氮肥与促腐菌肥配施对寒地水稻秸秆还田腐解效果及产量的影响

doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2025.03.023

摘要/Abstract

摘要： 采用大田小区试验，在寒地水稻秸秆全量还田条件下，研究了不同比例氮肥配施促腐菌肥对水稻秸秆翻埋还田腐解效果、水稻干物质积累及产量的影响。结果表明，与对照相比，喷施促腐菌肥显著提高了分蘖期根系干物质积累量和根冠比，减缓了水稻生长初期秸秆还田对根系生长发育的抑制，减氮15%处理较常规施氮处理显著提高了成熟期根系干物质积累量；喷施促腐菌肥还显著提高了秸秆腐解率，其中减氮15%处理在120 d累积腐解率最高，为72.35%，增加了秸秆养分的释放，有效缓解了氮肥减施对地上部分干物积累量和产量的影响。与常规施氮相比，减氮15%处理显著增加了成熟期干物质积累量，显著增产4.1%；减氮30%处理产量降低不显著。配施促腐菌肥可以通过提高地上部分和地下部分干物积累量、优化根冠比、提高秸秆腐解率、释放更多养分满足水稻后期营养生长，促进秸秆高效利用和水稻高产。

关键词: 寒地水稻, 秸秆还田, 腐解率, 氮肥, 促腐菌肥, 产量

Abstract:

A field experiment was conducted to examine the effects of nitrogen fertilizer and rot bacteria fertilizer on the decomposition effect of rice straws, dry matter accumulation and yield of rice with total return of rice straws to the field in cold regions. The results showed that, compared with the control, the spraying promoting rot bacteria fertilizer significantly improved the root dry matter accumulation and root-shoot ratio, slowed down the inhibition of root growth and development caused by straw returning in the early stage of rice growth, and the 15% nitrogen reduction significantly increased the root dry matter accumulation in the mature period compared with the conventional nitrogen treatment. The spraying promoting rot bacteria fertilizer also significantly improved the straw decomposition rate, with the highest cumulative decomposition rate reaching 72.35% in the treatment of 15% nitrogen reduction after 120 days, which increased the release of straw nutrients and effectively alleviated the effect of nitrogen fertilizer reduction on the dry matter accumulation and yield in the aboveground parts. Compared with conventional nitrogen application, 15% nitrogen reduction treatment significantly increased the amount of dry matter accumulation in the mature period by 4.1%; the 30% nitrogen reduction treatment didn’t significant reduced yield. This study showed that the appling promoting rot bacteria fertilizer could improve the dry matter accumulation in both aboveground and underground parts, optimize the root-shoot ratio, improve the decomposition rate of straws, release more nutrients to meet the nutritional growth of rice in the later stage, and promote the efficient utilization of straws and the high yield of rice.

Key words: Rice in cold region, Straw returning to field, Decomposition rate, Nitrogen fertilizer, Promoting rot bacteria fertilizer, Yield

曹正男, 赵振东, 胡博, 于涵, 宁晓海, 赵泽强, 曹立勇. 氮肥与促腐菌肥配施对寒地水稻秸秆还田腐解效果及产量的影响[J]. 作物杂志, 2025 (3): 172–177

Cao Zhengnan, Zhao Zhendong, Hu Bo, Yu Han, Ning Xiaohai, Zhao Zeqiang, Cao Liyong. Effects of Nitrogen Fertilizer and Promoting Rot Bacteria Fertilizer on Decomposition Effect of Returning Rice Straw to Field and Yield in Cold Regions[J]. Crops, 2025(3): 172–177

