施用秸秆腐熟剂对玉米秸秆腐熟、地力提升及小麦产量的影响

康永亮，潘晓莹，慕 兰 ，郭利娟

（1.禹州市农业技术推广中心，河南 禹州，461670；2.河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所；3.河南省土壤肥料站；4.禹州市土肥站）

作物秸秆是农作物生产的重要副产品，是一种可利用的再生生物资源，秸秆还田可有效补充有机质。据报道，我国每年各类农作物秸秆总产量达7亿t左右，占世界秸秆总产量的20%～30%，其中玉米秸秆每年总产量达2.2亿t。目前我国秸秆综合利用率只有76%左右，在秸秆低利用率与高焚烧率的情况下，秸秆还田肥料化对提高秸秆综合利用具有重要意义。由于秸秆腐解速度慢、存留时间长，过量的秸秆还田将影响后茬作物的播种与生长，秸秆腐熟剂对秸秆有催腐效果，使有机质、磷、钾等元素快速转化为作物生长可利用营养。大量研究表明，秸秆还田能够改良土壤结构，增强土壤水、肥、气、热的调节能力，增强土壤酶活性、降低土壤容重、改善作物品质、提高作物产量等，秸秆还田是实现农业可持续发展的重要途径。

为进一步做好秸秆腐熟剂的选择与推广工作，2011-2013年禹州市农业技术推广中心进行了秸秆腐熟剂对玉米秸秆腐熟效果、土壤理化性状及后茬小麦产量等效果试验，为秸秆腐熟剂的推广应用提供科学依据和技术支撑。

1 试验材料与方法

1.1 试验示范地基本情况

试验地选择在禹州市梁北镇压箕阿村，交通便利、远离村庄，地块方正、平坦，地力均匀，常年以小麦—玉米轮作为主。供试土壤耕层有机质15.3 g/kg、全氮0.93 g/kg、有效磷11.26 mg/kg、有效钾114.3 mg/kg、缓效钾786.4 mg/kg、容重1.37 g/cm3、pH值8.2。

1.2 供试材料

秸秆腐熟剂：中农绿康防病虫有机物料腐熟剂（以下简称中农绿康腐熟剂）和三门峡龙飞腐熟剂两种。

1.3 试验设计

试验设置4个处理，处理1：常规施肥+全量秸秆还田+中农绿康腐熟剂（30 kg/hm2）（ZK）；处理2：常规施肥+全量秸秆还田+三门峡龙飞腐熟剂（30 kg/hm2）（SX）；处理3：常规施肥+全量秸秆还田（GH）；处理4：常规施肥（秸秆不还田）（CK），处理设3次重复，随机区组排列，小区面积：30 m2。

1.4 田间管理

用秸秆还田机将玉米秸秆趁青粉碎成10 cm左右碎段直接平铺还田，要求不成堆、不露土，且每个处理的秸秆量基本相当。将腐熟剂30 kg/hm2+尿素75 kg/hm2拌湿土均匀撒在相应小区玉米秸秆上，基施小麦专用肥750 kg/hm2，深耕还田。

各处理间除按试验设计要求施用腐熟剂外，其他田间灌水、施肥、病虫害防治等管理措施相同，返青期到拔节期根据墒情追施尿素150 kg/hm2，灌水水量以秸秆不浮起为宜。

1.5 测定项目

采用失重率法、秸秆抗拉强度法测定施用秸秆腐熟剂后第10 d、30 d、60 d、90 d玉米秸秆腐熟程度。观察测定其腐解度指标：秸秆颜色、秸秆气味、手感软化程度，各指标及分级如表1。

表1 玉米秸秆腐解度指标及分级

于收、种前后采集耕层土壤样品，分析不同措施对土壤肥力的影响。同时定期观测小麦群体、根系发育以及病虫害情况，并于小麦成熟时进行收割测产。

2 结果与分析

2.1 对土壤肥力的影响

从表2可以看出，不同腐熟剂处理及秸秆还田对提高土壤肥力具有一定的效果。其中中农绿康腐熟剂使用3年后有机质提高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、有效钾提高5.4 mg/kg，缓效钾提高7.26 mg/kg；三门峡飞龙腐熟剂使用3年后有机质提高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，有效钾提高4.80 mg/kg，缓效钾提高10.24 mg/kg；直接还田3年后有机质提高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，有效钾提高2.16 mg/kg，缓效钾提高8.60 mg/kg；与直接还田相比，使用腐熟剂有效提高了土地全氮含量和磷、钾的有效性，且中农绿康腐熟剂的效果更好。

与基础土样相比，2013年中农绿康腐熟剂、三门峡飞龙腐熟剂和秸秆直接还田都有效降低了土壤容重，降幅为0.02～0.04 g/cm3。有机质、全氮、有效磷、有效钾和缓效钾含量均有所提高，增幅分别为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年秸秆不还田（CK）处理与基础土样相比，有机质、全氮、有效磷、有效钾和缓效钾含量均有所下降，分别降低0.40 g/kg、0.01 g/kg、0.19 mg/kg、6.50 mg/kg和12.57 mg/kg，同时土壤土壤容重升高0.03 g/cm3。可见，秸秆还田和腐熟剂对改善土壤容重、提高土壤有机质及有效养分含量具有积极作用，效果为中农绿康腐熟剂＞三门峡飞龙腐熟剂＞秸秆还田＞秸秆不还田。

