施用秸稈腐熟劑對玉米秸稈腐熟、地力提升及小麥產(chǎn)量的影響

康永亮，潘曉瑩，慕 蘭 ，郭利娟

（1.禹州市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，河南 禹州，461670；2.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所；3.河南省土壤肥料站；4.禹州市土肥站）

作物秸稈是農(nóng)作物生產(chǎn)的重要副產(chǎn)品，是一種可利用的再生生物資源，秸稈還田可有效補充有機質(zhì)。據(jù)報道，我國每年各類農(nóng)作物秸稈總產(chǎn)量達7億t左右，占世界秸稈總產(chǎn)量的20%～30%，其中玉米秸稈每年總產(chǎn)量達2.2億t。目前我國秸稈綜合利用率只有76%左右，在秸稈低利用率與高焚燒率的情況下，秸稈還田肥料化對提高秸稈綜合利用具有重要意義。由于秸稈腐解速度慢、存留時間長，過量的秸稈還田將影響后茬作物的播種與生長，秸稈腐熟劑對秸稈有催腐效果，使有機質(zhì)、磷、鉀等元素快速轉(zhuǎn)化為作物生長可利用營養(yǎng)。大量研究表明，秸稈還田能夠改良土壤結(jié)構(gòu)，增強土壤水、肥、氣、熱的調(diào)節(jié)能力，增強土壤酶活性、降低土壤容重、改善作物品質(zhì)、提高作物產(chǎn)量等，秸稈還田是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。

為進一步做好秸稈腐熟劑的選擇與推廣工作，2011-2013年禹州市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心進行了秸稈腐熟劑對玉米秸稈腐熟效果、土壤理化性狀及后茬小麥產(chǎn)量等效果試驗，為秸稈腐熟劑的推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗示范地基本情況

試驗地選擇在禹州市梁北鎮(zhèn)壓箕阿村，交通便利、遠離村莊，地塊方正、平坦，地力均勻，常年以小麥—玉米輪作為主。供試土壤耕層有機質(zhì)15.3 g/kg、全氮0.93 g/kg、有效磷11.26 mg/kg、有效鉀114.3 mg/kg、緩效鉀786.4 mg/kg、容重1.37 g/cm3、pH值8.2。

1.2 供試材料

秸稈腐熟劑：中農(nóng)綠康防病蟲有機物料腐熟劑（以下簡稱中農(nóng)綠康腐熟劑）和三門峽龍飛腐熟劑兩種。

1.3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)置4個處理，處理1：常規(guī)施肥+全量秸稈還田+中農(nóng)綠康腐熟劑（30 kg/hm2）（ZK）；處理2：常規(guī)施肥+全量秸稈還田+三門峽龍飛腐熟劑（30 kg/hm2）（SX）；處理3：常規(guī)施肥+全量秸稈還田（GH）；處理4：常規(guī)施肥（秸稈不還田）（CK），處理設(shè)3次重復(fù)，隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積：30 m2。

1.4 田間管理

用秸稈還田機將玉米秸稈趁青粉碎成10 cm左右碎段直接平鋪還田，要求不成堆、不露土，且每個處理的秸稈量基本相當(dāng)。將腐熟劑30 kg/hm2+尿素75 kg/hm2拌濕土均勻撒在相應(yīng)小區(qū)玉米秸稈上，基施小麥專用肥750 kg/hm2，深耕還田。

各處理間除按試驗設(shè)計要求施用腐熟劑外，其他田間灌水、施肥、病蟲害防治等管理措施相同，返青期到拔節(jié)期根據(jù)墑情追施尿素150 kg/hm2，灌水水量以秸稈不浮起為宜。

1.5 測定項目

采用失重率法、秸稈抗拉強度法測定施用秸稈腐熟劑后第10 d、30 d、60 d、90 d玉米秸稈腐熟程度。觀察測定其腐解度指標(biāo)：秸稈顏色、秸稈氣味、手感軟化程度，各指標(biāo)及分級如表1。

表1 玉米秸稈腐解度指標(biāo)及分級

于收、種前后采集耕層土壤樣品，分析不同措施對土壤肥力的影響。同時定期觀測小麥群體、根系發(fā)育以及病蟲害情況，并于小麥成熟時進行收割測產(chǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 對土壤肥力的影響

