秸秆还田技术应用浅析

韩艳丽

一、农作物秸秆还田对土壤肥力的影响

1、改善土壤性状,增强土壤通透性

秸秆还田后经腐烂分解形成的腐殖质,是土壤结构的胶结剂,有利于土壤团粒结构的形成,提高土壤团聚体和微团聚体的含量,使土壤疏松,通透性好。施用作物秸秆能够提高耕层土壤孔隙度,改善土壤通气状况,降低土壤容重,提高土壤蓄水保肥能力;有利于提高土壤温度,促进土壤中微生物的活动和养分的分解利用;有利于作物根系的生长发育,促进根系的吸收活动。

2、增加土壤保水能力,改善热量状况

土壤含水率提高,有利于作物抗旱。土壤矿物颗粒的最高吸水量为50%—60%,腐殖质的吸水量为400%—600%。因此,施用作物秸秆可使土壤持水量提高,且随秸秆还田量的增加,土壤保水性增强。土壤保水能力增加,比热增大,传导热能力增强,颜色加深促进了吸热,改善了调温性,进而改善了土壤热量状况。

秸秆还田有优化农田生态环境的效果,其中以覆盖还田效果最为显著。覆盖秸秆,在冬天可使5厘米地温提高0.2—0.5℃;夏天可明显降低土温,土壤水分提高32%—45%,杂草减少24.9%—40.6%。连续多年秸秆还田的耕地,不仅能提高磷肥利用率和补充土壤钾素的不足,地力亦可提高0.5—1.0个等级。秸秆还田后,可大幅度提高作物产量。

3、增加土壤有机质含量

作物秸秆还田可提供植物生长必须的氮、磷、钾等大量元素及各种微量元素,使土壤养分显著增加。一方面,秸秆本身含有的元素必然增加土壤养分;另一方面,作物秸秆在转化中可释放一些小分子有机酸,可分解土壤中的矿物质,使土壤中养分有效性增加。对于耕种土壤来说,培肥的中心环节就是保持和提高土壤有机质的含量。实践证明,增加土壤有机质含量最有效的措施是秸秆还田和增施有机肥。秸秆还田和单独使用有机肥均能增加土壤有机质的含量,秸秆还田更有助于土壤有机质的增加,且试验表明,长期秸秆直接还田增加土壤有机质的效果优于单施化肥的效果。

4、对土壤氮、磷、钾等元素的影响

长期施用化肥,可以提高土壤中养分的含量,但施入的无机肥很少能在土壤有机质中积累,只有同时增加有机肥(施用有机肥或秸秆还田等)时,才能提高土壤中养分的含量,并提高其矿化作用,促进作物对氮、磷、钾等的吸收利用。

在中性和碱性土壤中,作物秸秆在分解过程中产生的二氧化碳,特别是在渍水条件下产生的有机酸,可提高土壤营养元素的有效性。试验表明,每增施1500千克/公顷小麦秸秆,可使土壤每年增加全氮0.0020%—0.0096%,碱解氮0.80—4.08毫克/千克,速效磷0.58—1.02毫克/千克,速效钾2.04—6.10毫克/千克。作物秸秆的施用可提高土壤的保肥能力,使营养阳离子吸附在腐殖质和土壤胶体表面,防止营养成分随水淋失或与土壤中的一些阴离子生成难溶性盐,进一步促进作物对营养成分的吸收利用。

二、秸秆综合利用技术应用与研发状况

1、农作物秸秆粉碎还田机械化技术模式

农作物秸秆粉碎还田机械化技术模式就是将收获后站在地里的农作物秸秆 (或留在地里的高茬)用秸秆粉碎还田机械直接粉碎还田。目前小麦秸秆机械化粉碎还田已是一项成熟技术，基本得到普及。玉米秸秆粉碎还田机械化技术仍处于发展阶段，具有很大潜力，它是一项农机与农艺相结合技术，如果后续配套措施跟不上，将严重影响耕整地质量和下一季农作物的播种。解决办法是秸秆还田后破解根茬，增施一定的氮肥后用犁深翻掩埋，以利于秸秆腐烂；或秸秆还田后采用旋耕播种机一次性完成破根茬、耕整地、施肥、播种等项作业。这种作业模式不仅实现了秸秆还田，而且可将秋季生产环节由7—8项减少到3—4项，大大降低劳动强度，减少了作业时间，降低生产成本，增加农民收入。

2、秸秆过腹还田机械化技术模式

通过多年的工作实践，使人们认识到，提高秸秆综合利用水平、解决秸秆禁烧问题的关键是给秸秆找到出路，从技术上为之提供有力的支持。因此，从2004年开始，改变以往单纯的推广模式，在坚持继续搞好秸秆粉碎还田机械化技术推广的基础上，重点在给秸秆找出路方面做文章，即围绕发展畜牧养殖业，大力推广秸秆过腹还田机械化技术。先后推出了秸秆铡切、揉搓、粉碎以及青贮等一系列机械化加工技术，进一步提高了秸秆综合利用水平。

三、秸秆还田应注意的问题

若秸秆还田操作不当,就会出现出苗率低、苗黄、苗弱,甚至出现死苗现象造成减产,因此需要从以下几个方面来提高秸秆还田技术。

1、注意提高粉碎质量

秸秆粉碎的长度应小于6厘米,并且要均匀撒施。对还田地块一定要用旋耕机作业一遍,使秸秆和土壤充分混合拌匀。此外,还要用铧式犁将秸秆连同化肥、农家肥翻入10厘米以下的土壤内以利播种。

2、注意配合补施氮、磷、钾肥料

小麦秸秆还田后,秸秆腐烂过程会出现反硝化作用,微生物吸收土壤中的速效氮素,阻碍农作物对速效氮素的吸收,使幼苗发黄,生长缓慢,不利于培育壮苗。因此,在秸秆还田的同时,要配合施入氮肥,保持秸秆合理的碳氮比。研究表明,每100千克秸秆应配施碳氨4.0—5.0千克,过磷酸钙7.0—8.0千克,硫酸钾2.0—3.5千克。同时结合浇水,有利于秸秆吸水腐解。

3、注意连年秸秆还田的影响

有大量秸秆残株连年进入土壤时,为加速秸秆有机物腐解与土壤肥水相融,以及防止秸秆残株在土壤中出现隔墒等不利影响,要求秸秆粉碎程度高,一般切割长度在10厘米以下。在秸秆还田土壤中,使用化学除草剂。特别是播前进行土壤处理的化学除草剂,其有效使用剂量应适当提高。

4、消灭病原体

带病的秸秆不能直接还田,否则易发生病害,对带有水稻叶枯病、油菜菌核病、小麦、玉米黑粉病等的秸秆最好经高温发酵腐熟后还田,以防止病害的蔓延。

作物秸秆是重要的农业资源,含有丰富的氮、磷、钾及多种微量元索。实践证明，大力推广农作物秸秆粉碎还田机械化技术，可增加土壤有机质含量、改善土壤结构、培肥地力、提高农作物产量，是现代化农业实现良性生态循环和可持续发展的重要措施之一。