秸稈腐熟劑的構建及其在秸稈堆肥還田中的作用

何鑫 宋瑜 王書功 劉佳莉

【摘? ?要】 農作物秸稈堆肥還田的處理可以有效的提高土壤當中有機物質的含量，同時其還可以起到改善優(yōu)化土壤理化性質的效用。在農作物秸稈堆肥還田的處理工作當中使用秸稈腐熟劑，能進一步的加快秸稈的講解效率，提高其肥效。本文主要就秸稈腐熟劑的構建以及秸稈腐熟劑在秸稈堆肥還田當中的作用進行分析，正確的認知秸稈資源的發(fā)展現(xiàn)狀以及秸稈還田的重要價值，遵守秸稈腐熟劑的使用原則，掌握好秸稈腐熟劑的使用要點，將秸稈腐熟劑的效用更好的發(fā)揮出來，推動我國北方區(qū)域秸稈還田項目的發(fā)展進程，讓其農業(yè)可以始終維持一種良好的可持續(xù)化發(fā)展狀態(tài)。

【關鍵詞】 秸稈腐熟劑;秸稈還田;構建;微生物

[Abstract]? Crop straw compost is an effective way to improve soil organic matter content and imp-rove soil physical and chemical properties.Straw-decomposing inoculant can improve the degradation rate and improve the efficiency of fertilizer in the process of compost.This paper researched on the constr-uction of straw-decomposing inoculant and the effect on straw compost returning to field，in order to pro-vide reference for accelerating the development of straw mulching project in the north and promoting the sustainable development of modern agriculture.

[Key words] straw-decomposing inoculant; straw mulching; construction; microorganism

現(xiàn)階段，秸稈這類資源并沒有完全的被合理使用，秸稈腐熟劑的應用可以使得秸稈當中的大分子物質被講解成為可被植物所利用的復雜菌群，給土壤供給P、K等元素，真正的達到高效還田的目的[1]。需要就秸稈腐熟劑的使用經濟效益、生態(tài)以及社會效益進行綜合化的分析，解決好農作物秸稈堆肥的問題，強化其還田之后的培肥地力的效果，保障土壤養(yǎng)分的均衡狀態(tài)，避免其土壤結構遭受到損害，推進農業(yè)的健康化發(fā)展，利用復合微生物菌劑，使得其秸稈堆肥的工作進展的更為順暢，高效化的使用秸稈資源，優(yōu)化土壤的環(huán)境，提升農業(yè)的生態(tài)環(huán)境，正確化的使用秸稈腐熟劑。

1? 秸稈資源現(xiàn)狀及秸稈還田的重要價值

農作物秸稈是一類較為豐富的自然性資源，經過調查報告數(shù)據了解到，我國每年大約會產生出6.3億多噸的秸稈，其產量是世界秸稈總產量的20%-30%[2]。農作物秸稈當中包含N、K、P、C等各類微量元素。秸稈堆肥還田技術的應用，使固定在農作物有機體中的營養(yǎng)元素釋放到土壤中，可以有效提高土壤有機質含量，提升土壤速效養(yǎng)分含量，使土壤營養(yǎng)物質含量維持在一種動態(tài)平衡的狀態(tài)，同時改善土壤團粒結構等理化性質，大幅降低傳統(tǒng)化肥施用量，達到增產的效果。這對我國農業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展意義重大。

2? 秸稈腐熟劑的構建規(guī)律

通常，至少兩類互不拮抗的微生物菌種共同制備得到復合微生物菌劑。這類復合微生物菌劑的種類豐富，功能性非常突出，在經濟效益方面具有很強的優(yōu)勢。其中，秸稈腐熟劑是復合微生物菌劑中的重要成員，以農作物秸稈為施用對象。構建時期必須達到以下條件：

2.1? 可以有效分解農作物秸稈

農作物秸稈主要由有機物質、水和礦物質組成，其中有機物主要指碳水化合物。半纖維素和角質等是秸稈中粗纖維的主要組分，所占比例很高。纖維素是植物細胞壁的重要組分，同時其也是自然領域中較大的一類有機物質。木質素作為一種雜聚物與纖維素、半纖維素共同組成細胞壁主要成分[3]。因此在制備秸稈腐熟劑的過程中，需要將高產纖維素酶的菌株等摻雜到其中，且必須占據較高的比例，且添加的微生物菌株不能對植物根系的正常生長發(fā)育造成影響

