玉米秸秆还田技术研究

张勇

摘    要：在我国社会经济不断发展的背景下，生态环境问题日益突出，如何平衡经济发展和生态保护已成为当下关注的重要问题。随着我国农业产业结构的调整，玉米种植范围不断扩大，由此产生了大量玉米秸秆。玉米秸秆含有多种营养元素，玉米秸秆还田能改善农田的生态环境，为土壤提供丰富的有机质，促进农作物生长，同时能提高土壤肥力，减少对生态环境的污染，提高资源利用效率，对我国农业的可持续发展意义重大。文章以玉米秸秆还田的优势为切入点，分析了玉米秸秆还田技术，论述了玉米秸秆还田之后的综合效应，以期为种植户提供参考。

关键词：玉米;秸秆还田;技术方法;优势研究

文章编号：1005-2690（2022）09-0043-03       中国图书分类号：S141.4       文献标志码：B

1 玉米秸秆还田应用现状

我国玉米秸秆资源丰富，是重要的可再生资源，但与其他国家相比，我国玉米秸秆还田度较低。我国玉米秸秆还田技术出现于20世纪70年代，以秸秆覆盖为主，辅助少耕和免耕技术。随着农业技术的进步和机械设备的应用，秸秆粉碎后覆盖还田逐渐成为发展趋势。覆盖还田具有操作简单和省时省工的优点，同时还能减少土壤中水分的蒸发，达到保水保墒的目的。

20世纪90年代，我国开始研究翻压还田技术，经过多年的努力和研究，翻压还田技术已逐渐完善，并研制出一系列配套农业机械设备。相关人员可以利用大型农业机械设备，将玉米秸秆粉碎成小于10 cm的茎段后抛撒在地表，在春季或秋季配合化肥一起翻入土壤中，深度为20～30 cm。该操作具有简单、机械化程度高等特点，能有效利用秸秆中的营养物质，加速秸秆分解，改善土壤的理化性能，提高土壤中的微生物含量，是我国秸秆还田的一种主要方法。

秸秆还田包括堆沤还田和过腹还田两种方式。堆沤还田能缓解有机肥料短缺的情况，同时改善土壤的性能和肥力，主要操作方法如下所述。选择运输方便的地点挖一个深坑，将玉米秸秆粉碎成小于10 cm的茎段，然后放在坑中，并放入适量的促腐剂，用塑料薄膜覆盖，填土压实，通过促腐剂的作用让秸秆形成有机肥料。需要注意的是，堆沤的温度要控制在50～60 ℃，湿度要控制在60%～70%。该技术的主要优点是能形成大量的腐熟肥料，能改善土壤的理化性能，缺点是技术难度大，当前应用不广。过腹还田是将秸秆作为畜牧业的重要饲料，经过牛马等动物的消化后，一部分营养被吸收，其余的转变成粪便，经过处理后施入土壤中，进而提高土壤肥力，改善土壤的理化性能。秸秆中的部分糖类和蛋白质等营养物质会被动物吸收，转化为重要的动物制品。

秸秆还田技术还包括综合还田法，是将直接还田法与间接还田法有机结合，找到两者的最佳结合点，提高秸秆的利用效率，扩大还田规模。从当前的秸秆还田技术来看，主要的还田方法是将玉米秸秆粉碎成小于10 cm的茎段，然后均匀覆盖在地表，之后深翻土壤，深度控制在20～30 cm，压平之后提高土壤的墒情。我国玉米种植面积较大，各地区的生态环境存在差异，且气候条件不同，要结合当地的玉米种植情况选择适宜的秸秆还田方式，提高玉米秸秆的利用率[1]。

2 玉米秸秆还田的优势

农作物秸秆是我国重要的可再生资源，其中包括玉米秸秆。玉米秸秆还田可以改善土壤中的有机质含量，增加土壤肥力，改善土壤理化性质，降低肥料成本，节约资源，是我国现代农业发展的重要组成部分。

