秸秆腐熟剂对玉米产量及经济效益的影响

王红霞

摘要：【目的】研究不同秸秆腐熟剂对玉米产量及经济效益的影响，筛选最佳的秸秆腐熟剂。【方法】试验共设置4个处理。分别为处理A：常规施肥+秸秆还田+大华酵素菌速腐剂；处理B：常规施肥+秸秆还田+宁粮牌秸秆速腐剂；处理C：常规施肥+秸秆还田+九业牌秸秆腐熟剂；处理CK：常规施肥+秸秆还田（不施入秸秆腐熟剂）。分别研究了不同处理对土壤物理性状、酶活性的影响及对玉米生育期、叶面积指数、产量性状及品质的影响。【结果】施入秸秆腐熟剂可改善土壤物理性状、提升土壤酶活力，缩短玉米生育期、提升玉米叶面积指数、产量、改善玉米籽粒品质，其中九业牌秸秆腐熟剂效果最佳。【结论】综合考虑各个性状，在玉米种植中可选择施入九业牌秸秆腐熟剂，以有效提升玉米的综合生产能力。

关键词：秸秆腐熟剂；玉米；产量；经济效益；影响

自20世纪80年代开始，秸秆利用方式已逐渐由堆肥沤肥转变为秸秆直接还田。秸秆还田不仅可提升土壤内有机质含量，还可促进土壤微粒团聚，改善土壤物理性状，提升通气及水分渗透性、保水能力，优化土壤结构，在此基础之上提高作物产量，减少因化肥的大量施入而引发的农业污染问题。秸秆还田已成为当前乃至今后秸秆资源利用的一个重要渠道[1]。但是，在秸秆内含有大量的纤维素、半纤维素及木质素，这些组分较难分解，腐熟速度较慢，同时秸秆进入土壤内后，还容易因有机酸积累、对耕作及农艺操作不利等问题，导致大面积推广及应用受到了一定程度的限制[2]。

秸秆腐熟剂是一种可促进秸秆等有机物质分解的生物活体制剂，可促进秸秆分解，提升秸秆内养分的释放及利用，对因秸秆分解慢而引发的土壤孔隙度低、透气性差等问题可有效解决，进而起到一定的增产作用，同时其成本低、操作简便，深受人们喜爱[3]。本试验以玉米作为研究对象，研究不同秸秆腐熟剂对土壤理化性状、玉米产量及品质的影响，希望能够为改善玉米生长土壤环境提供理论依据，明确各类秸秆腐熟剂的应用效果，为玉米高产奠定基础。

1 材料及方法

1.1  试验地概况

试验于2020年在某试验基地内进行。试验地0-20cm土层基本理化性状为：有机质含量12.84g/kg、全氮含量为0.62g/kg、全磷含量为0.28g/kg、碱解氮含量为73.95mg/kg、速效磷含量为40.61mg/kg。

1.2 试验材料

试验用玉米品种为郑单958。试验用秸秆腐熟剂如下。

（1）大华酵素菌速腐剂（淮安大华生物科技有限公司提供），其菌种类型包括枯草芽孢杆菌、戊糖片球菌、米根霉、乳酸菌群，技术参数为：蛋白酶活性≥15U/g、纤维素酶活性≥30U/g、有效活菌数≥5×107cfu/g。

（2）宁粮牌秸秆速腐剂（南京宁粮生物工程有限公司提供），其菌种类型包括地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌，技术参数为：蛋白酶活性≥15U/g、纤维素酶活性≥30U/g、有效活菌数≥5×107cfu/g。

（3）九业牌秸秆腐熟剂（湖南泰谷生物科技股份有限公司提供），其菌种类型为枯草芽孢杆菌、哈茨木霉、米曲霉。技术参数为：蛋白酶活性为15.85 U/g、纤维素酶活性为32.5 U/g、有效活菌数为5.5×107cfu/g。

