秸稈還田對(duì)土壤改良及作物生長(zhǎng)影響的研究進(jìn)展

摘要：農(nóng)作物的秸稈在農(nóng)業(yè)中是一種可再生的資源，其中含有大量的礦質(zhì)元素，在各個(gè)領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力。目前秸稈焚燒造成污染已經(jīng)成為污染環(huán)境的大問題，因此如何進(jìn)行秸稈的綜合利用十分重要。根據(jù)研究，秸稈還田是一種高效且低成本利用秸稈的方式，并且秸稈中含有很多的微量元素，可以很好地改良土壤的元素結(jié)構(gòu)和質(zhì)量，促進(jìn)農(nóng)作物的生長(zhǎng)。本文主要針對(duì)秸稈還田之后對(duì)土壤中結(jié)構(gòu)以及農(nóng)田作物生長(zhǎng)的影響進(jìn)行探究，希望可以對(duì)秸稈的綜合利用提供一些支持和幫助。

關(guān)鍵詞：秸稈還田;土壤改良;作物生長(zhǎng);影響研究

中圖分類號(hào)：S-1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20200815013

收稿日期：2020-07-02

作者簡(jiǎn)介：王藝嘉（1987-），男，本科，助理農(nóng)藝師。研究方向：農(nóng)學(xué)。

引言

農(nóng)作物秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最多的副產(chǎn)品，隨著生活水平的提高，農(nóng)村對(duì)秸稈的利用越來(lái)越少，開始大量焚燒秸稈。而焚燒秸稈會(huì)造成大氣污染，所以我國(guó)開始對(duì)秸稈的綜合利用進(jìn)行研究。作為我國(guó)農(nóng)業(yè)可再生資源中最多的一類，秸稈中含有大量的微量元素，而且這些元素還是農(nóng)作物生長(zhǎng)的重要因子，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有很高的利用價(jià)值。根據(jù)相關(guān)研究表明，秸稈還田可以改變土壤的性質(zhì)以及其中微量元素的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高土壤的肥力，使農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育得到很好的加強(qiáng)。隨著科技的進(jìn)步，秸稈在很短的時(shí)間內(nèi)就可以完成分解與土壤相互結(jié)合。此外，秸稈還田還是一種提高土壤水分以及供水能力的重要方式，隨著秸稈還田土壤中的有機(jī)質(zhì)會(huì)不斷地增加，進(jìn)而導(dǎo)致土壤中的氮素含量開始提升。相比于我國(guó)的秸稈利用率，國(guó)外的秸稈還田利用效率比我國(guó)高很多。

1秸稈還田的方法

隨著研究的深入，很多人都發(fā)現(xiàn)秸稈還田對(duì)于農(nóng)業(yè)種植的影響十分大，并且在提高農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益方面擁有很強(qiáng)的效果。不同的田地所采用的秸稈還田方式也不同，目前最常用的秸稈還田方式可以分為直接還田和間接還田2種。其中，直接還田是指直接將秸稈放在田地中，通過自然讓秸稈得到分解。直接還田還可以分為覆蓋、翻壓、粉碎施入以及留高茬4種方式，覆蓋是指直接將秸稈覆蓋在田地里面，這種方式可以很好地阻擋土地中的水汽蒸發(fā)，但這種形式的秸稈分解過程相對(duì)比較慢;翻壓是通過耕地的方式將留在地里面秸稈壓進(jìn)土里，這種方式可以增加秸稈的分解方式;粉碎施入是將秸稈通過粉碎機(jī)或者其它手段進(jìn)行粉碎，撒入田地中，這種方式是目前使用最多的方式，也是效率最高的一種方式;留高茬主要針對(duì)玉米等農(nóng)作物，其在種植完成之后可以留下高茬，通過自然分解使得留下的部分腐爛與土壤結(jié)合，很多地方在種植麥子時(shí)也會(huì)采用留高茬的方式，但這種方式在耕種時(shí)會(huì)影響土地的翻耕[1]。

