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摘 要:本文通过田间试验研究了腐秆剂在稻秆还田中的应用效果。试验结果表明:在稻秆还田中施用腐秆剂可以加快稻秆腐熟,并提升土壤有机质含量,对促进稻秆资源化、减轻因焚烧稻秆造成的大气环境污染和改善耕地质量,均具有重要意义。
关键词:腐秆剂;水稻秸秆;还田;土壤有机质;提升
农作物收获之后会留下大量秸秆。传统上秸秆处理以焚烧为主,不仅污染大气环境,同时也是资源的巨大浪费。农作物生长期间一半的生物量储存于秸秆中,秸秆可是一种宝贵的生物资源,焚烧秸秆不仅导致大量的生物资源流失,而且产生的烟气中含有许多细颗粒物,成为PM2.5、PM10的重要来源,释放出的二氧化碳还会加重温室效应。近年来,加强秸秆利用的呼声日渐高涨,但用于还田的秸秆仅及秸秆总量的1/10~1/7。这是因为秸秆在自然条件下腐解非常缓慢,直接还田不但其中的生物资源难以快速应用,而且一定程度上還会影响后续农作物的生长。为此,人们开发应用了腐秆剂——一种含有大量微生物群落且能产生微生物酶加速秸秆腐烂分解的物质。罗定市土肥站于2016年在分界镇、罗镜镇、太平镇、罗平镇、围底镇、金鸡镇、素龙镇、连州镇、黎少镇、附城镇和榃滨镇等11个镇推广腐秆剂稻秆还田技术,实施面积达83333亩,耕地质量明显提升,因此本文结合腐秆剂稻秆还田应用试验,对其提升土壤有机质的效果进行了研究,现将结果报告如下。
一、材料与方法
1.试验田概况
试验田安排在罗定市某镇某村某田段,土壤类型为潴育性水稻土,试验土壤基本理化性状如表1所示。
2.试验材料
试验水稻:恒丰优368。试验腐秆剂为市场上三个不同的品牌(本试验代号为FG1、FG2和FG3)。
3.试验设计
4.试验实施方法
每个处理重复3次,各个处理小区随机排列。为了防止处理小区之间串灌,小区间的田埂采用薄膜包裹隔离。早稻收割后,稻秆先临时放置于田埂或路边,待耙田修筑小区后,称重稻秆后施入处理区(CW1小区除外),并人工踩到泥里。同时将腐秆剂均匀施入FG1~FG3小区。所有小区均沤水10d后拌田,然后撒施基肥,再插秧。各处理小区的田间管理与大田一致,并按水稻栽培技术规程进行管理。
5.样品采集与分析方法
稻秆还田后分别于第5d、第10d、第20d、第30d,观察稻秆腐烂的颜色、气味、手感特征。并将颜色分为1(黄)、2(微黄)、3(褐黄)、4(黑黄)级别;气味分为1(霉味)、2(氨味)、3(酒味)、4(腐烂味)级别;手感分为1(硬)、2(微软)、3(软)、4(腐烂)级别。然后分别在水稻生长分蘖期、灌浆期、成熟期采集土样,方法是在每个处理小区随机选择5点,采用土钻采集20cm以内的土壤样品,5个样品混合后风干、过筛,测定土壤有机质含量。土壤有机质的测定采用重铬酸钾氧化容量法。
6.数据分析方法
采用Excel 2003录入数据,SPSS 17.0统计分析,Origin7.5绘图。
二、结果与分析
1.不同处理对稻秆腐熟程度的试验结果
根据稻秆还田腐烂程度的观察,应用腐秆剂比没有腐秆剂明显腐烂速度快,可加快10d左右腐熟,但三种腐秆剂之间没有可觉察的差别,见表3。“综合”为颜色、气味、手感对应数据加和。通过SPSS可判定“综合”项中,CJ1与FG1、FG2、FG3中的任意一个两两比较, <0.05,表明差别有显著性。
2.不同处理对土壤有机质影响程度的试验结果
见表4与图1。根据SPSS单因素ANOVA比较,组间变异 <0.05,表明不同处理对土壤有机质含量有显著影响。两两比较,FG2或FG3与CW1之间, <0.05,表明差异显著。稻秆还田比不还田土壤有机质含量高,应用腐秆剂比没有腐秆剂土壤有机质含量高,三种腐秆剂对土壤有机质影响有一定差异,但 >0.05,表明差异不显著。FG1在生长前期对土壤有机质含量的贡献不大明显,但在灌浆期以后明显加快,在成熟期几乎赶上与FG2、FG3对土壤有机质含量的贡献;FG2在灌浆期对土壤有机质含量贡献最大,但在成熟期被FG3超越;FG3在整个生长期对土壤有机质含量都有较明显的贡献,并在成熟期超过其他腐秆剂。从对土壤有机质含量贡献角度来看,比较理想的腐秆剂是FG2与FG3。
