秸秆还田对土壤改良及作物生长影响的研究

贝为岳

摘    要：土壤肥力是农业生产的基础保障，而秸秆还田可以有效提高农作物产量，增加农民收入，同时能够有效处理秸秆遗留问题。对秸秆还田对土壤改良及农作物生长的影响进行了研究，希望能够实现资源可持续利用以及生态环境保护的目标。

关键词：秸秆还田;土壤改良;作物生长

文章编号： 1005-2690（2021）08-0078-02       中国图书分类号： S156       文献标志码： A

我国幅员辽阔，农业生产关乎国计民生，而秸秆还田可以有效解决农田土壤养分严重流失的问题，保证土壤结构稳定，提高有机质含量，保证农作物生产和增施效果。

1   秸秆还田工作概况

农作物秸秆中所含的营养元素非常丰富，尤其是钾元素的含量比较多。农作物秸秆还田可改善土壤结构，增强土壤肥力，是田间积累有机质和矿质养分的重要措施，也为农业种植可持续发展带来了新的契机。因此，秸秆的潜在利用价值十分可观。一般农业秸秆都会在丰收后利用还田机进行还田处理，不仅能够解决秸秆占地问题，还能给田地增肥。但就目前情况看，秸秆还田后，腐烂速度较慢，不能及时给农田提供所需的肥力，没有就地焚烧方便、快捷。目前，直接还田是较为普遍的秸稈还田方式，其还田数量大，且省时、省力。直接还田分为留高茬还田、粉碎翻压还田、覆盖还田和焚烧还田。留高茬还田是指作物收获后将秸秆留下，较长部分利用机械进行入土翻耕工作，这种方式主要用于水稻以及玉米田中。覆盖还田是指秸秆直接粉碎后覆盖于土壤表面，减少土壤水分蒸发，保证土壤有机质含量。焚烧还田的优势是秸秆进行焚烧后能够留下可供植物吸收的微量元素，且在燃烧的过程中杀死致病病毒或者病原体，但焚烧秸秆会造成一定的资源浪费以及生态环境的破坏，已经成为目前主要的环境污染因素之一。间接还田是指秸秆经过处理后还田，其中包括过腹还田、过圈还田、堆肥还田以及栽培食用菌后还田，这4种方式是将秸秆作为饲料，或作为牲畜圈内垫料，最后收集牲畜的粪便以及其他辅料，按照一定配比进行还田工作。栽培食用菌后的秸秆与牲畜粪便进行堆肥发酵，最后作为有机肥进行还田工作。

2   秸秆还田对土壤改良的影响

2.1   改善土壤理化性质

目前我国各地土壤长期偏施化学肥料，造成土壤中有机质过度消耗，土壤团粒结构被破坏，微生物种群平衡受影响。补充秸秆可以有效增加土壤中有机质含量，同时给微生物的活动提供碳源，改善土壤板结状况。秸秆还田后经过微生物作用形成的腐殖酸与土壤中的钙、镁黏结成腐殖酸钙和腐殖酸镁，使土壤形成大量的水稳性团粒结构，还田后土壤容重比重降低，总孔隙度增加。耕层土壤环境疏松，能够改善农作物的根部生长情况以及其生长过程中的养分吸收等情况，促进植物的生长发育，提高植物的品质，形成较高的产量。在干旱季节，秸秆还田能够显著提高土壤的水分含量，秸秆粉碎后进行覆盖还田工作，能够有效提高土壤的保水量，这是由于秸秆粉碎翻压的过程中，破坏了土壤的稳定结构，致使土壤的下层水分较难向地表上升，通过连续多年的秸秆还田工作，可以使土壤的含水量以及毛管孔隙度增加，进一步增强土壤的湿度，减少土壤的日温差变化幅度，从而增强表层土壤的增温效果。短期内秸秆的腐解程度较小，对土壤结构影响也较小。秸秆还田能够增加水稳性大团粒聚合的数量，进一步改善土壤结构，保障土壤的通透性和保水、保肥性，提高土壤养分[1]。

2.2   改善土壤氧化成分

研究表明，秸秆中含有大量的有机肥等有机物质，例如氮、磷、钾和各种微量元素。每100 g秸秆腐解后，能够为土壤提供0.4 g氮、0.2 g磷、1.07 g钾，以及81.2 g有机质和其他微量元素，进一步维持系统生产力及土壤的肥力，且连续的秸秆还田项目，再配以化肥的施加，能够有效地提高土壤有机质和全氮的含量，从而进一步保障作物高产、稳产。提高土壤肥力是目前也是未来农业生产过程中必须解决的问题，秸秆还田项目则有助于该问题的解决。此外，秸秆还田还利于土壤矿化，能够使土壤中易解物在秸秆的矿化分解作用下逐渐分解掉，从而保障土壤的肥力。同时，秸秆与化肥共同施加，有助于提高土壤有机碳、氮、磷、钾含量，能够改良酸性土壤，降低土壤的碳氮比，提高土壤中各种养分的含量。目前，秸秆还田后土壤的有机碳含量均高于未进行秸秆还田的土地，而土壤的有机碳能够对土壤的理化特性产生积极的影响。因此，秸秆还田在对土壤养分进行改善的同时，能够对土壤的理化特性进行改善，从而减少土壤呼吸所释放的二氧化碳，秸秆还田对于平衡土壤的碳含量发挥着重要作用。

