微生物菌劑對稻稈腐熟效果及后茬小麥產量的影響

顧建芹 相家英 江 健*

（1上海市奉賢區農業技術推廣中心，上海 201499；2上海市奉賢區莊行鎮農業服務中心，上海 201415）

作物秸稈還田是秸稈利用最直接的方式，由于稻麥秸稈含有豐富的纖維素、半纖維素、木質素等高碳量有機物質，秸稈回歸土壤則有利于田塊微生物活動，將秸稈分解、轉化后合成有機質，故長期實行秸稈還田，可以培肥地力、改善土壤理化性狀、增加下茬作物產量，是一種合理利用田間生物資源、促進農業綠色循環發展的有效措施[1-5]。同時，利用微生物的分解代謝原理，在秸稈還田過程中增施微生物菌劑，可加快秸稈降解、腐熟，促進作物秸稈養分高效釋放和提高資源綜合利用效率，從而改變土壤中養分的累積和轉化。在此背景下，為更加合理、科學地使用微生物菌劑，提高秸稈還田的有效性，筆者對水稻秸稈還田后增施兩種不同微生物菌劑對秸稈的腐熟效果及小麥生長的影響進行了研究，旨在為廢棄資源的高效利用提供理論依據。現將相關試驗結果報道如下。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2015年12月—2016年6月在奉賢區莊行鎮呂橋村進行。試驗地土壤為青黃土，土壤肥力中等。試驗地基礎土樣pH 7.5、有機質含量23.7 g/kg、全氮含量1.4 g/kg、全磷含量0.9 g/kg、全鉀含量25.1 g/kg。

1.2 試驗材料

供試小麥品種為“揚麥11號”；還田秸稈為水稻，品種為“滬香粳106”。

供試微生物菌劑分別為由上海中鷹科技實業有限公司奉賢分公司生產的“中鷹”牌土壤生物調節劑（有效活菌數≥1億/g、纖維素酶≥35 U/g）和由上海聯業農業科技有限公司生產的“谷霖”牌有機物料腐熟劑（有效活菌數≥0.5億/g）。

1.3 試驗設計

1.3.1 秸稈腐熟大田試驗

試驗共設4個處理（每667 m2施用量）：（1）空白對照（CK）；（2）常規施肥（N 18.5 kg、P2O57.5 kg、K2O 7.5 kg）；（3）常規施肥+“中鷹”土壤生物調節劑2 kg；（4）常規施肥+“谷霖”有機物料腐熟劑2 kg。每個處理區面積300 m2，隨機排列，不設重復，處理區四周設保護行。各處理除施肥不同外，其他田間管理措施均一致。

試驗田前茬水稻收獲后，將新鮮秸稈粉碎，均勻鋪灑，全量還田。保證各處理秸稈還田量與含水量基本一致，然后將供試微生物菌劑與適量細土摻混后均勻撒施于粉碎的水稻秸稈上，旋耕還田。

1.3.2 秸稈模擬腐熟試驗

按照大田試驗處理，截取水稻秸稈粗細、長度相近的部位，并裝入40目尼龍網袋（25 cm×35 cm），分為拉力測試袋和失重率測試袋，每處理每種袋重復3次，秸稈原始重50 g/袋。將網袋埋于各處理土層10 cm深處，均勻覆土，做好標記，袋間距為50 cm，填埋前將秸稈充分濕潤。每隔一段時間，取出拉力測試袋和失重率測試袋，統計相關試驗指標數據。

1.4 測定內容與方法

小麥播種前，按“S”形采樣法采集耕層（0～20 cm）的混合土壤樣品，進行土壤常規養分分析[6]；在秸稈模擬腐熟試驗中，利用感官評價、拉力計和失重率法測定水稻秸稈腐熟程度[7-8]；小麥成熟后，對各處理的小麥產量及產量結構進行調查。

2 結果與分析

2.1 秸稈模擬腐熟試驗

2.1.1 秸稈腐熟的感官變化

在本試驗期間，由于水稻秸稈還田處于秋冬季節，氣溫低、降水少，秸稈降解過程較緩慢，故在開展秸稈模擬腐熟試驗時，對感官評價指標和調查時間進行了調整，即顏色分為微黃色、黃褐色、褐色，氣味分為霉味、氨味、腐爛味，手感軟化分為硬、微軟、軟，調查時間分別為還田30 d、還田48 d、還田66 d、還田84 d。

