3种秸秆腐熟剂的应用研究

蒋亚琴　司学刚　张运栋　葛昌斌

摘要 當前玉米秸秆还田量逐年加大，由于不能及时腐熟分解，直接影响小麦的正常生长，而增施秸秆腐熟剂是解决该问题的有效办法。试验选用3种秸秆腐熟剂，研究不同处理对秸秆干物质量、纤维素含量、累积净腐熟量、收获指数、小麦产量及其构成因素。结果表明增施秸秆腐熟剂可以显著加速秸秆的腐熟剂速度，尤其是2号腐熟剂对玉米秸秆的腐熟速度快，90 d的降解率达86.96%，处理玉米秸秆腐熟效果最好。增施2号秸秆腐熟剂可显著改善漯麦163的单株成穗数、穗粒数、穗数、千粒重、经济产量、生物产量和收获指数等 性状。

关键词 秸秆腐熟剂;漯麦163;降解率

中图分类号 S-3文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2019）16-0090-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.16.026

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Application Study of Three Straw Decomposition Agents

JIANG Ya qin1， SI Xue gang2， ZHANG Yun dong3 et al

（1. Luohe Agricultural Technology Promotion Station， Luohe， Henan 462000;2. Luohe Agricultural Science Research Institute， Luohe， Henan 462000;3. Luohe Academy of Agricultural Sciences， Luohe， Henan 462000）

Abstract At present， the amount of corn straw returning to the field is increasing year by year. It can not decompose in time， which directly affects the normal growth of wheat. Thus， increasing the application of straw maturing agent is an effective way to solve this problem. In this research， three kinds of straw maturing agents were selected to research the effects of different treatments on straw dry matter weight， cellulose content， cumulative net ripening， harvest index， wheat yield and its component factors. Results showed that the application of straw maturing agent could significantly accelerate the speed of straw maturing agent， especially maturing agent 2 for corn straw， and the degradation rate of corn straw reached 86.96% after 90 days， treatment of corn straw ripening effect was the best. The number of panicles per plant， grain number per plant， panicle number， 1 000 grain weight， economic yield， biological yield and harvest index of Luomai 163 could be significantly improved by adding straw maturing agent 2.

Key words Straw decomposition agent;Luomai163;Degradation rate

农作物秸秆是农作物除籽实以外的副产品，其主要成分是纤维素和木质素，另外含有丰富的有机碳和氮磷钾及其他营养元素。秸秆还田增加土壤有机质的同时，促进了土壤微粒的团聚作用，改善了土壤物理性状，提高通气与水分的渗透性和保水能力 [1-3]。玉米秸秆还田后秸秆腐解速率较慢，腐解效果较差，影响秸秆还田技术的推广。匡恩俊等[4]研究发现，秸秆腐熟剂可促进玉米秸秆快速降解，经过100 d的分解，施用秸秆腐熟剂处理的玉米秸秆失质量率达到64.1%，玉米秸秆降解率为72.46%～76.09%;秸秆还田条件下，施用秸秆腐熟剂在短期内可减弱农田地力用与养的矛盾，提高土壤肥力[5-6]。秸秆还田后腐熟分解慢影响小麦出苗、烧苗、病虫害加重等，严重的还会造成减产。秸秆还田增施秸秆腐熟剂可显著加快秸秆腐熟分解速度，减轻秸秆对小麦生长的不利影响[7]。鉴于此，笔者选用3种秸秆腐熟剂，研究不同处理对秸秆干物质量、纤维素含量、累积净腐熟量、收获指数、小麦产量及其构成因素的影响，该方法可操作性强，为解决实际生产问题提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在河南省漯河市舞阳县莲花镇闫湾村进行（33°36′49.93″N，113°45′55.50″E），土壤质地为砂姜黑土，海拔78 m，属温热带季风型大陆性气候，年平均气温为14.6 ℃，年平均降水量836.6 mm，年平均日照2 198 h，全年無霜期220 d左右。前茬作物玉米，本茬作物小麦。