2.3   改善土壤微生物环境

秸秆还田工作对土壤的最大改善是土壤微生物群落结构的改变。土壤微生物群落能够在一定程度上表现出土壤微生物状况，保持土壤微生物的多样性，是增强土壤肥力的重要指标。秸秆还田的同时施加催腐菌，既能够显著提高土壤中细菌、真菌以及放线菌的含量，从而增强土壤中酶类的活性。秸秆覆盖还田时，配施氮、磷、钾肥，能够有效提高土壤微生物的碳氮含量，为微生物的生长提供充足的碳元素以及氮元素，同时进行合适的施肥能够刺激微生物在土壤中进行繁殖。秸秆还田可以使第二年农作物生长期内土壤的好气性细菌数量迅速提高，后期迅速下降，使土壤微生物活动在适宜阶段不断上升，在后期逐渐下降，从而保证作物的生长。秸秆还田可以促进土壤麦角固醇的积累，对微生物的生长有促进作用。秸秆还田含有大量的化学能，是土壤微生物生命活动的能源。秸秆还田可以增强各种微生物的活性，即加强微生物呼吸、纤维分解、氨化及硝化作用。另外，作物秸秆分解过程中能释放出二氧化碳，提高土壤表层二氧化碳的浓度，有利于加速近地面叶片的光合作用[2]。

3   秸秆还田对作物生长的影响

3.1   促进作物生长发育

农作物的生长发育在一定程度上依靠土壤的活性影响，由于秸秆还田能够对土壤的理化特性以及养分情况和微生物群进行改变，因此能够促进作物的生长与发育。秸秆还田能够促进农作物的生长，具体表现为增加其氮元素的吸收，以在不同的秸秆还田模式下提高农作物对氮元素的利用率。同时，秸秆还田能够提高农作物对氮素的吸收积累，并且增加农作物根系中苹果酸、琥珀酸以及草酸含量。研究发现，增加农作物的氮素积累情况，使农作物的生长发育良好，能够使植物的光合作用以及生长情况得到大幅度的改善，后期促进土壤中微生物的繁殖，提高植物对土壤中营养成分的吸收。

由于秸秆还田会在一定程度上提高土壤的养分含量，作物在生长过程中会吸收到充足的养分，成熟后植株体内还会有剩余，例如氮是很多作物必需的营养元素，秸秆还田后，能为土壤补充大量的氮素，从而利于后续作物的生长。同时秸秆分解出的腐殖质里所含的腐殖酸能够刺激作物根系的生长，进而提高新陈代谢的能力，更好地输送养分和水分，最终达到增产的效果。腐殖质中含有的腐殖酸能够吸附和溶解一定的农药成分，随雨水排出田外，减少土壤中的农药残留，改善土壤理化特性，有助于农作物的生长和发育。

3.2   提高作物生产质量

农业生产中最重要的是保证农作物的产量高、品质好，秸秆还田后农作物拥有较好的生长发育环境。因此，秸秆还田对农作物的质量有着直接的影响。不同的秸秆还田方式对农作物的质量也有促进作用。研究表明，秸秆粉碎后再还田，有利于提高农作物的产量，而覆盖还田后，能够有效保障农作物的生长状况。秸秆还田在促进农作物产量增加的同时，还能够提高部分农作物中铁元素以及锌元素的含量。秸秆覆盖下土壤的温度变化较为缓和。因此，能够促进作物的生长，有效缓解气温对农作物的不利影响，从而提高农作物的质量。由于对土壤的理化特性进行了一定的改善，使得部分植物的根系生长发达且根系数量多，吸收的营养成分能够促进其地上部分的发育，使农作物的质量得到有效提高。

3.3   提高农作物产量

在农作物整个生长期都要做好养根、护根工作，增强植株抗性，减少病害发生，才能提高农作物的产量。秸秆还田可有效改善土壤养分和微生物群，从而增加土壤养分含量，在作物生长管理中能够较为省时、省力，促进农作物生长，提高其产量。土地的疏松状况以及是否重茬，决定了土地是否适宜农作物的生长，由于秸秆还田改善了土壤结构，因此很多农作物能够在现有土壤环境中有更好的生长条件，提升了农作物的产量。农作物根系的好坏直接影响其养分的吸收，植株的生长以及病害的发生，尤其是一些重茬地块的根系生长情况差，定植后死苗烂棵发生的概率增大。秸秆还田改善了土壤环境，使农作物的根系在土壤中能够茁壮生长，提高了农作物的产量[3]。

总之，我国幅员辽阔，耕地面积大，秸秆资源丰富，但由于土壤的结构不稳定、有机质含量低等原因，使在处理农业废弃物方面存在许多问题。秸秆还田是我国农业生产中的一种新型耕作技术，其在改良土壤、增肥和提高作物产量等方面发挥着重要作用。

参考文献：

[ 1 ] 杨艳华，苏瑶，何振超，等.还田秸秆碳在土壤中的转化分配及對土壤有机碳库影响的研究进展[J].应用生态学报，2019（2）：668-676.

[ 2 ] 龙莉，杨旭初，熊斌，等.冬作物秸秆还田对双季稻产量和土壤肥力的影响[J].作物研究，2019（2）：104-109.

[ 3 ] 杨钊，尚建明，陈玉梁.长期秸秆还田对土壤理化特性及微生物数量的影响[J].甘肃农业科技，2019（1）：13-20.