秸秆还田技术研究及应用进展分析

林 庆

一、秸秆还田技术的应用价值分析

秸秆还田技术在应用过程中能够产生重要的影响，从目前秸秆还田技术应用的实际情况来看，秸秆还田技术的应用价值主要体现在以下几个方面：

1、秸秆还田是提高秸秆综合利用水平的有效途径

由于秸秆是最容易腐烂的有机质，其具有疏松土壤、保持土壤水分和改良土壤结构、保持土壤微生物活性、促进农作物生长发育等多种功效，并且还具有经济、生态和社会效益。同时秸秆是最具可再生资源效益的一种农业废弃物，所以开发利用具有重要意义，而开发利用不仅可节约大量资源，也大大提高了资源利用率，从而节约了社会资源。我国在多年实践中已形成“十多年不用”或“一年不施”的习惯，即每年大量占用土地和环境污染，其中，一大批农作物秸秆因难以收集储存、不能妥善处理等原因而被随意丢弃或者焚烧。据了解，我国秸秆产量达800 亿吨左右，其中80%以上可再生利用。因此要使我国农作物每年收获所需秸秆量少则数亿吨，多则几十亿吨，在发展生态农业的同时实现秸秆综合利用已成为当前和今后相当长一段时期内农业发展面临的重要课题。

2、能够节省成本，降低能耗

根据农业部门对全国秸秆的调查显示，在我国有将近3 亿亩土地需要秸秆还田，秸秆是一种极易腐烂的有机质物质，是最适合微生物分解及增殖的资源之一，其分解速度与温度、水分有关，并且与肥料、土壤有机质息息相关，具有良好的降解特性。一般施用微生物肥的土壤，其肥效可维持一年以上。对于土壤贫瘠、水分缺乏、耕地质量差的农田和麦类作物而言，微生物肥可以迅速补充土壤中微生物所需的养分，调节土壤微生物平衡，促进作物生长。例如小麦与玉米都需要进行氮磷钾等元素的施肥，这对氮肥和磷钾肥需求巨大的农民来说是一个很大的负担，而使用微生物肥不仅可以节约氮肥用量和提高施肥效果，还可以有效减少化肥施用量。

3、改善土壤结构，降低土壤无效蒸腾量

由于在长期的使用过程中，导致土壤中形成了许多次生的板结物质。这些物质在不断地被微生物分解以后，就会形成有机固体和无机固体物质，从而使土壤中的微生物有了充足的活动空间。其中在适宜条件下，最有利于微生物活动和分解物质的就是这些次生固体和无机固体物质，这类物质可以直接被微生物利用。如在进行玉米秸秆还田时，可以在其表面撒施石灰浆进行处理，从而增加土壤中次生固体有机质含量，增加土壤透气性能和蓄水性能，使土壤有机质含量增加，降低了土壤有害物质含量。其次增加了土壤团粒结构，有利于土壤微生物活动及生长，如在不进行翻耕覆土处理以后，经过自然风化或人工破坏后的耕作层土壤团粒结构消失比较快，在农作物秸秆还田的时候，通过翻耕可以有效抑制土壤水分的蒸发，增加土壤通透性，降低土壤无效蒸腾量。如果土壤通风条件好，就可以有效降低土壤水分蒸发对农作物的影响，因为玉米等一年生粮食作物需要大量水分，而一年内土壤上水分会不断蒸发，因此会造成土壤蒸腾量增加，进而导致农作物减产。而随着耕作技术的改进，使得水稻等其它作物在种植中能够直接将土壤水分加入到土层之中，从而有效降低土壤无效蒸腾量，从而使农作物生长更加健康，减少病虫害发生。对于降低病虫害发生是非常有帮助的。

4、秸秆还田可以有效促进生物菌的生长

秸秆粉碎还田是一种新的生态处理方式，是土壤微生物赖以生存的物质基础，在一定程度上促进土壤微生物活动，加速碳固定和转化，达到培肥地力和改善农产品品质的目的，对促进农民增收具有重要作用。经试验表明，生物菌与有机肥混用（或单独使用）可有效促进农田有益微生物和有害微生物的繁殖、生长，加速土壤微生物活动，增加土壤有机质，增强作物根系发育，增强作物抗病能力，从而达到增产增收目的。与有机肥相比，生物菌剂含有较高含量的蛋白多糖类物质（如肽类)(可提高抗菌活性）、氨基酸、多酚、有机酸等多种活性成分，对作物生长具有明显促进作用，可用于防止土壤中重金属和亚硝酸盐积累以及微生物增殖等有毒有害物质通过影响作物根部发育等方式造成农作物减产、品质下降或绝收的现象发生，目前已有许多国家大力推广生物菌剂技术和应用实例。

