氮肥耦合腐解剂对寒区水稻秸秆腐解和产量的影响

doi:10.13287/j.1001-9332.202606.014

应用生态学报 ›› 2026, Vol. 37 ›› Issue (6): 1965-1971.doi: 10.13287/j.1001-9332.202606.014

氮肥耦合腐解剂对寒区水稻秸秆腐解和产量的影响

刘春梅^1,3*, 严跃辉^1,3, 陈瑞阳¹, 崔靖民², 陈海星¹, 胡健¹, 许文政¹, 张明聪³

¹黑龙江八一农垦大学农学院, 黑龙江大庆 163319;
²北大荒集团黑龙江红卫农场有限公司, 黑龙江双鸭山 155723;
³农业农村部东北平原农业绿色低碳重点实验室, 黑龙江大庆 163319

收稿日期:2025-09-28 修回日期:2026-04-30 出版日期:2026-06-18 发布日期:2026-12-18
通讯作者: *E-mail: soilfertilizer@163.com
作者简介:刘春梅, 女, 1974年生, 博士。主要从事白浆土改良和植物营养与肥料研究。E-mail: soilferilizer@163. com
基金资助:
黑龙江省“双一流”学科协同创新成果建设项目(LJGXCG2022-107)和黑龙江省重点研发计划重大项目(2023ZX02B01-03)

Impact of nitrogen application rates coupled with decomposing agents on straw decomposition and rice yield in cold region

LIU Chunmei^1,3*, YAN Yuehui^1,3, CHEN Ruiyang¹, CHUI Jingmin², CHEN Haixing¹, HU Jian¹, XU Wenzheng¹, ZHANG Mingcong³

¹College of Agriculture, Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319, Heilongjiang, China;
²Beidahuang Group Heilongjiang Hongwei Fram Limited Company, Shuangyashan 155723, Heilongjiang, China;
³Key Laboratory of Low-carbon Green Agriculture in Northeastern China, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Daqing 163319, Heilongjiang, China

Received:2025-09-28 Revised:2026-04-30 Online:2026-06-18 Published:2026-12-18

摘要/Abstract

摘要： 本研究以垦粳8水稻品种为研究对象,采用二因素随机区组设计,设置4个施氮水平:N₀(不施氮)、N₁(75 kg·hm^-2)、N₂(125 kg·hm^-2)、N₃(150 kg·hm^-2);2个腐解剂水平:F₀(不施腐解剂)和F₁(施用腐解剂: 2 kg·t^-1秸秆腐熟剂配施哈茨木霉菌),测定水稻秸秆降解率、养分释放率和水稻产量,探明不同氮肥用量与腐解剂耦合对寒区还田水稻秸秆腐解的影响,并确定最佳施氮量。结果表明:施氮和施腐解剂处理的秸秆降解率、养分释放率均高于不施氮和不施腐解剂处理,以F₁N₂处理效果最好,其秸秆降解率在水稻全生育期较F₀N₀提高19.8%～196.1%,秸秆碳、氮、磷、钾的养分释放率较F₀N₀分别提高17.3%～54.7%、12.2%～44.8%、14.7%～48.2%、4.4%～43.4%。施氮配施腐解剂可显著调节秸秆碳氮比,缩短秸秆腐熟时间,以F₁N₂处理效果最佳,其抽穗期碳氮比为44.09,腐解参数率先达到参数阈值0.6,较F₀N₀缩短20 d左右。F₁N₂处理水稻的穗粒数、结实率和水稻产量分别较F₀N₀增加79.1%、40.4%和134.7%。综上,F₁N₂处理可显著促进还田秸秆腐解和养分释放,从而有利于寒区土壤培肥和水稻产量的提高。