图/表 5

表1

图1

表2

表3

表4

参考文献 31

[1]	国家统计局. 2023中国统计年鉴. 北京: 中国统计出版社, 2023.
[2]	柴如山, 安之冬, 马超, 等. 我国主要粮食作物秸秆钾养分资源量及还田替代钾肥潜力. 植物营养与肥料学报, 2020, 26(2):201-211.
[3]	宋大利, 侯胜鹏, 王秀斌, 等. 中国秸秆养分资源数量及替代化肥潜力. 植物营养与肥料学报, 2018, 24(1):1-21.
[4]	Rehman N, Miranda G I M, Rosa L M S, et al. Cellulose and nanocellulose from maize straw: an insight on the crystal properties. Journal of Polymers and the Environment, 2014, 22 (2):252-259.
[5]	韩亚. 黑土区玉米秸秆腐解特征及其改土效果的研究. 北京: 中国农业科学院, 2019.
[6]	谭可菲, 王麒, 刘传增, 等. 黑龙江西部地区水稻秸秆腐解特征研究. 中国稻米, 2018, 24(4):96-98. doi: 10.3969/j.issn.1006-8082.2018.04.023
[7]	Li L J, Wang Y, Zhang Q, et al. Wheat straw burning and its associated impacts on Beijing air quality. Science in China Series D:Earth Sciences, 2008, 51(3):403-414.
[8]	张经廷, 张丽华, 吕丽华, 等. 还田作物秸秆腐解及其养分释放特征概述. 核农学报, 2018, 32(11):2274-2280. doi: 10.11869/j.issn.100-8551.2018.11.2274
[9]	Kuzyakov Y. Priming effects: Interactions between living and dead organic matter. Soil Biology and Biochemistry, 2010, 42(9):1363-1371.
[10]	罗嘉润, 宋文杰, 刘伟, 等. 秸秆还田配施氮肥早期对水稻生长、土壤性质及微生物多样性的影响. 农业生物技术学报, 2023, 31(10):2019-2034.
[11]	武际, 郭熙盛, 王允青, 等. 不同水稻栽培模式和秸秆还田方式下的油菜、小麦秸秆腐解特征. 中国农业科学, 2011, 44 (16):3351-3360. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2011.16.007
[12]	葛选良, 钱春荣, 李梁, 等. 秸秆还田配合施肥措施对玉米产量及耕层土壤质量的影响. 中国土壤与肥料, 2021(1):131-136.
[13]	Chandra R, Takeuchi H, Hasegawa T. Methane production from lignocellulosic agricultural crop wastes: A review in context to second generation of biofuel production. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2012, 16(3):1462-1476.
[14]	张丽霞, 王俊文, 王立春, 等. 有机物料腐熟剂在东北农作物秸秆还田上的应用. 东北农业科学, 2018, 43(6):5-8.
[15]	解媛媛, 谷洁, 高华, 等. 微生物菌剂酶制剂化肥不同配比对秸秆还田后土壤酶活性的影响. 水土保持研究, 2010, 17(2):233-238.
[16]	孙建平, 刘雅辉, 马佳, 等. 冀东稻区基于低温复合菌系HT20的秸秆腐解因素研究. 西北农业学报, 2021, 30(9):1418-1426.
[17]	董桂军, 陈兴良, 于洪娇, 等. 寒区长期秸秆全量还田对水稻土理化特性的影响. 土壤与作物, 2019, 8(3):251-257.
[18]	Alexander T, Rainer S, M M S, et al. Organic carbon transformations in high-Arctic peat soils: key functions and microorganisms. The ISME Journal, 2013, 7(2):299-311.
[19]	姚云柯, 周卫, 孙建光, 等. 田间条件下不同促腐菌对水稻秸秆腐解及胞外酶活性的影响. 植物营养与肥料学报, 2020, 26(11):2070-2080.
[20]	青格尔, 于晓芳, 高聚林, 等. 玉米秸秆低温降解复合菌系降解能力及微生物组成研究. 中国生态农业学报(中英文), 2020, 28(11):1753-1765.
[21]	王继莲, 陈芸, 李明源, 等. 产低温纤维素酶菌株的分离鉴定及产酶特征研究. 江西农业大学学报, 2019, 41(2):356-364.
[22]	张楠, 刘杰, 于洪久, 等. 寒地水稻秸秆腐熟剂对水稻秸秆翻埋还田的腐熟效果及土壤养分含量的影响. 黑龙江农业科学, 2020(11):34-37.
[23]	萨如拉, 高聚林, 于晓芳, 等. 玉米秸秆低温降解复合菌系的筛选. 中国农业科学, 2013, 46(19):4082-4090. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2013.19.014
[24]	邓飞, 王丽, 刘利, 等. 不同生态条件下栽培方式对水稻干物质生产和产量的影响. 作物学报, 2012, 38(10):1930-1942. doi: 10.3724/SP.J.1006.2012.01930
[25]	刘梦红, 李红宇, 杜俊, 等. 秸秆还田与蘖肥增氮对寒地水稻产量和氮素吸收利用的影响. 中国农业大学学报, 2023, 28 (9):49-59.
[26]	何艳, 严田蓉, 郭长春, 等. 秸秆还田与栽插方式对水稻根系生长及产量的影响. 农业工程学报, 2019, 35(7):105-114.
[27]	褚光, 徐冉, 陈松, 等. 优化栽培模式对水稻根-冠生长特性、水氮利用效率和产量的影响. 中国水稻科学, 2021, 35(6):586-594. doi: 10.16819/j.1001-7216.2021.201213
[28]	杨晓东, 刘燕, 徐建军, 等. 连续秸秆还田配施腐熟剂对土壤理化性状及水稻产量的影响. 安徽农业科学, 2016, 44(26):83-84,88.
[29]	杜丑新, 肖云山, 丁平, 等. 早稻秸秆还田添加腐熟剂对晚稻产量及土壤养分的影响. 安徽农业科学, 2016, 44(29):121-122.
[30]	江敏, 何爱斌, 孙会娟, 等. 双季稻双直播模式不同早稻秸秆还田方式下氮肥运筹对晚稻生长发育和土壤理化性质的影响. 作物杂志, 2024(3):100-108.
[31]	李继福, 鲁剑巍, 李小坤, 等. 麦秆还田配施不同腐秆剂对水稻产量、秸秆腐解和土壤养分的影响. 中国农学通报, 2013, 29(35):270-276.

