不同秸秆还田方式对农田生态环境的影响综述

张 旭, 邢思文, 吴玉德

(佳木斯大学生物与农业学院,黑龙江佳木斯 154007)

秸秆作为一种天然的农业可再生资源[1],含有丰富的营养元素。目前,在农业生产中秸秆类型主要分为水稻、玉米、小麦等[2]。近年来,随着农业的快速发展,粮食种植面积逐渐扩大,致使我国主产粮食占比达84.8%[3],秸秆作为农作物的生物副产物仍存有大量残余[4],由于缺少科学处理方法,导致大量的作物秸秆没有被合理化利用,秸秆还田率极低,浪费农业资源[5-7]。大部分秸秆被就地焚烧,在大气和农田中排放细颗粒物、多环芳烃等气体污染物,严重危害空气质量,对农田生态环境造成了污染[8]。

秸秆还田可适当缓解环境污染问题。秸秆还田是指把不能直接作饲料的秸秆,经过直接或间接处理还田的一种处理方法[9]。合理运用秸秆还田技术可有效改善土壤理化性质,提升肥力,对土壤资源保护有很大帮助,有利于改善农田生态环境的现状[7]。因此,如何合理处理秸秆是关系到农业资源可持续发展的重要问题[10]。秸秆的生态效益和经济效益越来越受各国的重视,被作为重点发展对象。近年来,关于秸秆还田的研究已有较多报道,研究表示秸秆还田均显著提高土壤肥力,改善土壤物理结构,从而提高作物产量[11-12]。但不同秸秆还田方式对土壤水分利用情况均有差异[13-14],对土壤氮素及作物生长均有不同影响[15]。因此探究秸秆还田对农田生态环境的影响具有重要意义。发达国家运用秸秆还田技术已有60多年历史,还田技术水平成熟,从秸秆利用数量来看,秸秆还田循环利用是国外秸秆利用的主导方式[16]。我们可以借鉴发达国家的先进经验,结合我国的具体情况,发展出适合自己的秸秆还田技术。

当今还缺少对秸秆还田方式系统的研究,仍然没找到适合的秸秆还田比例和方式。秸秆还田的推广仍面临挑战,如秸秆还田技术复杂、操作要求多、成本高等问题没有解决。在此背景下,本文对已有研究进行整理,并归纳总结秸秆还田对农田肥力和生态环境的影响,结合相关文献研究,总结了秸秆还田的应用效果、不同秸秆还田方式对农田生态环境的影响,为秸秆还田综合利用提出几点存在的问题,为保护农业生态环境、农田环境提供一些科学参考。

1 秸秆还田方式

按照还田方式可分为2类,包括秸秆直接还田和秸秆间接还田。不同秸秆还田方式在农田的应用效果见表1。

表1 不同秸秆还田方式在农田中的应用

1.1 直接还田

1.1.1 秸秆粉碎还田技术 秸秆粉碎还田又称直接还田,采用机械一次性作业,在进行秸秆粉碎的同时进行旋耕灭茬,随耕翻作业埋入土中,再经一系列物理化学变化还田。秸秆切碎长度应控制在8.0～10.0 cm[17],与土壤混拌均匀,深埋土层20 cm以下。秸秆粉碎后能够加快秸秆在土壤中的腐解速度,被土壤充分吸收利用,改善土壤的团粒结构和田间理化性质,增加土壤肥力,提高黑土地生产力。因此粉碎还田是稻田地常用的一种还田方式[18]。邹德堂等对东北稻田试验的研究表明,玉米秸秆粉碎翻埋还田的秸秆腐解效率高,作物产量提高6.8%[19]。在连续3年秸秆还田试验中,作物产量增加10%以上,土壤节肥10%～20%,减少化肥的用量,利于实现“以田养田”,促进良好生态环境的形成。

1.1.2 秸秆覆盖还田技术 覆盖还田是指在作物收获后,将整株秸秆进行一定程度的粉碎覆盖于土壤表面,秸秆自然熟腐还田。秸秆覆盖面积达到30%以上[20],还田后在春季直接耕作播种。覆盖还田可通过减少日照辐射强度调节地温,提高土壤保水能力,减少水分蒸发,增加农作物水分利用率,提高土壤的有机质含量,改善土壤理化性质,促进作物生长发育[13-14]。秸秆覆盖还可缓解温度变化对作物的伤害。蔡丽君等在优化寒地免耕覆盖技术中表明,覆盖还田显著提高土壤固碳量达4.1%～22.3%,随着秸秆覆盖还田量的增加,土壤有机碳含量、作物产量呈上升趋势[21]。有研究发现,与传统耕作相比,秸秆覆盖免耕可显著提高玉米产量,平均增产率为3.3%[22-23]。

