玉米秸秆还田配施不同腐熟剂对小麦氮素利用和产量的影响

摘要 为探究配施不同腐熟剂对玉米秸秆还田下冬小麦氮素利用及产量的影响，于德州市德城区黄河涯镇倪庄村进行大田试验，以冬小麦播种前玉米秸秆还田不配施腐熟剂处理为对照（CK），研究配施不同腐熟剂对玉米秸秆还田后冬小麦生长及氮素利用和产量的影响。结果表明，T1、T4和T7 3个处理的开花期和成熟期营养器官氮素积累和转运能力均优于其他处理，另外，T1、T4和T7 3个处理花后氮素对籽粒氮素的贡献率分别比CK处理高19.45%、16.92%和17.32%；T1、T4和T7 3个处理籽粒产量、氮素吸收效率、氮素利用效率和氮肥偏生产力4个指标均高于其他处理，此4个指标与其他处理间差异均达显著水平，氮素收获指数分别比CK高17.39%、20.27%和15.94%，最终较高的氮素吸收利用促成了小麦生长和籽粒产量的提升，T1（8 215.91 kg/hm2）、T7（8 102.02 kg/hm2）和T4（8 060.63 kg/hm2）3个处理籽粒产量分别比CK高15.35%、13.17%和13.75%。可见，玉米秸秆还田配施腐熟剂可显著提高作物产量与效益，以T1、T4和T7 3个处理效果最佳。该研究为鲁西北冬小麦-玉米轮作区玉米秸秆全量还田后促进小麦氮素利用和稳产高产提供了技术参考，为德州市“吨半粮”项目的顺利完成加油助力。

关键词 秸秆还田；腐熟剂；氮素利用；产量

中图分类号 S513；S141.4  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2024）14-0117-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.14.026

Effect of Corn Straw Returned to Field with Different Maturing Agents on Nitrogen Utilization and Yield of Wheat

WEI  Long-xue， PEI Yan-ting， ZHANG Shu-liang et al

（Dezhou Agricultural Science Research Institute， Dezhou， Shandong 253000）

Abstract In order to investigate the effect of different composting agents on nitrogen utilization and yield of winter wheat under corn straw returning to the field， a field experiment was conducted in Nizhuang Village， Huangheya Town， Decheng District， Dezhou City. The experiment used corn straw returning to the field without composting agents as a control （CK） before sowing winter wheat， and corn straw returning to the field was treated with 6 different composting agents，the effects of different composting agents on the growth， nitrogen utilization， and yield of winter wheat after returning corn straw to the field were studied. The results indicated that the nitrogen accumulation and transport capacity of nutrient organs in the flowering and mature stages of T1， T4， and T7 treatments were superior to other treatments. In addition， the contribution rates of nitrogen to grain nitrogen after flowering in T1， T4， and T7 treatments were 19.45%， 16.92% and 17.32% higher than those in CK treatment， respectively;the four indicators of grain yield， nitrogen absorption efficiency， nitrogen utilization efficiency， and nitrogen fertilizer partial productivity in T1， T4， and T7 treatments were all higher than those in other treatments. The differences between these four indicators and other treatments were significant， and the nitrogen harvest index was 17.39%， 20.27% and 15.94% higher than CK， respectively. Finally， higher nitrogen absorption and utilization contributed to the improvement of wheat growth and grain yield. The grain yield of T1 （8 215.91 kg/hm2），T7 （8 102.02 kg/hm2） and T4 （8 060.63 kg/hm2） treatments was 15.35%， 13.17% and 13.75% higher than CK， respectively. It can be seen that returning corn straw to the field with the application of composting agents can significantly improve crop yield and benefits， with T1， T4， and T7 being the best treatments. This study provides a technical reference for promoting nitrogen utilization and stable and high yield of wheat after the full return of corn straw to the field in the winter wheat corn rotation area of northern Shandong， and provides fuel for the smooth completion of the “ton half grain” project in Dezhou City.

Key words Returning straw to the field;Maturing agent;Nitrogen utilization;Yield

基金项目 院内重大科研成果培育计划“农用功能性生物菌剂（肥）的研究与应用”；院内课题“黄淮海地区玉米秸秆直接全量腐熟还田技术研究示范”。

作者简介 魏龙雪（1988—），女，山东禹城人，农艺师，从事作物栽培与育种研究。*通信作者，正高级农艺师，从事作物栽培研究。

收稿日期 2023-08-18

秸秆还田是作物秸秆肥料化利用最简单有效的途径。秸秆还田可替代部分氮肥，有利于减少农田氮肥施用量，显著改善土壤团聚体结构、土壤生物活性，增加土壤有机碳和全氮储量及碳氮组分含量，提高作物固碳吸氮能力，降低农田净温室气体排放强度，可有效提高农田生产力，增强麦玉二熟区作物和土壤固碳固氮能力，对减少100 cm以下土层硝态氮累积，改善土壤理化性质，增厚耕作层也有明显效果［1-3］。