关键词: 水稻, 施氮量, 秸秆腐解剂, 秸秆还田

Abstract: We conducted an experiment with the rice cultivar “Kengeng 8” as the research material following a two-factor randomized block design. There were four nitrogen application levels: N₀(no nitrogen application), N₁ (75 kg·hm^-2), N₂(125 kg·hm^-2), N₃(150 kg·hm^-2), and two decomposition agent levels: F₀(no decomposition agent) and F₁ (with decomposition agent:2 kg·t^-1 straw decomposition agent combined with Trichoderma harzianum). By measuring rice straw degradation rate, nutrient release rate, and rice yield, we investigated the effects of coupling different nitrogen application rates with decomposition agent on rice straw decomposition under straw return conditions in cold region, to assess the optimal nitrogen application rate. The results showed that the straw degradation rate and nutrient release rate under treatments with nitrogen and decomposition agent were higher than those without nitrogen and without decomposition agent. The F₁N₂ treatment exhibited the best performance. Compared with F₀N₀, straw degradation rate during the entire rice growth period increased by 19.8%-196.1%, and the nutrient release rates of straw C, N, P, and K increased by 17.3%-54.7%, 12.2%-44.8%, 14.7%-48.2%, and 4.4%-43.4%, respectively. The combination application of nitrogen fertilizer and decomposing agent significantly regulated straw C/N ratio and shortened the duration of straw decomposition. The F₁N₂ treatment was optimal, with C/N ratio of 44.09, and its decomposition parameter reached the threshold value of 0.6 at the heading stage, shortening decomposition duration by 20 d compared with F₀N₀. The F₁N₂ treatment increased spikelets per panicle, seed setting rate, and rice yield by 79.1%, 40.4%, and 134.7%, respectively. In conclusion, the F₁N₂ treatment significantly promoted straw decomposition and nutrient release under straw return conditions, thereby facilitating soil fertility and rice yield in cold region.

Key words: rice, nitrogen application rate, straw decomposition agent, straw turnover

刘春梅, 严跃辉, 陈瑞阳, 崔靖民, 陈海星, 胡健, 许文政, 张明聪. 氮肥耦合腐解剂对寒区水稻秸秆腐解和产量的影响[J]. 应用生态学报, 2026, 37(6): 1965-1971.

LIU Chunmei, YAN Yuehui, CHEN Ruiyang, CHUI Jingmin, CHEN Haixing, HU Jian, XU Wenzheng, ZHANG Mingcong. Impact of nitrogen application rates coupled with decomposing agents on straw decomposition and rice yield in cold region[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2026, 37(6): 1965-1971.