1.2 间接还田

1.2.1 秸秆过腹还田技术 过腹还田,是把农作物秸秆作为饲料,饲喂给牛、猪、马等牲畜,经牲畜腹中消化吸收一部分营养后变成粪便,人工收集后施洒田地[4]。经过腹还田能减少粪污对环境的污染,还能丰富土壤营养成分,改善土壤板结现象,具有良好的经济生态效益。赵凌霄等研究发现,秸秆过腹还田与直接还田相比,玉米小麦产量均增加,丰富变形菌相对丰度[15]。赵伟等研究表明,在黑土土壤物理性状研究中,秸秆过腹还田处理可增加土壤全氮和可溶性有机氮的含量[24]。秸秆过腹转化为有机肥,既减缓环境压力又避免化肥大量施用。现今普遍推广的主要有青贮氨化过腹还田技术,用秸秆喂养牲畜,粪便作成肥料,肥料再返还农田施用促进作物生长发育,是一种环保的良性循环过程[25]。

1.2.2 秸秆堆腐还田技术 堆腐还田是将秸秆与畜禽粪便堆积在一起,均匀混拌成堆,放置在不透气的地方直至腐熟,堆肥、沤肥再还田的方法。堆腐发酵要在厌氧环境中,保证灌溉水充足,含水量不低于30%,充足光照可以提高堆腐温度[26],可达到充分腐熟,否则会减缓秸秆腐解速度[27]。有研究者认为,秸秆堆腐技术可利用腐解试剂来加快秸秆分解,其中使用生物菌剂酵素可加速秸秆腐解,有效分解残茬,减少有机碳残留,促进有机质的转化,具有改善地力效果,可以显著增加产量[28]。秸秆堆腐技术还能采用低温菌剂进行秸秆腐熟,研究表明低温堆腐还田有益于土壤氮、磷、钾的积累,改变了土壤结构,增加土壤微生物丰度,有利于秸秆纤维素的分解[29]。

1.2.3 秸秆炭化还田技术 炭化还田是将秸秆干燥、粉碎,在低氧或部分缺氧的环境下达到热裂解,产生生物炭的过程,注意此过程中温度应低于 700 ℃[30]。生物炭是一种极其富含碳的物质[31],它具有很强的稳定性和丰富的孔隙结构,理化性质稳定,具有较好的吸附能力[32],炭化还田是土壤固碳的重要方式,能够促进碳中和。秸秆炭化后具有更稳定的理化性质和结构,可增加农田肥力,提高作物产量。李敏等研究表明,秸秆炭化还田后,炭化处理有效降低氮的损失率,水稻和油菜氮含量分别显著提高5.79%和30.06%,稳定了土壤养分结构[31]。秸秆炭化还田是土壤的改良剂,能缓解农田污染问题,有助于土壤恢复地力。在还田难度大的地区,可以利用秸秆炭化还田技术作为补充。目前,该技术主要面临不易推广的问题,如生物碳成本高,操作环境要求等问题还有待解决。

2 秸秆还田对土壤肥力的影响效应

土壤肥力是指为作物提供各种营养元素的能力,是反映土壤肥沃度的重要指标,也是农业生产的基础保障。影响土壤肥力的主要因素包括物理因素、养分因素、生物因素等。因此本文探讨秸秆还田对土壤肥力的综合效应。

2.1 对土壤物理性质的影响

大量学者研究关于秸秆还田对土壤物理性质的影响表明,秸秆还田后秸秆腐解产生的物质利于土壤团粒结构形成[6],降低土壤容重,同时还增加土壤孔隙度,改善土壤通气状况,提高土壤肥力,利于作物生长发育[38]。

