典型地区玉米秸秆还田现状与问题探究

2017-01-21王琦琪陈印军李然嫣

中国农业信息 2017年2期

关键词：田量补贴秸秆

王琦琪，陈印军，李然嫣

（中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京 100081）

典型地区玉米秸秆还田现状与问题探究

王琦琪，陈印军*，李然嫣

（中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京 100081）

近年来，秸秆还田在玉米种植区大面积推广，产生了良好的经济和生态效益，对改善耕作土壤理化性状、提高作物产量、防止因燃烧秸秆产生的空气污染有不可忽视的作用。但玉米秸秆还田在一些地区出现了粉碎不细、腐烂不快、病虫较多等“副作用”，增加了秸秆还田的难度和农民的耕种成本。鉴于此，文章认为下一步秸秆还田工作需从选择合适的还田量和耕作方式、设立专项秸秆还田补贴和提倡秸秆综合利用等措施入手，保障农民权益、促进秸秆的资源化利用。

秸秆还田土壤理化性状秸秆综合利用

1 典型地区玉米秸秆还田现状

玉米是我国主要粮食作物之一，2014年种植面积达到3 712.3万hm2，产量为2.156 46亿t[1]。玉米植株高大，2014年我国玉米秸秆资源总量为2.37亿t，其中黑龙江、吉林、山东、河南、河北等6个玉米主要种植省份的秸秆产生量为1.5万t，占全国总量的63.32%[2]。历史上，一家一户传统种养结合模式使玉米秸秆得到充分利用，主要用作燃料和饲料等；随着经济社会的发展，农民不再需要使用秸秆，多数秸秆在农作物收获后被付之一炬，造成环境污染和资源的极大浪费。我国2008年发布的《国务院办公厅关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见》（国办发[2008]105号）[3]中提出了减少秸秆露天焚烧问题、推广秸秆多种还田方式、提高秸秆综合利用率的要求，此后各地陆续制定了玉米秸秆再利用政策措施。

秸秆还田是进行保护性耕作的重要措施之一，玉米秸秆含有钙、磷、钾等多种营养成分，是培肥地力、促进下茬作物生长发育的优质肥料。玉米秸秆还田主要采取直接还田（翻压还田、覆盖还田）、过腹还田、堆沤还田等方式，其中直接还田具有省时省力、直接方便等特点，目前在全国玉米种植区大面积推广。以黑龙江省为例，2014年全省玉米秸秆产生量为3 343.4万t，其中玉米秸秆直接还田量占总量的比例为15%。黑龙江垦区为保障玉米秸秆还田、防止焚烧制定了秸秆还田补贴政策，规定农户和合作社实施秸秆还田后，每667 m2可获得10元的资金补贴，对购买秸秆腐熟剂的农户和合作社，补贴15～20元/667 m2[4]；同时制定了露天焚烧处罚政策，确保秸秆还田的顺利推进。

2 玉米秸秆还田成效与问题

2.1 玉米秸秆还田优势尽显

2.1.1 增加土地肥力，提高作物产量

玉米植株高大，秸秆及叶片中富含多种营养成分及微量元素，还田腐烂后能起到培肥地力、提高后茬作物产量的作用。实验表明，玉米秸秆还田可显著提高土壤养分，促进作物较深层根系发育及活力的保持，促进土壤微生物数量增倍和土壤酶活性的增强；山西省多年多点试验结果指出，玉米秸秆还田3年、6年和9年后，土壤有机质含量分别提高0.05%～0.09%、0.06%～0.1%、0.09%～0.12%[5]。此外，全氮、有效磷和速效钾等含量也随玉米秸秆还田年限的增长而有所增加。

相应地，玉米秸秆还田导致的土壤理化性质的改善对作物增产有直接的作用。适宜的秸秆还田量可以增加下茬及长期作物产量已得到学术界的广泛认同，相关试验数据表明，秸秆还田与不还田比较平均增产率为10.8%[6]，并且和普通无机肥相比，秸秆有机肥在作物生长发育后期和长远上发挥作用更加明显。目前化肥的超量使用带来了土壤板结、有机质减少、环境污染等一系列问题，在“2020年化肥使用量零增长”目标的号召下，采用秸秆有机肥部分代替化肥、有机无机配合同施的方法从长远来看对保障农业生产、发挥秸秆资源作用具有重要意义。

2.1.2 优化土壤结构，减少土壤侵蚀

玉米秸秆还田具有增加土壤微粒、持水量和透气性的功能，有研究表明，玉米秸秆还田后比对照组土壤容重下降了4.38%～8.03%，最大田间持水量提高0.74%～6.41%，土壤总孔隙度增加8.64%～18.65%[7]，显著改善了耕作土壤的物理性状，优化了土壤结构，提升了土壤质量。

