玉林市玉州区“秸秆还田+绿肥种植”循环培肥模式应用探讨

2023-01-04黎霞

南方农业 2022年15期

黎霞

（玉林市玉州区农产品质量安全检测站，广西玉林 537000）

秸秆是农作物收获后剩余的副产品，其中包含大量的有机质及氮磷钾等元素，通过适当处理将其埋入土壤中，可以提升土壤肥力，为下一周期农作物的种植与生长提供支持。水稻收割后会产生大量秸秆，以往相当长时间内我国南方农民通常采用露天焚烧的方式处理秸秆，不仅易诱发火灾，还会产生大量浓烟、破坏耕作层微生物系统，不利于生态环境的可持续发展。因此，秸秆处理成为了现代农业发展的重要研究课题之一，目前已得到广泛应用的秸秆处理技术有很多，如饲料化利用技术、基料化利用技术、原料化利用技术、燃料化利用技术和还田种植循环培肥技术等，其中饲料化利用技术、基料化利用技术、原料化利用技术和燃料化利用技术虽然可以对秸秆进行处理，但因其操作过程复杂，且无法改善耕地土壤理化性状，所以在一定程度上限制了这些技术的应用。而还田种植循环培肥技术则没有以上缺陷，还可以提升秸秆的经济价值和生态价值。以玉林市玉州区为例，对晚稻“秸秆还田+绿肥种植”循环培肥模式的应用及短期效应进行了探析。

1 循环培肥模式的重要性

通过应用“秸秆还田+绿肥种植”循环培肥模式进行秸秆处理，基层土壤肥力的增长与保持效果明显。实践证明，这种循环培肥模式的应用不仅可以促进农业可持续发展，还具有一定的环境保护作用，主要体现在提高耕地土壤肥力、提升农作物产量、减少秸秆焚烧现象和推动秸秆综合利用等方面。

1.1 提升耕地土壤肥力

农作物的生长与土壤肥力有直接关系，保持土壤有较高的肥力可加快农作物的生长速度。在晚稻栽培中，通过科学应用“秸秆还田+绿肥种植”循环培肥模式，实现了秸秆全量还田。水稻高茬及秸秆还田可为绿肥（苕子）幼苗提供庇护，保温保墒，并为苕子根瘤菌提供碳源，促进苕子植株生长，苕子长高后可掩盖稻草并固氮，绿肥氮与秸秆碳形成互济效应，有利于形成良好的微生物环境，加速水稻秸秆的腐烂，提高耕地土壤肥力。

1.2 提高农作物产量

“秸秆还田+绿肥种植”循环培肥模式的应用，可以在减少化学肥料施加的同时提升土壤中有机质和氮磷钾等元素的含量，还可以增强土壤的保水蓄水能力，优化土壤结构，增加团粒结构，从而为下一周期农作物的种植提供支持。相关研究表明，应用“秸秆还田+绿肥种植”循环培肥模式后，每667 m2土地农作物的产量可增加6%～8%[1]。

1.3 减少秸秆焚烧现象

在过去相当长一个时期，玉州区当地农民多以稻草作为传统家庭土灶的燃料，但随着基层农业经济的发展，农民物质生活水平的提高，传统的焚烧取暖方式和土灶基本淘汰，又受到技术水平与理念等多方面因素的影响，处理秸秆等农业废弃物时农民多以就地露天焚烧为主，对自然环境造成了破坏。在应用“秸秆还田+绿肥种植”循环培肥模式后，这一情况得以改善。在农作物收获前，可向稻田撒入适量的绿肥，达到“田里有绿肥，农民不烧草”的效果，“秸秆还田+绿肥种植”循环培肥技术操作简单，无需投入过高成本，易获得农户的信赖。通过减少秸秆焚烧处理，可减少污染烟气的排放，保护农田生态环境。