土壤容重和孔隙度的变化与土壤温度和水分的变化密切相关,直接影响植物根系的生长发育。土壤容重和毛管孔隙度都是反映土壤结构特性的重要指标[39]。土壤水分则直接影响作物的生长发育,农田缺水影响种子萌发程度。大量研究表明,秸秆还田能有效降低土壤容量,降低高达9.2%[40]。马永良等研究表明,与秸秆不还田对照相比,秸秆粉碎还田使0～20 cm土壤容重下降0.17～0.25 g/cm3,孔隙度增加2.0%[41]。吴婕等研究表明,秸秆覆盖处理的土壤容重降低率可达1.86%～3.73%,总孔隙度则增加2.88%～5.76%[42]。秸秆还田使土壤容重与毛管孔隙度呈负相关趋势,降低了土壤紧实度,使得土壤疏松、改善土壤通透性[7,43]。土壤团聚体影响着土壤结构的质量特征和土壤肥力状况。秸秆还田后土壤里的有机物料可通过提高微生物活性,增强土壤团聚体的稳定性,秸秆产生的腐殖质具有黏性,有利于土壤团聚体的合成[44]。有试验研究表明,在5～10 cm土层中,秸秆还田可提高团聚体比例,增加了>5 mm团聚体的含量,降低了<0.25 mm微团聚体的含量[11,45]。

秸秆还田对土壤温度及水分的影响,主要受季节性变化的影响。一般情况下,在夏季利用秸秆覆盖可使休闲田的土温降低,而冬季则有一定的保温作用[7]。岳杨等研究表明,秸秆覆盖还田后苗期耕层的土壤温度与对照组相比降低0.44～1.35 ℃[46],在0～20 cm土层中土壤温度随着土层深度的增加逐渐降低。秸秆还田具有调节地温的作用,5—7月地温降低1.72～2.79 ℃[47]。此外,秸秆覆盖还田阻隔土壤与大气的接触,既减少对地表辐射面积,又可降低土壤温度,使土壤的蓄水量得到保持,是提高土壤水分利用率的重要方式[6,48]。高盼等研究证明,不同秸秆还田处理中,覆盖还田使水分利用率提高16.35%[49]。研究秸秆覆盖还田对大豆种植影响的试验表明,秸秆覆盖还田提高了田间土壤含水量,同时也提高了土壤水分的利用率[50]。

综上所述,秸秆还田对改善土壤物理性质的影响,主要是通过降低土壤容重和紧实度,使得土壤疏松,改变土壤的孔隙度,改善土壤的通透性[6-7,43],同时提高土壤有机质,促进土壤大团聚体的形成,巩固土壤稳定结构。此外,秸秆还田后秸秆覆盖地表减少光照辐射强度,抑制了农田水分蒸发,是一种常用的农田保墒措施[48]。

2.2 对土壤养分的影响

土壤养分是植物生长所必需的营养元素,良好环境下的土壤为作物提供了丰富的有机质和氮、磷、钾元素,土壤营养元素直接影响作物生长发育、产量及品质[5]。磷可促进植物的光合作用,钾素能增强植物抗逆性的能力,作物缺少钾易倒伏[51]。

农作物秸秆还田后可增加土壤养分含量,秸秆不仅含有N、P、K等营养元素,还富含纤维素、半纤维素、木质素等富碳物质[52]。陈尚洪等研究发现,小麦秸秆、油菜秸秆和水稻秸秆含碳量均高,水稻秸秆含全氮量最高,油菜秸杆含全磷量最高,此外,水稻秸秆和小麦秸秆富含钾素分别为3.82%和2.07%,均高于油菜秸秆[12]。受土壤气候等条件的影响,不同秸秆中纤维素含量有所不同,其中大麦秸秆含量最高可达43.0%,而水稻秸秆含量较低,仅为29.25%[53]。已有研究表明,秸秆还田后,在土壤微生物的参与下,秸秆中含有的纤维素、木质素充分腐解,使土壤有机碳含量增加,进而增加土壤有机物含量,同时,还田后的秸秆腐解释放大量氮素和有机质,有利于固持更多土壤氮,提高供氮能力[52]。

有研究表明,与秸秆还田初期相比,速效氮、速效磷、速效钾提高范围分别为9.65%～42.30%、11.2%～40.9%、3.18%～24.37%[54-55]。秸秆还田增加了在0～10 cm土层的养分含量和阳离子交换量,增强了土壤保肥能力[35],还田3年有机质含量增加0.05%～0.09%,还田6年和9年分别增加0.06%～0.10%、0.09%～0.12%[56]。赵子婧等研究表明,在水稻秸秆还田条件下,与未还田相比有机质含量提高15%～24%,速效钾含量降低12%～21%,碱解氮和速效磷含量无明显变化[57]。靳玉婷等的长期秸秆还田试验表明,水稻田土壤有机质含量和磷含量分别增加7.94%和24.07%[58],秸秆还田改善了土壤磷素动态,是维持土壤营养平衡的重要手段。秸秆还田加适量氮肥还田后土壤有机质和速效钾含量分别显著增加12.8%和74.2%[59]。