5、能够促进生态环境的和谐相处

当前，我国的生态环境问题已经成为社会各界关注的焦点，生态文明建设成为党和国家事业不断发展的新动力，党和国家提出“绿水青山就是金山银山”理念，这一理念根植于中华民族传统文化，并与现代生态文明建设理念相融合。我国生态文明建设必须坚持人与自然和谐共生，必须坚持节约资源和保护环境的基本国策，必须坚持人与自然和谐发展理念，因此，加强生态文明建设必须高度重视以节能减排、污染治理为重点的生态文明建设工作。秸秆综合利用具有环保效益、经济效益、社会效益和经济效益多方面优势和特点，所以其生态环保效益和经济效益是十分显著的。

二、秸秆还田技术分析

秸秆还田经历了较长时间的发展，也取得了一定成绩，纵观现有的秸秆还田技术，主要可以分为以下5 个方面：

1、高留茬还田技术

高留茬还田技术是目前较为成熟的一种秸秆还田技术，一般情况下，传统的小麦秸秆留存高度为10 厘米到20 厘米区间，而在高留茬还田技术的支持下，留茬高度往往要比传统模式高，留茬高度为25 厘米到40 厘米区间，这样便能够有效增强秸秆的还田量，同时还需要注意的是在将高留茬还田技术应用过程中，需要设置合理的控土深度，在进行旋耕土地时，需要将深度控制在20 厘米以上。高留茬还田技术在应用时，不同的地区具有不同的要求，因此，需要根据实际情况对其进行高效利用。

2、炭化还田技术

秸秆还田技术在应用过程中最为常见的一种技术代表就是炭化还田技术，主要是借助一定数量的炭化炉将秸秆烧制成生物炭，具体的做法就是将含水量逐渐降低，使其能够控制在20%以下，然后将秸秆放入到炭化炉当中进行焚烧，在严重缺氧的情况下进行燃烧，并不能够看到明显的火星，最后形成一些颗粒。在秸秆燃烧过程中，会产生大量的气体。并且对于燃烧形成的生物炭还可以使其成为相关的肥料，这些物质还给田地，能够有效减少氮肥的使用量，同时对于作物的产量还能够有效提升。

3、直接还田技术

在秸秆直接还田技术运用过程中，不同的作物具有不同的要求，在小麦秸秆还田中，农民在对小麦进行收割的时候，对于小麦秸秆一般的保留长度大约在30 厘米左右，在小麦收割之后便可以开展翻耕工作，这样能够有效减少水分的流失，并且在深耕之后秸秆能够快速的腐烂，在具体翻耕过程中，主要采取的就是顺行翻耕的方式，确保秸秆能够大面积的覆盖，进而能够产生良好的还田效果。在玉米秸秆还田技术方面，由于刚刚收割后的秸秆含水量比较大，此时不可以进行直接的还田，需要借助一些专用设备进行还田，可以借助粉碎机对其进行粉碎，保障其能够直接翻耕在田间，进而能够达到秸秆还田的效果。在对玉米秸秆还田过程中，需要做好深埋处理，也可以在深耕过程中适当的添加一些氮肥或者磷肥，加入相关肥料能够有效提升秸秆的腐烂速度。而在水稻秸秆还田过程中，需要将水稻留茬工作做好，一般情况下水稻留茬高度在20 厘米以内，由于水稻内还有一定数量的水源，在冬季的时候容易产生冰冻现象，这就需要在冻季来临之前，做好秸秆还田的处理工作，在对水稻秸秆还田过程中，需要做好翻耕深度的控制，在高效翻耕深度之后，需要借助稻草对土壤进行覆盖。

4、过腹还田技术

过腹还田技术是目前秸秆还田技术的重要类型之一，这种技术主要是指借助农作物的秸秆来喂养牲畜，先将秸秆作为饲料，这些饲料在牲畜体内经过循环之后，然后变为牲畜的粪便，这些粪便又能够还给农田，促进农作物的生长。在过腹还田技术的支持下，一方面能够为牲畜的生长提供饲料，另外一方面，还能够为农作物生长提供有机肥，这样便能够有效降低农业生产的成本，进而实现良性的循环。例如，在牛舍当中将粪便进行集中堆积，高度进行一定控制，经过3 个月左右的时间，便可以将其运用到农田当中。

5、速腐剂秸秆堆腐还田技术

速腐剂的运用能够大幅度的提升秸秆的腐解效率，同时还能够对堆肥的效果进行完全改善，在一定重量的腐熟堆肥当中还有大量的微量元素，这样便可以有效降低土壤养分含量，减少作物生长过程中化肥的施用量，进而能够保障对环境产生较小的影响，能够在环境控制和保护方面起到十分重要的作用。

在对此项秸秆还田技术应用过程中，需要做好以下相关工作，首先做好备料，速腐剂在选择的时候主要选择腐秆灵菌剂，并且在使用过程中仍然可以采用一些尿素，其次，在进行挖坑的时候，需要对坑的长度和宽度进行良好确认，在进行堆放的时候，秸秆往往可以堆成三层，并且每层的高度需要控制在50 厘米左右，并且需要确保含水量在60%左右，在覆膜的时候需要将草堆的周围进行处理之后再覆膜，保障其具有较高严密性，并且需要提高腐熟效率。