從表2可以看出，不同腐熟劑處理及秸稈還田對提高土壤肥力具有一定的效果。其中中農(nóng)綠康腐熟劑使用3年后有機質(zhì)提高0.37 g/kg，全氮提高0.04 g/kg，容重降低0.02 g/cm3，有效磷提高0.45 mg/kg、有效鉀提高5.4 mg/kg，緩效鉀提高7.26 mg/kg；三門峽飛龍腐熟劑使用3年后有機質(zhì)提高0.33 g/kg，全氮提高0.02 g/kg，容重降低0.01 g/cm3，有效磷提高0.26 mg/kg，有效鉀提高4.80 mg/kg，緩效鉀提高10.24 mg/kg；直接還田3年后有機質(zhì)提高0.26 g/kg，全氮提高0.01 g/kg，容重降低0.02 g/cm3，有效磷提高0.25 mg/kg，有效鉀提高2.16 mg/kg，緩效鉀提高8.60 mg/kg；與直接還田相比，使用腐熟劑有效提高了土地全氮含量和磷、鉀的有效性，且中農(nóng)綠康腐熟劑的效果更好。

與基礎(chǔ)土樣相比，2013年中農(nóng)綠康腐熟劑、三門峽飛龍腐熟劑和秸稈直接還田都有效降低了土壤容重，降幅為0.02～0.04 g/cm3。有機質(zhì)、全氮、有效磷、有效鉀和緩效鉀含量均有所提高，增幅分別為0.33～0.67 g/kg、0.01～ 0.08 g/kg、0.34～ 0.70 mg/kg、4.13～ 8.90 mg/kg和8.03～12.57 mg/kg；2013年秸稈不還田（CK）處理與基礎(chǔ)土樣相比，有機質(zhì)、全氮、有效磷、有效鉀和緩效鉀含量均有所下降，分別降低0.40 g/kg、0.01 g/kg、0.19 mg/kg、6.50 mg/kg和12.57 mg/kg，同時土壤土壤容重升高0.03 g/cm3?？梢姡斩掃€田和腐熟劑對改善土壤容重、提高土壤有機質(zhì)及有效養(yǎng)分含量具有積極作用，效果為中農(nóng)綠康腐熟劑＞三門峽飛龍腐熟劑＞秸稈還田＞秸稈不還田。

表2 2011-2013年不同處理對土壤肥力的影響

2.2 對秸稈腐熟程度的影響

從表3可以看出，秸稈還田10 d后，不同腐熟劑均加速了秸稈的腐熟，并隨時間的延長腐解度不斷提高，在前30 d內(nèi)添加與不添加腐熟劑對秸稈腐解度的影響不大，但30 d以后添加腐熟劑的秸稈腐解度明顯好于未添加處理，且添加腐熟劑的秸稈拉數(shù)拉力值低于未添加處理。中農(nóng)綠康腐熟劑與三門峽龍飛腐熟劑對玉米秸稈的腐熟程度基本一致。

表3 不同處理玉米秸稈腐熟程度

2.3 對田間病蟲害的影響

從表4可以看出，不同腐熟劑產(chǎn)品的應(yīng)用在加速秸稈腐熟的同時，可以明顯提高對禾谷孢囊線蟲、春季紅蜘蛛等蟲害的防治效果。其中中農(nóng)綠康腐熟劑對禾谷孢囊線蟲和春季紅蜘蛛相對防治效果分別為39.43%和6.18%；三門峽龍飛腐熟劑相對防治效果分別為24.54%和3.77%，中農(nóng)綠康腐熟劑的效果優(yōu)于三門峽龍飛腐熟劑，但其對中后期蚜蟲的防治效果較差。

表4 不同處理對田間蟲害的影響

從表5可以看出，不同腐熟劑產(chǎn)品對小麥紋枯病和葉銹病的防治效果有明顯的差異。其中中農(nóng)綠康腐熟劑對小麥紋枯病的防治效果較好，相對防效為11.89%，但對小麥葉銹病沒有效果；而三門峽龍飛腐熟劑對小麥紋枯病沒有效果，對葉銹病則有明顯的防治效果，相對防效為6.92%。