相关文章 15

[1]	贺云霞, 马建辉, 张黛静, 刘东华, 晁晓燕, 陈慧平, 李春喜. 不同氮肥增效剂对减少豫北麦田气态氮损失及其增产效果研究[J]. 作物杂志, 2025, (3): 108–115
[2]	王祎, 任永福, 张正鹏, 丁德芳, 张靖, 刘祎鸿, 孙多鑫, 陈光荣. 不同覆盖材料对河西灌区土壤环境及玉米产量的影响[J]. 作物杂志, 2025, (3): 149–155
[3]	侯楠, 吴凤婕, 齐翔鲲, 王玉凤, 杨克军, 付健. 不同施氮水平对黑土区糯玉米灌浆期碳代谢的影响[J]. 作物杂志, 2025, (3): 178–184
[4]	朱金籴, 朱学刚, 杜文青, 邱拓宇, 赵新彬. 化肥减量配施有机肥对设施番茄光合特性、品质和产量的影响[J]. 作物杂志, 2025, (3): 185–189
[5]	李虎, 黄秋要, 吴子帅, 刘广林, 陈传华, 罗群昌, 朱其南. 种植密度和施氮量对优质常规稻桂育12产量和米质的影响[J]. 作物杂志, 2025, (3): 195–201
[6]	兰秀, 李恒锐, 何洪良, 马仙花, 黄小娟, 李天元, 韦海球, 江清梅, 阮丽霞, 杨海霞, 刘炳继, 汤丹峰. 甘蔗/凉粉草间作对作物产量、品质及经济效益的影响[J]. 作物杂志, 2025, (3): 202–209
[7]	韦梦洋, 罗贞宝, 贺帅, 马黔, 马关凯, 席飞虎, 罗东升, 景延秋, 喻奇伟, 王茂贤. 光合细菌与留叶数互作对烤烟生理代谢、化学品质及产量和质量的影响[J]. 作物杂志, 2025, (3): 210–217
[8]	杨泽鹏, 万柯均, 郑盛华, 敖玉琴, 马明坤, 万学, 李珊珊, 宋昕, 王昌桃, 陈尚洪, 刘定辉, 陈红琳. 氮肥和播种量配置对无人机飞播油菜产量形成的影响[J]. 作物杂志, 2025, (3): 225–232
[9]	梁辉, 章建新, 薛丽华, 贾珂珂. 水氮后移条件下滴灌量对新农豆2号根系生长及产量的影响[J]. 作物杂志, 2025, (3): 233–240
[10]	王贺亚, 罗静静, 孟玲, 艾海峰, 王斌, 李怀胜, 徐靖鹏, 徐向阳. 塔额盆地食用向日葵品种产量敏感性分析[J]. 作物杂志, 2025, (3): 30–37
[11]	毛顺鑫, 肖无为, 张作林, 黄家达, 王飞, 黄见良, 彭少兵, 崔克辉. 不同灌溉模式和肥料处理对再生稻再生芽生长和再生季产量形成的影响[J]. 作物杂志, 2025, (3): 92–101
[12]	任永福, 李嘉怡, 陈国鹏, 蒲甜, 陈虹, 王小春. 不同栽培管理模式对带状套作玉米产量与效率的影响[J]. 作物杂志, 2025, (2): 101–108
[13]	田文强, 王泓懿, 聂凌帆, 孙刚刚, 张君, 张强斌, 于姗, 李家豪, 张金汕, 石书兵. 播期和播量对超晚播小麦群体生长、干物质积累及产量的影响[J]. 作物杂志, 2025, (2): 115–122
[14]	赵玲玲, 李桂芳, 程楚, 郑铭洁, 胡敏, 朱剑锋, 沈阿衣, 沈阿呷, 王俊珍, 邵美红. 浙江省荞麦新品种引种试验初报[J]. 作物杂志, 2025, (2): 86–92
[15]	马映辰, 王佳童, 冯燕飞, 马浩雄, 任学军, 郭振清, 李云, 韩玉翠, 林小虎. 复合肥配施微生物菌剂的后效对土壤理化性质及谷子品质的影响[J]. 作物杂志, 2025, (2): 141–148