三、秸秆还田技术应用过程中存在的问题

目前秸秆还田技术在应用过程中，仍然存在着一定问题，主要体现在以下三个方面：

1、缺少相关的综合评价体系

秸秆还田技术的应用并不是只能够对农作物产生影响，而是能够对整个生态系统产生一定程度的影响，例如可以对土壤、空气以及生物产生影响，为了能够对秸秆还田技术的效应进行全面评价，就需要借助比较完善的综合评价体系，但是从实际的情况来看，相关等的综合评价体系却不够完善，并没有对秸秆还田前后的土壤物理性质、作物生长情况以及局部大气情况等进行检测和分析。除此之外，还需要对秸秆还田技术产生的经济效益、社会效益以及生态效益进行综合评估，现如今的评估并不能够满足长期的需要。

2、秸秆还田操作规范化程度不够

在秸秆还田技术应用过程中，为了能够更加省时或者省力，部分地区在进行秸秆还田的过程中，往往会产生操作比较粗放或者不合规范的情况。例如秸秆还田量过高、在对秸秆粉碎过程中粉碎程度不能够满足实际需要。尽管部分地区已经建立了相关的地方标准，但是在秸秆还田量控制方面、秸秆还田深度控制方面以及秸秆还田之后的播种方面都存在一定不规范的情况，这就需要对秸秆还田技术不断细化，逐渐加强秸秆还田人员实践操作能力，确保相关技术能够迅速规模化的推广和应用。

3、秸秆还田受机械化程度制约

在秸秆还田发展进程中，集约化和机械化程度的高低，对于秸秆还田效率和质量能够产生直接影响。从目前，秸秆还田技术应用的实际情况来看，秸秆还田设备虽然得到了一定程度普及，但是在机械化方面仍然存在一定问题，首先，机械的运用很大程度上需要看当地的地形情况，大多数机械设备在我国南方湿润或者半湿润地区运用空间十分有限，不能够发挥应有的价值，其次，不同作物的秸秆会存在较大差异性，在利用机械对秸秆进行还田过程中，需要注重机械设备与秸秆之间的适用性。

四、秸秆还田技术应用优化建议

秸秆还田技术需要不断适应时代发展的需要，需要不断进行创新，提高秸秆还田技术的应用效果。

1、提高秸秆还田效果

随着国家对生态环境保护工作的加强，农作物秸秆的广泛利用是一种可行的、有效的途径。但由于其自身结构特点以及受天气、自然因素等各种因素制约，不能充分发挥其作用，这就使得利用秸秆还田的方式越来越受到重视。同时我国农作物产量呈逐年上升趋势，但是土壤板结、营养不良、养分损失严重等问题却日益凸显。通过对现有秸秆还田方式及效果的比较，确定今后农业生产中主要是机械在农作物生长期间需要大量水分的情况下直接还田，并且对作物根系发育有一定影响，但影响较小；其次是可以将一些细小的农作物秸秆切碎后直接还田于田块再进行二次还田的作业方式。因此在今后应进一步对以上技术进行研究。

2、解决秸秆处理技术难题

从土壤微生物组分及养分含量的测定及土壤结构、土壤有机质含量的研究。目前，研究主要集中在秸秆还田与有机肥施用方面。研究出可以将秸秆粉碎后直接还田到土壤中，可以达到提高土壤有机质含量和肥效水平、减少化肥施用量、提高有机质含量、提高土壤透气性、利于农作物根系生长的作用。同时还可以提高土壤肥力、改善作物品质、提高农产品产量以及减少环境污染具有重要意义。但目前还存在许多技术问题需要解决，如秸秆还田机械和设备方面有待进一步研究改进，以便降低生产成本；秸秆的处理方式有待改进等等。应在今后研究工作中更加注重秸秆肥料化、基料化技术、生物肥料和有机肥的应用情况（以玉米、水稻、小麦、棉花等作物为例）来进一步研究秸秆处理技术新工艺、新技术等。

3、不断改进秸秆还田机具

秸秆直接还田时需要使用带齿、高密度和高速度的刀片。秸秆还田机具应当不断改进，减少秸秆粉碎数量，使之能够有效的粉碎并均匀还田，以便避免后期由于土壤结构被破坏导致的病虫害及杂草种子的萌发。同时也需要研究不同机型的适口性之间的相互关系来提高粉碎的效果。由于目前技术尚不成熟，因此应改进现有的机械性能，从而提高秸秆还田的效率及质量。

综上，在农业生产过程中，秸秆还田技术的应用对于我国农业发展起到了十分重要的作用，一方面能够推动农业的可持续发展，另外一方面也能够推动我国农作物产量的增加。但是在秸秆还田技术应用过程中仍然存在着一定问题，需要针对问题做出优化，为我国秸秆还田技术水平的提升创造有利条件。