表5 不同處理對小麥田間病害的影響

2.4 對小麥生長及產(chǎn)量的影響

添加腐熟劑之后加快了秸稈的腐熟，提高了土壤有效養(yǎng)分的含量，從而推進了小麥的生長發(fā)育進程。從表6可以看出，添加腐熟劑處理的越冬期小麥群體數(shù)和次生根、拔節(jié)期小麥群體數(shù)和次生根（除拔節(jié)期三門峽飛龍腐熟劑處理），以及成熟期小麥群體數(shù)、株高、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量等較不添加腐熟劑處理均有所提高，其中越冬期小麥群體數(shù)增加50.9萬～61.7萬莖/hm2、次生根增加0.12～0.21條/株；拔節(jié)期小麥群體數(shù)增加62.7萬～76.2萬莖/hm2、次生根增加0.02條/株；成熟期小麥株高增加0.54～0.65 cm、群體數(shù)增加2.7萬～10.2萬穗/hm2、穗粒數(shù)增加0.34～0.66粒、千粒質(zhì)量增加0.26～0.27 g。中農(nóng)綠康腐熟劑處理與三門峽飛龍腐熟劑處理相比，二者產(chǎn)量的提高幅度一樣，均比對照增產(chǎn)了8.00%。

中農(nóng)綠康腐熟劑處理的小麥生長指標(biāo)（小麥群體數(shù)、次生根、株高）在拔節(jié)期以后優(yōu)于對照，且成熟期的穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量顯著優(yōu)于對照；而三門峽飛龍腐熟劑處理除拔節(jié)期次生根少于對照外，其他生長指標(biāo)均高于對照；不添加腐熟劑的秸稈還田處理小麥群體及次生根（除拔節(jié)期以外）均低于對照，但成熟期株高、穗粒重和千粒質(zhì)量高于對照，產(chǎn)量顯著高于對照，較對照增產(chǎn)3.87%。

表6 不同處理對小麥群體動態(tài)、根系發(fā)育及產(chǎn)量的影響

3 結(jié)論

通過秸稈還田和施用秸稈腐熟劑對地力提升、玉米秸稈腐熟程度及小麥生長和產(chǎn)量的觀測分析比較得出如下結(jié)論：

第一，與對照相比，不同腐熟劑處理及秸稈直接還田對提高土壤肥力均具有一定的效果：有機質(zhì)、全氮、有效磷、有效鉀、緩效鉀均有提高，容重降低，這與魏江曼的研究結(jié)果一致。馬永良等研究也表明：連續(xù)三年秸稈玉米秸稈還田的土壤有機質(zhì)年遞增0.033%，改善了土壤理化性質(zhì)，同時后茬小麥產(chǎn)量增加10%。同時，本研究中農(nóng)綠康有機物料腐熟劑效果優(yōu)于三門峽龍飛秸稈腐熟劑效果。

第二，施用腐熟劑的還田秸稈較未施用腐熟劑的還田秸稈拉數(shù)拉力值降低，60 d后秸稈腐解度明顯提高，說明腐熟劑可加速玉米秸稈的腐熟。劉元東的研究結(jié)果同樣表明，秸稈腐熟劑可以顯著提高秸稈的腐熟速度。

第三，不同腐熟劑產(chǎn)品的施用在加速秸稈腐熟的同時，可以明顯提高對禾谷孢囊線蟲、春季紅蜘蛛等蟲害的防治效果；中農(nóng)綠康腐熟劑對小麥紋枯病的防治效果較好，而三門峽龍飛腐熟劑對小麥紋枯病沒有效果，這與劉梅等的研究結(jié)論一致。

第四，添加腐熟劑的秸稈還田處理較對照處理，小麥穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量顯著提高，但兩種腐熟劑間差別不顯著；秸稈直接還田處理的小麥穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量、產(chǎn)量較對照有所提高，但不顯著。拔節(jié)期之前，秸稈還田的小麥群體數(shù)低于或顯著低于對照和腐熟劑+秸稈還田，說明秸稈腐熟慢影響了小麥分蘗，這與劉元東的研究結(jié)果一致。