另外，粉碎的秸秆覆盖在土壤表面或与土壤混合可以增加地表粗糙度，对防止冬、春季强烈的风力侵蚀和夏秋水力侵蚀有重要作用。我国黄土高原农作区由于气候多风少雨、耕地地表缺少覆盖等原因造成严重的土壤侵蚀和水土流失状况，对当地农业生产造成极大破坏。实验证明，在黄土高原农作区实施以秸秆还田覆盖为代表的保护性耕作能使地表径流形成的时间晚、入渗量大，强降雨时造成的土壤侵蚀量是传统耕作的59.52%[8]。玉米植株高大，可还田量较多，对于土壤保水保墒、防止土壤侵蚀和水土流失具有重要作用。

2.1.3 禁止露天焚烧，保护空气环境

近年来，农作物秸秆已经成为农业面源污染的新源头[9]，每年秋后玉米秸秆的焚烧加上不良气象条件的传播和输送，加重了季节性雾霾的影响范围、时间和强度。有研究表明，每燃烧1 kg作物秸秆会产生20.27 g的PM2.5，68.33 g的一氧化碳，1 455 g的二氧化碳和二氧化硫、氮氧化合物、甲烷等气体[10]，使空气质量严重下降。大规模秸秆焚烧还会造成飞机场、高速公路等烟雾弥漫，能见度低甚至造成交通事故。在各地加大对玉米秸秆禁烧的管控措施以后，季节性雾霾发生频率降低、影响变小，空气质量有明显的改善。

2.2 玉米秸秆还田问题突出

2.2.1 机械效果差，还田效率低

使用合适的还田机具可以减轻农民作业时间和强度，有利于提高秸秆的粉碎、翻埋效果，保障秸秆还田发挥相应作用。目前，玉米秸秆还田典型地区主要采取在玉米收获后，由大型或中型拖拉机牵引直接对秸秆进行粉碎后抛撒于地表，随即翻耕入土的直接还田方式。但由于市场上秸秆还田机械质量参差不齐，不同机械的使用效果有很大差别。玉米秸秆还田技术要求为粉碎的长度不宜超过10 cm，破碎率在95%以上，如果秸秆过长，将再次粉碎。但实际还田过程中，由于农民担心租用机械的成本问题，往往只采取粉碎一遍后旋耕或翻耕一遍的方式，导致玉米秸秆粉碎长度不达标，破碎率较低。同时，秋忙时节玉米秸秆还田时间安排紧凑，还田机械在此期间作业量巨大，在其他时间使用率却极低，不利于机械的保养。机械的使用效果对秸秆还田发挥其作用具有直接的影响，不配套的机械或不合理的耕作方式会导致粉碎翻埋的效果差，直接影响下茬作物的播种和生长，导致病虫害、出苗根浅不齐等问题的发生。

2.2.2 秸秆腐烂慢，影响下茬生长

秸秆在腐烂的过程中需要大量的氮元素参与，会导致土壤中暂时的碳氮比失衡，解决该问题通常的做法是在秸秆还田后按秸秆量（风干重）的1.5%～2.0%配施氮肥，调节土壤的碳氮比。然而，目前全国多数地区玉米秸秆还田后没有后续的补充措施如增施氮肥，导致耕作层存在大量的未经腐烂的玉米秸秆，影响下茬作物的播种和灌溉，严重时会和下茬作物争抢氮肥，不利于下茬作物的初期生长。目前，生物制剂的腐烂剂没有大规模推广，且由于区域自然条件的不同，一定种类的生物腐烂剂只能用于特定地区。调查发现，我国黑龙江省玉米种植带北部在推广秸秆全量还田时遭遇了因玉米植株高大难以机械粉碎、气候寒冷秸秆无法快速腐烂、春季播种耕层漏风跑墒、幼苗根浅不齐等问题，目前玉米秸秆还田在当地仍然难以推行。在农民不懂秸秆还田需要施用氮肥和腐烂剂或不愿为秸秆还田投资时，秸秆还田产生的弊大于利。