表2 2011-2013年不同处理对土壤肥力的影响

2.2 对秸秆腐熟程度的影响

从表3可以看出，秸秆还田10 d后，不同腐熟剂均加速了秸秆的腐熟，并随时间的延长腐解度不断提高，在前30 d内添加与不添加腐熟剂对秸秆腐解度的影响不大，但30 d以后添加腐熟剂的秸秆腐解度明显好于未添加处理，且添加腐熟剂的秸秆拉数拉力值低于未添加处理。中农绿康腐熟剂与三门峡龙飞腐熟剂对玉米秸秆的腐熟程度基本一致。

表3 不同处理玉米秸秆腐熟程度

2.3 对田间病虫害的影响

从表4可以看出，不同腐熟剂产品的应用在加速秸秆腐熟的同时，可以明显提高对禾谷孢囊线虫、春季红蜘蛛等虫害的防治效果。其中中农绿康腐熟剂对禾谷孢囊线虫和春季红蜘蛛相对防治效果分别为39.43%和6.18%；三门峡龙飞腐熟剂相对防治效果分别为24.54%和3.77%，中农绿康腐熟剂的效果优于三门峡龙飞腐熟剂，但其对中后期蚜虫的防治效果较差。

表4 不同处理对田间虫害的影响

从表5可以看出，不同腐熟剂产品对小麦纹枯病和叶锈病的防治效果有明显的差异。其中中农绿康腐熟剂对小麦纹枯病的防治效果较好，相对防效为11.89%，但对小麦叶锈病没有效果；而三门峡龙飞腐熟剂对小麦纹枯病没有效果，对叶锈病则有明显的防治效果，相对防效为6.92%。

表5 不同处理对小麦田间病害的影响

2.4 对小麦生长及产量的影响

添加腐熟剂之后加快了秸秆的腐熟，提高了土壤有效养分的含量，从而推进了小麦的生长发育进程。从表6可以看出，添加腐熟剂处理的越冬期小麦群体数和次生根、拔节期小麦群体数和次生根（除拔节期三门峡飞龙腐熟剂处理），以及成熟期小麦群体数、株高、穗粒数、千粒质量等较不添加腐熟剂处理均有所提高，其中越冬期小麦群体数增加50.9万～61.7万茎/hm2、次生根增加0.12～0.21条/株；拔节期小麦群体数增加62.7万～76.2万茎/hm2、次生根增加0.02条/株；成熟期小麦株高增加0.54～0.65 cm、群体数增加2.7万～10.2万穗/hm2、穗粒数增加0.34～0.66粒、千粒质量增加0.26～0.27 g。中农绿康腐熟剂处理与三门峡飞龙腐熟剂处理相比，二者产量的提高幅度一样，均比对照增产了8.00%。

中农绿康腐熟剂处理的小麦生长指标（小麦群体数、次生根、株高）在拔节期以后优于对照，且成熟期的穗粒数、千粒质量显著优于对照；而三门峡飞龙腐熟剂处理除拔节期次生根少于对照外，其他生长指标均高于对照；不添加腐熟剂的秸秆还田处理小麦群体及次生根（除拔节期以外）均低于对照，但成熟期株高、穗粒重和千粒质量高于对照，产量显著高于对照，较对照增产3.87%。

表6 不同处理对小麦群体动态、根系发育及产量的影响

3 结论

通过秸秆还田和施用秸秆腐熟剂对地力提升、玉米秸秆腐熟程度及小麦生长和产量的观测分析比较得出如下结论：

第一，与对照相比，不同腐熟剂处理及秸秆直接还田对提高土壤肥力均具有一定的效果：有机质、全氮、有效磷、有效钾、缓效钾均有提高，容重降低，这与魏江曼的研究结果一致。马永良等研究也表明：连续三年秸秆玉米秸秆还田的土壤有机质年递增0.033%，改善了土壤理化性质，同时后茬小麦产量增加10%。同时，本研究中农绿康有机物料腐熟剂效果优于三门峡龙飞秸秆腐熟剂效果。

第二，施用腐熟剂的还田秸秆较未施用腐熟剂的还田秸秆拉数拉力值降低，60 d后秸秆腐解度明显提高，说明腐熟剂可加速玉米秸秆的腐熟。刘元东的研究结果同样表明，秸秆腐熟剂可以显著提高秸秆的腐熟速度。

第三，不同腐熟剂产品的施用在加速秸秆腐熟的同时，可以明显提高对禾谷孢囊线虫、春季红蜘蛛等虫害的防治效果；中农绿康腐熟剂对小麦纹枯病的防治效果较好，而三门峡龙飞腐熟剂对小麦纹枯病没有效果，这与刘梅等的研究结论一致。

第四，添加腐熟剂的秸秆还田处理较对照处理，小麦穗粒数、千粒质量和产量显著提高，但两种腐熟剂间差别不显著；秸秆直接还田处理的小麦穗粒数、千粒质量、产量较对照有所提高，但不显著。拔节期之前，秸秆还田的小麦群体数低于或显著低于对照和腐熟剂+秸秆还田，说明秸秆腐熟慢影响了小麦分蘖，这与刘元东的研究结果一致。