相关的调查研究显示，玉米秸秆中的氮含量为0.6%，磷含量为0.3%，钾含量为2.3%，其中的有机质含量达到15%左右。通过实践分析得出，连续几年采用秸秆还田技术能提高土壤中的有机质、速效磷、速效钾以及速效氮含量，分别可提高0.2%、35%～45%、25%～30%、1.1%，同时还能提高单位面积农作物产量20%～30%。利用秸秆还田技术可以提高农业生产效率，降低农民的劳动强度，节省劳动时间，尤其在城市化进程不断加快的背景下，可以缓解农村地区劳动力不足等问题，推动我国农业的可持续发展。

3 玉米秸秆还田步骤

3.1 摘穗及粉碎

玉米完全成熟后需及时摘穗，连同苞叶一起摘下，不能待玉米秸秆被割之后再摘穗，否则会影响玉米秸秆的使用效率，不利于粉碎秸秆。摘穗处理之后要及时开展粉碎作业，选择大型秸秆粉碎机，将秸秆长度控制为4～5 cm，秸秆越碎越好。

3.2 旋耕或耙茬

秸秆粉碎之后，应将其埋在10 cm以下的土层，再使用重型圆盘耙两次，进一步切碎秸秆和根茬，耙后要及时深翻和镇压，起到保墒作用。将秸秆、肥料和土壤充分混合均匀，分布在0～10 cm的土层中，保证覆盖均匀，以免养分流失，耕后耙平可以提高播种效率[2]。

3.3 秸秆还田

玉米秸秆还田用量为90 000 kg/hm2左右，不能随意增加秸秆还田量，否则会影响农作物根系生长。秸秆还田后要及时增施速效氮，目的是降低土壤的碳氮比，促进微生物活动，利于幼苗对氮素的吸收，加速秸秆分解。秸秆还田之前施入尿素300 kg/hm2、过磷酸钙375 kg/hm2、硫酸钾150 kg/hm2，然后翻耕处理，可促进秸秆分解，实现高产目的。

3.4 适时镇压和浇水

秸秆还田之后吸水能力强，并且微生物会分解吸水，导致土壤的含水量降低，因此要及时镇压和浇水，保证土壤密实，控制好土壤大小孔隙的比例，让种子和土壤充分接触，以提高种子发芽率，避免对根系造成影响。

3.5 消灭病原体

玉米秸秆会引发玉米大斑病和小斑病，直接秸秆还田容易导致农作物感染病虫害。秸秆经过高温处理之后再使用，可以降低病虫害的发生概率。

4 玉米秸稈还田技术

4.1 机械直接还田技术

粉碎还田法能加快秸秆的分解速度，土壤能吸收秸秆中的养分，提高土壤的理化性能，增强团体结构，提高土壤肥力，保证农作物产量。粉碎还田法可以将粉碎、旋耕、除茬一体化，简化还田过程，提高经济效益。整秆还田法是指用机械方法将玉米秸秆埋入农田，该方法具有省时、便于操作等特点，但不适合用于山区和丘陵地区。

4.2 堆沤腐解还田技术

堆沤腐解还田技术能解决我国当前有机肥料短缺的问题，改良土壤，提高土壤肥力。与传统的堆制沤肥还田技术相比，该技术能使秸秆快速产生大量纤维素酶，并在短时间内将玉米秸秆沤腐成有机肥料，具有较高的经济效益和生态效益。现阶段，堆沤腐解还田技术主要采用高温和密封等条件进行秸秆腐解，能降低田间的病虫害为害，但操作有一定难度，不适合大范围推广和应用。

4.3 覆盖栽培还田技术

覆盖栽培还田技术能提高土壤的有机质含量，并且能补充土壤中的氮磷钾和微量元素，改善土壤的性能，促进植株健康生长。覆盖秸秆能调节土壤温度，降低因气温变化对农作物造成的危害。在我国部分地区，秸秆覆盖栽培技术得到广泛的应用和推广[3]。