三、结论与讨论
1.腐秆剂在加快稻秆腐熟方面的作用显著
在稻秆还田中施用腐秆剂可以加快稻秆的腐熟,通过感官判断,采用腐秆剂与不采用腐秆剂稻秆腐熟速度有明显差别,采用腐秆剂可以比不采用腐秆剂加快10d左右腐熟。这是因为腐秆剂内含有大量的多种微生物群体,包括大量的纤维素降解菌与木质素降解菌,这些菌类在生长繁殖期间能够分泌大量的纤维素酶、半纤维素酶、酚氧化酶,从而提高了稻秆中纤维素、半纤维素的降解速率,加速稻秆的腐化。腐秆剂加快稻秆腐熟的作用很重要,因为稻秆的腐熟程度决定了稻秆中可以利用的养分含量。如果稻秆腐解不完全,就会在土壤中残留一定数量的稻秆,残留稻秆会与水稻作物竞争土壤中的养分,从而影响作物的生长。但是试验选用的3种腐秆剂在加快稻秆腐熟方面的感官效果并没有明显差别,这只是说明不同腐秆剂有类似的效果,但仅凭主观感受进行判断相对粗糙一些,如果有更科学的测试方法应该能够分辨出它们之间的差别。
2.不同处理方式对提升土壤有机质方面的影响
土壤有机质是土壤养分的贮藏库,同时也是土壤结构的重要组成部分,对于改善土壤质量、提高土壤肥力、维持稻田生态稳定具有重要意义。从分蘖期到成熟期,不同处理方式对提升土壤有机质均有效果,比较而言稻秆还田比不还田有机质提升更明显,施用腐秆剂的稻秆还田比不施用腐秆剂的稻秆还田有机质提升更显著。这是因为稻秆还田为微生物生长提供了良好的物质基础,而微生物对土壤有机质的形成发挥着关键的作用。而施用腐秆剂后,细菌、真菌、放线菌的生物量会明显增加,这是腐秆剂提升土壤有机质的重要原因。不同腐秆剂在提升土壤有机质方面还是有明显差别,这与仅凭感官判断有显著的不同,表明采用客观评价方法具有优势,当然这并不是说主观判断就不重要,因为主观判断也有操作简单、快捷的特点,主客观结合更有利于事物的分析和判断。
参考文献:
[1] 陈浩,李小刚,周游,等. 农作物秸秆还田资源化利用研究进展[J]. 湖南农业科学,2015(6):138-141.
[2] 杨帆,罗琳,魏建宏,等. 腐秆剂快速分解水稻秸秆的机理及效果研究[J]. 湖南农业科学,2012(3):26-29.
[3] 丘志海. 腐秆剂在水稻秸秆还田中应用试验初探[J]. 农业科技通讯,2016(11):137-139.
关键词:腐秆剂;水稻秸秆;还田;土壤有机质;提升
农作物收获之后会留下大量秸秆。传统上秸秆处理以焚烧为主,不仅污染大气环境,同时也是资源的巨大浪费。农作物生长期间一半的生物量储存于秸秆中,秸秆可是一种宝贵的生物资源,焚烧秸秆不仅导致大量的生物资源流失,而且产生的烟气中含有许多细颗粒物,成为PM2.5、PM10的重要来源,释放出的二氧化碳还会加重温室效应。近年来,加强秸秆利用的呼声日渐高涨,但用于还田的秸秆仅及秸秆总量的1/10~1/7。这是因为秸秆在自然条件下腐解非常缓慢,直接还田不但其中的生物资源难以快速应用,而且一定程度上還会影响后续农作物的生长。为此,人们开发应用了腐秆剂——一种含有大量微生物群落且能产生微生物酶加速秸秆腐烂分解的物质。罗定市土肥站于2016年在分界镇、罗镜镇、太平镇、罗平镇、围底镇、金鸡镇、素龙镇、连州镇、黎少镇、附城镇和榃滨镇等11个镇推广腐秆剂稻秆还田技术,实施面积达83333亩,耕地质量明显提升,因此本文结合腐秆剂稻秆还田应用试验,对其提升土壤有机质的效果进行了研究,现将结果报告如下。
一、材料与方法
1.试验田概况
试验田安排在罗定市某镇某村某田段,土壤类型为潴育性水稻土,试验土壤基本理化性状如表1所示。
2.试验材料
试验水稻:恒丰优368。试验腐秆剂为市场上三个不同的品牌(本试验代号为FG1、FG2和FG3)。
3.试验设计
4.试验实施方法
每个处理重复3次,各个处理小区随机排列。为了防止处理小区之间串灌,小区间的田埂采用薄膜包裹隔离。早稻收割后,稻秆先临时放置于田埂或路边,待耙田修筑小区后,称重稻秆后施入处理区(CW1小区除外),并人工踩到泥里。同时将腐秆剂均匀施入FG1~FG3小区。所有小区均沤水10d后拌田,然后撒施基肥,再插秧。各处理小区的田间管理与大田一致,并按水稻栽培技术规程进行管理。
5.样品采集与分析方法
