據。

3 結論與討論

通過田間試驗發現，秸稈還田配合微生物菌劑的應用能夠顯著改善土壤環境，提高土壤肥力。具體來說，在僅秸稈還田處理中，土壤各養分指標均有所提高。這可能是由于秸稈的分解作用釋放了養分，同時秸稈的殘留增加了土壤的有機質含量[7-8]。在秸稈還田的基礎上添加微生物菌劑后，土壤各養分指標進一步提高，且隨著微生物菌劑用量的增加，提高效果更為顯著。這表明微生物菌劑能夠有效促進秸稈分解和養分釋放，從而提高土壤的肥力水平。此外，微生物菌劑中的有機酸等物質可能對土壤酸堿度起到了調節作用，使得土壤pH值下降，但仍保持在適宜作物生長的范圍內[9]。綜上所述，秸稈還田和微生物菌劑的添加能夠極顯著提高土壤有機質、全氮、有效磷和速效鉀含量，降低土壤pH值。這與前人研究結果一致，說明秸稈還田和微生物菌劑的應用對改善土壤環境、提高土壤肥力具有積極作用[10]。因此，在實際農業生產中，應推廣秸稈還田配合微生物菌劑的應用技術，以改善土壤環境、提高土壤肥力，促進農業可持續發展。同時，需要進一步研究不同土壤類型、氣候條件及作物種類下秸稈還田和微生物菌劑的最佳施用技術和效果評估方法。

參考文獻：

[1] 錢海燕，楊濱娟，黃國勤，等.秸稈還田配施化肥及微生物菌劑對水田土壤酶活性和微生物數量的影響[J].生態環境學報，2012，21（3）：440-445.

[2] 史文欣.玉米秸稈還田配施微生物菌劑對小麥產量及土壤碳氮組分的影響[D].泰安：山東農業大學，2022.

[3] 謝小翠.幾種微生物肥料對梨樹產量及品質的影響[J].農業技術與裝備，2023（12）：29-31.

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[9] 董福慶.小麥栽培中玉米秸稈還田技術的應用[J].現代農業科技，2024（11）：209-211.

[10] 楊冰，孟祥海，王佰成，等.不同耕作及秸稈還田方式對土壤養分及微生物生物量碳氮的影響[J].黑龍江農業科學，2024（7）：24-29.

（責任編輯：張春雨）