“秸稈還田+微生物菌劑”對土壤理化性質(zhì)的影響

摘 要 為探究秸稈還田配合微生物菌劑的應(yīng)用對陜西省咸陽市楊陵區(qū)土壤理化性質(zhì)的影響，設(shè)計(jì)空白對照（不進(jìn)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(guān)試驗(yàn)。結(jié)果顯示，處理S土壤有機(jī)質(zhì)、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(biāo)的提升幅度更為明顯，土壤有機(jī)質(zhì)、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(jī)質(zhì)、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(yàn)結(jié)果表明，秸稈還田配合微生物菌劑的應(yīng)用能顯著改善土壤環(huán)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(guān)鍵詞 秸稈還田；微生物菌劑；土壤理化性質(zhì)

中圖分類號：S156 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.14.002

近年來，隨著農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展理念的深入人心，秸稈還田作為一種有效的農(nóng)業(yè)廢棄物利用方式，受到了廣泛關(guān)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(xiàn)。前人在該領(lǐng)域已有一定的研究基礎(chǔ)。例如，錢海燕等通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，秸稈還田配施N、P、K及微生物菌劑后，土壤過氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶和尿酶活性顯著提高，細(xì)菌和真菌數(shù)量也大幅增加，而放線菌數(shù)量有所減少[1]。這表明生物菌劑與秸稈還田聯(lián)合應(yīng)用能夠增強(qiáng)土壤酶活性，促進(jìn)微生物群落物種個體數(shù)的增加，使土壤微生物分布更為均勻。史文欣通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，秸稈還田配施微生物菌劑能顯著提高小麥的產(chǎn)量，特別是在適宜的施氮量下，小麥的氮肥農(nóng)學(xué)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(yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)施提供了重要的參考和借鑒。但關(guān)于秸稈還田與微生物菌劑配合施用對土壤理化性質(zhì)影響的研究仍不夠充分。因此，筆者旨在通過開展田間試驗(yàn)，探討“秸稈還田+微生物菌劑”對土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀含量及pH值的影響，以期為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)選址于陜西省咸陽市楊陵區(qū)（108.08°E、34.27°N），位于黃土高原南緣的渭河平原。該區(qū)域受溫帶半濕潤季風(fēng)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動。楊陵區(qū)地勢平坦，土壤肥沃，是陜西省乃至全國的重要農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地，其土壤類型和氣候條件在研究我國北方地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面具有十分重要的代表性。該地輪作制度主要根據(jù)氣候條件、土壤類型和農(nóng)作物生長特性來確定，一般實(shí)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(fā)生，并提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)。

試驗(yàn)地土壤類型為黃綿土。黃綿土是一種在溫帶季風(fēng)氣候條件下形成的土壤類型，其主要特點(diǎn)是土層深厚，土壤質(zhì)地適中，有利于水分和空氣在土壤中運(yùn)移，從而保證植物根系正常呼吸和對水分、養(yǎng)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(fā)病害具有重要意義。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用秸稈為當(dāng)?shù)匦←準(zhǔn)斋@后的殘余物。在小麥?zhǔn)崭詈螅占瘹堄嘟斩?，進(jìn)行曬干處理，確保干燥程度一致。隨后，將曬干的秸稈進(jìn)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(chǎn)的菌德豐復(fù)合微生物菌肥[微生物肥（2014）準(zhǔn)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(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)計(jì)4個處理，每個處理3個重復(fù)，每個試驗(yàn)小區(qū)的面積均為50 m2（5 m×10 m），共12個小區(qū)。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(yàn)的可比性和準(zhǔn)確性。同時，為避免邊緣效應(yīng)對試驗(yàn)結(jié)果造成的影響，各小區(qū)間設(shè)置一定的隔離帶或保護(hù)行。

具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)如下。1）對照（CK）。不進(jìn)行秸稈還田處理，也不添加微生物菌劑，保持原有土壤狀態(tài)，作為試驗(yàn)的基準(zhǔn)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(yīng)。2）僅秸稈還田處理（處理S）。將經(jīng)過曬干、切碎處理的小麥秸稈按照一定量均勻撒布在試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)，具體還田量為每公頃8 t，并進(jìn)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(chǔ)上，每公頃施用復(fù)合微生物肥料56 kg，將肥料均勻撒布在試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)，并進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)，具體為每公頃施用復(fù)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(yàn)開始前，每個小區(qū)按照五點(diǎn)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(zhì)，裝入自封袋中標(biāo)記保存。

1.4.2 測定指標(biāo)與方法

在試驗(yàn)結(jié)束后，再次采集各處理土壤樣品進(jìn)行測定。主要測定指標(biāo)有土壤有機(jī)質(zhì)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(nóng)化分析》等相關(guān)書籍和規(guī)范進(jìn)行[4]。

1.5 數(shù)據(jù)分析方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel和SPSS等軟件進(jìn)行整理和分析。對數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)分析，了解各處理土壤性質(zhì)的總體分布特征，然后進(jìn)行方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

由表1可知，與對照（CK）相比，各處理土壤有機(jī)質(zhì)、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(jī)質(zhì)、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(chǔ)上添加微生物菌劑后，土壤各養(yǎng)分指標(biāo)進(jìn)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(jī)質(zhì)、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(jī)質(zhì)、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(jìn)秸稈分解和養(yǎng)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(nèi)。這可能是由于微生物菌劑中的有機(jī)酸等物質(zhì)對土壤酸堿度的調(diào)節(jié)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(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀含量和pH值的具體影響，分別對其進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表2至表6

所示。方差分析結(jié)果顯示了不同處理間土壤理化性質(zhì)的顯著差異性，進(jìn)一步證實(shí)了秸稈還田和微生物菌劑對土壤理化性質(zhì)的顯著影響。通過計(jì)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(jī)質(zhì)、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(jié)果為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中合理利用秸稈還田和微生物菌劑提供了科學(xué)依據(jù)。

3 結(jié)論與討論

通過田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，秸稈還田配合微生物菌劑的應(yīng)用能夠顯著改善土壤環(huán)境，提高土壤肥力。具體來說，在僅秸稈還田處理中，土壤各養(yǎng)分指標(biāo)均有所提高。這可能是由于秸稈的分解作用釋放了養(yǎng)分，同時秸稈的殘留增加了土壤的有機(jī)質(zhì)含量[7-8]。在秸稈還田的基礎(chǔ)上添加微生物菌劑后，土壤各養(yǎng)分指標(biāo)進(jìn)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(jìn)秸稈分解和養(yǎng)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(jī)酸等物質(zhì)可能對土壤酸堿度起到了調(diào)節(jié)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(nèi)[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(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀含量，降低土壤pH值。這與前人研究結(jié)果一致，說明秸稈還田和微生物菌劑的應(yīng)用對改善土壤環(huán)境、提高土壤肥力具有積極作用[10]。因此，在實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，應(yīng)推廣秸稈還田配合微生物菌劑的應(yīng)用技術(shù)，以改善土壤環(huán)境、提高土壤肥力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。同時，需要進(jìn)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(shù)和效果評估方法。

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（責(zé)任編輯：張春雨）