1.3  试验设计

试验共设置4个处理。分别为处理A：常规施肥+秸秆还田+大华酵素菌速腐剂；处理B：常规施肥+秸秆还田+宁粮牌秸秆速腐剂；处理C：常规施肥+秸秆还田+九业牌秸秆腐熟剂；处理CK：常规施肥+秸秆还田（不施入秸秆腐熟剂）。各个处理分别重复3次，采取随机区组排列方式，共12个试验小区，各小区面积均为36㎡（长15m，宽2.4m，含沟宽0.3m）。

1.4  田间管理

种植地块前茬作物为油菜，对其秸秆全量还田（6000kg/hm2），具体措施为将50kg/hm2秸秆腐熟剂与适量潮湿细砂土混合均匀后施撒于秸秆表面，结合深耕还田。采取当地常规施肥方式，即基肥施入750kg/hm2的复合肥、99kg/hm2的尿素，在玉米大喇叭口期追施66kg/hm2尿素。各个试验小区均播种4行，行距为50cm、株距25cm，玉米种植密度为67 500株/hm2。其他田间管理严格按照当地大田常规管理方式进行。

1.5 测量项目及方法

从出苗开始，分别对玉米6叶展期、12叶展期、吐丝期、吐丝后20日及完熟期具体日期详细记录。

在各个生育时期内，分别于每小区内选择10株具有代表性的植株，利用长宽系数法对玉米叶面积进行测定，并计算叶面积指数。

在收获测产前，选取2行玉米测量实收穗数、鲜质量、籽粒含水量、穗行数、穗粒数、百粒质量。结合籽粒产水量计算玉米實际产量[4]。

将玉米籽粒于105℃下杀青30min后，于70℃条件下烘干至恒重。采用考马斯亮蓝G-250法测量玉米籽粒蛋白质含量；采用苯酚法测量玉米籽粒可溶性糖含量；擦用茚三酮比色法测量玉米籽粒游离氨基酸含量。

采用曲管地温剂对不同生育期各个处理0-10cm土壤温度进行测定[5]。采用土壤烘干法对各个处理土壤水分含量进行测定[5]。采用环刀法测量土壤容重[6]。采用3，5-二硝基水杨酸比色法测量土壤蔗糖酶活性[7]。采用苯酚钠比色法测量土壤脲酶活性[8]。采用比色法测定土壤碱性磷酸酶活性的影响[9]。

采用Excel 2010及SPSS 20.0对数据进行处理及显著性分析。

2 结果与分析

2.1 秸秆腐熟剂对各生育期土壤物理性状的影响

2.1.1 秸秆腐熟剂对土壤温度的影响

从表1中可以看出，秸秆腐熟剂的施入可有效提升土壤温度。在育苗苗期，土壤温度由CK处理的18.9℃增长至处理B的21.9℃，增幅达到了15.87%；在玉米拔节期及灌浆期，各处理土壤温度差异不显著；在玉米成熟期，土壤温度由高到低依次为处理C（24.3℃）、处理B（24.0℃）、处理A（23.2℃）、处理CK（20.6℃）。由此可以看出，秸秆腐熟剂可提升苗期及成熟期土壤温度，其中九业牌秸秆腐熟剂对温度的提高作用最为明显。

2.1.2 秸秆腐熟剂对0-10cm土层土壤含水量的影响

从表1中可以看出，在玉米苗期、拔节期、灌浆期处理A、处理B、处理C土壤含水量均高于处理CK，但是成熟期各处理间差异不明显。

2.1.3 秸秆腐熟剂对0-10cm土层土壤容重的影响

土壤容重可直接反应土壤结构的板结状况即土壤的疏松程度，会对土壤肥力状况以及作物根系的生长发育造成直接影响。若容重较高土壤结实板结，若容重较低土壤疏松多孔。从表1可以看出，在拔节期，土壤容重以处理B为最高，其余依次为处理A、处理C、处理CK；而在灌浆期及成熟期，处理A、处理B、处理C土壤容重均低于处理CK，三者间差异不显著。由此可以看出，秸秆腐熟剂的施入可降低土壤容重，三种秸秆腐熟剂的效果基本相一致。

