东北地区秸秆腐熟剂还田中的应用

孙海军 杨晓东 张雅辉 张喜华 张莹莹

农作物秸秆还田能改善土壤理化性状和促进土壤有机质含量增加，秸秆腐熟剂能增加农作物秸秆还田时秸秆降解速率和促进肥效增加，对东北地区秸秆还田秸秆腐熟剂使用情况进行了研究和分析，以期为东北地区秸秆腐熟剂的推广使用提供借鉴。

本文以吉林省松原市为例，通过田间实验和室内试验，系统测定了东北地区不同种类农作物秸秆处理的营养和产量，研究表明：将玉米秸秆粉碎，添加腐熟剂可显着提高玉米秸秆平均含水率及单位面积干物质累积量；秸秆经过腐熟，玉米秸秆的生物量得到显著提高（P<0.05）。

1 秸秆在土壤中的作用

土壤使农作物赖以生长发育的基础依据条件，土壤肥沃与否决定农作物产量与质量安全指标。近年出现不合理使用农药，环境污染和其它现象导致土壤退化板结，有机质含量降低，盐碱化和污染对农业可持续发展构成威胁。改良土壤的理化性质就成了最重要的问题。人口增长对粮食需求加大，土壤问题的解决和土壤的恢复可以确保粮食的安全，高产和优质。

以秸秆直接还田、肥饲并重、多元利用等破解秸秆利用率不高适期有效途径。秸秆主要含有木质素，纤维素和半纤维素等不易分解组分，作物秸秆还田改善土壤理化性质和结构，就土壤物理而言，其作用主要有增加土壤含水量，改善孔隙度，增加通透性，加强土壤的调节水、肥、气的性能。

土壤化學作用包括增加土壤养分元素如氮、磷、钾及作物生育所需微量元素，增加土壤有机质，增加阳离子交换量以调节酸碱平衡和培肥地力，从而改善土壤中的微生物环境，还能增加土壤中的有益微生物。使土壤更加疏松肥沃，适合作物生长。

2 秸秆腐熟剂定义和作用机理

所谓的微生物活体制剂，即是指秸秆腐熟剂，其中含有大量的枯草芽孢杆菌、黑曲霉、黄孢原毛平革菌、施氏假单胞菌、里氏木霉、白腐菌、酵母与乳酸菌、软腐真菌、绿色木霉及青霉属等类菌种，其使用可促进各种农作物秸秆的腐熟速度，有效规避秸秆直接还田所带来的难题，从而提高秸秆还田的效果。

本项目研究了一种新型的秸秆腐熟剂--秸秆堆肥化促进剂，该产品是以复合菌剂为原料，采用先进工艺制备而成。该产品应用符合农业部标准NY609-2002《有机物料腐熟剂》要求的质量标准。该产品适用于各类农作物秸秆及其制品的处理或利用。

鉴于在不同作物秸秆上的的施用方式，可将其分为液体、粉剂和颗粒剂三大类，其中玉米秸秆腐熟剂和水稻秸秆腐熟剂是两种常见的剂型，而秸秆腐熟剂则包括堆腐、喷湿灌溉深水促腐和土掩埋直还田等多种形式。

秸秆腐熟剂的作用机制是利用有机物经微生物分解代谢而制成，秸秆腐熟剂中的菌群组分具有很高效的生物活性，能构在秸秆堆肥前期即可有效地利用水淋溶的有机物迅速进行繁殖和生长，繁殖时释放出的酶和多种促生长因子分解纤维素和半纤维素，加速腐解，使得其中的大分子物质经过转化变成农作物能够吸收利用的小分子营养物质，如氮、磷、钾等多种元素以及钙、镁、锰、钼等中微量元素。因此可以通过加快秸秆的生物循环利用以便大幅改善土壤团粒结构，培肥土壤地力。

3 施用秸秆腐熟剂的重要性

北方地区气候冬季寒冷，对微生物的繁殖极其不利，还田秸秆冬季低温极其分解困难，自然分解则需1～2年，且秸秆分解时需消耗土壤氧气也容易造成作物根系腐烂。未经处理的秸秆如直接还田还易引起病虫害。

