黄淮海地区轮作模式下秸秆还田对土壤改良和作物产量影响分析

杜兴江

摘 要：黄淮海地区作为我国粮食主产区之一，土壤肥沃，秸秆数量大，种类多，秸秆资源十分丰富。在轮作模式的情况下，推广秸秆还田方式对土壤的肥力，物理及化学性质的影响具有深远的意义，且能够间接的影响农作物的产量和质量。文章就黄淮海地区轮作模式下秸秆还田对土壤改良和作物产量影响这2方面进行分析和研究，研究显示，秸秆还田给土壤改良及作物产量方面带来的影响是良性的，且对农户的经济效益的增加有一定的积极作用。文章试图对黄淮海地区轮作模式下秸秆还田的方式提出更为合理优化方法，以实现政府宏观目标与农户经济效益最大化的双赢目的。

关键词：黄淮海地区；轮作模式；秸秆还田；土壤改良；作物产量

中图分类号：S-1 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20180329010

1 秸秆还田的主要成分及方法

1.1 秸秆作物的主要成分

我国农作物的秸秆数量众多，且秸秆资源的可持续利用性使秸秆的处理方式多种多样。秸秆作物中含有十分丰富的微量元素，这些微量元素主要包括：氮、磷、钾、钙、镁等元素。这些微量元素不仅对农作物的生长有着提供营养的作用，秸秆还田之后，还能够增加土壤的有机质含量，丰富土壤的肥力，提高土壤的生命力。除此之外，秸秆的主要成分还包括纤维素、半纤维素以及木质素这3类，其中这3类元素的碳氮比例约为60～80。这3类元素对土壤有机质的增加也存在一定的积极作用，进而间接提升农作物的产量。

1.2 秸秆还田的主要方法

秸秆还田是补充和平衡土壤养分，改良土壤的有效方法，是高产田建设的基本措施之一，对于提高资源利用率，节本增效，提高耕地基础地力和农业的可持续发展具有重要的意义，特别是西方国家，将秸秆还田作为发展有机食品的主要手段。以山东省郯城县为例，郯城县常年耕地面积9.51万hm2，年产农作物秸秆总量88.1万t。近年来，郯城县积极采取多项措施加快推进秸秆综合利用工作，通过机械还田、秸秆收储、青贮饲料、工业造纸、沼气能源、食用菌基料等渠道，综合利用秸秆81.17万t，秸秆利用率达92.13%，有效遏制了秸秆焚烧行为的发生，提高了空气质量，并取得了良好的社会效益和经济效益，实现了农业的节本增效。

秸秆还田的主要方法有2种：直接还田的方式，即通过覆盖、翻压、粉碎这一系列操作步骤之后，再进行施入以及留高茬步骤；间接还田，间接还田的主要方法是通过氨化、堆沤、过腹、过圈、焚烧、配施肥料这一系列方式，将秸秆进行还田。无论是直接还田还是间接还田，均存在各自的优缺点。秸秆直接还田能够节约人力成本，而秸秆间接还田能够加快秸秆还田降解的速度，对土壤及农作物的效果更为明显。

2 黄淮海地区轮作模式下秸秆还田对土壤改良的影响

2.1 黄淮海地区轮作模式下秸秆还田对土壤物理性状的影响

土壤的物理性状主要是指土壤的孔隙结构、容重、团聚体以及土壤的田间持水量等方面，是否能够对农作物提供营养成分，是否有利于农作物的吸收，以及是否能够对农作物的高产、优质、高效生长做出相应贡献。有关研究表示，秸秆还田能够提高土壤中水分的含量，尤其在较为干旱的春夏季节，秸秆还田能够明显增加土壤的田间持水量。除此之外，秸秆还田对土壤的空隙结构也存在一定的增加作用，这样有利于土壤水分以及肥力的保持，还能够增加容重，改善土壤的质量，增加土壤中微量元素的含量，为作物提供养料更加丰富，有利于作物的生长。在土壤的團聚体方面，秸秆还田能够使土壤的团聚体中微量元素的含量有所增加，使土壤的肥力能够有效得到提升。通过对郯城县郯城街道2015—2017年玉米秸秆还田实验表明，土壤容重下降0.21g/cm3，总孔隙度逐年增加，土壤通气性越来越好。