1.4 推动秸秆的综合利用

“秸秆还田+绿肥种植”循环培肥模式属于秸秆肥料化利用手段之一。该技术的应用可以释放因堆放秸秆而占用的大面积土地资源，减少秸秆露天焚烧情况的发生，提升耕地质量，提高秸秆综合利用率，改善乡村风貌和农民生活水平，推动当地乡村振兴建设向高质量方向发展。

2 秸秆还田提高土壤肥力的作用机理

秸秆还田提高土壤肥力的作用机理主要包括蓄水提温保墒、改善土壤理化性状和增加土壤养分3 个方面。

2.1 蓄水提温保墒

秸秆还田不仅能够留蓄自然降水，加强对地下水的保存，还能提高地温，为农作物的生长提供良好的生长环境[2]。秋季在对农田进行处理时，深耕30～40 cm 可提高自然降水的下渗深度，防止雨水滞留在地表，减缓水分的蒸发速度，使土壤长期保持湿润。秸秆由纤维等成分组成，经过分解腐化可以产生一定能量，提升土壤的温度。

2.2 改善土壤理化性状

土壤由很多物质组成，其中有机质、碳酸钙和多糖类物质对土壤结构具有重要作用，可提升整个土壤结构的稳定性。通过适当的方式将秸秆还田后，能够提升土壤的有机质含量，还会形成大量的五碳糖，可显著改善土壤结构，其效果优于传统厩肥。与此同时，在秸秆还田的同时辅助深耕手段，将秸秆埋入土壤深层，有利于促进土壤中微生物的繁殖与活动，提高深土层的矿化度。实践表明，秸秆还田处理后土层厚度将会提高12～24 cm，土壤容重将会减少0.01～0.10 g·cm-3，每立方米蚯蚓个数增加5～9 条，根系生长深度提高25～35 cm[3]。

2.3 增加土壤养分

秸秆还田增加了土壤中微生物的数量，还为微生物提供了理想的生存原料，有利于构建出良好的微生物活动层，加快秸秆的分解速度，使秸秆中的有效成分快速释放出来。秸秆还田不仅有利于改善土壤结构，还有利于协调土壤中水、气、肥等，构建出更加适于植物生长的环境[4]。此外，土壤中含有一定水分，在高温作用下会使秸秆在短时间内腐烂，提高土壤中氮磷钾等元素的含量。

3 玉州区秸秆处理应用概况

玉州区位于广西东南部，总面积约4.64 km2。玉州区属于亚热带季风气候，年均气温在21 ℃左右；雨量充沛，年均降水量约1 650 mm，空气相对湿度在80%左右；光照充足，年均日照时间在1 800 h 左右。玉州区下辖5 个街道、4 个镇，共52 个社区和59 个行政村；耕地面积约8 100 hm2，以双季稻种植为主，全年播种面积约1.338 万hm2，年产秸秆量约10.5 万t。随着当地经济的迅猛发展，结合水稻秸秆处理的要求，玉州区逐渐形成了晚稻“秸秆还田+绿肥种植”循环培肥模式，并将其应用到全区7个镇（街道）、49个行政村中，取得了良好的效果。

4 “秸秆还田+绿肥种植”技术要点

4.1 秸秆处理

秸秆处理环节较为关键，直接关系到“秸秆还田+绿肥种植”循环培肥模式的应用效果。秸秆处理主要有3 个环节，分别是稻底播种、秸秆覆盖和翻耙堆沤。1）在晚稻收割前7～10 d 将苕子播进稻田，这种方法称为稻底播种。2）晚稻收割时按常规方式进行机械化收割作业，收割后产生的水稻秸秆均匀地抛撒覆盖在绿肥种子上，起到保湿防晒的作用，为苕子种子的发芽营造阴凉环境，确保种子发芽率和幼苗良好生长。3）次年春耕前7～10 d 放水回田，浸泡田中的水稻秸秆和绿肥，再采用翻耕机械耕翻入土，翻耕深度30～40 cm，使水稻秸秆、绿肥与表层土壤充分混匀，并在土壤中快速分解腐烂，达到肥化还田的目的[5]。