总体而言,长期施用秸秆能够增强地力,减少农田养分流失,节约化肥的使用量,有利于保护和恢复地力。因耕作方式的不同,可以影响土壤养分结构,所以针对不同地区的耕作条件,应该匹配适宜的秸秆还田方式,提高秸秆资源利用率。

2.3 对土壤生物性状的影响

土壤微生物和土壤酶等构成了土壤微生态系统,是植物获取养分的重要途径。土壤微生物有利于有机物质的转化,提高土壤肥力,土壤微生物能加快作物秸秆腐解,是影响农田生态环境的重要因素[60]。

秸秆还田为土壤微生物提供了良好的生长、繁殖场所,同时还能提高土壤生物活性。谭周进等研究表明,早稻秸秆还田后,均有利于土壤好气性细菌、真菌、放线菌的增殖,对厌气性细菌起抑制繁殖作用,总体激活了土壤细菌活性[61]。有长期试验表明,秸秆还田配施化肥可增加土壤微生物群落的丰富度,进而影响土壤微生物群落的组成[51,62]。秸秆还田后,水稻田中真菌群落指数显著增加,与常规施肥相比,秸秆还田+常规施肥与秸秆还田+常规施肥减20%,使变形杆菌的相对丰度分别增加8.22%、7.88%,担子菌的相对丰度分别增加70.00%、43.42%[58]。长期秸秆还田影响0～20 cm土层中的土壤微生物丰度,其中秸秆的厚壁杆菌和放线杆菌对细菌群落组分变化有重要的作用[63]。矫丽娜等研究发现,在秸秆还田后可以增加秸秆还田深度,有利于土壤有机碳的积累,在0～20 cm土层中无秸秆还田的有机碳含量下降29.3%。土壤有机碳含量和酶活性均随着秸秆添加量的增加而提高,改善了腐殖质品质[64]。

土壤酶活性是影响土壤质量及养分转化的重要指标。不同秸秆还田量对土壤酶活性影响不同。与秸秆还田+常规施肥相比,秸秆还田+常规施肥减20%对提高土壤磷酸酶和脲酶活性效果显著,其应用于稻田中可使土壤磷酸酶和脲酶活性分别增加28.54%、24.13%,应用于油菜田中可分别增加38.97%、30.70%,且脲酶的活性提高20.31%[58]。有研究秸秆配施不同肥还田对土壤生物性状影响发现,不同分组的β-葡萄糖苷酶、β-D-纤维素生物苷和β-木糖苷酶活性均有不同程度的增加,其中秸秆还田配施氮、磷、钾肥的活性最高[65]。此外,秸秆还田后土壤脲酶含量增加了13.6%～76.4%,施肥配比70%和80%处理的秸秆,土壤磷酸酶活性分别提高了45.2%和48.2%,减肥处理秸秆土壤过氧化氢酶含量高于对照处理[66]。在20～60 cm的土层中利用秸秆还田,可提高土壤微生物量和酶活性,随着土壤容重和pH值的增加土壤微生物量和酶活性呈下降趋势[67]。

3 秸秆还田对生物环境和大气环境的影响

3.1 对农田杂草和病虫害的影响

秸秆还田可有效抑制田间杂草的发育,降低杂草密度,是优化农田生态环境的一种有效措施。秸秆还田可改善土壤环境,抑制杂草的生长,其中秸秆覆盖效果显著,在小麦田中应用秸秆覆盖还田技术使小麦杂草减少58.3%～93.2%[68-69]。小麦秸秆全量覆盖还田和全量浅旋还田对稻田千金子、稗草、鸭舌草等杂草具有良好的抑制作用[70]。此外,在小麦高留茬试验条件下,秸秆覆盖30 d后对杂草抑制效果显著,其中对对稗草株和阔叶杂草的防效分别为89.25%、100.00%,同时能够有效抑制杂草种子萌发,并改变土壤微生物环境[71-72]。桂浩然等对冬闲玉米农田的试验表明,在添加双倍秸秆还田后,农田杂草多样性下降了71.6%[73]。有研究在油菜秸秆覆盖对棉田杂草影响中发现,杂草的抑制效果随着秸秆覆盖量的增加而增强,0～20 cm土层中杂草种子密度减少,但可能增加0～5 cm土层的杂草种子的多样性[74],这是秸秆还田量的不确定性导致的,在一定程度上影响除草效果,同时秸秆还田时间也是影响农田杂草数量的原因。在适量的秸秆还田下可减少杂草危害和作物的生长竞争。针对性地选择恰当还田方式,研究秸秆还田与杂草危害的关系,加强对杂草萌发规律、作物生长危害程度等方面的研究,有助于优化杂草治理手段,减少化学除草剂的使用。

