“秸秆还田+微生物菌剂”对土壤理化性质的影响

摘 要 为探究秸秆还田配合微生物菌剂的应用对陕西省咸阳市杨陵区土壤理化性质的影响，设计空白对照（不进行秸秆还田处理，也不添加微生物菌剂，CK）、秸秆还田处理（处理S）、秸秆还田+低量微生物菌剂处理（处理SL）、秸秆还田+高量微生物菌剂处理（处理SH）4个处理开展相关试验。结果显示，处理S土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量相较于对照分别提高15.79%、14.28%、19.35%和13.39%；处理SL土壤各理化指标的提升幅度更为明显，土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量相较于对照分别提高27.63%、27.55%、33.06%和28.60%；处理SH土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量相较于对照分别提高38.81%、39.80%、46.77%和43.62%，为各处理中的最高值。同时，处理SH土壤pH值相较于对照下降0.4个单位。试验结果表明，秸秆还田配合微生物菌剂的应用能显著改善土壤环境，提高土壤肥力，且随着微生物菌剂施用量的增加，改善效果更为显著。

关键词 秸秆还田；微生物菌剂；土壤理化性质

中图分类号：S156 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.14.002

近年来，随着农业可持续发展理念的深入人心，秸秆还田作为一种有效的农业废弃物利用方式，受到了广泛关注。同时，微生物菌剂在土壤改良和肥力提升方面的作用逐渐显现。前人在该领域已有一定的研究基础。例如，钱海燕等通过试验发现，秸秆还田配施N、P、K及微生物菌剂后，土壤过氧化氢酶、转化酶和尿酶活性显著提高，细菌和真菌数量也大幅增加，而放线菌数量有所减少[1]。这表明生物菌剂与秸秆还田联合应用能够增强土壤酶活性，促进微生物群落物种个体数的增加，使土壤微生物分布更为均匀。史文欣通过试验发现，秸秆还田配施微生物菌剂能显著提高小麦的产量，特别是在适宜的施氮量下，小麦的氮肥农学效率和氮肥吸收效率均得到显著提升[2]。这些研究为此次试验的设计和实施提供了重要的参考和借鉴。但关于秸秆还田与微生物菌剂配合施用对土壤理化性质影响的研究仍不够充分。因此，笔者旨在通过开展田间试验，探讨“秸秆还田+微生物菌剂”对土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量及pH值的影响，以期为农业生产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验选址于陕西省咸阳市杨陵区（108.08°E、34.27°N），位于黄土高原南缘的渭河平原。该区域受温带半湿润季风气候的影响，四季分明，年均气温在12～14 ℃，年降水量为600～700 mm，且降水主要集中在夏季，年均积温一般在4 000～4 500 ℃，有利于开展农业生产活动。杨陵区地势平坦，土壤肥沃，是陕西省乃至全国的重要农业生产基地，其土壤类型和气候条件在研究我国北方地区的农业生产方面具有十分重要的代表性。该地轮作制度主要根据气候条件、土壤类型和农作物生长特性来确定，一般实行一年两熟或两年三熟的轮作模式，如小麦-玉米、小麦-大豆、小麦-棉花等，以保持土壤肥力，减少病虫害发生，并提高农作物产量和品质。

试验地土壤类型为黄绵土。黄绵土是一种在温带季风气候条件下形成的土壤类型，其主要特点是土层深厚，土壤质地适中，有利于水分和空气在土壤中运移，从而保证植物根系正常呼吸和对水分、养分的吸收。此外，黄绵土的排水性能良好，不易形成渍水，对避免因水分过多而引发病害具有重要意义。

1.2 试验材料

试验所用秸秆为当地小麦收获后的残余物。在小麦收割后，收集残余秸秆，进行晒干处理，确保干燥程度一致。随后，将晒干的秸秆进行切碎处理，长度为5～10 cm，以适合作为土壤添加剂使用[3]。

微生物菌剂选用山东君德生物科技有限公司生产的菌德丰复合微生物菌肥[微生物肥（2014）准字（1326）号]。该菌肥主要成分为固氮菌（2.0×109 CFU·g-1），

解磷菌（1.0×109 CFU·g-1）和解钾菌（1.0×109 CFU·g-1）。

1.3 试验设计

试验共设计4个处理，每个处理3个重复，每个试验小区的面积均为50 m2（5 m×10 m），共12个小区。确保各处理在土壤类型、肥力水平等方面具有一致性，以提高试验的可比性和准确性。同时，为避免边缘效应对试验结果造成的影响，各小区间设置一定的隔离带或保护行。

具体试验设计如下。1）对照（CK）。不进行秸秆还田处理，也不添加微生物菌剂，保持原有土壤状态，作为试验的基准组。通过与其他处理组的比较，评估秸秆还田和微生物菌剂对土壤微生物群落的净效应。2）仅秸秆还田处理（处理S）。将经过晒干、切碎处理的小麦秸秆按照一定量均匀撒布在试验小区内，具体还田量为每公顷8 t，并进行翻耕操作，使秸秆与土壤充分混合。3）秸秆还田+低量微生物菌剂处理（处理SL）。在秸秆还田的基础上，每公顷施用复合微生物肥料56 kg，将肥料均匀撒布在试验小区内，并进行翻耕操作，使微生物菌剂与土壤和秸秆充分接触。4）秸秆还田+高量微生物菌剂处理（处理SH）。与处理SL类似，但在施用微生物菌剂时采用高量施用标准，具体为每公顷施用复合微生物肥料72 kg。