5 秸秆还田技术对土壤的影响

5.1 玉米秸秆还田对土壤养分含量和pH值的影响

玉米秸秆富含丰富的营养物质，其中有机质含量为94%，氮含量为0.8%，磷含量为0.4%，钾含量为1.6%。玉米秸秆还田能改善土壤的养分含量，同时改变土壤的pH值。学者通过对比玉米秸秆还田后的土壤发现，连续3年玉米秸秆还田的土壤有机质含量可增加7%～9%。此外，部分学者研究发现，与不还田处理的土壤相比，连续3年进行玉米秸秆还田的土壤玉米秸秆整翻处理与粉碎处理含氮量分别可增加25%、28%。

相关试验表明，施用氮肥和秸秆还田能增加土壤中微生物和氮的含量。玉米秸秆还田后，土壤中的pH值会随着秸秆还田量的增加逐渐下降，下降幅度为4.5%～11%，能起到改良盐碱地的效果。因此，玉米秸秆还田不仅能提高土壤中的养分含量，同时还能降低土壤中的pH值，对提高土壤肥力具有显著作用。

5.2 玉米秸秆还田对土壤物理性状的影响

玉米秸秆还田之后，在微生物的作用下会形成腐殖质，可以增加土壤的有机质含量，形成团粒结构。团粒结构的形成可以降低土壤容重，提高土壤的孔隙度，从而促进土壤对养分和水分的吸收，有利于农作物生长发育。

有研究学者表明，玉米秸秆全覆盖免耕还田能增加土壤中的含水量及单位面积内土壤的蚯蚓数量。秸秆还田能改善土壤的理化性能，降低0～10 cm的表层土壤容重。综上所述，玉米秸秆还田能改善土壤的理化性状，有利于农作物根系对养分和水分的吸收，提升农作物产量。

5.3 玉米秸秆还田对土壤微生物的影响

玉米秸秆还田能增加土壤中有机质含量和水分含量，满足土壤中的微生物生长需求。相关研究表明，单独施入化肥或者秸秆还田能提高土壤微生物含量，但如果只施入化肥，后期效果不足，秸秆还田之后，能持续增加土壤中的微生物含量。

在玉米全生育期内，与传统的耕作技术相比，采用秸秆还田免耕处理技术，可使土壤中的微生物细菌含量和真菌含量明显增加，会影响玉米生长发育。连续使用秸秆还田技术，可以增加耕作层内的细菌和放线菌群的整体数量。综上所述，玉米秸秆还田能增加土壤微生物含量，并且改善土壤条件，满足农作物生长需求。

5.4 玉米秸秆还田对产量的影响

玉米秸秆还田能增加土壤中的含水量，优化土壤性能，提高土壤中的微生物含量和酶的活性，促进农作物健康生长，提高农作物产量。相关试验表明，玉米秸秆还田后，能明显提高水稻移栽前和收獲后的氮磷钾含量，同时也会增加土壤中的有机质含量，为提高水稻的产量奠定坚实的基础。研究表明，连续3年秸秆还田施肥与不施肥相比能够增产41%～47%，增产效果明显，但单一的秸秆还田不能满足农作物生长过程中对养分的需求，需要配合秸秆还田技术。

5.5 秸秆还田需要进一步研究的技术

我国玉米种植范围较广，不同地区的气候和土壤类型存在差异。在热量条件差和雨水比较少的地区，玉米秸秆还田之后腐解困难，会影响第二年出苗。在降水量较多的地区，土壤表层的含水量较高，会影响玉米根系的生长。在灌溉条件较差的干旱地区，土壤中的含水量较少，会导致旱情加重，可以在秸秆中添加腐秆剂，并提高其推广价值。相关科研工作者应加强对玉米秸秆还田适合模式的研究，确保农业机械设备与农业配套，提高农业机械设备的作业效率。此外，要加大对不同型号玉米秸秆粉碎机和翻供一体机的研究和推广力度。