2.2? 可以適應耕作區(qū)氣候條件

我國幅員遼闊，地貌類型豐富，南、北方氣候條件差異明顯。南方地區(qū)氣候條件具有如下特點：首先南方地區(qū)為赤道季風性氣候，全面的平均溫度大約會在二十六攝氏度之上。其次為熱帶季風氣候，其最冷時期，月平均溫度不小于十六攝氏度。最后是副熱帶季風氣候，其主要集中在華北以及華南的區(qū)域，最冷時，月平均溫度會處于-8至0攝氏度，夏季其平均溫度不小于二十五攝氏度。我國北方區(qū)域全年的溫差數(shù)值比較大，夏季時，其平均溫度會超過二十五攝氏度，冬季時，其平均溫度可以低于-40攝氏度。由于環(huán)境溫度較低，上一年秋季糧食收割后還田的秸稈始終處于低溫條件下，中溫菌和高溫菌在低溫時無法保證降解效率，在春季開播前無法達到秸稈腐熟還田的效果。因此，在制備秸稈腐熟菌劑時，必須要對其耕作區(qū)域的氣候特征等進行分析，選擇高適宜的菌株，構建復合菌系，這樣可以保證腐熟效果，提升秸稈堆肥效率[4]。

2.3? 復合菌系要有較強的秸稈降解功能和穩(wěn)定性

秸稈腐熟劑在自然作用環(huán)境下是可以變動的，其始終具有一定的動態(tài)化特征。秸稈降解就是復合微生物菌系連續(xù)化的繼代培養(yǎng)繁殖的流程，在其時期中，不管是周圍環(huán)境的溫度，還是酸堿平衡狀態(tài)等都是動態(tài)變化的，所以在組建構成秸稈腐熟劑的復合微生物菌系時，必須要考量外界的因素的變化狀況，其因素在變化時期不可影響到菌株自身的繁殖狀態(tài)，也不可減弱其產酶活性[5]。

2.4? 可以促進土壤微生物群落的改善

如果農作物產量的較高，那么其對于化肥以及農藥等的依賴性就會比較強，這就很容易讓其農作物的種植區(qū)域產生土壤板結酸化以及土壤營養(yǎng)失衡等的問題。土壤內的病原菌類別以及數(shù)量不斷提升，秸稈腐熟劑的施用會使各個菌群組分大規(guī)模繁殖。當秸稈還田時，這些大量繁殖的菌群可以參與到土壤原有微生物區(qū)系中，且不會影響到土壤微生物區(qū)系的組建[6]。所以，在構建秸稈腐熟劑組分的過程中，不但需要使其具備降解秸稈的性能，同時還需要適當?shù)脑黾硬糠植≡⑸锏霓卓剐阅?，同時修復土壤，進一步優(yōu)化并調整土壤微生物菌群，提升有益菌數(shù)量，最大限度的規(guī)避風險，減小農作物病害的出現(xiàn)概率，讓農作物的根系可以較好的吸收相應的營養(yǎng)元素，進而達到提高農作物產量的預期目標。

3? 具有腐熟農作物秸稈功能的主要微生物

3.1? 降解木質素

現(xiàn)階段，我國相關學者主要對可降解木質素的細菌進行研究，其主要針對的是該細菌內的鏈霉菌以及諾卡氏菌等菌種。和其相關的真菌以分解木材組分所產生的差異進行劃分，可以將其劃分成為三類，第一類為軟腐真菌，第二類為褐腐真菌，最后一類為白腐真菌。其中白腐真菌通常都是一些擔子菌，只有較少的一部分是子囊菌以及半知菌，該類型菌種的應用會讓木材內的木質素等進行分解，生成二氧化碳和水物質[7]。黃孢原毛平革菌是一類使用頻率比較高且較為典型的菌種，其自身的降解能力會比較強。軟腐真菌一般是由子囊菌和半知菌構成，該類型的菌種作用條件為潮濕環(huán)境，只有其環(huán)境內的潮濕度較高，才可以讓其在木材的表面進行降解。

3.2? 降解纖維素

能夠降解纖維素的微生物都會產生纖維素酶，纖維多囊菌等菌種自身也攜帶著較強的分化纖維素的性能。在自然界中，真菌是用來分解纖維素的主要物質，一般情況下，綠色木霉以及青霉屬的等類別的菌株使用頻率會比較高[8]。

4? 秸稈腐熟劑對秸稈堆肥還田效果的影響

秸稈腐熟劑是通過人為合理化配伍生成的一類復合型微生物制劑，菌劑中各類菌群組分生物活性比較高，可以較為充分且合理化的使用秸稈堆肥初始時期雨水淋下所產生的有機物質，讓菌劑中的菌群快速進行自我繁殖，同時釋放出大量的木質素降解酶、纖維素降解酶等，提高農作物秸稈腐解速率，提升秸稈分解率。通過腐熟處理，農作物秸稈中不易被吸收的生物大分子轉變成為可被農作物根系吸收利用的小分子物質，有助于農作物的生長。與秸稈自然堆肥比較而言，添加秸稈腐熟劑后，腐熟處理后的作物秸稈肥效較高，同時其還可以有效的減小N元素的損失。在作物秸稈腐熟結束還田后，肥料可以改善土壤的內部結構，調整土壤內部的腐殖酸組分，提高胡敏酸和富里酸含量，提升土壤的團利率數(shù)值。增添功能型的益生菌，可以給為微生物的平衡創(chuàng)設出更為優(yōu)異的生存環(huán)境，強化土壤酶的活性，加快農作物根系的生長發(fā)育速度，吸收利用周圍的養(yǎng)分，增收農作物的產量[9]。除此之外，將外援復合菌劑添加到其中，會讓秸稈腐熟堆肥時期產生熱量，其溫度約為六十至七十攝氏度，且這種高溫的時間大約會持續(xù)二十至三十天，這種長時間的高溫環(huán)境，可以有效的消滅秸稈當中的各類病原菌等，達到凈肥下地的目的。