2.2 秸秆腐熟剂对土壤酶活性的影响

2.2.1 秸秆腐熟剂对土壤蔗糖酶活性的影响

从表2中可以看出，秸秆腐熟剂的应用可有效提升各个土层土壤蔗糖酶活性。其中处理B及处理C土壤蔗糖酶活性较高。

2.2.2 秸秆腐熟剂对土壤脲酶活性的影响

处理A、处理B、处理C各个土层土壤脲酶含量均明显高于处理CK，表明秸秆腐熟剂的施入可有效提升土壤内脲酶含量。

2.2.3 秸秆腐熟剂对土壤碱性磷酸酶含量的影响

处理A、处理B、处理C各个土层土壤碱性磷酸酶含量均明显高于处理CK，表明秸秆腐熟剂的施入可有效提升土壤内脲酶含量。

2.3 秸秆腐熟剂对玉米生长发育进程的影响

秸秆腐熟剂对玉米生长发育进程的影响见表3。从表3中可以看出，各个处理玉米生育期处于104-107日间。秸秆腐熟剂的应用可有效缩短玉米生育期，其中以处理B及处理C生育期最短，比处理CK缩短了3日，处理A比CK处理缩短了2日。由此可以看出，秸秆腐熟剂的应用，可加快玉米生长发育进程，以宁粮牌秸秆速腐剂、九业牌秸秆腐熟剂效果更佳。

2.4 秸秆腐熟剂对不同生育期玉米叶面积指数及干物质量的影响

秸秆腐熟剂对不同生育期玉米叶面积指数及干物质量的影响见表4。在玉米6叶期，各个处理叶面积指数差异不显著；在6叶片期以后，处理A、处理B、处理C 玉米叶面积指数均明显高于处理CK。结果表明，秸秆腐熟剂的施入有利于提升玉米叶片的叶面积指数，其中宁粮牌秸秆速腐剂、九业牌秸秆腐熟剂的效果较高。

从表4可以看出，随着玉米生长发育进程的增加，玉米干物质量持续增加，在玉米晚熟期达到了最大值。在玉米各个生育期，处理A、处理B、处理C干物质量均大于CK处理，其中以处理B玉米干物质量为最大。可以看出，秸秆腐熟剂的施入对玉米干物质量积累具备一定的促进作用，其中以宁粮牌秸秆速腐剂的促进作用最为显著，在完熟期玉米干物质量达到了15 874.63kg/hm2，其余依次为九业牌秸秆腐熟剂、大华酵素菌速腐剂。

2.5 秸秆腐熟剂对玉米产量及产量构成因素的影响

秸秆腐熟剂对玉米产量及产量构成因素的影响见表5。从表5中可以看出，各处理玉米穗行数在13.31-14.38行之间，不存在显著差异；各处理玉米穗位数差异显著，以处理C（471.08）为最高，处理B及处理C次之，二者差异不显著，处理A为最低；各处理玉米百粒质量不存在显著差异，在23.76-24.24g之间；各处理玉米实际产量差异显著，处理A、处理B、处理C实际产量均高于处理CK，其中处理C实际产量比处理CK提高了4.50%，处理B比处理CK提高了1.50%，处理A比对照提高了0.96%。由此可以看出，秸秆腐熟剂的施入有利于玉米产量的提升，其中九业牌秸秆腐熟剂时玉米产量最高，达到了6536.21kg/hm2。

2.6 秸秆腐熟剂对玉米籽粒品质的影响

秸秆腐熟剂对玉米籽粒品质的影响见表6。从表6中可以看出，不同处理玉米籽粒蛋白质含量存在显著差异，处理C蛋白质含量为最高，与处理A、处理B差异不显著，明显高于处理CK，处理A、处理B、处理CK三者间差异不显著；不同处理玉米可溶性糖含量存在显著差异，处理A、处理B、处理C三者差异不显著，可溶性糖含量在21.98%-22.61%，但是明显高于处理CK；不同处理玉米籽粒游离氨基酸含量存在显著差异，其中处理A、处理B、处理C玉米籽粒游离氨基酸含量均明显高于处理CK，处理C及处理B玉米籽粒游离氨基酸含量为最高，二者差异不显著，分别比处理CK高出了9.87mg/kg、8.89mg/kg。由此可以看出，秸秆腐熟剂的施入可提升玉米籽粒蛋白质及游离氨基酸的含量，其中施入宁粮牌秸秆速腐剂、九业牌秸秆腐熟剂时效果为最好。