2.2 黄淮海地区轮作模式下秸秆还田对土壤化学性状的影响

秸秆还田对土壤化学性状的影响主要表现在土壤的pH值含量方面。土壤肥力的高低是保证农作物质量及产量的关键因素之一，也是土壤对农作物生长是否健康的影响因素之关键所在。秸秆还田有利于土壤中微量元素之间相互作用，在秸秆进行了还田后，秸秆中的微量元素会进行降解，并且影响着土壤中微量元素的含量等，秸秆在土壤中降解后，使土壤的微量元素含量增加，进而影响土壤的碳氮含量比例，土壤中其他微量元素的含量的变化，如氮、磷、钾、钙、镁元素的含量有所增加，从而影响了土壤的pH值的变化。在秸秆还田后，土壤的pH值降低，使土壤的有机质及其肥力得到了提升，从侧面节约了农户进行施肥所需的成本，使农户的经济效益得到提高。研究表明，小麦秸秆中N、P、K含量占全株总数的15%～27%、11%～14%和76%～79%，玉米秸秆中N、P、K含量占全株总量的31%、72%和7%，秸秆还田后对维持土壤养分平衡有重要作用。通过对郯城县郯城街道2015—2017年试验结果表明，土壤有机质增加1.31g/kg，含氮增加0.12g/kg。

2.3 黄淮海地区轮作模式下秸秆还田对土壤微生物的影响

土壤中除了微量元素及有机质的含量在秸秆还田后存在变化以为，秸秆还田对土壤中的微生物也会产生一定的影响。秸秆还田后，能够增加土壤中细菌、真菌以及放线菌的含量，除此之外，还能够增加土壤中酶类元素的活性程度，这对土壤中微生物的含量有着重要的影响，能够进一步促进土壤中微生物含量的增多，使土壤的肥力得到有效的提升。对于不同的作物而言，其秸秆进行还田后，对于土壤当中微生物的含量的影响变化也存在较大差异。但是无论就何种秸秆而言，秸秆还田后对土壤中微生物的群落及其数量的影响，均是显而易见的。且秸秆还田会因时间、地点、气候等不同的因素而产生不同的影响。因此，秸秆还田对微生物在土壤中的含量及其影响至关重要。

3 黄淮海地区轮作模式下秸秆还田对作物产量影响

3.1 黄淮海地区轮作模式下秸秆还田对作物生长发育的影响

秸秆还田能够直接对土壤的物理性状、化学性状以及微生物产生影响，通过土壤的影响，间接影响作物的生长发育以及作物的产量。众所周知，作物的健康生长与发育对作物今后的产量、质量均有着重大的影响，正因如此，农户对作物的生长发育尤为重视。秸秆还田后，能够对作物的生长发育产生一定的影响，据有关专家学者研究表示，秸秆还田后能够促进如小麦、水稻等作物的生长情况，使水稻、小麦在生长的过程中有效吸收氮元素及其他营养元素，且经过吸收土壤肥力高的营养元素，使小麦和水稻在生长及发育过程中的抗病能力增强，且有效存活率也得到了进一步的提升。因此，秸秆还田对作物的生长发育具有积极的推动作用。

3.2 黄淮海地区轮作模式下秸秆还田对作物产量的影响

当前我国十分重视粮食安全及其所带来的一系列问题，黄淮海地区作为我国粮食的主产区，对我国粮食安全问题及农业发展方面均有重大影响。农户进行农作物的生产，高产、优质、高效是其为之奋斗的目标，最终目的是为了获得较高的经济效益。秸秆还田后，能够提高作物生长发育的水平，这也表明了秸秆还田能够促进我国作物的产量，使作物能够更高品质、更高产出。通过实验发现，秸秆还田后，对其第2年的产量有明显的提升。通过对郯城县郯城街道2015—2017年试验结果表明，水稻产量2015—2017年每667m2产量分别为605.5kg、645.6kg、688.5kg，年均增产40kg以上，增幅6%以上。

4 結语

通过上述研究发现，在黄淮海地区轮作模式情况下，采取秸秆还田这一方式，无论是对土壤的改良还是对农作物产量的提高均有着重要的意义，秸秆还田对土壤质量及作物产量的影响是显著的。但由于秸秆还田后对土壤可能带来的负面影响也应当给予足够的重视。当前我国秸秆还田方式的技术层面仍有待提高，且相关法律法规、体制机制及政策等方面也应当与时俱进。从各个层面将秸秆还田方式予以重视，不仅有利于我国粮食作物的高产、优质、高效，还能够为美丽中国的建设提供支持，具有显著的意义。

参考文献

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