小麦秸秆全量还田应用腐熟剂对秸秆快速腐解及水稻产量与土壤理化性状的影响

庄迎春 季林章 李山东 孙 楠

（泗阳县农业技术推广中心 江苏泗阳223700）

泗阳县地处苏北黄淮海平原，耕地面积105 万亩，土壤主要为黄潮土，成土母质主要为黄泛冲积物，沙土面积占68%，土壤有机质含量较低，秸秆还田成为本地区耕地质量提升的主要措施之一。泗阳县农作物常年播种面积165 万亩，其中小麦面积71.0 万亩、水稻54.0 万亩、稻麦轮作面积51.6 万亩，是典型的稻麦轮作粮食主产区，年产稻麦秸秆56.0 万t 左右，其中，小麦秸秆29.5 万t 左右。近年来，随着机械化水平的不断提高，小麦、水稻机械收割面积在99%以上，加上政府秸秆禁烧的常态化管理，泗阳县积极推广小麦、水稻秸秆机械化全量还田，全县小麦、水稻秸秆80%以上实行机械还田，2020 年小麦秸秆全量还田面积67.5 万亩。为了实现稻麦轮作地区夏季小麦秸秆还田后的快速腐解，增加土壤有机质积累、提高农作物产量，自2015 年以来，充分利用夏季雨水充足、高温条件，在小麦秸秆全量还田条件下应用秸秆腐熟剂技术，几年来，小麦秸秆全量还田应用腐熟剂面积达75 万亩次，2020 年化肥用量较2015 年降低了5.2%，土壤有机质含量逐年提高，耕地质量等级提升了0.8 个等级，农作物产量逐年提高。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验田设在众兴镇陶圩臧勇承包田 （稻麦轮作），田面较平整，肥力均匀，排灌方便，土质为沙土，试验前土壤有机质为17.6 g/kg、全氮1.12 g/kg、有效磷11.3 mg/kg、速效钾87 mg/kg、缓效钾519 mg/kg。

1.2 试验品种

参试水稻品种为宁粳4 号； 腐熟剂为有机废物发酵菌曲。

1.3 栽培管理

6 月20 日整地施肥，每亩施尿素12 kg、复合肥（NPK 比例为20∶10∶15）30 kg；水稻机插，移栽密度为30 cm×12 cm，基本苗为5.6 万/亩。苗高17.4 cm，叶龄3.5 叶。移栽时间为6 月22 日；苗期防治灰飞虱，移栽后7 d 进行一次化除，分蘖期防治2 次螟虫和纹枯病，拔节后防治1 次稻飞虱和稻瘟病；8 月5 日亩施尿素10 kg，8 月13 日亩施尿素5 kg。未发生卷叶螟，无倒伏。收获期为10 月28 日。

1.4 秸秆还田方式

机械全量还田。前茬小麦产量420 kg/亩。

1.5 腐熟剂用量

每亩3 kg，在整地前对细土5 kg 均匀撒施于小麦秸秆上。

1.6 试验设计

试验设3 个处理，重复3 次，随机排列，每个小区30 m2，小区间做埂30 cm。3 个处理设置如下，对照：常规施肥，无秸秆还田；处理1：秸秆全量还田，施肥及管理同对照；处理2：秸秆全量还田+“有机废物发酵菌曲”，施肥及管理同对照。

2 结果与分析

2.1 腐熟剂对秸秆快速腐解的影响

应用腐熟剂的秸秆5 d 后变软，颜色变微黄，10 d后秸秆变软、褐黄、出现霉味，15 d 后开始腐烂，未用腐熟剂的秸秆，20 d 后颜色变褐黄并出现霉味，秸秆变软，25 d 后开始腐烂。说明使用秸秆腐熟剂，可以使秸秆提前10～15 d 腐烂（表1）。

表1 应用腐熟剂不同天数后秸秆腐烂程度

2.2 不同处理水稻茎蘖动态变化情况

水稻栽后14 d，茎蘖数处理2 均略低于对照和处理1，说明秸秆还田使用腐熟剂处理前期微生物活动强，有夺氮现象，35 d 后，施用腐熟剂的处理总茎蘖数略高于对照，未用腐熟剂的仍低于对照。抽穗期，处理1、处理2 茎蘖数分别比对照增加1.2 个、1.7 个（表2）。

2.3 不同处理对水稻产量的影响

产量结果表明，处理1、处理2 当季水稻产量均比对照增加，处理1 比对照每亩增产27 kg，增产4.8%，处理2 产量较对照增加38 kg，增加6.7%（表3～表6）。

2.4 土壤养分变化情况

从试验前后的养分变化情况来看，处理1 和处理2 土壤有机质、有效磷、速效钾、缓效钾、CEC 值都有增加，容重降低，处理1、处理2 有机质比对照分别增加0.30 g/kg、0.40 g/kg，全氮比对照分别增加0.01 g/kg、0.02 g/kg，有效磷分别增加0.10 mg/kg、0.20 mg/kg，全磷均增加0.02 g/kg，速效钾比对照分别增加2.00 mg/kg、3.00 mg/kg，全钾分别增加0.40 g/kg、0.60 g/kg，缓效钾比对照分别增加3.00 mg/kg、5.00 mg/kg。CEC 值比对照分别增加0.20、0.40，容重比对照分别降低0.02 g/cm3、0.03 g/cm3（表7）。

表2 不同处理水稻茎蘖动态

表3 产量结构分析（取重复平均值）

表4 产量分析

表5 产量结果方差分析

表6 产量结果分析——多重比较（LSR 法）

3 结论

（1） 秸秆全量还田应用腐熟剂的秸秆，5 d 后秸秆变软，10 d 后颜色变褐黄，并出现霉味，15 d 后开始腐烂；秸秆全量还田未用腐熟剂的秸秆，20 d 后颜色变褐黄并出现霉味，秸秆变软，25 d 后开始腐烂。说明使用秸秆腐熟剂，可以使秸秆提前10～15 d腐烂。

（2）秸秆全量还田前期微生物活动旺盛，有夺氮现象，前期应注意补充速效氮肥，后期水稻生长较好可适量减少追肥量。

（3）秸秆全量还田、秸秆还田应用腐熟剂，当季水稻产量均比对照增加，未用腐熟剂的比对照每亩增产27 kg，增产4.8%，应用有机废物发酵菌曲处理的产量较对照增加38 kg，增加6.7%。产量差异达到显著水平。

（4）秸秆全量还田与应用腐熟剂的土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、缓效钾、CEC 值都有增加，秸秆全量还田、秸秆全量还田+“有机废物发酵菌曲” 有机质比对照分别增加0.30 g/kg、0.40 g/kg，全氮比对照分别增加0.01 g/kg、0.02 g/kg，有效磷分别增加0.10 mg/kg、0.20 mg/kg，速效钾比对照分别增加2.00 mg/kg、3.00 mg/kg，缓效钾比对照分别增加3.00 mg/kg、5.00 mg/kg。CEC 值比对照分别增加0.20 cmol/kg、0.30 cmol/kg，容重比对照分别降低0.02 g/cm3、0.03 g/cm3。

表7 小麦秸秆还田应用腐熟剂对土壤理化性状的影响