秸杆腐解剂在秸杆还田中的效果研究初报

1、文章编号：1008-181X（2001）02-0124-04秸秆腐解剂在秸秆还田中的效果研究初报李庆康1，王振中2，顾志权3，张永春1，潘玉梅1，赵强基2（1：江苏省农科院土肥所，江苏 南京 210014；2：江苏省农科院现代化所，江苏 南京 210014；3：张家港市土肥站，江苏 张家港 215600）摘要：在大田、微区和盆栽条件下，研究了秸秆腐解剂对小麦、水稻生长及产量的影响，同时研究了秸秆腐解剂对小麦、水稻秸秆腐解速率及对土壤肥力的影响。结果表明，稻、麦秸秆还田时施用秸秆腐解剂对提高稻、麦产量具有明显的增产效果，增产的原因是穗数和粒数增加；稻、麦秸秆还田量不同时，还田量大且配施秸秆腐解剂

2、的效果较还田量小好；麦秸秆还田方式不同时，麦秸以栽稻前耕翻还田且配施秸秆腐解剂的效果较好，上水沤制的效果较差；秸秆腐解剂能促进稻、麦秸秆较快腐解，减轻和防止多量秸秆还田给作物生长带来不利影响，并可稳定和提高土壤养分含量。关键词：稻、麦秸秆；秸秆还田；秸秆腐解剂；腐解剂使用技术中图分类号：S141.4 文献标识码：AEffect of straw return to soil by effective microorganisms on riceand wheat growth and their straw decayLI Qing-kang1，WANG Zheng-zhong，GU Zhi-

3、quan，ZHANG Yong-chun，PAN Yu-mei，ZHAO Qiang-ji（1: Soil and Fertilizer Research Institute, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014, China）Abstract: Effect of effective microorganisms（EM）on the growth and yield of rice and wheat was studied under field, micro-plot and pot experiment co

4、nditions, meanwhile effect of EM on the decay rate of rice and wheat straw and on soil fertility were conducted too. Results showed that application of EM to rice and wheat straw can increase both rice and wheat yield due to the increase in panicle and grain number, and the effect was remarkable esp

5、ecially when the large amount of straw was return to soil as compared with no EM. The best method to use EM on wheat straw was plowing soil which covered with wheat straw before planting rice seedling. Effective microorganisms can promote the rice and wheat straw to decompose rapidly, and make the c

6、ontent of soil nutrients maintain and improve.Key word: rice and wheat straw; straw return to soil; effective microorganisms; technique for effective microorganisms usage 据资料报道，秸秆腐解剂富含高效微生物菌，其作用是促进秸秆快速腐解1, 2。为解决全量秸秆机械化还田遇到的秸秆量大，还田腐解缓慢，导致出现整地、出苗、栽秧难及秧苗生长易受缺氮、还原物质的影响而黄苗、易倒伏等新问题，我们欲利用自研和引进的秸秆腐解剂来解决上述问题

7、，以保证和促进稻、麦稳产、高产及秸秆全量还田。现将稻麦秸秆全量还田中利用秸秆腐解剂的有关结果报告如下。1 材料与方法1.1 材料1.1.1 秸秆腐解剂 从目前已在生产中应用的中试产品中选择3种秸秆腐解剂（腐秆灵、EM、TLB，代号分别为G、E、T）加上自行研制的一种（代号为M），共计4种秸秆腐解剂，这些秸秆腐解剂均为复合微生物菌剂（液）1.1.2. 作物 大田和微区试验水稻品种为常规梗稻9522，盆栽试验水稻品种为杂交籼稻六优一号，秧龄40 d。1.1.3. 土壤 大田和微区试验土壤为沙黄泥土，其理化性状为：体积质量 1.47 g/cm3，有机质19.0 g/kg，全氮1.14 g/kg，碱解

8、氮129 mg/kg，全磷1.85 g/kg，速效磷30.8 mg/kg，速效钾89 mg/kg，缓效钾475 mg/kg。盆栽试验土壤为马肝土，土壤的基本理化性质为：，有机质13.118 g/kg，全氮1.123 g/kg，碱解氮169.58 mg/100 g土，全磷6.6 g/kg，速效磷47.70 mg/kg，缓效钾519.1 mg/kg，速效钾152.9 mg/kg。1.2 方法1.2.1 不同秸秆腐解剂对比试验 采用盆栽试验，处理为不用腐解剂（CK）、用腐解剂（E、T、G和M腐解剂），计5种处理，各处理基施尿素277.5 kg/hm2，25%的复合肥450 kg/hm2，分两次（分蘖

