千淋兆 趙星海 張潔
摘 要 秸稈是沒有被完全合理利用的寶貴資源,秸稈腐熟劑是一群能將秸稈大分子物質降解為可被植物利用的簡單化合物的復雜菌群,并間接為土壤提供碳、氮、磷、鉀等元素,使秸稈得以有效還田。本文總結了秸稈資源的現狀,并對秸稈腐熟劑的作用、效果以及其帶來的經濟、生態、社會效益進行分析,意在為土壤改良及秸稈腐熟劑的推廣應用提供理論依據。
關鍵詞 秸稈腐熟劑;應用;研究進展
我國是農業大國,古語有云“民以食為天”,全國2018年糧食總產量達6.58億噸,與此相伴秸稈可收集資源量為8億噸。全國整體秸稈資源化利用率己經從2010年的70.6%提升至2018年的80%以上,利用率己遠高于世界平均水平。我國秸稈資源化利用“量”的問題已經走在了世界的前列,但“質”的問題卻還很顯著。目前我國秸稈資源正處于由“量”到“質”變的重要階段。我國秸稈資源化利用主要有五個方面:一是用作能源燃料;二是用作飼料;三是用作肥料;四是用作工業原料;五是用作食用菌基料,簡稱“五料”。如何能夠更加高效的利用秸稈資源,改善土壤,提高農業生態環境?秸稈腐熟劑的正確使用可能是一種有效的措施。
1 秸稈腐熟劑的發展
秸稈腐熟劑是由多種有益微生物復合發酵而成,是有機物料腐熟劑中的一種。在有機物質分解過程中,腐熟劑起到決定性作用。我國市面上最早的腐熟劑是20世紀70年代從日本引進生產推廣的酵素菌肥料。2002年,我國農業部制定并發布了有機物料腐熟劑標準;2006年對原標準進行了修訂,將有機物料腐熟劑納入農用微生物菌劑中統一管理,執行GB20287-2006農用微生物菌劑國家標準。根據產品的性狀,目前市場上主要有液體、粉劑、顆粒三種,針對范圍有水稻秸桿、小麥秸軒、玉米秸及其它類型秸稈腐熟專用制劑。目前農業部登記的腐熟菌劑產品有34種,登記使用的菌種也有40多種。
2 秸稈腐熟劑的作用機理
秸稈腐熟劑的作用機理其實就是有機物的微生物分解代謝原理。秸稈腐熟劑中含有大量的酵母菌、霉菌、細菌和芽孢桿菌等。其大量繁殖能有效地將作物秸稈分解成作物所需要的氮、磷、鉀等大量元素和鈣、鎂、錳、鉬等中微量元素。能夠有效改良土壤團粒結構,提高土壤通氣和保肥保水功能,并且能產生熱量和一定量的二氧化碳,從而改善植物的生長環境并促進秸稈循環的有效利用。
3 秸稈腐熟劑應用效果
3.1 秸稈腐熟劑對土壤理化性質的影響
秸稈腐熟劑施進土壤后,加快秸稈的腐解速度,土壤中總氮、總磷、總鉀、有效磷、有效鉀和有機質含量有不同程度的增加,土壤微生物群落組成與活性相應發生顯著變化,細菌和真菌數量增加。研究表明,秸稈腐熟劑可以促進秸稈中難分解物質的分解,加速秸稈中有機碳、氮、磷的釋放,施用秸稈腐熟劑100d后,玉米秸稈生物量失重率達到64.1%,有機碳礦化率達到69.1%,有機碳、氮、磷、鉀養分釋放率分別為58.66%、57.3%、88.68%和94.88%。小麥地施用腐熟劑90d后,小麥秸稈的腐解速度增加,土壤中全磷、速效磷及速效鉀的含量增加,腐熟劑與尿素的配合施用效果更加顯著。秸稈腐熟劑還有助于土壤微生物群落活性與多樣性的提高,改善土壤養分狀況同時還可有效降低土壤水分蒸發速度,減少蒸發量,增強土壤水分儲存和土壤水分容量。
3.2 秸稈腐熟劑對作物生長狀況的影響
研究表明,添加秸稈腐熟劑后可使玉米秸稈提前30d腐熟,且促進小麥生長,增加分蘗和千粒重,增產10.4%;與配方施肥相比,秸稈還田配施腐熟劑使水稻鉀含量提高了5.5%,總累積量提高50%,產量增量分別為10.4%,鉀肥貢獻率、農學利用率、偏生產力和吸收利用率分別提高了9.2%、45.5%、10.4%和39.0%;在黃泥土上,與單獨秸稈還田相比,添加秸稈腐熟劑能使稻谷增產9.6%;在玉米作物上,與無腐熟劑處理相比,施加秸稈腐熟劑在盆栽上玉米增產19.2%,小區試驗增產16.4%。秸稈腐熟劑不僅僅在大田作物(小麥、玉米、水稻)上有效果,在蔬菜生產中也是有很強的應用性,研究表明,在茄子上施用秸稈腐熟劑可以減少1/3左右化肥用量,并且增強抗逆性,提高產量,提升品質。
4 總結與展望
目前.秸稈腐熟劑發酵菌劑菌種的活力還有待提高.生產工業需向著產業化發展而且.目前我國已經確定的適合作為秸稈發酵的菌種種類還不多,而且菌株的穩定性也有待提高有的企業的生產工藝并不成熟,菌數不足等等。秸稈還田能夠提高土壤肥力.促進作物產量提高.在農業發展中有著重要的意義。而秸稈腐熟劑在秸稈還田中的應用對于促進秸稈腐熟效果顯著,針對我國秸稈腐熟劑的生產情況。提高腐熟劑生產工藝.增加適應我國農業生產的腐熟劑種類勢在必行。
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作者簡介:千淋兆(1988-),男,河南新鄉人,碩士研究生,研究方向為微生物肥料研發與應用。