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处理 Treatment	累积腐解率Cumulative decomposition rate
处理 Treatment	30 d	60 d	90 d	120 d
T1	22.35±0.90c	37.32±0.89c	47.36±1.35d	52.33±1.37d
T2	28.02±0.86a	46.57±2.36a	60.55±1.08a	72.35±1.79a
T3	27.12±1.17a	44.14±0.52a	56.80±1.39b	66.68±1.29b
T4	24.27±0.32b	41.08±0.71b	51.93±1.85c	61.70±0.78c
CK	20.35±0.90d	33.07±1.45d	41.48±0.82e	44.25±0.96e

生育时期 Growth stage	处理 Treatment	茎鞘Stem-sheath		叶片Leaf		穗Panicle		总干物质积累量 Total dry matter (kg/hm²)
生育时期 Growth stage	处理 Treatment	干物质积累量 Dry matter accumulation (kg/hm²)	比例 Ratio (%)	干物质积累量 Dry matter accumulation (kg/hm²)	比例 Ratio (%)	干物质积累量 Dry matter accumulation (kg/hm²)	比例 Ratio (%)	总干物质积累量 Total dry matter (kg/hm²)
分蘖期 Tillering	T1	2537.81a	54.34ab	2131.30a	45.66bc	－	－	4669.10a
分蘖期 Tillering	T2	2420.38ab	53.59bc	2095.11a	46.41ab	－	－	4515.49a
	T3	2332.50b	53.70bc	2011.12b	46.30ab	－	－	4343.62b
	T4	2087.75c	52.79c	1866.91c	47.21a	－	－	3954.66c
	CK	2011.01c	55.12a	1637.34d	44.88c	－	－	3648.35d
齐穗期 Heading	T1	6596.52a	55.27a	3296.72a	27.62b	2042.04ab	17.11ab	11 935.28a
齐穗期 Heading	T2	6524.28a	54.48a	3295.60a	27.52b	2155.72a	18.00a	11 975.60a
	T3	6398.28a	55.96a	3182.20a	27.86b	1851.64bc	16.18bc	11 432.12a
	T4	5470.08b	55.25a	2751.06b	27.80b	1678.32c	16.95ab	9899.40b
	CK	3709.84c	55.37a	1963.36c	29.31a	1027.01d	15.32c	6700.21c
成熟期 Maturity	T1	5247.94ab	27.32a	2707.31a	14.09c	11 255.23ab	58.60a	19 210.47b
成熟期 Maturity	T2	5307.75a	27.03a	2758.42a	14.05c	11 568.72a	58.93a	19 634.88a
	T3	4964.57b	26.79a	2646.96ab	14.29c	10 918.81b	58.92a	18 530.33b
	T4	4446.48c	28.02a	2445.43b	15.39b	8989.25c	56.59b	15 881.15c
	CK	3149.39d	28.37a	1848.45c	16.64a	6101.51d	54.99c	11 099.35d

处理 Treatment	根系干物质积累量Root dry matter accumulation (kg/hm²)			根冠比Root-shoot ratio
处理 Treatment	分蘖期Tillering	齐穗期Heading	成熟期Maturity	分蘖期Tillering	齐穗期Heading	成熟期Maturity
T1	1139.89b	2177.88bc	1470.26bc	0.24c	0.18d	0.08c
T2	1292.46a	2396.17a	1682.60a	0.29ab	0.20cd	0.09bc
T3	1249.04ab	2288.33ab	1569.60ab	0.29ab	0.21bc	0.08bc
T4	1213.87ab	2128.87c	1423.61c	0.31c	0.22bc	0.09b
CK	965.73c	1625.32d	1282.47d	0.27bc	0.24a	0.12a

处理 Treatment	有效穗数 Number of effective panicles (×10⁴/hm²)	千粒重 1000-grain weight (g)	每穗粒数 Grains per panicle	结实率 Seed-setting rate (%)	产量 Yield (kg/hm²)
T1	479.64±14.33a	26.12±0.17a	89.38±3.27ab	94.46±1.08b	9396.83±158.57b
T2	483.84±14.03a	26.10±0.06a	90.93±2.66a	96.69±1.27a	9785.73±148.67a
T3	451.92±12.43b	26.27±0.13a	87.09±3.84ab	97.21±0.30a	9214.30±85.81b
T4	412.44±18.91c	26.38±0.19a	83.47±3.97b	97.40±0.79a	7698.40±153.07c
CK	346.92±13.88d	26.31±0.12a	63.24±4.74c	95.97±0.97ab	5055.53±158.57d