秸秆腐解剂是由真菌、细菌、放线菌等能促进秸秆快速分解的微生物组成。秸秆中难以分解的主要成分通过微生物代谢转化为葡萄糖、氨基酸、脂肪酸等简单化合物，从而改善土壤理化性质，增加土壤有机质，改善作物生长性能，提高效率和产量［4-5］。与根系相关的微生物可以改善植物的生长，还可提高作物抗性、适应性［6-7］。这可能是因为在根际微环境中，特定的土壤微生物可利用自身特有的趋化系统感知根系分泌物，通过一系列信号转导过程调控细菌的运动方向，使细菌趋近吸引物而趋离排斥物，对植物的选择性招募作出响应［8-9］。

目前关于秸秆腐熟剂的研究主要集中在秸秆还田后添加腐熟剂对作物地上干物重、产量和地下不同土壤类型理化性质的影响［10-13］，且多为单一腐熟剂；对氮素积累量的影响也大多集中表现为品种、施氮量和栽培措施等方面［14-16］。而就山东地区壤土条件下玉米秸秆全量还田配施不同腐熟剂对冬小麦氮素利用和产量影响的研究尚鲜见。笔者通过研究不同秸秆腐熟剂对玉米秸秆全量还田后冬小麦氮素利用和产量的影响，以期筛选出适于鲁西北玉米-冬小麦轮作区玉米秸秆全量还田的最佳腐熟剂种类，为该区还田后促进秸秆腐解、养分资源高效利用和作物高产稳产提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2021年10月至2022年6月在山东省德州市德城区黄河涯镇倪庄村（106°51′E，37°40′N）进行，试验点土壤类型为壤土，属中温带大陆性季风气候，降雨集中在7—9月，试验地前茬作物为玉米，一年两熟种植，多年秸秆还田。水肥等其他田间管理同当地高产地块。土壤0～20 cm土层基本情况为容重1.32 g/cm3，有机质18.1 g/kg，全氮0.96 g/kg，速效氮54.71 mg/kg，速效磷35.22 mg/kg，速效钾169.97 mg/kg。

1.2 试验材料

供试小麦品种为济麦22。

供试腐熟剂种类：T1为阿姆斯生物发酵剂，粉剂；T2为复合微生物菌剂，粉剂；T3为金葵子腐秆剂，粉剂；T4为沃土天地VT有机物料腐熟剂，粉剂；T5为中农绿康绿地康腐熟剂，液体；T6为蔚蓝生物源秸宝，粉剂；T7为还田宝，粉剂；上述7种腐熟剂均购自当地农资经营店。

供试肥料为尿素（尿素N≥46%，由中国石油天然气股份有限公司生产）、磷酸二铵（N≥18%，P2O5≥46%，由云南云天化股份有限公司生产）和硫酸钾（K2SO4≥50%，由郑州华兴化工产品有限公司生产）。

1.3 试验设计

采用单因素随机区组设计，共设8个处理。以玉米秸秆还田不配施腐熟剂处理为对照（CK），进行玉米秸秆还田与不同腐熟剂配施处理共7个（T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7），24个小区，小区面积30 m2（2 m×15 m），3次重复。

试验于2021年10月5日将前茬收获的玉米秸秆粉碎3～5 cm并配施腐熟剂全量还田（还田量9 000 kg/hm2，深度25 cm）。播种前基施纯氮105 kg/hm2，P2O5 150 kg/hm2，K2O 150 kg/hm2，拔节期追施纯氮135 kg/hm2，氮、磷、钾肥料种类为尿素、磷酸二铵、硫酸钾。2021年10月5日播种，留苗密度为210万株/hm2，收获日期为2022年6月15日，其他管理措施同当地其他常规高产田。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 产量及产量构成因素。

成熟期选取长势均匀的1.0 m×1.5 m区域调查单位面积穗数，从中选取30个单茎调查穗粒数和粒重；选取长势均匀的2.0 m×1.5 m的区域进行人工收割、脱粒，风干后调整含水量为13%得到籽粒产量。

1.4.2 氮素含量。

采用凯氏定氮法测定各器官氮素含量，计算地上部氮素积累量。

各器官氮素积累量＝各器官氮素含量×各器官干物质量

花前氮素转运量＝开花期植株氮素积累量－成熟期营养器官氮素积累量

花前氮素转运效率＝花前氮素转运量／开花期植株氮素积累量×100%

花后氮素积累量＝成熟期植株氮素积累量－开花期植株氮素积累量

花后氮素对籽粒氮素贡献率＝花后氮素积累量／成熟期籽粒氮素积累量×100%

氮素吸收效率＝植株氮素积累量／施氮量

氮素利用效率＝籽粒产量／成熟期植株氮素积累量

氮素收获指数＝籽粒氮素积累量／植株氮素积累量

氮肥偏生产力＝籽粒产量／施氮量

1.5 数据统计分析

采用Excel 2007和DPS 17.0数据分析软件整理分析数据，采用LSD判别法进行差异显著性检验，WPS表格制图。