4.2 绿肥种植

4.2.1 品种选择

为使绿肥发挥出最大的作用，应选择合适的绿肥品种。玉州区多数地方采用双季稻种植模式，由于早稻收获时间与晚稻插秧时间相隔较短（15～20 d），故“秸秆还田+绿肥种植”循环培肥模式在早稻中应用极少，在晚稻中应用普遍。适合玉州区晚稻后种植的绿肥品种有紫云英、油菜花和紫花苕子等，通过对这些绿肥品种生长条件和性价比等方面的对比，确定以紫花苕子为主要的绿肥品种，每667 m2用种量在2.5 kg左右。

4.2.2 种子处理及播种

为了提高紫花苕子发芽率，需要对种子进行处理。播种前用温水浸种5～6 h，捞出晾干后播种。紫花苕子一般不擦种，如有难吸水的硬粒则可进行擦种。有条件的用钼肥或根瘤菌拌种，并施用磷肥促进紫花苕子早结根瘤。适宜的播种期是在水稻收割前10 d 左右，即寒露至霜降时期。也可采用无人机进行撒播，不仅可以节省劳动力，还可以缩短紫花苕子的生长周期。

4.2.3 田间管理

晚稻收获后，还应在田间挖出适当大小的“十”字沟渠，便于田间水分的排出，防止水分含量过高而影响紫花苕子的正常生长[6]。可施用磷肥，以磷增氮，一般每667 m2使用磷酸钙15～20 kg 或钙镁磷肥20～25 kg，于冬前追肥。在紫花苕子生长周期内，定期清除田间杂草，使田间保持整洁，防止杂草对紫花苕子的生长造成干扰。此外，农民还应重视对病虫害的防治，紫花苕子常见的病虫害及其防治措施主要有以下4种。

1）叶斑病。紫花苕子植株叶片会长出大量褐色斑点，斑点扩散后形成暗褐色病斑，具有较高的传染性，会侵害周边其他植株，可选择75%百菌清600 倍液或50%多菌灵1 000倍液喷雾防治。

2）白粉病。初期为黄绿色不规则小斑，边缘不明显，随后病斑不断扩大，表面生出白粉，最后该处长出大量黑点，染病部位变成灰色，连片覆盖其表面，边缘不清晰，呈污白色或淡灰白色。可选择20%粉锈宁1 500～2 000倍液或50%苯来特可湿性粉剂1 000～1 500液喷雾防治。

3）蓟马。叶片出现小白点，随着病情的加重，逐渐变成褐色，最终叶片完全枯萎。可选择40%溴酰·噻虫嗪1 000倍液进行防治。

4）蚜虫。蚜虫啃食植株叶片，导致叶片蜷缩，不利于植株进行光合作用。防治时可采用安装杀虫灯、布置杀虫黄板等物理防治方法。也可采用化学防治法，如选择60%的吡虫啉1 500 倍液或m(尿素)∶m(洗衣粉)∶m(水)=1∶1∶(400±100)的尿洗合剂。

5 循环培肥模式的应用价值

5.1 经济价值

近年来，玉州区多数镇（街道）对晚稻“秸秆还田+绿肥种植”循环培肥模式进行了应用，并取得了较为良好的效果。以仁东镇为例，2018—2020 年，该模式应用规模共计2 566.67 hm2，每667 m2绿肥产量约1 808.5 kg，平均每667 m2减少化肥施用量2.52 kg（折纯量），增收71.28 元，累计减少化肥投入97 t，新增纯收益274.43 万元，总经济效益332.06 万元。2018—2021 年，玉州区晚稻“秸秆还田+绿肥种植”循环培肥模式应用面积约1.45 万hm2，新增纯收益1 548.91万元，总经济效益1 874.18万元。