稻秆还田后分别于第5d、第10d、第20d、第30d,观察稻秆腐烂的颜色、气味、手感特征。并将颜色分为1(黄)、2(微黄)、3(褐黄)、4(黑黄)级别;气味分为1(霉味)、2(氨味)、3(酒味)、4(腐烂味)级别;手感分为1(硬)、2(微软)、3(软)、4(腐烂)级别。然后分别在水稻生长分蘖期、灌浆期、成熟期采集土样,方法是在每个处理小区随机选择5点,采用土钻采集20cm以内的土壤样品,5个样品混合后风干、过筛,测定土壤有机质含量。土壤有机质的测定采用重铬酸钾氧化容量法。
6.数据分析方法
采用Excel 2003录入数据,SPSS 17.0统计分析,Origin7.5绘图。
二、结果与分析
1.不同处理对稻秆腐熟程度的试验结果
根据稻秆还田腐烂程度的观察,应用腐秆剂比没有腐秆剂明显腐烂速度快,可加快10d左右腐熟,但三种腐秆剂之间没有可觉察的差别,见表3。“综合”为颜色、气味、手感对应数据加和。通过SPSS可判定“综合”项中,CJ1与FG1、FG2、FG3中的任意一个两两比较, <0.05,表明差别有显著性。
2.不同处理对土壤有机质影响程度的试验结果
见表4与图1。根据SPSS单因素ANOVA比较,组间变异 <0.05,表明不同处理对土壤有机质含量有显著影响。两两比较,FG2或FG3与CW1之间, <0.05,表明差异显著。稻秆还田比不还田土壤有机质含量高,应用腐秆剂比没有腐秆剂土壤有机质含量高,三种腐秆剂对土壤有机质影响有一定差异,但 >0.05,表明差异不显著。FG1在生长前期对土壤有机质含量的贡献不大明显,但在灌浆期以后明显加快,在成熟期几乎赶上与FG2、FG3对土壤有机质含量的贡献;FG2在灌浆期对土壤有机质含量贡献最大,但在成熟期被FG3超越;FG3在整个生长期对土壤有机质含量都有较明显的贡献,并在成熟期超过其他腐秆剂。从对土壤有机质含量贡献角度来看,比较理想的腐秆剂是FG2与FG3。
三、结论与讨论
1.腐秆剂在加快稻秆腐熟方面的作用显著
在稻秆还田中施用腐秆剂可以加快稻秆的腐熟,通过感官判断,采用腐秆剂与不采用腐秆剂稻秆腐熟速度有明显差别,采用腐秆剂可以比不采用腐秆剂加快10d左右腐熟。这是因为腐秆剂内含有大量的多种微生物群体,包括大量的纤维素降解菌与木质素降解菌,这些菌类在生长繁殖期间能够分泌大量的纤维素酶、半纤维素酶、酚氧化酶,从而提高了稻秆中纤维素、半纤维素的降解速率,加速稻秆的腐化。腐秆剂加快稻秆腐熟的作用很重要,因为稻秆的腐熟程度决定了稻秆中可以利用的养分含量。如果稻秆腐解不完全,就会在土壤中残留一定数量的稻秆,残留稻秆会与水稻作物竞争土壤中的养分,从而影响作物的生长。但是试验选用的3种腐秆剂在加快稻秆腐熟方面的感官效果并没有明显差别,这只是说明不同腐秆剂有类似的效果,但仅凭主观感受进行判断相对粗糙一些,如果有更科学的测试方法应该能够分辨出它们之间的差别。
2.不同处理方式对提升土壤有机质方面的影响
土壤有机质是土壤养分的贮藏库,同时也是土壤结构的重要组成部分,对于改善土壤质量、提高土壤肥力、维持稻田生态稳定具有重要意义。从分蘖期到成熟期,不同处理方式对提升土壤有机质均有效果,比较而言稻秆还田比不还田有机质提升更明显,施用腐秆剂的稻秆还田比不施用腐秆剂的稻秆还田有机质提升更显著。这是因为稻秆还田为微生物生长提供了良好的物质基础,而微生物对土壤有机质的形成发挥着关键的作用。而施用腐秆剂后,细菌、真菌、放线菌的生物量会明显增加,这是腐秆剂提升土壤有机质的重要原因。不同腐秆剂在提升土壤有机质方面还是有明显差别,这与仅凭感官判断有显著的不同,表明采用客观评价方法具有优势,当然这并不是说主观判断就不重要,因为主观判断也有操作简单、快捷的特点,主客观结合更有利于事物的分析和判断。
参考文献:
[1] 陈浩,李小刚,周游,等. 农作物秸秆还田资源化利用研究进展[J]. 湖南农业科学,2015(6):138-141.
[2] 杨帆,罗琳,魏建宏,等. 腐秆剂快速分解水稻秸秆的机理及效果研究[J]. 湖南农业科学,2012(3):26-29.
[3] 丘志海. 腐秆剂在水稻秸秆还田中应用试验初探[J]. 农业科技通讯,2016(11):137-139.