9、期和抽穗期）追施尿素150 kg/hm2，每盆放入预处理好的小麦秸秆7500 kg/hm2（按处理喷施腐解剂于秸秆上），与表层10 cm土壤混匀后淹水栽稻。1.2.2 不同秸秆还田量对比试验 采用盆栽试验，处理为不还小麦秸秆（CK）、还小麦秸秆量分别为3000、5250、7500、9750、12000 kg/hm2，还田小麦秸秆统一用M腐解剂预处理（喷施腐解剂于秸秆上），其它同1.2.1。1.2.3 用与不用秸秆腐解剂对比试验 采用田间小区试验，处理分别为：稻季麦草全量还田（CK），稻季麦草全量还田加腐解剂（喷施秸秆腐解剂M，用量为30 kg/hm2）。稻季各处理施小麦秸秆2250 kg/hm

10、2，施基肥碳铵600 kg/hm2、磷铵195 kg/hm2、氯化钾120 kg/hm2和硅肥150 kg/hm2，试验小区面积45 m2，重复3次，小区实行单独灌排，栽后分别追施分蘖肥和拔节孕穗肥（尿素150 kg/ hm2），其它栽培管理按常规大田进行；麦季常规施肥（CK），麦季常规施肥加稻草全量还田，麦季常规施肥加稻草全量还田加腐解剂M。麦季各处理稻草用量3750 kg/hm2，统一基施猪粪30000 kg/hm2，低浓度复合肥450 kg/hm2，碳铵600 kg/hm2，返青拔节期追肥尿素150 kg/hm2，小区面积18.2 m2，重复3次，随机区组排列。表2 秸秆腐解剂对作物生长

11、及产量的影响作物处理株高/cm穗数/万穗粒数/粒千粒质量/g产量*/(kg×hm-2)水稻小麦对照 CK秸秆腐解剂 EM常规施肥对照 CK对照加秸秆 CK+straw秸秆腐解剂 EM9 124.5 a9 172.5 a4 692.0 a A4 846.5 a A5 494.5 b A田间小区试验，稻季麦草全量还田，还草量约2 250 kg/hm2；麦季稻草全量还田，还草量约3 750 kg/hm2。1.2.4 不同秸秆还田方式田间微区试验 处理为：（1）水稻栽前小麦秸秆耕翻还田;（2）水稻栽前小麦秸秆耕翻还田加腐解剂E;（3）小麦秸秆提前耕翻还田上水沤制加腐解剂E;（4）小麦秸秆提前

12、耕翻还田晒垡加腐解剂E;（5）小麦秸秆提前耕翻晒垡。处理（1）、（2）于6月22日耕翻上水栽秧，处理（3）、（4）、（5）于6月12日耕翻，各处理施小麦秸秆10000 kg/hm2，各处理统一施碳铵750 kg/hm2，均在耕翻时底施。微区面积为2 m2，采用尼龙薄膜全区隔离，并实行单独灌排，每小区统一于6月22日移栽，每小区栽苗30穴，每穴4株，栽后分别追施分蘖肥390 kg/hm2，8月12日追施拔节孕穗肥尿素300 kg/hm2。 秸秆腐解速率比较试验 （1）在1.2.4的微区条件下，用绦纶布袋装10 g烘干麦秸秆，加入腐解剂M、密封后置于各小区内进行麦秸秆干质量变化动态测定，分别在10

13、 d、20 d、30 d和110 d进行其干质量变化测定。（212 g、剪断成8 cm长的烘干麦秸秆，加入腐解剂M、密封后分别置于各盆土内，埋深5 cm，一个月后取出，洗净烘干，称质量；同时将剪断成8 cm长的秸秆加入腐解剂M后与盆栽土壤混合于一定深度（5 cm），一个月后取出，洗净烘干，随机选取20根称质量。1.2.6 土壤养分测定参照土壤理化分析（3），其中有机质用重铬酸钾法，全氮用硒粉-硫酸铜-硫酸消化法，碱解氮用扩散吸收法，速效磷用碳酸氢钠法，速效钾用火焰光度法。2 结果与分析2.1 秸秆腐解剂对水稻生长及产量的影响 盆栽条件下不同秸秆腐解剂对水稻生长及产量的影响如表1所示，与对照相比

14、，E、M、T三种腐解剂处理水稻产量较高，分别比对照增产194.9%、94.3%和17.0%，增产原因是穗数、粒数和千粒质量增加，反映出秸秆腐解剂对水稻生长及产量的良好影响。表1 不同秸秆腐解剂对水稻生长及产量的影响（麦秸秆还田量7500 kg/hm2）秸秆腐解剂株高/cm穗数/穗粒数/粒千粒质量/g产量/(g×盆-1)对照CKEMTG 盆栽试验，水稻品种为六优一号，秧龄40 d；插秧前施用尿素277.5 kg/hm2、25%r的复混肥450 kg/hm2；插秧日期为9月20日，收获日期为11月28日。 田间条件下秸秆腐解剂对水稻、小麦生长及产量的影响如表2所示，水稻施用与不施用秸秆腐