秸秆腐熟剂研发应用为解决东北秸秆分解缓慢问题提供了一种十分有效方法，秸秆熟腐再还田较好解决直接还田的负面影响。采用秸秆腐熟剂可加速秸秆腐解，农作物秸秆含有丰富的碳，氮，磷，钾等多种微量物质，取之于田间地头，还之于田间地头，秸秆腐熟还田使得大部分营养元素返回到土壤，改良土壤理化性质培肥地力对保护东北黑土地意义重大。

东北地区秸秆腐熟剂选用应考虑如下几个问题。①中温菌与高温菌所起作用并不能达到理想的结果高性能纤维分解菌应选用耐低温、高活性菌种；②构成微生物菌剂菌种超过2类时应互不拮抗。作物秸秆组成结构纤维素含量高，对于高产纤维素酶菌株应用应以微生物菌剂为主；③秸秆腐熟剂应稳定性强，当外界气候变化后，不会对其本身繁殖及产酶活性造成影响；④促进土壤有益微生物菌群形成，改善土壤微环境，修复土壤并利于作物根系正常发育。秸秆腐熟操作方便，节本增效效果强大，适应性广等特点是符合农户实际和十分优良的秸秆综合利用技术。东北秸秆还田添加合适秸秆腐熟剂，可取得理想效果。东北地区施用秸秆腐熟剂可进一步推进秸秆还田进程。

4 施用秸秆腐熟剂后效果

4.1 秸秆腐熟剂处理土壤理化性质

秸秆还田与腐熟剂混合施用可提高土壤养分和培肥地力。秸秆经腐熟剂处理后，秸秆腐熟时间提前，速度加快，程度提高。秸秆色泽、软化程度和腐熟程度均显著加快。

秸秆与腐熟剂混合施用既能提高秸秆腐解速率又能使还田后腐殖质增多，氮磷钾增加，土壤的容重降低，孔隙度增大，土壤对水、肥、气，热调节能力不断加强。丰富土壤微生物群落，提高有益微生物活性并抑制土壤致病微生物生长，秸秆腐熟剂与尿素配施，改良土壤作用更明显。结果表明，发酵100天后氮磷钾养分释放率分别达到57.30%、88.68%、94.88%。一方面可以大幅培肥地力，另一方面也有利降低土壤水分蒸发。秸秆腐熟还田能够有效地增加土壤中有机质和其它养分含量。

玉米秸秆腐熟还田使得土壤有机质含量增加9.05%；速效磷增加7.12%；速效钾增加17.52%；全氮增加16.05%；土壤pH值降低0.93%。结果发现：稻草还田时加入腐熟剂能有效提高土壤微生物群落多样性。

4.2 秸秆腐熟剂处理作物生长状况

施用秸秆腐熟剂增加作物养分积累量，增强资源利用率和生产力，促使作物优质增产。施用秸秆腐熟剂促进使单株叶面积增大，茎秆粗壮，植株高大，叶绿素含量升高，光合速率加快及蒸腾速率等指标促进籽粒灌浆，提高百粒重促进作物根系生长，提高植株生长状况达到增产目的。

据统计，使用秸秆腐熟剂能提高下茬作物产量；研究表明：玉米秸秆比未加秸秆腐熟剂早腐熟30天，下茬作物小麦增产；稻谷比未加入秸秆腐熟剂处理增产9.6%。秸秆腐熟剂能使小麦增产4.85%～7.69%。秸秆还田能使后茬作物增产5%～10%。

据了解粉碎秸秆应用于秸秆腐熟剂还田，能显著提高玉米籽粒产量和秸秆腐熟剂促进玉米产量提高。在蔬菜栽培生产中，秸秆腐熟剂还具有较强的应用性。

结语：东北地区以秸秆还田为主，秸秆还田既能改良土壤又能提高下茬作物产量，秸秆腐熟剂施用简单便捷节本增效，降低化肥使用量，还能保护环境等，有利于推进东北土壤改良工作。

选用秸秆腐熟剂应充分考虑环境对秸秆腐熟剂效果，技术人员应对菌种活性和性质分析，保证省时省力高效安全。秸秆腐熟剂快速降解作物秸秆增加土壤肥力，改善秸秆还田效果，降低秸秆燃烧造成的污染，实现粮食增产增收，同时推进东北地区秸秆还田落实和实现黑土地保护利用。