秸秆还田还可控制害虫的数量,通过腐解产物参与和有害生物互作的方式,进而影响病虫害的发生[75]。在使用6种秸秆还田方式处理下,2年后比较玉米螟越冬幼虫基数,玉米螟越冬幼虫数量均显著减少,种群数量减少57.53%～93.66%[76]。秸秆深翻还田在20～30 cm土层中抑制玉米螟发生的效果显著,而喷施不同菌剂对抑制玉米螟数量不显著[77]。此外,有研究表明,小麦秸秆粉碎还田后,对二点委夜蛾的防治效果达到85%以上,显著降低农田害虫幼虫的数量[78]。秸秆深耕还田相对于浅耕还田对棉铃虫和甜菜夜蛾害虫造成的伤害较大,可有效抑制幼虫基数,减少对玉米生长发育的危害[79]。

多年秸秆还田提升了土壤有机质含量,但在雨水多地区会造成杂草丛生的现象。秸秆中掺杂杂草种子,还田后杂草密度增加与作物竞争生长空间,特别是增加了玉米褐斑病、纹枯病、金针虫等病虫害的发生[75]。但坚持科学方法还田不会增加杂草和病虫害,反而秸秆还田会降低危害的发生概率。秸秆焚烧并不是解决田间危害的好办法。秸秆还田配施腐熟剂,在秸秆腐熟的过程中,会抑制秸秆中的草籽有害病菌的发生,在操作时要注意废除带病秸秆。建议病虫害严重的地块,秸秆最好经过腐熟处理再还田。

3.2 对土壤温室气体排放的影响

土壤呼吸是陆地生态系统的重要组成部分,是反映土壤微生物活性的重要指标,在大气中土壤呼吸产生的温室气体占比较大。农业生产中的土壤呼吸是温室气体的重要来源,在温室气体中土壤呼吸排放的CO2约占30%、CH4占比47%、N2O占比20%[80]。

有学者认为,秸秆还田不仅能促进土壤呼吸,而且能显著影响土壤呼吸通量,同时增加了CO2的排放[81]。在秸秆不还田情况下,秸秆大多被就地焚烧污染空气,加速温室效应的形成。但秸秆还田后经土壤微生物腐解,秸秆产生的腐殖质会阻碍农田温室气体排放,能够减缓温室效应[82]。Liu等的研究表明,秸秆还田后产生的土壤孔隙度有利于CO2的排放,稻田的CO2排放量有所增加,而CH4排放量仅增加了1.2%,N2O排放量下降了1.1%[83],这是因为秸秆还田后改善了土壤养分状况,增加了生态系统中碳的投入。李晓莎等研究发现,秸秆还田后,在10～25 cm土层中,随着土壤温度变化,土壤CO2排放变化趋势明显[84]。

有研究表明,秸秆还田能明显提高土壤微生物碳的含量,降低呼吸熵。稻田CH4来源于土壤中的腐烂植物体等,有机物被甲烷菌分解产生了甲烷。研究不同的耕作方式对水稻CH4排放的影响发现,减少作物耕作频率,可有效降低CH4排放量[51,85-86]。CH4作为温室气体,产生的热能是CO2的25倍[87]。在研究秸秆还田对土壤N2O排放的影响时发现,5～16 d内N2O排放量达到高峰期,N2O排放量与土壤温度呈显著正相关,O2排放量减少了40%～48%,但不影响作物产量。Huang等对N2O排放量和作物产量的影响研究表明,在常规施肥基础上秸秆+生物炭的组合中减少氮素30%,可保证作物的高产量和最优的N2O减排方式[87]。张庆忠等研究发现,低温时进行秸秆还田,土壤呼吸还受到秸秆覆盖的影响,覆盖还田对土壤呼吸起到调节作用[81],能有效减缓温室效应。

总体而言,土壤呼吸强度受秸秆还田的影响,其中秸秆覆盖还田对温室气体排放抑制效果较好,秸秆还田量的增加对温室气体排放的影响较为明显,尽管已有不少研究,但目前对不同气候条件下土壤碳排放量的影响研究不够全面,寒凉地区的研究还较少。

