秸秆腐解剂对不同作物秸秆腐解特征研究

陈银建，周冀衡 ，李 强 ，解 燕 ，刘加红

（1.湖南农业大学烟草科学与健康重点实验室，湖南 长沙 410128；2.云南省曲靖市烟草公司，云南 曲靖 655000）

农作物秸秆含有丰富的有机无机营养成分，其中含氮约0.5%，含磷约0.12%，含钾近1%，并且还含有大量的微量元素及有机质。秸秆腐解剂中富含高效微生物菌，其作用是促进秸秆快速腐解[1-2]。秸秆还田对土壤有机质和速效钾含量的影响较大，但无明显的规律性，不同的秸秆还田方式对耕层土壤养分含量的影响也不同，其中秸秆堆沤还田影响较大[3]。稻草覆盖比单纯地膜覆盖的根系活力有显著提高，地膜覆盖的根系活力有下降趋势[4]。秸秆腐解剂能促进稻、麦秸秆较快腐解，在减轻和防止还田秸秆量多给作物生长带来不利影响的同时，可稳定和提高土壤养分含量[5]。施用腐熟剂特别是配施尿素使小麦秸秆的腐解速度加快，经90 d后土壤中的全磷、碱解氮、速效磷及速效钾的含量也因秸秆腐熟剂的不同施用方式而有不同程度的增加，施用腐熟剂的同时配施尿素可显著增加土壤中全氮、全磷、碱解氮、速效磷与速效钾的含量[6]。

1 材料与方法

1.1 材料

供试秸秆腐解剂由河南省鹤壁天阳生物科技有限公司购得，供试秸秆腐解剂的基本情况：有效活菌数（cfu）15.0×108个/g（mL），纤维素酶活[U/g（ml）]=30.0，蛋白酶活[U/g（mL）]=15.0，杂菌率 5.0%，水分20.0%，pH 值 5.5～7.5，粒度直径 2.0 mm。

供试作物秸秆：油菜秸秆、玉米秸秆、水稻秸秆。

1.2 方法

1.2.1 田间试验 试验于2010年5～9月在云南省曲靖市罗平县进行，试验设在罗平县罗雄镇圭山村。试验点海拔 1 510 m，东经 104°17′44.8"，北纬24°48′24.6"，前作油菜，土质黄壤，旱地。土壤理化性状为：pH 6.53，有机质45.74 g/kg，碱解氮118.76 mg/kg，速效磷 21.78 mg/kg，速效钾 123.10 mg/kg。将当年秸秆截成5 cm长并与500 g的土壤混合密封到100目尼龙布做成的袋中，将不同处理袋埋于烟田的两株烟苗之间，掩埋的深度为15 cm，烟苗株距 0.70 m，行距 1.20 m，在掩埋后的 20、40、60、80、100 d分别取出3只不同处理袋以测定剩余秸秆重量和养分释放率，秸秆腐解率=（原始秸秆重量-剩余秸秆重量）/原始秸秆重量，养分释放率=（原始秸秆某养分含量-剩余秸秆某养分含量）/原始秸秆某养分含量。

1.2.2 试验设计 将三种不同秸秆截成5 cm长，每种处理重复3次，T1：1 g腐解剂+50 g玉米秸秆+500 g供试土壤，CK1：50 g玉米秸秆+500 g供试土壤；T2：1 g腐解剂+50 g水稻秸秆+500 g供试土壤，CK2：50 g水稻秸秆+500 g供试土壤；T3：1 g腐解剂+50 g油菜秸秆+500 g供试土壤，CK3：50 g油菜秸秆+500 g供试土壤。每种处理的袋数按取样次数计算：3袋/次×5次=15袋，共计15袋×6=90袋。1.2.3 测定内容与方法 取样秸秆以H2SO4-H2O2消煮后，碱解氮采用碱解扩散法测定，速效磷采用磷钼酸比色法测定，速效钾采用中性醋酸铵浸提火焰光度计法测定，重铬酸钾容量法测定有机质含量[7]。1.2.4 数据分析方法 采用Microsoft Excel 2003和SPSS 13.0进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 秸秆腐解剂对不同秸秆腐解剩余重量的影响

由图1可知：未施用秸秆腐解剂的秸秆到100 d取样时，秸秆腐解率为油菜秸秆>水稻秸秆>玉米秸秆，其腐解率分别是46.78%、42.24%、41.88%。施用秸秆腐解剂的秸秆到100 d取样时，秸秆腐解率为油菜秸秆>水稻秸秆>玉米秸秆，其腐解率分别是54.38%、50.46%、48.30%。施用秸秆腐解剂后油菜、水稻、玉米秸秆腐解速度分别提高9.60、8.22、6.42个百分点，说明施用秸秆腐解剂一方面能够使施入土壤中秸秆腐解量的增加，另一方面它能够加速秸秆的腐解。

2.2 秸秆腐解剂对不同秸秆有机质释放率的影响

由图2可知：未施用秸秆腐解剂的秸秆到100 d取样时，秸秆有机质释放率为油菜秸秆>水稻秸秆>玉米秸秆，其有机质释放率分别为47.75%、46.18%、45.19%。施用秸秆腐解剂后的秸秆到100 d取样时，秸秆有机质释放率为油菜秸秆>水稻秸秆>玉米秸秆，其有机质释放率分别为49.33%、47.52%、46.27%。施用秸秆腐解剂后油菜、水稻、玉米秸秆的有机质释放率分别提高了1.58、1.34、1.08个百分点。施用秸秆腐解剂对秸秆中有机质总量的释放影响不大，但是它能够在较短时间内加速秸秆有机质的释放。

