丽水市莲都区秸秆还田技术的探讨
2018-06-25陈丽芬丽水市莲都区农村能源办公室浙江丽水323000
陈丽芬(丽水市莲都区农村能源办公室,浙江 丽水 323000)
我国是世界农业大国,农业发展长期以来依靠化肥,但过量施肥易加剧土壤板结、土壤酸化和盐碱化等环境问题。秸秆是农村重要的可持续资源,可作为有机肥施入农田增加土壤地力。但不少地区农户将秸秆直接焚烧。据估算,每年超过2×108t的秸秆被焚烧掉,这不仅污染了大气环境,而且造成土壤养分失调和土壤肥力下降,其损失的N、P、K等营养元素相当于全国化肥生产总量的60%[1]。据统计,我国农作物秸秆产生总量约为(7.2~10.4)×108t[2-3],若全部归还给农田,有利于提高土壤有机质,增强土壤微生物的活性,增强农田保水抗旱能力,实现土壤有效养护,提升土壤肥力[4-5]。因此,探讨秸秆还田技术,提高秸秆还田效率,对加强土壤质量、保持农田生态平衡和实施农业循环经济具有重要意义[6-7]。
党的十九大提出实施乡村振兴战略是新时代“三农”工作的总抓手,战略明确提出了农作物秸秆综合利用是加强农村突出环境问题综合治理的重要方面。浙江省丽水市莲都区积极探索以秸秆综合利用为核心的农业循环经济发展模式,大力倡导农作物秸秆还田,鼓励企业积极引进开发先进实用的秸秆收集、储运、利用技术工艺和装备,因地制宜,加快秸秆饲料化、原料化、燃料化、基料化技术的应用推广;针对规模化利用莲都区地域内的秸秆进行还田、收贮饲料的,且对全区的秸秆禁烧和资源化利用有宣传带动作用的企业及个人开展秸秆综合利用示范点(户)建设。
1 丽水市莲都区秸秆还田现状
2014—2017年丽水市莲都区农作物秸秆生产总量由5.80万t降至5.29万t,秸秆综合利用率由83.6%升至92.8%,农村可再生资源利用率由90.0%升至92.8%,秸秆利用以肥料化、能源化和基料化为主(表1)。
表1 2014—2017年浙江省丽水市莲都区秸秆还田主要情况
2017年丽水市莲都区秸秆主要来源为水稻秸秆1.89万t,玉米秸秆1.05万t,豆类秸秆1.1万t,茭白秸秆0.43万t,油菜秸秆0.31万t,花生秸秆0.17万t,薯类秸秆0.19万t,所占比例见图1。
图1 2017年丽水市莲都区秸秆主要来源
2 秸秆还田技术模式
丽水市莲都区大力推广多种形式的秸秆还田技术,可分为4大类:秸秆粉碎翻压直接还田、秸秆覆盖还田腐熟技术模式、秸秆集中堆沤腐熟还田、过腹还田。
2.1 秸秆机械粉碎翻压直接还田技术模式
农作物收获时或收获后利用机械将农作物秸秆直接粉碎,抛撒地表后利用翻耕机直接覆盖入土。这种还田方式简单、快捷,将秸秆的主要营养成分保留在土壤中,对于土壤有机质的提高和土壤结构的改善具有明显的促进作用,但当秸秆带有病菌时则会直接污染土壤,增加农作物病害,因此应选择无病秸秆进行机械粉碎翻压直接还田。碧湖区块水稻种植区域的耕地,因水热条件好、土地平坦、机械化使用程度高,采用此种方法较多。其主要技术要求:1)要提高粉碎质量。秸秆粉碎的长度应小于10 cm,抛撒均匀;2)作物秸秆被翻入土壤中后,由于秸秆经微生物分解为有机质时需利用土壤大量的氮素,使得原本土壤的碳氮比失衡,此时增施氮肥,改善土壤碳氮比,促进秸秆分解[8];3)秸秆还田数量要适中。一般以1 125~1 875 kg·hm-2(折干草重)为宜,同时配合相应的耕作措施和增施适量氮肥。丽水碧湖虹菊粮食产销专业合作社、丽水市炜奕粮食专业合作社和丽水市莲都区心连心农机专业合作社等都实施了秸秆机械粉碎翻压直接还田,达1 500 hm2,秸秆还田2年后,土壤有机质和速效钾增加16%~20%和15%,土壤性状明显增强,种植的水稻和玉米每公顷产量增加8%和10%。