4 秸秆还田对作物产量的影响

秸秆还田初期抑制了水稻前期的生长发育,随着秸秆分解时间的逐渐延长,释放了营养物质,最终提高水稻的产量。但短期秸秆还田3～4年内降低了水稻产量,多年的试验表明,水稻产量不仅呈上升趋势,更增加了土壤有机肥的积累,改良土壤品质[51]。Huang等研究发现,使用稻草秸秆还田后水稻产量提高了5.2%,合理利用秸秆还田技术不会导致减产[87]。有研究表明,在秸秆还田后,配施减量施肥(减施氮肥15.02%,减施肥料25.84%),可提高水稻最高分蘖数、有效穗数、结实率,水稻最终产量提高17.14%[57],原因是适宜配比的施肥有利于水稻分蘖达到增产,提高水稻自身抗逆性,水稻品质得到提高,水稻增产效果更加显著[88]。

有数据统计发现,通常情况下秸秆还田均提高作物产量,作物产量增加7.0%,但在北方冬小麦种植中发现其增产效果不明显[89]。这可能是因为北方气候寒冷,减缓了秸秆的腐解速度,秸秆中的营养物质无法充分还田,造成增产效果不明显。李廷亮等研究发现,在对旱地冬小麦连续种植3年的试验中发现,与无秸秆还田相比,在全量秸秆和2倍秸秆还田量影响下,冬小麦产量随秸秆还田量增加呈逐渐递增趋势,冬小麦籽粒产量为3 564 kg/hm2[90],这可能与秸秆腐解后产生有机物质有关,它既保持了土壤水分,又补充土壤养分。

秸秆还田对土壤肥力的影响也是作物增产的关键因素,在长期秸秆还田对玉米产量的影响试验发现,与初始相比,在20～40 cm土层中,玉米产量最高达56.9%,这是因为长期秸秆还田能够提高土壤肥力,改善土壤容重和孔隙度[91]。李守华在连续多年的小麦高留茬加玉米秸秆还田土地上测得结果显示,土壤各项有机质含量均有增加,小麦年平均产量增幅22.88%,玉米年平均产量增幅34.15%,非秸秆还田小麦、玉米产量增幅则不明显[92]。原因是秸秆还田能够维持土壤养分平衡,为玉米、小麦生长提供丰富碳源,农田土壤养分的增加使作物增产。

5 存在的问题和建议

近几年随着全国农业技术的不断发展,虽然秸秆还田技术在我国的应用已日益成熟,但是仍存在一部分问题需要进一步探究解决。今后研究应注意的问题如下:(1)秸秆还田有关微生物菌剂开发研究有局限性,微生物菌剂的菌种单一,对复合菌剂的菌种研究较少,复合菌剂的配比仍在优化探究过程中,尚没有固定比例。(2)针对不同的农作物研究有局限性,目前主要研究大田作物,对果树、蔬菜类等其他类型废弃物的研究较少。(3)对不同地区的农田应结合当地土质和气候对秸秆还田量进行合理规划。(4)秸秆还田产生的还田效应是长期的,研究缺少长期的跟踪监测,根据不同土壤类型等综合评估不同还田方式的优良。此外,对秸秆还田技术的经济效益评估,有利于秸秆还田技术的推广应用。(5)秸秆还田机械化程度受制约,主要包括农田场地和不同作物秸秆类型的制约,应针对不同地区根据土壤条件不同配套农机械,简化操作流程,降低劳动成本。(6)在东北地区,秸秆综合利用率不高,低温条件下秸秆还田效果不好,应注重研发适合低温条件的生物菌剂,筛选出更适合堆腐还田低温菌剂菌种,探讨高效的复配菌剂比例,构建适宜低温的菌剂体系和标准。

6 展望

近年来,农作物种植面积逐年增加,作物产量增多,农作物秸秆随之产生大量残余。秸秆资源丰富且利用空间充足。秸秆还田是资源循环利用的重要途径,秸秆还田能够改善土壤理化性质,对其生理特性以及作物产量都有显著的影响。秸秆还田是提高土壤氮、磷、钾含量和促进秸秆肥料化的有效途径,充分利用秸秆可减少秸秆焚烧造成的空气污染。秸秆还田作为保护性耕作措施,此后研究应确定最佳秸秆还田量和配套规模化还田模式。通过研究秸秆还田腐解与土壤微生物相互作用,开展秸秆还田配施腐解菌剂的研究,强化人们的秸秆还田意识,以期为农田资源保护提出有效建议,为我国农业的可持续发展贡献力量。