15、解剂对田间水稻生长及产量无明显的影响，其原因可能与上季冻害造成小麦产量较低、小麦秸秆施用量相应较低（£ 2250 kg/hm2）有关；小麦施用秸秆腐解剂对田间小麦生长及产量有明显的影响，产量增加可达13.4%以上，达5%统计检验显著水平，分析其增产原因，主要是穗数和粒数明显增加。表3 不同麦秸秆还田量条件下秸秆腐解剂对水稻生长及产量的影响处理还田秸秆量12 000/(kg×hm-2)9 750/(kg×hm-2)7 500/(kg×hm-2)3 000/(kg×hm-2)0/(kg×hm-2)株高(CM)对照秸秆腐解剂CKEM穗数（穗

16、）对照秸秆腐解剂CKEM粒数（粒）对照秸秆腐解剂CKEM千粒质量(1 000 g)对照秸秆腐解剂CKEM产量(g/盆)对照秸秆腐解剂CKEM 盆栽试验，水稻品种为六优一号，秧龄40 d；插秧前施用尿素277.5 kg/hm2、25%的复混肥450 kg/hm2；插秧日期为7月15日，收获日期为10月28日。表4 不同秸秆还田方式条件下腐解剂对水稻产量的影响处理项目水稻产量/(kg×hm-2)每亩穗数/万每穗粒数/粒结实率/%千粒质量/g谷草比值1. ck1(栽秧前)12. CK1加腐解剂13. CK2 (早期晒垡)14. CK2 加腐解剂15.早期上水沤制加腐解剂1 麦秸秆均为耕翻还

17、田。Wheat straw return to soil: 1 just before plantation; 2 1+EM; 3 with sun shine; 4 3+EM; 5. with water and EM表5 秸秆腐解剂对小麦秸秆腐解的影响处理30 d腐解后的质量腐解袋内物总质量/g单位秸秆质量/g常规 ckEMTG 注：腐解袋内物质量指将剪断成8 cm长的秸秆称质量、按处理加入腐解剂后放入袋内，将袋埋入一定深度（5 cm）的土壤中，1个月以后取出，洗净烘干，称质量。单位秸秆质量指将剪断成8 cm长的秸秆按处理加入腐解剂后与土壤混合于一定深度（5 cm）的土壤中，1月以后取出，

18、洗净烘干，随机选取20根称质量。2.2 秸秆腐解剂的施用方法 在不同量麦秸秆还田条件下，水稻产量仍以施用秸秆腐解剂较不施用秸秆腐解剂对照高（表3），其中以高量（³ 7500 kg/hm2）麦秸秆还田条件下的效果更好，平均增产可达61.9%，秸秆腐解剂对水稻产量的影响主要反映为穗数大幅度增加，间接反映出秸秆腐解剂在降低还原物危害水稻根系方面的作用。 3种秸秆还田方式条件下腐解剂对水稻产量的影响如表4所示，与对照相比，施用腐解剂均增产，其中以栽秧前秸秆耕翻还田加腐解剂的效果最好，水稻增产高达59.4%；秸秆提前耕翻还田晒垡加腐解剂的效果次之，水稻增产可达37.5%；秸秆提前耕翻还田上水沤

19、制加腐解剂的效果再次之，水稻增产20.3%，再次反映秸秆腐解剂的良好效果。2.3 秸秆腐解剂对秸秆腐解及土壤养分的影响 秸秆腐解剂对小麦秸秆腐解的影响如表5所示，经30 d腐解后，秸秆腐解剂E和M处理的秸秆质量明显降低，分别比对照降低13.5%、10.2%和2.1%、8.4%，田间微区试验结果显示相似趋势（图1），表明秸秆腐解剂对加快小麦秸秆腐解具有明显效果。图1 腐解剂对小麦秸秆腐解速率的影响 土壤养分测定显示，水稻收获后施用秸秆腐解剂小区的土壤有机质平均比对照增加0.04%、全氮比对照增加0.004%、碱解氮比对照增加9 mg/kg、速效磷比对照增加 mg/kg、速效钾比对照增加 mg/kg，反映出施用秸秆腐解剂在促进秸秆腐解的同时，促进了土壤养分的保持和提高。3 讨论 高量秸秆还田条件下，夺氮和强还原物质的形成是水稻土中易出现的影响水稻生长的两个主要问题，夺氮可通过增施氮肥解决，强还原物质的形成可通过水分管理解决4, 5。我们的研究表明，以上问题还可通过应用秸秆腐解剂（EM）得到解决。秸秆腐解剂的微生物以兼性微生物为主，在秸秆腐解过程中可能不易产生强还原物质的形成，使得试验处理水稻穗数大幅度增加，间接反映