2.2 秸秆覆盖还田腐熟技术模式
秸秆腐熟还田指应用秸秆快速腐熟技术,将收获后的上季作物腐熟及时还田,从而有利于下季作物的种植。常规技术环节主要包括:作物收获→秸秆粉碎抛撒→施用腐熟剂→施用底肥→旋(翻)耕埋草→作物栽种→田间管理等[9-10]。本区通过对照试验发现,施用有机物料腐熟剂后土壤有机质含量增加8 g·kg-1,N、P、K等元素含量分别增加0.59、169.36、307 mg·kg-1,覆盖物分解还田后每公顷水稻产量增加10%,且腐熟剂成本低廉,每公顷成本只需150~300元。
2.3 秸秆集中堆沤腐熟还田技术模式
堆沤还田是将作物秸秆制成堆肥、沤肥等,作物秸秆发酵后施入土壤。秸秆堆沤还田技术可分为两大类:一是沤肥还田,利用嫌气性常温发酵,即秸秆在淹水(或污泥、污水)条件下发酵,一般在田边地头、房前屋后均可沤制。二是堆肥还田,把秸秆堆放在地表或坑池中,并保持适量的水分,经过一定时间的堆积发酵生成腐熟的有机肥料。同时将秸秆与其他原料混合或经高温发酵,配制而成食用菌栽培基质,食用菌采收结束后,菌糠再经高温堆肥处理后归还农田。莲都区老竹镇建立露天大球盖菇示范基地,每年可利用秸秆超过1.2万t,生产发酵食用菌基料0.56万t,年产值可达500万元,取得了较好的经济价值。
2.4 过腹还田技术模式
过腹还田是将秸秆作为饲料,经牛、马、猪等禽畜消化吸收变成粪、尿后施入土壤还田。这种秸秆还田的最大优势是一方面将秸秆饲料化,节省了农户和企业的原料成本,禽畜产品的提高增加了经济效益,提高了秸秆的利用率;同时禽畜粪、尿作为有机肥施入土壤,培肥地力,降低农业成本,有利于农业的良性发展[11-12]。丽水市莲都区宏远青饲料加工厂在农业两区碧湖镇建设多个青贮饲料收购站,每年实施面积约1 000 hm2,年收贮量达3 500 t。据统计,2014—2017年莲都区秸秆饲料化利用由0.58万t增至1.76万t,农民每公顷秸秆还田增加经济效益300元,企业生产的有机肥相比于传统有机肥,肥效提高10~15倍,作物和蔬菜产量增加10%~40%。
3 秸秆还田时注意事项
秸秆还田过程中会出现作物出苗不齐、易发生病虫害等问题,针对这些问题,秸秆还田在实施过程中应注意以下事项。
合适的秸秆还田数量。一般以1 500~2 250 kg·hm-2为宜,最多不超过3 750 kg。如果秸秆数量过多,则不利于秸秆的腐烂、矿化,同时过量的秸秆会压制幼苗的生长;数量过少则达不到应有的目的。
秸秆还田后水分和土壤pH值的管理。秸秆分解过程中产生大量的有机酸,在水田中累积后会对农作物造成危害。因此在酸性土壤中施入适量的石灰,调节土壤pH值,施用量以450~600 kg·hm-2为宜;同时在水田水分管理上应采取“干湿交替、浅水勤灌”的方法,改善土壤通气性。
适当增施氮素肥料。由于秸秆经微生物分解为有机质时需利用土壤大量的氮素,使得原本土壤的碳氮比失衡,此时需增施氮肥,改善土壤碳氮比,加速秸秆快速腐解,同时保证作物苗期生长旺盛[13-14]。
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