秸稈還田的間接形式可以分為氨化、堆漚、過腹以及過圈、焚燒、配施肥料還田6種形式。氨化是利用尿素等含氨量豐富的物質(zhì)使秸稈氨化，降低秸稈的木質(zhì)素;堆漚還田是指將秸稈和人畜的糞便放在一起進(jìn)行漚肥，待發(fā)酵將秸稈分解之后再撒入田中，這種方式工作量極大，并且氣味十分刺鼻;過腹還田是利用牲畜將秸稈消化變?yōu)榧S便后撒入田中，這種方式的使用價(jià)值不高，因?yàn)椴皇敲考叶紩?huì)養(yǎng)殖很多牲畜，而且吃秸稈且具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的動(dòng)物也很少;過圈還田和堆漚差異不大，只是進(jìn)行漚肥的地點(diǎn)變成了牲畜圈中;焚燒還田形式已經(jīng)在我國(guó)被嚴(yán)令禁止，因?yàn)檫@種方式會(huì)污染大氣;配施肥料是指利用微生物菌劑等產(chǎn)品加速秸稈的分解速率，分解后的秸稈通過與土壤結(jié)合進(jìn)而提高肥力的一種方式。

2對(duì)土壤改良影響

2.1物理性狀影響

土壤的物理性狀與農(nóng)作物根系對(duì)于養(yǎng)分的吸收以及自身的成長(zhǎng)具有密切關(guān)系，一片具有較好物理性狀的土壤其空隙結(jié)構(gòu)以及含水量應(yīng)該處于動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài)，這種狀態(tài)下農(nóng)作物的長(zhǎng)勢(shì)也會(huì)處于一種比較優(yōu)良的狀態(tài)。很多研究人員在經(jīng)過詳細(xì)地研究之后發(fā)現(xiàn)，在干旱時(shí)期秸稈還田的形式可以有效地提高土壤中的水分，這里是指覆蓋還田形式，而粉碎還田的方式對(duì)于土壤的水分保留并沒有作用，這主要是因?yàn)榉鬯榈慕斩捙c土壤結(jié)合的形式，并不能阻擋土壤中的水分蒸發(fā)。此外，秸稈還田對(duì)于土壤中的結(jié)構(gòu)也會(huì)產(chǎn)生很大影響，如會(huì)降低土壤中微團(tuán)聚體的含量，使土壤團(tuán)聚體更趨向于穩(wěn)定。這主要是因?yàn)樵诙虝r(shí)期內(nèi)秸稈的分解程度不充分，對(duì)土壤結(jié)構(gòu)影響較低，但當(dāng)秸稈完全分解后，秸稈中的各種元素會(huì)迅速和土壤進(jìn)行結(jié)合[2]。

2.2化學(xué)性狀影響

合適并且具有高水平的土壤肥力是保障農(nóng)作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要因素，如何提高土壤的肥力并且做到合適是目前農(nóng)業(yè)研究中的一個(gè)重要研究課題。秸稈中含有很多的有機(jī)質(zhì)以及礦物質(zhì)，而這些成分都是農(nóng)作物生長(zhǎng)的必需成分，因此將其進(jìn)行分解融入土壤中提升肥力是農(nóng)業(yè)活動(dòng)中最具有經(jīng)濟(jì)效益的行為。但秸稈的分解會(huì)受到很多因素影響，如當(dāng)時(shí)的水分以及土壤中微生物的含量等，根據(jù)有關(guān)人員的研究，秸稈的分解速度和其埋在土壤中的深度有關(guān)，并且秸稈的腐爛分解速度與還田的量呈負(fù)相關(guān)。此外，根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)秸稈和化肥對(duì)土壤進(jìn)行混合施肥時(shí)，可以改善土壤的pH值，降低土壤中的碳氮比;并且秸稈對(duì)于土壤質(zhì)量的影響與施加鉀肥的效果相同。因此，利用秸稈可以完全替代鉀肥，大大節(jié)省化學(xué)肥料的利用，同時(shí)降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本[3]。