参考文献

[1] 李阳阳, 陈帅民, 徐铭鸿, 等. 腐解菌剂耦合尿素对水稻秸秆腐解率及产量的影响. 中国农学通报, 2025, 41(9): 18-24
[2] 范作伟, 陈帅民, 李阳阳, 等. 玉米秸秆不同还田方式下腐解菌剂的应用效果研究. 玉米科学, 2021, 29(2): 109-116
[3] 吕开宇, 仇焕广, 白军飞, 等. 中国玉米秸秆直接还田的现状与发展. 中国人口·资源与环境, 2013, 23(3): 171-176
[4] 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
[5] 匡恩俊, 王秋菊, 邹佳何, 等. 玉米秸秆还田对白浆土水溶性有机碳及荧光特性的影响. 应用生态学报, 2025, 36(12): 3689-3698
[6] 倪国荣, 魏赛金, 吕伟生, 等. 稻草全量还田配施腐解菌剂对机插晚稻生长发育的影响. 江西农业大学学报, 2015, 37(6): 960-965
[7] 陈亮, 赵兰坡, 赵兴敏. 秸秆焚烧对不同耕层土壤酶活性、微生物数量以及土壤理化性状的影响. 水土保持学报, 2012, 26(4): 118-122
[8] 班允赫, 李旭, 李新宇, 等. 降解菌系和助腐剂对不同还田方式下水稻秸秆降解特征的影响. 生态学杂志, 2019, 38(10): 2982-2988
[9] Fabrizio A, Pierluigi G, Giuliana R, et al. Modification of soil humic matter after 4 years of compost application. Waste Management, 2007, 27: 319-324
[10] Warnick TA, Methé BA, Leschine SB. Clostridium phy-tofermentans sp. nov., a cellulolytic mesophile from forest soil. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2002, 52: 1155-1160
[11] 李静, 张瀚能, 赵翀, 等. 高效纤维素降解菌分离筛选、复合菌系构建及秸秆降解效果分析. 应用与环境生物学报, 2016, 22(4): 689-696
[12] Hamilton-Brehm SD, Mosher JJ, Vishnivetskaya T, et al. Caldicellulosiruptor obsidiansis sp. nov., an anaerobic, extremely thermophilic, cellulolytic bacterium isolated from Obsidian Pool, Yellowstone National Park. Applied and Environmental Microbiology, 2010, 76: 1014-1020
[13] 刘雨杭, 刘蓉, 赵长坤, 等. 油菜秸秆还田与氮肥调控对腐解率及养分释放的影响. 江苏农业科学, 2020, 48(21): 288-291
[14] 赵亚丽, 于淑婷, 穆心愿, 等. 深耕加秸秆还田下施氮量对土壤碳氮比、玉米产量及氮效率的影响. 河南农业科学, 2016, 45(10): 50-54
[15] Bennett AE, Grussu D, Kam J, et al. Plant lignin content altered by soil microbial community. New Phytologist, 2015, 206: 166-174
[16] 温美娟, 杨思存, 王成宝, 等. 不同耕作和秸秆还田方式对灰钙土土壤理化性状、酶活性及玉米产量的影响。生态学杂志, 2025, 44(3): 903-911
[17] 卫婷, 韩丽娜, 韩清芳, 等. 有机培肥对旱地土壤养分有效性和酶活性的影响. 植物营养与肥料学报, 2012, 18(3): 611-620
[18] 朱雅琪, 王珊, 柳勇, 等. 腐秆剂用量、含水量及初始碳氮比对水稻秸秆腐解性能的影响初探. 生态环境学报, 2019, 28(3): 601-611
[19] 钱海燕, 杨滨娟, 黄国勤, 等. 秸秆还田配施化肥及微生物菌剂对水田土壤酶活性和微生物数量的影响. 生态环境学报, 2012, 21(3): 440-445
[20] Valé M, Nguyen C, Dambrine E, et al. Microbial activity in the rhizosphere soil of six herbaceous species cultivated in a greenhouse is correlated with shoot biomass and root C concentrations. Soil Biology and Biochemistry, 2005, 37: 2329-2333
[21] 魏亮, 汤珍珠, 祝贞科, 等. 水稻不同生育期根际与非根际土壤胞外酶对施氮的响应. 环境科学, 2017, 38(8): 3489-3496
[22] 宫秀杰, 钱春荣, 曹旭, 等. 玉米秸秆还田配施氮肥对土壤酶活、土壤养分及秸秆腐解率的影响. 玉米科学, 2020, 28(2): 151-155
[23] 李涛, 何春娥, 葛晓颖, 等. 秸秆还田施氮调节碳氮比对土壤无机氮、酶活性及作物产量的影响. 中国生态农业学报, 2016, 24(12): 1633-1642
[24] 陈建英, 罗超越, 邱慧珍, 等. 不同施氮量对半干旱区还田玉米秸秆腐解及养分释放特征的影响. 干旱地区农业研究, 2020, 38(1): 101-106
[25] 陈银建, 周冀衡, 李强, 等. 秸秆腐解剂对不同作物秸秆腐解特征研究. 湖南农业科学, 2011(1): 19-21
[26] 宋芳芳, 任萍, 徐建良, 等. 水稻秸秆在旱作土壤中的降解过程及降解菌剂施用效果. 中国土壤与肥料, 2015(2): 103-110
[27] 康慧玲. 覆膜和灌溉对不同秸秆还田后腐解率及土壤酶活性的影响. 硕士论文. 兰州: 甘肃农业大学, 2016
[28] 王麒, 宋秋来, 冯延江, 等. 施用氮肥对还田水稻秸秆腐解的影响. 江苏农业科学, 2017, 45(11): 197-201
[29] 黄婷苗, 王朝辉, 侯仰毅, 等. 施氮对关中还田玉米秸秆腐解和养分释放特征的影响. 应用生态学报, 2017, 28(7): 2261-2268
[30] 张姗, 石祖梁, 杨四军, 等. 施氮和秸秆还田对晚播小麦养分平衡和产量的影响. 应用生态学报, 2015, 26(9): 2714-2720
[31] 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
[32] 闫超. 水稻秸秆还田腐解规律及土壤养分特性的研究. 博士论文. 哈尔滨: 东北农业大学, 2015
[33] 胡宏祥, 程燕, 马友华, 等. 油菜秸秆还田腐解变化特征及其培肥土壤的作用. 中国生态农业学报, 2012, 20(3): 297-302
[34] 刘单卿, 李顺义, 郭夏丽. 不同还田方式下小麦秸秆的腐解特征及养分释放规律. 河南农业科学, 2018, 47(4): 49-53
[35] 侯贤清, 李荣, 吴鹏年, 等. 秸秆还田配施氮肥对土壤碳氮含量与玉米生长的影响. 农业机械学报, 2018, 49(9): 238-246
[36] 陈佩, 罗佳琳, 黄丽颖, 等. 秸秆还田配施氮肥对水稻根际土酶活性的影响. 农业环境科学学报, 2023, 42(10): 2264-2273
[37] 陈玥, 宫亮, 金丹丹, 等. 北方粳稻最优产量氮肥阈值周年变化及其影响因素分析. 作物杂志, 2023(4): 144-151
[38] 吴志鹏, 朱奎峰, 钟洁, 等. 秸秆还田添加腐熟剂对土壤养分及水稻产量的影响. 赤峰学院学报: 自然科学版, 2017, 33(12): 35-37
[39] 张舒予, 金梦灿, 马超, 等. 秸秆还田配施腐熟剂对水稻产量及钾肥利用率的影响. 中国土壤与肥料, 2018(1): 49-55
[40] 李荣, 勉有明, 侯贤清, 等. 施氮对还田秸秆腐解及养分释放、土壤肥力与玉米产量的影响. 作物学报, 2023, 49(7): 2012-2022