2.2.3 还田补贴少，农民成本增加

推广秸秆还田的另一问题是增加农民的种地成本，成本增加主要来自机械费用、种子化肥农药等农资费用等。根据经济发展水平的不同，各地的还田补贴数额不同，主要的补贴方式是农民直补或补贴给农机部门。调查发现，种植玉米较为集中的黄淮海区秸秆还田没有农民直补，机械费用也大部分来源于农民自付。河北省在推广秸秆还田之前，农民通常将地中秸秆清理完毕后旋耕或翻耕一遍直接种植下茬作物；自从政府要求秸秆还田后，农民需要将玉米秸秆粉碎一遍，旋耕次数需增加至少一次，机械费用总共增加约80元/667 m2；如果气象条件不佳，玉米秸秆不能及时腐烂，在随后的小麦播种环节农民需要比以前多播种5～15元的麦种，并在冬小麦灌溉环节耗时耗力，每667 m2土地增加约15元的灌溉耗电费用；此外，如果玉米秸秆在有病虫害的情况下还田，农民需要在播种后使用更多的农药，否则将对来年小麦的生长产生不利影响。综合下来，玉米秸秆还田对农民来说需要多付出每667 m2约120元的费用。另外，灌溉、打药等工作需要付出数天的家庭劳动，农民外出打工或从事其他职业丧失的机会成本也是一笔不小的数字。同时，农民对政府推行的秸秆还田、保护性耕作等措施认识不到位，对其中提高地力、促进农业可持续发展的认识不足，农民被动地接受政策、承担政策带来的成本，打击了农民保护土地的积极性。

3 推进玉米秸秆还田的对策与建议

3.1 因地制宜，选择合理的耕作方式和还田量

秸秆直接还田主要有翻压还田、覆盖还田等方式，不同区域应根据自身不同的气候条件、土壤性状和经济条件选择合适的秸秆还田方式。调查表明多数地区秸秆过量还田对后茬作物的出苗和播种产生不利影响，因此应合理控制秸秆留茬高度和还田量。实验证明，玉米秸秆留茬1 m有利于保持适宜的土壤呼吸值[11]，且由于1 m以上的部分玉米秸秆的粗蛋白、粗脂肪、钙和磷的含量随距地高度升高而增加，含水量、中酸性洗涤纤维等的含量随距地高度升高而降低[12]，因此更适合用作饲料化开发。与此同时，不同的地区、不同的耕作方式应实行不同的秸秆还田量，在一定区域条件下，耕翻可实行全量秸秆还田，而免耕条件下只能实行2/3秸秆还田[13]。各地在推行玉米秸秆还田政策时应根据当地自然、经济条件，选择合适的还田量和还田方式，避免秸秆过量还田造成的浪费和低效。

3.2 设立专项秸秆还田补贴，减轻农民负担

目前，多数地区玉米秸秆还田的机械费用、农资费用等几乎全由农民负担，每667 m2玉米一季的秸秆还田花费约120元，严重影响了农民还田的积极性。秸秆还田是减少农业污染、促进资源循环利用的重要方式，对当地经济发展、生态文明建设产生一系列积极影响，因此秸秆还田所带来的成本应该由享受到秸秆还田益处的社会公众平等负担，而并非只由农民为此掏腰包。鉴于此，政府相关部门有必要设立专项秸秆还田补贴，采用农民直补、农机或农资补贴等方式，增加深松整地补贴、秸秆腐解补贴等补贴项目；已有专项补贴的地区应根据秸秆还田实际带来的成本相应地提高补贴标准。同时，应扩大秸秆还田项目地区，推广秸秆还田成功经验，制订秸秆利用综合长远发展规划；准确把握还田时间、掌握还田技术、落实农民补贴，做好相关监督反馈工作。切实减轻农民负担、促进和谐社会建设是在秸秆还田中体现社会公平的重要做法。

3.3 禁烧秸秆，提倡秸秆多种方式综合利用

虽然各地积极开展秸秆禁烧工作，但部分地区秸秆量较多且难以被利用是现实存在的问题。由于玉米秸秆的直接还田，农民丧失了使用玉米秸秆的其他价值，对促进农业增产、农民增收是不小的损失。在当前玉米种植“镰刀弯”结构性调整的指导下，玉米种植地区调整、玉米秸秆饲料化、种养结合的要求被提上日程。玉米秸秆富含氮、磷、钾、碳、碳水化合物及有机质等营养成分，蛋白质与脂肪也占有一定比例，在饲料、肥料、燃料等方面具有很高的开发利用价值。下一步需要加大国家资金投入，制定秸秆综合利用政策，开展有关项目和试点，积极促进秸秆资源化利用，让秸秆有新的去处，同时农民也可以通过出售秸秆获得相应的收益，才能从根本上扭转目前农民偷烧秸秆、屡禁不止的局面。我国秸秆按人均占有量可以分为资源丰富区、资源一般区和资源贫乏区[14]，需要针对不同区域的资源特点选择不同的秸秆开发方式：资源丰富区的东北地区、黄淮海区等应加大开发力度，实施玉米秸秆“五料化”—肥料化、饲料化、基料化、原料化和燃料化综合利用，充分发挥玉米秸秆的资源价值；而资源一般区和贫乏区应以肥料化还田、保护当地生态环境为主，适度开发其他功能。

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