2.3微生物影響

在農(nóng)作物的生長(zhǎng)過程中微生物的作用也是非常重要的，土壤中微生物的數(shù)量以及群落結(jié)構(gòu)是反應(yīng)土壤生態(tài)的一個(gè)重要因子。只有土壤中的微生物保持多樣性，才能夠使土壤的肥力發(fā)揮最大效用，而且土壤中微生物群落結(jié)構(gòu)的不同會(huì)導(dǎo)致土壤的理化性質(zhì)發(fā)生變化。秸稈在還田的過程中需要利用土壤中的微生物對(duì)秸稈進(jìn)行分解和腐化，一般情況下利用天然微生物讓秸稈出現(xiàn)腐化和分解所需要的時(shí)間是很長(zhǎng)的，且在這個(gè)過程中微生物會(huì)不斷生長(zhǎng)，短時(shí)間內(nèi)土壤的理化性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化。如，黃豆秸稈的纖維素以及木質(zhì)素的含量十分高，在秸稈還田后微生物很難將其降解，因此土壤中的微生物含量并不會(huì)增加，而理化性質(zhì)也不會(huì)發(fā)生變化。相關(guān)研究表明，秸稈還田之后會(huì)抑制土壤中的真菌以及厭氧菌，并且促進(jìn)放線菌的生長(zhǎng)。

3對(duì)作物生長(zhǎng)影響

3.1生長(zhǎng)發(fā)育影響

土壤的好壞是影響農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育的重要因素，根據(jù)農(nóng)作物的生產(chǎn)發(fā)育情況可以很好地預(yù)測(cè)出農(nóng)作物產(chǎn)量以及質(zhì)量的情況。所以在正常農(nóng)業(yè)活動(dòng)中，一般都需要通過各種方式促進(jìn)農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育，如加大施肥量或者及時(shí)除草等。根據(jù)有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，農(nóng)作物秸稈還田可以促進(jìn)小麥和水稻的生長(zhǎng)，這兩者的秸稈主要是對(duì)土壤中的氮素進(jìn)行補(bǔ)充，而氮素則是這2種農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育的重要元素。且相關(guān)的研究還表明，在相同的施氮水平下，通過化學(xué)肥料施加的氮素被吸收的效率要比秸稈還田所補(bǔ)充氮素的吸收效率低，同時(shí)秸稈還田還可以增加根系中的分泌物，如蘋果酸、草酸等，有助于根系的生長(zhǎng)。此外，秸稈還田還會(huì)增加土壤中的碳素含量，進(jìn)而影響微生物群落結(jié)構(gòu)，對(duì)部分微生物繁殖形成抑制，而這部分被抑制的菌群則是對(duì)于農(nóng)作物生長(zhǎng)有害的[4]。

3.2作物產(chǎn)質(zhì)量影響

農(nóng)戶一年辛苦勞作最終的目的就是使種植的農(nóng)作物獲得高產(chǎn)量和高質(zhì)量。在玉米的種植中，利用玉米秸稈作為氮肥的替代物，可以使玉米的產(chǎn)量增加20%～30%;而將玉米秸稈還田用于水稻種植時(shí)，可以提高稻米中的蛋白質(zhì)含量并且提高稻米的品質(zhì)。不同的農(nóng)作物秸稈中含有的微量元素是不同的，因此針對(duì)不同的農(nóng)作物所產(chǎn)生的效果也是不同的。相關(guān)研究表明，利用秸稈粉碎并且氨化的方式進(jìn)行秸稈還田可以有效地提高冬小麥的產(chǎn)量，說(shuō)明在進(jìn)行秸稈還田的過程中想要達(dá)到最大效果，就需要結(jié)合其它農(nóng)藝方式。

4結(jié)束語(yǔ)

秸稈還田對(duì)于提高農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量具有很好的效果，但是在實(shí)際應(yīng)用的過程中還需要根據(jù)土地的類型以及種植作物進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯李媛媛）