1.4 样品采集与测定

1.4.1 土壤采样

在试验开始前，每个小区按照五点取样法采集土壤样品，混合均匀后作为一个代表性样品。样品采集深度为0～20 cm耕层土壤，去除石块、根系等杂质，装入自封袋中标记保存。

1.4.2 测定指标与方法

在试验结束后，再次采集各处理土壤样品进行测定。主要测定指标有土壤有机质含量、全氮含量、有效磷含量、速效钾含量及pH值等。具体测定方法参照《土壤农化分析》等相关书籍和规范进行[4]。

1.5 数据分析方法

试验数据采用Excel和SPSS等软件进行整理和分析。对数据进行描述性统计分析，了解各处理土壤性质的总体分布特征，然后进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

由表1可知，与对照（CK）相比，各处理土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量均有所提高，而pH值有所下降。其中，处理S土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量分别比对照提高15.79%、14.28%、19.35%和13.39%。在秸秆还田的基础上添加微生物菌剂后，土壤各养分指标进一步提高，且随着微生物菌剂用量的增加，提升效果更为显著。具体来说，处理SL土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量分别比对照提高27.63%、27.55%、33.06%和28.60%，处理SH土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量分别比对照提高38.81%、39.80%、46.77%和43.62%。这表明施用微生物菌剂能够有效促进秸秆分解和养分释放，从而提高土壤的肥力水平。此外，各处理土壤pH值均有所下降，但仍在适宜作物生长的范围内。这可能是由于微生物菌剂中的有机酸等物质对土壤酸碱度的调节作用所致[5-6]。

为了更清晰地了解“秸秆还田+微生物菌剂”对土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量和pH值的具体影响，分别对其进行方差分析，结果如表2至表6

所示。方差分析结果显示了不同处理间土壤理化性质的显著差异性，进一步证实了秸秆还田和微生物菌剂对土壤理化性质的显著影响。通过计算F值和比较p值，可以明确地看出，随着微生物菌剂用量的增加，土壤有机质、全氮、有效3f5+h6eGrYGZTB0kwuWDXA==磷、速效钾含量显著提高，而土壤pH值显著下降。该结果为农业生产中合理利用秸秆还田和微生物菌剂提供了科学依据。

3 结论与讨论

通过田间试验发现，秸秆还田配合微生物菌剂的应用能够显著改善土壤环境，提高土壤肥力。具体来说，在仅秸秆还田处理中，土壤各养分指标均有所提高。这可能是由于秸秆的分解作用释放了养分，同时秸秆的残留增加了土壤的有机质含量[7-8]。在秸秆还田的基础上添加微生物菌剂后，土壤各养分指标进一步提高，且随着微生物菌剂用量的增加，提高效果更为显著。这表明微生物菌剂能够有效促进秸秆分解和养分释放，从而提高土壤的肥力水平。此外，微生物菌剂中的有机酸等物质可能对土壤酸碱度起到了调节作用，使得土壤pH值下降，但仍保持在适宜作物生长的范围内[9]。综上所述，秸秆还田和微生物菌剂的添加能够极显著提高土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量，降低土壤pH值。这与前人研究结果一致，说明秸秆还田和微生物菌剂的应用对改善土壤环境、提高土壤肥力具有积极作用[10]。因此，在实际农业生产中，应推广秸秆还田配合微生物菌剂的应用技术，以改善土壤环境、提高土壤肥力，促进农业可持续发展。同时，需要进一步研究不同土壤类型、气候条件及作物种类下秸秆还田和微生物菌剂的最佳施用技术和效果评估方法。

参考文献：

[1] 钱海燕，杨滨娟，黄国勤，等.秸秆还田配施化肥及微生物菌剂对水田土壤酶活性和微生物数量的影响[J].生态环境学报，2012，21（3）：440-445.

[2] 史文欣.玉米秸秆还田配施微生物菌剂对小麦产量及土壤碳氮组分的影响[D].泰安：山东农业大学，2022.

[3] 谢小翠.几种微生物肥料对梨树产量及品质的影响[J].农业技术与装备，2023（12）：29-31.

[4] 谢冲聪，沈杰，谢琦超.功能微生物菌剂对水稻土壤及品质的影响研究[J].种子科技，2023，41（23）：

10-12.

[5] 张性庚.微生物菌剂在小麦生产中的应用效果分析[J].河南农业，2024（1）：54.

[6] 李辉.微生物菌肥与土壤调理剂配合施用对设施次生盐渍化土壤的改良作用[J].北方园艺，2024（1）：85-92.

[7] 韩文明，章法源.微生物菌剂在农业生产中的应用研究[J].农业科技通讯，2023（11）：154-157.

[8] 韩林，何朋，张志明，等.增温和秸秆还田对黑土农田土壤氮素有效性和N2O通量的影响[J].土壤与作物，2024，13（2）：154-164.

[9] 董福庆.小麦栽培中玉米秸秆还田技术的应用[J].现代农业科技，2024（11）：209-211.

[10] 杨冰，孟祥海，王佰成，等.不同耕作及秸秆还田方式对土壤养分及微生物生物量碳氮的影响[J].黑龙江农业科学，2024（7）：24-29.

（责任编辑：张春雨）