2.3 秸秆腐解剂腐解秸秆后土壤中速效氮变化

由图3可知：未施用秸秆腐解剂的秸秆到100 d取样时，秸秆速效氮释放率为油菜秸秆>水稻秸秆>玉米秸秆，分别为45.85%、45.73%、42.45%。施用秸秆腐解剂后的秸秆到100 d取样时，秸秆速效氮释放率为水稻秸秆>油菜秸秆>玉米秸秆，分别为49.83%、48.33%、44.17%。施用秸秆腐解剂后油菜、水稻、玉米秸秆的速效氮释放率分别提高了2.48、4.10、1.72个百分点。说明施用秸秆腐解剂使得秸秆速效氮总量的释放略有所增加，并能加速秸秆速效氮的释放，与对照相比其效果明显。

2.4 秸秆腐解剂腐解秸秆后土壤中速效磷的变化

由图4可知：秸秆速效磷的释放与秸秆速效氮的释放不同，经过100 d的腐解秸秆中大部分的磷被释放出来，远远高于速效氮的释放。未施用秸秆腐解剂的秸秆到100 d取样时，秸秆速效磷的释放率为水稻秸秆>玉米秸秆>油菜秸秆，其释放率分别为89.73%、86.45%、80.35%。施用秸秆腐解剂后的秸秆到100 d取样时，秸秆速效磷释放率为水稻秸秆>玉米秸秆>油菜秸秆，释放率分别为90.44%、87.13%、80.64%。施用秸秆腐解剂后油菜、水稻、玉米秸秆的速效磷释放率分别提高了0.71、0.68、0.29个百分点。施用秸秆腐解剂与否，秸秆速效磷的释放都是水稻秸秆>玉米秸秆>油菜秸秆。施用秸秆腐解剂对水稻秸秆和玉米秸秆速效磷的释放率效果不明显，对油菜秸秆速效磷的释放略有增加。速效磷的释放特征表现为：腐解前60 d已经超过80%的速效磷被释放出来，后期40 d速效磷的释放较平缓，只释放速效磷总量的2.37%～4.11%。

2.5 秸秆腐解剂腐解秸秆后土壤中速效钾的变化

由图5可知：未施用秸秆腐解剂的秸秆到100 d取样时，秸秆速效钾的释放率为水稻秸秆>玉米秸秆>油菜秸秆，其释放率分别为46.15%、43.44%、42.14%。施用秸秆腐解剂后的秸秆到100 d取样时，秸秆速效钾释放率为水稻秸秆>玉米秸秆>油菜秸秆，其释放率分别为46.96%、44.17%、42.42%。施用秸秆腐解剂后水稻、玉米、油菜秸秆的速效钾释放率分别提高了0.81、0.73、0.28个百分点。说明施用秸秆腐解剂与否秸秆速效钾的释放都是水稻秸秆>玉米秸秆>油菜秸秆。施用秸秆腐解剂对水稻秸秆、玉米秸秆和油菜秸秆速效钾的释放率效果都不明显。速效钾的释放特征表现为：腐解前60 d已经将近40%的速效钾被释放出来，后期40 d速效钾的释放较平缓，只释放速效钾总量的2.90%～5.40%。

3 小结与讨论

油菜秸秆、水稻秸秆和玉米秸秆腐解量在施用秸秆腐解剂与否的条件下都是油菜秸秆>水稻秸秆>玉米秸秆。施用秸秆腐解剂对秸秆腐解量的效果明显，油菜秸秆、水稻秸秆和玉米秸秆的腐解速度分别提高了9.60、8.22、6.42个百分点。油菜秸秆、水稻秸秆和玉米秸秆有机质的释放在施用秸秆腐解剂与否的条件下都是油菜秸秆>水稻秸秆>玉米秸秆。施用秸秆腐解剂对秸秆中有机质总量的释放影响不大，但是它能够在较短时间内加速秸秆有机质的释放，油菜秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆的有机质释放率分别提高了1.58、1.34、1.08个百分点。

未施用秸秆腐解剂时，速效氮的释放表现为油菜秸秆>水稻秸秆>玉米秸秆，施用秸秆腐解剂后，速效氮的释放率表现为水稻秸秆>油菜秸秆>玉米秸秆，施用秸秆腐解剂使得秸秆速效氮总量的释放略有所增加，并能加速秸秆速效氮的释放，与对照相比其效果明显，油菜秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆腐解速效氮速率分别提高：2.48、4.10、1.72个百分点。

施用秸秆腐解剂与否，秸秆速效磷的释放率都变现为水稻秸秆>玉米秸秆>油菜秸秆。施用秸秆腐解剂后油菜秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆的速效磷放率分别提高了0.71、0.68、0.29个百分点，表明秸秆腐解剂对水稻秸秆和玉米秸秆速效磷的释放率效果不明显，对油菜秸秆速效磷的释放略有增加。与作物秸秆速效氮的释放不同，秸秆中有超过80%的磷被释放出来，且速效磷的释放呈前期快速而后期缓慢的趋势。这表明秸秆中的速效磷很容易释放出来，即使在秸秆大部分未完全腐解，也不会影响速效磷的释放。

施用秸秆腐解剂与否，秸秆速效钾的释放率都变现为水稻秸秆>玉米秸秆>油菜秸秆。施用秸秆腐解剂对秸秆速效钾的释放效果不是很明显，秸秆中速效钾的释放表现为：腐解前60 d释放较迅速，而后40 d较平缓。

施用腐解剂以后秸秆腐解速度均有所增加，但不同腐解剂对秸秆腐解程度的影响不同[8]。这很可能与腐解剂的微生物组成有关，而这些微生物通过一系列复杂反应使秸秆养分释放出来，这表明通过秸秆腐解剂的筛选在秸秆地表覆盖情况下实现秸秆快速腐解是可行的。

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