小麦-玉米轮作区秸秆还田与生物菌剂协同应用效果评价

摘要：本文探讨了小麦-玉米轮作区秸秆还田与生物菌剂协同应用的效果。通过综述相关文献，分析了秸秆还田和生物菌剂单独及协同应用对土壤质量、作物生长、养分循环、环境效益及经济效益的影响。研究发现，协同应用能显著提高土壤有机质含量，改善土壤结构，促进作物生长，提高产量和品质，同时减少化肥和农药使用，降低农业面源污染。然而，需注意病菌传播和土壤碳氮比失调等问题。未来研究应关注优化协同应用模式，加强长期定位试验，推动秸秆还田与生物菌剂技术的广泛应用。

关键词：小麦-玉米轮作；秸秆还田；生物菌剂；土壤质量；作物生长

一、引言

小麦-玉米轮作是我国北方地区常见的农业种植模式，对于保障粮食安全具有重要意义。秸秆还田和生物菌剂作为农业可持续发展的重要措施，近年来受到广泛关注。秸秆还田可以增加土壤有机质含量，改善土壤结构，而生物菌剂则能促进植物生长，提高土壤肥力，减少化肥和农药的使用。然而，关于秸秆还田与生物菌剂协同应用的效果评价尚不全面。本文旨在探讨小麦-玉米轮作区秸秆还田与生物菌剂协同应用的效果，为农业生产提供科学依据。

二、秸秆还田的效果与问题

（一）秸秆还田的效果

1.增加土壤有机质

秸秆是一种数量多、来源广的优质有机肥源，含有丰富的碳、氮、磷、钾等营养元素。秸秆还田后，这些元素逐渐释放到土壤中，能够显著增加土壤有机质含量。例如，在小麦、玉米、大豆三区轮作中，三年三茬秸秆全部还田的有机质含量为105.8%，将小麦、玉米两茬还田的为104.7%。

2.改善土壤结构

秸秆还田能够增加土壤水稳性团粒，降低土壤容重，改善土壤的物理结构。据研究，连续3年用不同作物秸秆还田后，土壤中>2mm的团粒结构占土壤的比例从施用化肥小区的3.94%提高到平均6.70%，土壤容重从1.34g/cm³降低到1.18g/cm³。

3.提高作物产量和品质

秸秆还田为土壤提供了丰富的养分，促进了作物的生长发育。例如，在砂姜黑土区小麦玉米轮作模式下，小麦玉米秸秆全量还田处理提高了小麦的出苗数、出苗率和出苗均匀度，增加了群体茎蘖数、最终成穗数、群体干物质积累，同时也提高了叶片光合性能及群体的光合生产效率，进而显著提高了小麦籽粒产量和品质。

（二）秸秆还田存在的问题

1.病菌传播风险

如果植物本身有病菌、虫害，那么秸秆还田会将病菌埋伏地下，容易诱发下茬作物再生病害。

2.腐熟速度慢

秸秆如果直接还田量过多，腐熟速度慢，将会影响下茬作物发芽、生根等。

3.土壤碳氮比失调

秸秆还田后，土壤碳氮比例严重失调，一般需要每亩补充25—30公斤氮肥，如化肥、尿素、复合肥等，以促进秸秆腐解，防止与作物争氮，影响产量。

三、生物菌剂的作用与应用

（一）生物菌剂的作用

生物菌剂中的有益微生物可以分泌植物激素，促进作物生长。例如，它们能够帮助植物更有效地获取土壤中的养分，从而促进生长、增加植物体积，并提高作物产量。还可以促进土壤中难溶性养分的溶解和释放，提高土壤肥力，还可以增加土壤中微生物的多样性，改善土壤结构，减少土壤板结，从而提高土壤质量。生物菌剂中拮抗性真菌和细菌，能够抑制土壤中的病原体的生长，降低病害发生率。此外，还能增强植物对各种环境胁迫的抵抗力，包括干旱、盐碱胁迫，提高作物对养分的利用效率，降低对化肥的依赖。同时，由于其能够抑制病菌的生长，也减少了农药的使用。

（二）生物菌剂的应用实例

在实际农业生产中，生物菌剂的应用已经取得了一定成效。例如，在某农场的小麦和制种玉米种植中，全部使用生物菌剂后，土壤得到改善，作物扎根和生长得到促进，抗倒伏能力增强，职工使用生物菌剂的积极性非常高。

四、秸秆还田与生物菌剂协同应用的效果

（一）对土壤质量的影响

秸秆还田为土壤提供了大量的有机物质，而生物菌剂中的有益微生物可以加速这些有机物质的分解和转化，使其更快地转化为土壤有机质。例如，在相关研究中，增施菌剂处理的土壤有机质含量的提升幅度较大。秸秆还田增加了土壤中的碳、氮、磷、钾等营养元素，生物菌剂则能够促进这些养分的释放和植物对它们的吸收。例如，增施基质和菌剂各阶段均提高土壤全氮含量，并在玉米季中同时提升速效氮的含量；增施基质或联合菌剂有利于提高土壤速效钾的含量。秸秆还田和生物菌剂的协同应用能够增加土壤中微生物的多样性，优化土壤微生物群落结构。例如，在相关研究中，增施菌剂的处理措施显著提升了土壤微生物对糖类、酸类、酯类和醇类的利用率。

（二）对作物生长的影响

秸秆还田和生物菌剂的协同应用为作物提供了充足的养分和良好的土壤环境，促进了作物的生长发育。例如，在小麦-玉米轮作中，秸秆还田与生物菌剂协同应用可以提高小麦的出苗数、出苗率和出苗均匀度，增加群体茎蘖数、最终成穗数、群体干物质积累等。由于作物生长发育得到促进，其产量和品质也会相应提高。例如，在相关研究中，小麦玉米秸秆全量还田配施化肥处理显著提高了小麦籽粒产量，同时提高了蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、硬度和容重等品质指标。

（三）对环境效益的影响

秸秆还田和生物菌剂的协同应用能够提高作物对养分的利用效率，降低对化肥的依赖，由于生物菌剂能够抑制病菌的生长，也减少了农药的使用，从而降低了农业面源污染。而且通过改善土壤结构和提高植被覆盖率，秸秆还田和生物菌剂的协同应用降低了水土流失的风险，有助于维护农田的长期可持续利用。

（四）对经济效益的影响

由于减少了化肥和农药的使用，生产成本得到降低。同时，作物产量和品质的提高也增加了农民的收入。秸秆还田和生物菌剂的协同应用提高了土壤肥力和作物产量，有助于实现农业的可持续发展，提高农业生产效益。

五、结论与展望

小麦-玉米轮作区秸秆还田与生物菌剂协同应用具有显著的效果。它能够提高土壤有机质含量，改善土壤结构，促进作物生长发育，提高作物产量和品质，同时减少化肥和农药的使用，降低农业面源污染，增强土壤抗侵蚀能力，提高农业生产效益。然而，在实际应用中也需要注意一些问题，如病菌传播风险、土壤碳氮比失调等，需要采取相应的措施加以解决。未来，应进一步深入研究秸秆还田与生物菌剂协同应用的机制，优化协同应用模式，提高应用效果。同时，应加强长期定位试验，监测协同应用对土壤质量、作物生长、环境效益和经济效益的长期影响。此外，还应加强宣传和推广，提高农民对秸秆还田与生物菌剂协同应用的认识和接受程度，推动其在农业生产中的广泛应用。

参考文献

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