由表1可知，各處理除氣味無差異外，處理（1）的秸稈顏色變化過程和手感軟化過程均表現為較遲緩，秸稈還田84 d后，顏色仍為黃褐色、手感微軟，其他處理的秸稈均表現為褐色、軟化。隨著時間的推移，處理（2）、處理（3）、處理（4）的秸稈在顏色、氣味、軟化的變化過程上均表現一致，說明在秸稈還田后施用化肥能加速秸稈腐熟，增施微生物菌劑未能明顯加快秸稈腐熟。

表1 不同處理秸稈腐熟的感官評價

2.1.2 秸稈拉力測試情況

將拉力測試袋內的秸稈用清水洗凈并浸泡4 h，使其充分濕潤后用數顯式推拉力計（SH-500，溫州山度儀器有限公司）進行拉力測試。

由圖1可知，處理（3）和處理（4）的秸稈拉力值下降速度較快，秸稈還田48 d時拉力值下降較明顯，拉力值分別為23.1 N和27.6 N；其次為處理（2），在秸稈還田66 d時秸稈出現快速腐解，拉力值為24.6 N；處理（1）的秸稈腐解速度較慢，拉力值均高于其他處理。說明秸稈還田后施肥能促進秸稈腐熟，增施微生物菌劑有助于縮短秸稈腐爛周期，降低拉力值。

圖1 不同處理的秸稈拉力值變化

2.1.3 秸稈失重率的影響

取失重率袋內的秸稈洗凈，置于85 ℃烘箱內烘干，測定秸稈殘留量，按照秸稈失重率（%）=[（原秸稈干質量-殘留秸稈干質量）÷殘留秸稈干質量]×100的公式，計算秸稈失重率[9]。

由表2可知，在秸稈還田84 d時，秸稈失重率表現為處理（3）＞處理（4）＞處理（2）＞處理（1），說明施肥或增施微生物菌劑均能加速秸稈腐爛，提高秸稈失重率。其中，秸稈還田后84 d，處理（2）、處理（3）、處理（4）的秸稈失重率分別比處理（1）增加2.7%、6.1%、5.8%，處理（3）、處理（4）的秸稈失重率分別比處理（2）增加3.4%、3.1%，說明增施微生物菌劑能加速秸稈分解。

表2 不同處理的秸稈失重率測定 （單位：%）

2.2 秸稈腐熟大田試驗

2.2.1 不同處理對小麥產量構成因素的影響

由表3可知，處理（2）、處理（3）、處理（4）的各項性狀指標較為接近，其株高、穗長、有效穗數、每穗實粒數和理論產量均明顯高于處理（1），說明施肥對稻茬麥的生長發育有明顯的促進作用。同時，處理（3）和處理（4）的每667 m2有效穗數、每穗實粒數、千粒重、理論產量均高于處理（2），說明增施微生物菌劑對小麥生長發育和產量形成也有一定的促進作用，增施微生物菌劑有利于小麥的營養生長和生殖生長，從而有助于小麥獲得較高產量。

表3 不同處理的小麥產量構成分析

2.2.2 不同處理對小麥實際產量的影響

由表4可知，各處理的小麥實際產量表現為處理（3）＞處理（4）＞處理（2）＞處理（1）。處理（2）、處理（3）、處理（4）的實際產量明顯高于處理（1），增幅均在300%左右，說明施肥對小麥的增產作用明顯；處理（3）和處理（4）的每667 m2實際產量為210.3 kg和208.5 kg，較處理（2）分別增產11.6 kg和9.8 kg，增幅分別為5.8%和4.9%，表明增施微生物菌劑更有利于小麥產量增加。

表4 不同處理的小麥實際產量比較

3 結論與討論

試驗結果表明，在秸稈還田稻茬小麥常規施肥的基礎上，增施一定量的微生物菌劑對促進稻秸稈腐解有積極作用，這與前人研究結果一致[10-11]。每667 m2增施“中鷹”牌土壤生物調節劑2 kg或“谷霖”牌有機物料腐熟劑2 kg均能促進秸稈分解，降低秸稈拉力值，增加秸稈失重率，縮短秸稈腐解時間。同時，秸稈的進一步腐熟，能進一步為小麥提供養分，這對小麥生長發育具有重要作用，從而可有效增加小麥有效穗數和每穗實粒數，進而促進小麥增產。因此，這兩種微生物菌劑在秸稈還田上有一定的應用前景。

隨著休耕輪作和化肥減施增效工作的進一步推進，在“水稻-綠肥”“水稻-蔬菜”“水稻-休閑”等種植茬口的秸稈還田中，應用微生物菌劑的具體效果還有待進一步研究。