6 玉米秸秆还田存在的问题

6.1 碳氮比失调和秸秆粉碎不符合要求

调查研究显示，秸秆本身的碳氮比为85∶1，适合微生物活动的碳氮比为25∶1。秸秆还田会导致土壤中的氮素不足，造成微生物和农作物争夺氮素，影响秸秆的分解速度和农作物的正常生长，导致生长不良。如果玉米秸秆的粉碎长度太长，将会影响翻耕效果，不利于播种。

6.2 土壤大小空隙比例不合理

玉米秸秆还田会使土壤变疏松，容易导致土壤失墒，对种子的发芽和生长不利，同时会影响农作物根部扎根。玉米秸秆中含有丰富的营养物质，能提高土壤中的有机质含量。将玉米秸秆粉碎之后直接还田，可以增加土壤中的有机质含量，但要使用专门的镇压器镇压，否则会影响玉米秸秆还田效果。

6.3 秸秆还田之后部分病虫害加重

玉米秸秆还田会携带多种虫源病菌，尤其会增加根腐病、纹枯病、叶枯病的发病概率，加之玉米秸秆粉碎还田后，土壤会形成一个小温室，提高土壤中的温度，为病菌和虫卵营造适宜的生长环境，加快繁殖，提高发病概率。为此，相关人员应将玉米秸秆经过粉碎后再还田，降低病虫害的发生概率。

7 玉米秸秆还田技术的优化措施

7.1 设置专项补贴，缓解农民压力

当前，农民需承担玉米秸秆还田的机械设备费用和农资费用，导致农民的积极性不高。利用秸秆还田技术能降低对生态环境的污染，增加农民收入。为此，相关部门应加大对秸秆还田技术的补贴力度，调动农民的积极性，结合不同地区经济发展情况，适当调整补贴力度。此外，相关工作部门应加大宣传力度，加强对玉米秸秆还田技术的推广。

7.2 多渠道开发秸秆利用技术

我国玉米秸秆的数量较大，不可能完全还田，应加强对未还田部分秸秆的利用，加大对秸秆的开发和利用力度，例如采用秸秆氨化技术。经过氨化处理后的秸秆能有效降低农民种植成本，调动农民积极性。

7.3 推广玉米秸秆机械化还田技术

部分农民群众对玉米秸秆还田技术的认识不足，加之玉米的种植规模较小，多为一家一户的种植模式，群众不愿意购买玉米秸秆还田机械设备，若没有政府补贴，农民购买设备的难度较大。为此，应加大对玉米秸秆还田工作的投入力度，重视对玉米秸秆还田技术的推广，让农民真正认识到秸秆还田技术的优越性。

8 玉米秸秆还田技术未来的发展趋势

第一，应实现秸秆还田的机械化发展，研究大型机械设备和中小型机械设备，满足不同地区对玉米秸秆还田的需求，提高秸秆还田的利用效率。加大对机械设备的投入力度，在秸秆机械化还田的过程中，还要重视肥料的使用，最大程度提高农作物产量。第二，发展秸秆还田生物技术，秸秆还田中的快速腐解技术非常重要，應加大对生物工程技术的开发力度，重视对快速腐解秸秆生物菌剂的研发，提高秸秆的利用效率。

9 结束语

玉米秸秆还田技术能提高土壤肥力，改善土壤的理化性能，提高土壤中的微生物含量，确保农作物产量和质量的提升。不同地区的种植条件存在差异，要结合当地的种植条件，选择合适的玉米秸秆粉碎还田机，提高秸秆的利用效率，减少对环境的破坏，促进我国农业的现代化发展。

参考文献：

[1]陈盛洋.玉米秸秆还田技术现状及未来发展[J].南方农业，2015，9（33）：120-121.

[2]路世康.玉米秸秆捡拾粉碎还田机及气吸式小麦精量播种机的设计与试验[D].泰安：山东农业大学，2014.

[3]韩东.玉米秸秆还田腐熟技术应用及效果分析[J].农业开发与装备，2015（1）：131.