微生物菌劑對(duì)稻稈腐熟效果及后茬小麥產(chǎn)量的影響

顧建芹 相家英 江 健*

（1上海市奉賢區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，上海 201499；2上海市奉賢區(qū)莊行鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，上海 201415）

作物秸稈還田是秸稈利用最直接的方式，由于稻麥秸稈含有豐富的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等高碳量有機(jī)物質(zhì)，秸稈回歸土壤則有利于田塊微生物活動(dòng)，將秸稈分解、轉(zhuǎn)化后合成有機(jī)質(zhì)，故長(zhǎng)期實(shí)行秸稈還田，可以培肥地力、改善土壤理化性狀、增加下茬作物產(chǎn)量，是一種合理利用田間生物資源、促進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色循環(huán)發(fā)展的有效措施[1-5]。同時(shí)，利用微生物的分解代謝原理，在秸稈還田過(guò)程中增施微生物菌劑，可加快秸稈降解、腐熟，促進(jìn)作物秸稈養(yǎng)分高效釋放和提高資源綜合利用效率，從而改變土壤中養(yǎng)分的累積和轉(zhuǎn)化。在此背景下，為更加合理、科學(xué)地使用微生物菌劑，提高秸稈還田的有效性，筆者對(duì)水稻秸稈還田后增施兩種不同微生物菌劑對(duì)秸稈的腐熟效果及小麥生長(zhǎng)的影響進(jìn)行了研究，旨在為廢棄資源的高效利用提供理論依據(jù)。現(xiàn)將相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果報(bào)道如下。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2015年12月—2016年6月在奉賢區(qū)莊行鎮(zhèn)呂橋村進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤為青黃土，土壤肥力中等。試驗(yàn)地基礎(chǔ)土樣pH 7.5、有機(jī)質(zhì)含量23.7 g/kg、全氮含量1.4 g/kg、全磷含量0.9 g/kg、全鉀含量25.1 g/kg。

1.2 試驗(yàn)材料

供試小麥品種為“揚(yáng)麥11號(hào)”；還田秸稈為水稻，品種為“滬香粳106”。

供試微生物菌劑分別為由上海中鷹科技實(shí)業(yè)有限公司奉賢分公司生產(chǎn)的“中鷹”牌土壤生物調(diào)節(jié)劑（有效活菌數(shù)≥1億/g、纖維素酶≥35 U/g）和由上海聯(lián)業(yè)農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)的“谷霖”牌有機(jī)物料腐熟劑（有效活菌數(shù)≥0.5億/g）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 秸稈腐熟大田試驗(yàn)

試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理（每667 m2施用量）：（1）空白對(duì)照（CK）；（2）常規(guī)施肥（N 18.5 kg、P2O57.5 kg、K2O 7.5 kg）；（3）常規(guī)施肥+“中鷹”土壤生物調(diào)節(jié)劑2 kg；（4）常規(guī)施肥+“谷霖”有機(jī)物料腐熟劑2 kg。每個(gè)處理區(qū)面積300 m2，隨機(jī)排列，不設(shè)重復(fù)，處理區(qū)四周設(shè)保護(hù)行。各處理除施肥不同外，其他田間管理措施均一致。

試驗(yàn)田前茬水稻收獲后，將新鮮秸稈粉碎，均勻鋪灑，全量還田。保證各處理秸稈還田量與含水量基本一致，然后將供試微生物菌劑與適量細(xì)土摻混后均勻撒施于粉碎的水稻秸稈上，旋耕還田。

1.3.2 秸稈模擬腐熟試驗(yàn)

按照大田試驗(yàn)處理，截取水稻秸稈粗細(xì)、長(zhǎng)度相近的部位，并裝入40目尼龍網(wǎng)袋（25 cm×35 cm），分為拉力測(cè)試袋和失重率測(cè)試袋，每處理每種袋重復(fù)3次，秸稈原始重50 g/袋。將網(wǎng)袋埋于各處理土層10 cm深處，均勻覆土，做好標(biāo)記，袋間距為50 cm，填埋前將秸稈充分濕潤(rùn)。每隔一段時(shí)間，取出拉力測(cè)試袋和失重率測(cè)試袋，統(tǒng)計(jì)相關(guān)試驗(yàn)指標(biāo)數(shù)據(jù)。

1.4 測(cè)定內(nèi)容與方法

小麥播種前，按“S”形采樣法采集耕層（0～20 cm）的混合土壤樣品，進(jìn)行土壤常規(guī)養(yǎng)分分析[6]；在秸稈模擬腐熟試驗(yàn)中，利用感官評(píng)價(jià)、拉力計(jì)和失重率法測(cè)定水稻秸稈腐熟程度[7-8]；小麥成熟后，對(duì)各處理的小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)查。

2 結(jié)果與分析

2.1 秸稈模擬腐熟試驗(yàn)

2.1.1 秸稈腐熟的感官變化

在本試驗(yàn)期間，由于水稻秸稈還田處于秋冬季節(jié)，氣溫低、降水少，秸稈降解過(guò)程較緩慢，故在開(kāi)展秸稈模擬腐熟試驗(yàn)時(shí)，對(duì)感官評(píng)價(jià)指標(biāo)和調(diào)查時(shí)間進(jìn)行了調(diào)整，即顏色分為微黃色、黃褐色、褐色，氣味分為霉味、氨味、腐爛味，手感軟化分為硬、微軟、軟，調(diào)查時(shí)間分別為還田30 d、還田48 d、還田66 d、還田84 d。