5? 秸稈腐熟劑應用效果

5.1? 秸稈腐熟劑對土壤理化性質的影響

將秸稈腐熟劑投入到土壤之中，會進一步的提升秸稈的腐解速度，土壤當中的K、P等有機物質的含量會呈現(xiàn)出一種遞增的變化趨勢，并且土壤微生物群落的組成以及活性也會產生較為明顯性的變化，細菌以及真菌的數(shù)量持續(xù)不斷的增高。研究數(shù)據表明，秸稈腐熟劑的應用會高效的降解秸稈當中難分解的物質，同時讓秸稈內的N、P等元素快速的釋放，加快其釋放的速度。在使用秸稈腐熟劑100天之后，玉米的秸稈生物量是中數(shù)值會超過64%，有機碳礦化率約為69%，有機碳養(yǎng)分釋放率為58.9%、有機氮養(yǎng)分釋放率為57%、有機磷養(yǎng)分釋放率為88.7%、有機鉀養(yǎng)分釋放率為94.9%。將腐熟劑應用到小麥地區(qū)內，其使用時間為九十天，小麥的秸稈腐解速度會有所提升，土壤內的全磷、速效磷等各類物質的含量也會持續(xù)不斷的增高，將腐熟劑和尿素配合在一起應用，其使用的效果會更加的明顯[10]。通過合理化的使用秸稈腐熟劑，能有效的提升土壤微生物群落活性，豐富土壤微生物群落，在改善優(yōu)化土壤狀況的同時，減小土壤水分的蒸發(fā)程度，讓其土壤始終保持較為充裕的水分容量。

5.2? 秸稈腐熟劑對作物生長狀況的影響

研究表明，秸稈腐熟劑應用之后，玉米秸稈的腐熟時間會提前三十天，同時其還可以進一步的促進小麥等物質的生長，提高分蘗和千粒重，經過統(tǒng)計，其實際的增產會高達10.4%，其和配方施肥進行比較，該腐熟劑的應用，會提升水稻鉀元素的含量，其會上升5.5%，總累積量提高50%，產量增量分別為10.4%，鉀肥貢獻率、農學利用率、偏生產力和吸收利用率分別提高了9.2%、45.5%、10.4%和39.0%;在玉米作物上，與無腐熟劑處理相比，施加秸稈腐熟劑在盆栽上玉米增產19.2%，小區(qū)試驗增產16.4%。秸稈腐熟劑不僅僅在大田作物上有效果，在蔬菜生產中也是有很強的應用性。

6? 展望

現(xiàn)階段，我國所應用的秸稈腐熟劑發(fā)酵菌劑菌種活力并不是特別的高，需要進一步的提升該類型菌種的活力。相關的生產單位應當設定好企業(yè)的發(fā)展方向，讓其朝向產業(yè)化的發(fā)展不斷的發(fā)展。當前，我國可以明確的用于發(fā)酵秸稈的相關菌種類別會比較少，另外，這類菌株的穩(wěn)定性能也會比較差，需要進一步的提升這類菌株的穩(wěn)定程度[3]。我國大部分的企業(yè)在生產其菌種方面的工藝技術會比較滯后，缺乏一定的有效性，其最終生產出的菌種數(shù)量會比較少?？梢岳媒斩掃€田的形式，進一步的提升土壤的肥力，豐富該區(qū)域土壤內的養(yǎng)分組分，使得農作物的產量變得更高。其藥劑的使用對于我國農業(yè)的發(fā)展有著至關重要的作用，將其藥劑投入到秸稈還田工作當中，其所起到的腐熟效果極為明顯，需要結合當前我國各個區(qū)域秸稈腐熟劑的制備以及使用現(xiàn)狀，不斷的提升相關工藝的生產水準，讓其可以更好的適應我國農業(yè)生產的發(fā)展，豐富腐熟劑的類別[6]。

7? 結語

農作物秸稈堆肥還田工作的開展可以較好的提高土壤內有機物質的含量，優(yōu)化土壤理化性質。在使用秸稈腐熟劑的過程中，其相關的工作人員必須要對菌種的高活性狀態(tài)進行分析，綜合多方面的影響，探究其在自然環(huán)境狀況下的性能的穩(wěn)定狀態(tài)，結合農作物根系的發(fā)育狀況，制定出更為節(jié)省時間、精力的處理方式，較為迅速的降解腐熟農作物秸稈，強化其地區(qū)土壤的肥力。就低溫高性能的纖維分解菌的選擇培育等進行重點研討，促進北方區(qū)域秸稈還田工作的開展。

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（編輯：李曉琳）