3 分析与讨论

土壤温度过高或者过低都会影响作物的生长。而适当的提升土壤温度对于作物的生长具备一定的促进作用，可保证作物正常的生长发育。本研究结果表明，秸秆腐熟剂可提升苗期及成熟期土壤温度，这与李宝昕[10]等的研究结果相一致。

酶在土地内广泛存在，是表征土壤生物活性的一个重要指标。在秸秆还田后，土壤状况逐渐好转，这对于作物的生长发育具备一定的促进作用。研究结果表明，秸秆腐熟剂的施入可有效提升土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性，这可能是由于秸秆腐熟剂内含有大量的放线菌及生物酶，可强烈分解纤维素、半纤维素、木质素，提升土壤酶活性。

在本研究当中，秸秆腐熟剂的施入可加快玉米生长发育进程，将玉米生育期缩短2-3天，这与曹亚娟等[11]的研究結果基本一致。这可能是由于秸秆腐熟剂的施入加快了玉米对营养匀速的吸收，从而缩短了生育期。

叶面积指数可用于反应玉米群体的光合能力，适宜的叶面积指数可促进光合作用的进行，利于有机物的合成、积累以及产量的形成。本研究表明，秸秆腐熟剂的施入有利于提升玉米叶片的叶面积指数及干物质积累，这与于宗波[12]的研究结果基本一致。

蛋白质、可溶性糖、游离氨基酸含量均是玉米籽粒营养品质的重要表征指标。研究表明，秸秆腐熟剂的施入可提升玉米籽粒蛋白质及游离氨基酸的含量，这可能是由于在田间施入秸秆腐熟剂，可将作物秸秆分解为小的有机质成分或者无机质成分，以提升土壤内有机质含量，与此同时可释放出大量作物生长所必须的氮元素、磷元素、钾元素等，以及钙元素、镁元素、锰元素、钼元素等中微量元素，这有利于提升作物的抗逆性，促进作物生长，提升作物产量，改善作物品质[13]。

4 结语

（1）秸秆腐熟剂可提升苗期及成熟期土壤温度，其中九业牌秸秆腐熟剂对温度的提高作用最为明显。秸秆腐熟剂的施入可降低土壤容重，三种秸秆腐熟剂的作用基本相一致。秸秆腐熟剂可有效提高土壤蔗糖酶活性、脲酶活性以及碱性磷酸酶活性，其中宁粮牌秸秆速腐剂、九业牌秸秆腐熟剂的效果为最好。

（2）秸秆腐熟剂的应用，可加快玉米生长发育进程，以宁粮牌秸秆速腐剂、九业牌秸秆腐熟剂效果更佳。

（3）秸秆腐熟剂的施入有利于提升玉米叶片的叶面积指数，其中宁粮牌秸秆速腐剂、九业牌秸秆腐熟剂的效果较高。秸秆腐熟剂的施入对玉米干物质量积累具备一定的促进作用，其中以宁粮牌秸秆速腐剂的促进作用最为显著，在完熟期玉米干物质量达到了15 874.63kg/hm2，其余依次为九业牌秸秆腐熟剂、大华酵素菌速腐剂。

（4）秸秆腐熟剂的施入有利于玉米产量的提升，其中九业牌秸秆腐熟剂时玉米产量为最高，达到了6536.21kg/hm2；秸秆腐熟剂的施入可提升玉米籽粒蛋白质及游离氨基酸的含量，其中施入宁粮牌秸秆速腐剂、九业牌秸秆腐熟剂时效果为最好。

综上所述，综合考虑各个性状，在当地玉米种植中可选择施入九业牌秸秆腐熟剂，以有效提升玉米的综合生产能力。

参考文献

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