氮肥耦合腐解剂对寒区水稻秸秆腐解和产量的影响

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[1]	余光辉, 刘勇雄, 李文佳, 张星怡, 茆福全. 长江经济带水稻生产环境外部性价值的时空演变特征 [J]. 应用生态学报, 2026, 37(8): 2655-2664.
[2]	代伶俐, 赵迪. 中国稻田系统砷污染的区域驱动机制及分区精准阻控研究进展 [J]. 应用生态学报, 2026, 37(6): 2085-2093.
[3]	宋文文, 周伟, 夏海晓, 朱莉, 李贵勇, 朱世林, 邓奇奇, 陶有凤, 胡剑锋, 任万军. 不同生态条件下氮高效水稻氮素积累与利用特征 [J]. 应用生态学报, 2026, 37(3): 843-854.
[4]	王鹏博, 张文静, 乔唱唱, 唐一哲, 杨颖聪, 黄明, 徐国伟, 王贺正. 秸秆还田和施氮量对旱地小麦旗叶光合、荧光特性及产量的影响 [J]. 应用生态学报, 2026, 37(2): 494-502.
[5]	唐海江, 郭富城, 杨九菊, 肖东浩, 廖婷璐, 罗成科. 种植水稻对盐碱地土壤改良效果的研究进展 [J]. 应用生态学报, 2026, 37(2): 591-600.
[6]	王思楚, 孙国峰, 孙仁华, 徐志宇, 周炜, 盛婧. 秸秆还田的碳固存效率: 长期动态、影响因素及增效途径 [J]. 应用生态学报, 2026, 37(2): 601-608.
[7]	蔡丽君, 张敬涛, 于文, 宋振伟, 郭震华, 刘婧琦, 杨旭, 张娜, 盖志佳. 保护性耕作下秸秆还田对三江平原土壤细菌群落结构与功能的影响 [J]. 应用生态学报, 2026, 37(1): 115-124.
[8]	王彬, 郭晨, 吴朋浩, 鲁剑巍, 任涛, 李小坤. 新型肥料与灌溉模式对双季稻碳足迹的影响 [J]. 应用生态学报, 2025, 36(8): 2388-2398.
[9]	杨倩, 卫甜, 朱锦磊, 刘怀阿, 吕敏. 江苏省稻田马唐对3种乙酰辅酶A羧化酶抑制剂的抗性和靶标基因突变 [J]. 应用生态学报, 2025, 36(7): 2083-2091.
[10]	佟汉文, 李朝苏, 刘易科, 付鹏浩, 邹娟, 吴波, 朱展望, 张平. 施氮量对稻茬小麦弱筋生产性能的影响 [J]. 应用生态学报, 2025, 36(5): 1422-1430.
[11]	殷启杰, 姜建武, 殷汉琴, 杨宗坤, 龚冬琴, 李桂芳, 褚先尧, 刘文波, 张敏. 有机物料投入对新垦耕地土壤养分和微生物代谢的影响 [J]. 应用生态学报, 2025, 36(4): 969-983.
[12]	吕佳佳, 初征, 李百超, 宫丽娟, 周宝才, 刘丹, 王冬妮, 姜丽霞. 东北地区水稻开花期冷涡型光-温-水复合逆境产量损失评估指标构建 [J]. 应用生态学报, 2024, 35(3): 731-738.
[13]	孟晗宇, 文杨, 艾力库提·艾沙, 魏占波, 张彬. 秸秆还田条件下减施氮肥影响稻田土壤氧化亚氮排放的微生物机制 [J]. 应用生态学报, 2024, 35(12): 3419-3426.
[14]	王芳娜, 朱飞飞, 李英华, 刘德泽, 曲玉莹, 秦玉婧, 王莹莹, 王文超, 谢瑾, 方运霆. 硅酸盐矿物增强风化技术对水稻田植物-土壤系统固碳的影响 [J]. 应用生态学报, 2024, 35(10): 2733-2743.
[15]	韦兆伟, 陈若谷, 殷楠, 柯浩楠, 沙雅晴, 赵峻池, 李琪, 胡正华. 基于稻瘟病的水稻抗逆性对CO₂浓度和温度升高的响应 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(6): 1563-1571.