1.2 试验材料

供试材料为郑单958玉米秸秆，小麦品种漯麦163均由漯河市农业科学院提供。3种腐熟剂如下：1号腐熟剂名为河南省沃宝生物科技有限公司发酵剂（秸秆专用，菌含量≥100亿/g，1 kg/袋）;2号腐熟剂名为湖北启明生物工程有限公司秸秆发酵剂（菌数含量200亿/g，200 g/袋）;3号腐熟剂名为洛阳欧科拜克生物技术股份有限公司秸秆腐熟剂（有效活菌数≥60亿/g，水分≤9.0%，200 g/袋）。小麦专用复合肥的氮、磷、钾质量比为15∶22∶8，尿素含氮46%。

1.3 试验设计

试验为单因素随机区组设计，3次重复，小区长10 m，宽5 m，面积50 m2;试验设4个处理：处理①（CK）：玉米秸秆还田不加腐熟剂，增施75 kg/hm2;处理②玉米秸秆还田加1号腐熟剂30 kg/hm2，与75 kg尿素混合均匀后，撒施于粉碎后的秸秆上，翻耕;处理③玉米秸秆还田加2号腐熟剂4.5 kg/hm2 与75 kg尿素混合均匀后，撒施于粉碎后的秸秆上，翻耕;处理④玉米秸秆还田加3号腐熟剂 3 kg/hm2，75 kg尿素混合均匀后，撒施于粉碎后的秸秆上，翻耕。每个处理底肥复合肥825 kg/hm2、拔节初期追施尿素150 kg/hm2，小麦播种量180 kg/hm2。

1.4 试验方法

1.4.1 选点与取样。

试验于2017年10月3日进行。玉米秸秆长度3～5 cm，对每个处理分别在处理深耕当天、10、20、30、60、90 d取样6次。参照李自学等[8]的方法每个处理每个重复沿对角线方向随机取3个样点。每个样点上，沿麦垄方向量取长×宽×深= 2.0 m×0.5 m×0.3 m的土方，用不锈钢方形小铲挖取方内的土壤，拣去麦苗和大土块，过6.0 mm×6.0 mm钢筛，拣取筛内玉米秸秆，放塑料袋内编号封装。

1.4.2 风干。

样品均匀平铺于室内牛皮纸上，自然通风风干2～3 d，冬季遇阴雨天气可在室内开风口向上的暖风风干，中途晾翻2～3次。待秸秆含水量10%以下时，再次过6 mm× 6 mm钢筛，除去土块和麦苗、麦根、树叶等杂物，秸秆放入洁净的塑料样品袋内，送实验室称量检测。

1.4.3 秸秆中干物质含量测定。

参考李莉等[9-10]的方法取洁净铝盒，打开盒盖，放入100～105 ℃烘箱中烘30 min，取出，盖好，移入盛有硅胶的干燥器中冷至室温（需30 min），立即迅速称重。再烘30 min，称重，2次称重之差小于1 mg可算作达恒重（m 0）。

将粉碎、混匀的风干样品约3 g，平铺在已达恒重的铝盒中，准确称量后（m 1），将盖子放在盒底下，移入已预热至约115 ℃的烘箱中，调整温度在100～105 ℃，烘4～5 h。取出，盖好盒盖，移入干燥器中冷却至室温后称重。再同法烘干约2 h，再称重（m 2），直到前后2次重量之差小于2 mg为止。

样品干物质含量（%）=（m 2-m 0）/（m 1-m 0）×100

1.4.4 硝酸乙醇法测定。秸秆中纤维素的含量参考王林风等[11-14] 的方法。

1.4.4.1 样品预处理。

玉米秸杆切成1 cm左右小段， 105 ℃鼓风烘干10 h，用高速粉碎机进行粉碎，将粉碎后的样品置于干燥器中干燥至恒重。

1.4.4.2 硝酸-乙醇混合液的配制。

量取400 mL无水乙醇于1 000 mL烧杯中，分10次缓缓加入100 mL浓硝酸，每次添加硝酸后用玻璃棒将硝酸-乙醇混合液搅匀，然后再续加。待全部硝酸加入乙醇后，充分混匀，现用现配。贮于棕色试剂瓶中备用。