由表1可知，各處理除氣味無(wú)差異外，處理（1）的秸稈顏色變化過(guò)程和手感軟化過(guò)程均表現(xiàn)為較遲緩，秸稈還田84 d后，顏色仍為黃褐色、手感微軟，其他處理的秸稈均表現(xiàn)為褐色、軟化。隨著時(shí)間的推移，處理（2）、處理（3）、處理（4）的秸稈在顏色、氣味、軟化的變化過(guò)程上均表現(xiàn)一致，說(shuō)明在秸稈還田后施用化肥能加速秸稈腐熟，增施微生物菌劑未能明顯加快秸稈腐熟。

表1 不同處理秸稈腐熟的感官評(píng)價(jià)

2.1.2 秸稈拉力測(cè)試情況

將拉力測(cè)試袋內(nèi)的秸稈用清水洗凈并浸泡4 h，使其充分濕潤(rùn)后用數(shù)顯式推拉力計(jì)（SH-500，溫州山度儀器有限公司）進(jìn)行拉力測(cè)試。

由圖1可知，處理（3）和處理（4）的秸稈拉力值下降速度較快，秸稈還田48 d時(shí)拉力值下降較明顯，拉力值分別為23.1 N和27.6 N；其次為處理（2），在秸稈還田66 d時(shí)秸稈出現(xiàn)快速腐解，拉力值為24.6 N；處理（1）的秸稈腐解速度較慢，拉力值均高于其他處理。說(shuō)明秸稈還田后施肥能促進(jìn)秸稈腐熟，增施微生物菌劑有助于縮短秸稈腐爛周期，降低拉力值。

圖1 不同處理的秸稈拉力值變化

2.1.3 秸稈失重率的影響

取失重率袋內(nèi)的秸稈洗凈，置于85 ℃烘箱內(nèi)烘干，測(cè)定秸稈殘留量，按照秸稈失重率（%）=[（原秸稈干質(zhì)量-殘留秸稈干質(zhì)量）÷殘留秸稈干質(zhì)量]×100的公式，計(jì)算秸稈失重率[9]。

由表2可知，在秸稈還田84 d時(shí)，秸稈失重率表現(xiàn)為處理（3）＞處理（4）＞處理（2）＞處理（1），說(shuō)明施肥或增施微生物菌劑均能加速秸稈腐爛，提高秸稈失重率。其中，秸稈還田后84 d，處理（2）、處理（3）、處理（4）的秸稈失重率分別比處理（1）增加2.7%、6.1%、5.8%，處理（3）、處理（4）的秸稈失重率分別比處理（2）增加3.4%、3.1%，說(shuō)明增施微生物菌劑能加速秸稈分解。

表2 不同處理的秸稈失重率測(cè)定 （單位：%）

2.2 秸稈腐熟大田試驗(yàn)

2.2.1 不同處理對(duì)小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表3可知，處理（2）、處理（3）、處理（4）的各項(xiàng)性狀指標(biāo)較為接近，其株高、穗長(zhǎng)、有效穗數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)和理論產(chǎn)量均明顯高于處理（1），說(shuō)明施肥對(duì)稻茬麥的生長(zhǎng)發(fā)育有明顯的促進(jìn)作用。同時(shí)，處理（3）和處理（4）的每667 m2有效穗數(shù)、每穗實(shí)粒數(shù)、千粒重、理論產(chǎn)量均高于處理（2），說(shuō)明增施微生物菌劑對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成也有一定的促進(jìn)作用，增施微生物菌劑有利于小麥的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)，從而有助于小麥獲得較高產(chǎn)量。

表3 不同處理的小麥產(chǎn)量構(gòu)成分析

2.2.2 不同處理對(duì)小麥實(shí)際產(chǎn)量的影響

由表4可知，各處理的小麥實(shí)際產(chǎn)量表現(xiàn)為處理（3）＞處理（4）＞處理（2）＞處理（1）。處理（2）、處理（3）、處理（4）的實(shí)際產(chǎn)量明顯高于處理（1），增幅均在300%左右，說(shuō)明施肥對(duì)小麥的增產(chǎn)作用明顯；處理（3）和處理（4）的每667 m2實(shí)際產(chǎn)量為210.3 kg和208.5 kg，較處理（2）分別增產(chǎn)11.6 kg和9.8 kg，增幅分別為5.8%和4.9%，表明增施微生物菌劑更有利于小麥產(chǎn)量增加。

表4 不同處理的小麥實(shí)際產(chǎn)量比較

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，在秸稈還田稻茬小麥常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上，增施一定量的微生物菌劑對(duì)促進(jìn)稻秸稈腐解有積極作用，這與前人研究結(jié)果一致[10-11]。每667 m2增施“中鷹”牌土壤生物調(diào)節(jié)劑2 kg或“谷霖”牌有機(jī)物料腐熟劑2 kg均能促進(jìn)秸稈分解，降低秸稈拉力值，增加秸稈失重率，縮短秸稈腐解時(shí)間。同時(shí)，秸稈的進(jìn)一步腐熟，能進(jìn)一步為小麥提供養(yǎng)分，這對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育具有重要作用，從而可有效增加小麥有效穗數(shù)和每穗實(shí)粒數(shù)，進(jìn)而促進(jìn)小麥增產(chǎn)。因此，這兩種微生物菌劑在秸稈還田上有一定的應(yīng)用前景。

隨著休耕輪作和化肥減施增效工作的進(jìn)一步推進(jìn)，在“水稻-綠肥”“水稻-蔬菜”“水稻-休閑”等種植茬口的秸稈還田中，應(yīng)用微生物菌劑的具體效果還有待進(jìn)一步研究。