1.4.5 纤维素含量测定。

取样品测定水分含量（ω）;G4玻璃砂芯斗于500 ℃灼烧至质量恒定;精确称取干燥样品 1.00～ 1.05 g（m 0），放入250 mL洁净干燥的锥形瓶中，加入 25 mL硝酸-乙醇混合液，装上回流冷凝管，沸水浴加热1 h，用G4玻璃花漏斗抽滤去除溶剂。重复上述操作3～5次，直至纤维变白。用10 mL硝酸-乙醇混合液洗涤残渣，再用热水洗涤至洗涤液用甲基橙试验不呈酸性反应为止，最后用无水乙醇洗涤2次，抽干滤液，将盛有残渣的玻璃砂芯漏斗移入烘箱，于105 ℃烘干至质量恒定称质量（m 1），然后置于坩埚中 500 ℃灼烧至质量恒定，称质量（m 2）。

纤维含量C=（m 1-m 2）/[m 0×（1-ω）]×100%

1.4.6 小麦生育特性及产量研究。参考葛昌斌等[15]的 方法。

1.5 数据处理

采用Microsoft Exce1 2010进行数据基本统计分析;DPS 15.1软件进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同处理对秸秆干物质的影响

从表1可以看出，处理③的玉米秸秆总质量和干物质总质量变化从处理后的10 d开始急剧下降到304.29和290.11 g，与其他3个处理比较达显著水平，处理后的第20、30、60和90天秸秆总质量和干物质总质量与其他3个处理比较均达到显著水;从对秸秆的腐熟速度看，处理③在第20天的秸秆总质量和干物质总量分别是157.09、147.6 g与同期的其他处理比较达显著水平;从第90天的降解率看，处理③的降解率为86.96%，与其他处理比较达显著水平，表明2号腐熟剂比其他腐熟剂的腐熟速度快，处理玉米秸秆腐熟效果最好。

2.2 不同处理对纤维素含量的影响

从表2可以看出，随着时间的延长，每个处理纤维素的含量逐渐减少，处理③的纤维素含量变化最明显，与其他处理比较均达到显著水平;从腐熟速度看，处理③在第10天的纤维素含量为26.9%，与其他处理比较均达到显著水平，表明2号腐熟剂的腐熟效果明显优于其他腐熟剂。

2.3 不同处理对干物质腐熟效果的影响

从表3可以看出，各处理的累积净腐熟量随着时间的推移逐渐增加，从第10天开始处理③净腐熟量为105.5 g，与其他处理差异

达显著水平;处理③累积净腐熟量增加较其他各处理明显，且在第20、 30、60、90天的腐熟量与其他处理差异均达显著水平，表明2号腐熟剂腐解进程较其他腐熟剂早、快。

2.4 不同处理对小麦产量及其构成因素和收获指数的影 响

由表4可知，各处理的株高、穗长、每穗总小穗数差异均未达显著水平，表明增施秸秆腐熟剂对这些性状影响不大;而各处理的单株成穗数、穗粒数、穗数、千粒重、经济产量、生物产量和收获指数差异达显著水平，表明秸秆还田配施秸秆腐熟剂可以显著改善这些性状;处理③单株成穗数、穗粒数、穗数、千粒重、经济产量、生物产量和收获指数影响最大，与其他处理差异达显著水平，表明2号腐熟剂的处理效果显著优于其他处理。

3 小结

试验结果显示，处理③与其他3个处理达显著水平，处理后的第20、30、60和90天秸秆总质量、干物质总质量、纤维素含量和降解率与其他3个处理均达到显著水平;这表明2号腐熟剂比其他腐熟剂的腐熟速度快，腐解进程较其他腐熟剂早，处理玉米秸秆腐熟效果最好。增施2号秸秆腐熟剂可以显著改善漯麦163的单株成穗数、穗粒数、穗数、千粒重、经济产量、生物产量和收获指数等性状。

腐熟剂处理90 d后，对照干物质自然降解24.83%，1号腐熟剂降解68.65%，2号腐熟剂降解86.96%，3号腐熟剂降解65.42%，去除自然降解的含量，1、2和3号腐熟剂降解干物质的比率分别为43.82%、62.13%、40.59%，2号腐熟剂处理效果最好。

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