淺析秸稈還田技術(shù)

高晗 張環(huán)宇 于雙成 楊松 陳猛

摘 要 秸稈中含有作物生長所需要的營養(yǎng)元素，并且在還田之后可以進(jìn)一步改善土壤的物理、化學(xué)性質(zhì)及生物學(xué)性狀，對于提升土壤肥力有著良好的作用。秸稈在經(jīng)過適當(dāng)處理之后，可以將其作為農(nóng)田耕種的重要有機肥源之一，起到降本增效的作用?；诖?，從秸稈還田技術(shù)作為切入點，研究推廣秸稈還田技術(shù)對于提升我國農(nóng)業(yè)種植水平、提升土壤基礎(chǔ)肥力的作用，并依照國內(nèi)農(nóng)業(yè)種植現(xiàn)狀來分析秸稈還田技術(shù)中的注意要點，思考優(yōu)化改進(jìn)的辦法。

關(guān)鍵詞 農(nóng)作物;秸稈還田;技術(shù)要點

中圖分類號：S141.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.32.081

秸稈還田技術(shù)旨在把不適合當(dāng)作動物飼料的秸稈（通常為玉米、小麥秸稈等），采用直接或堆積腐熟等辦法施撒到農(nóng)田當(dāng)中，起到提升土壤肥力、加速生土熟化等作用。此外，秸稈還田還能提高土壤中有機質(zhì)、氮磷鉀等含量，強化土壤對水分的保持能力，改善作物的性狀，提升作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。因此，適當(dāng)?shù)慕斩掃€田對于土壤的增肥增產(chǎn)作用十分有效，長期適當(dāng)應(yīng)用可以讓作物生產(chǎn)量提升5%～10%。由于國內(nèi)相關(guān)技術(shù)不夠成熟，農(nóng)民對于秸稈還田技術(shù)的理解使用還局限在直接還田或焚燒的辦法上，因此想要達(dá)到更好的效果并非易事。基于此，主要分析秸稈還田技術(shù)的相關(guān)要點，提出合理的秸稈還田技術(shù)措施，助力于積極改善農(nóng)村地區(qū)的土壤情況。

1 秸稈還田的意義及可行性探究

1.1 意義

從我國生態(tài)研究網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中的土壤肥力數(shù)據(jù)來看，全國肥沃高產(chǎn)田僅占30%，中低產(chǎn)田占70%。而從土壤養(yǎng)分情況來看，多數(shù)地區(qū)的土壤普遍存在缺少氮磷的情況，占比達(dá)到了總種植土壤面積的42%，而缺少鉀元素的土壤占據(jù)了21%。由于國內(nèi)化肥生產(chǎn)體系中氮磷鉀的比例存在失調(diào)情況，國內(nèi)北方土壤普遍缺少磷，而南方的土壤則普遍存在缺少鉀。各地區(qū)土壤磷鉀元素供應(yīng)不足，也使得氮肥的肥效降低。在土壤肥力不良的情況下，國內(nèi)農(nóng)業(yè)部門大力推廣秸稈還田技術(shù)，根據(jù)實踐情況反饋來看，秸稈還田技術(shù)能夠有效提高土壤有機質(zhì)含量，并能起到改善土壤肥力的作用[1]。其中，秸稈還田技術(shù)對國內(nèi)南北地區(qū)土壤中氮磷鉀比例失調(diào)問題有明顯的改善作用。常年采用秸稈還田技術(shù)不僅可以增肥增產(chǎn)，還能持續(xù)保證土壤的肥力，因此此技術(shù)是較為經(jīng)濟有效的改善土質(zhì)的辦法，有助于國內(nèi)農(nóng)業(yè)走向穩(wěn)產(chǎn)、可持續(xù)的發(fā)展道路。

1.2 可行性探究

影響秸稈還田可行性的問題主要有以下3點。1）秸稈中的碳氮（C/N）比值較高，導(dǎo)致秸稈在土壤中的分解效率不高，土壤中的微生物在分解秸稈時，還需要吸收一定量的氮素營養(yǎng)，土壤微生物與作物爭奪氮肥營養(yǎng)，影響作物的生長。2）部分地區(qū)采用的秸稈還田措施不當(dāng)，導(dǎo)致秸稈還田的數(shù)量過于龐大，分解緩慢。另外，土壤中的水分不適合、秸稈粉碎程度不足、翻壓質(zhì)量不好等都會影響到后續(xù)作物生長的質(zhì)量，延緩種子出苗和幼苗的生長速度。3）國內(nèi)農(nóng)業(yè)機械化水平普遍不高。除部分大型的農(nóng)田種植生產(chǎn)基地，很多地區(qū)的農(nóng)田種植機械化程度并不高，缺少秸稈還田的配套工具，而且很多農(nóng)村地區(qū)的技術(shù)普及推廣力度不足，很多農(nóng)民并不熟悉此類技術(shù)。

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展政策的推廣完善，以及工業(yè)和科技領(lǐng)域的高速發(fā)展，此類問題在現(xiàn)階段或未來也會被解決。1）國內(nèi)氮素化肥工業(yè)在高速發(fā)展，氮肥的生產(chǎn)和用量也在大幅度上升，可以依靠氮素化肥來改善秸稈中的C/N比值，進(jìn)而來加速秸稈的分解腐化[2]。2）中科院土肥研究所等單位對于秸稈還田的各類因素都進(jìn)行了研究分析，制定出了秸稈還田的適宜方法、時間、數(shù)量、翻壓深度及土壤水分等措施，并制定了相應(yīng)的技術(shù)規(guī)程，各地區(qū)政府應(yīng)該結(jié)合實際加以應(yīng)用，并將其在各個農(nóng)村地區(qū)進(jìn)行廣泛推廣傳播，使廣大農(nóng)民相互傳遞學(xué)習(xí)。3）隨著我國工業(yè)規(guī)模的擴大，國內(nèi)的農(nóng)業(yè)機械化水平也在不斷提高，未來將收割機、粉碎機等機械化設(shè)備推廣到農(nóng)村地區(qū)具有較大的可行性，可以為秸稈還田提供技術(shù)和效率保證。綜合來看，大面積推廣和實行秸稈還田技術(shù)是十分具有可行性的。

2 秸稈還田技術(shù)的具體措施

傳統(tǒng)的秸稈還田方法一般有堆漚還田、直接還田、過腹還田。此類技術(shù)是以往農(nóng)業(yè)技術(shù)尚未發(fā)展時農(nóng)村地區(qū)的常用辦法，成本和使用難度較低。1）堆漚還田主要是將農(nóng)作物的秸稈堆積后，制成堆肥、漚肥等，然后讓作物的秸稈逐漸發(fā)酵再埋入到土壤當(dāng)中。2）直接還田的方法則較為簡單，易于操作，省時省力，使用較為普遍，即直接將農(nóng)作物的秸稈殘渣覆蓋到土壤表面，灑水堆肥等待自然腐化。當(dāng)然也可以使用翻壓還田的方式，即在農(nóng)作物收獲之后將秸稈適時的翻入到土層中，利用土壤微生物來進(jìn)行腐化。3）過腹還田是將秸稈簡單剁碎處理后喂養(yǎng)給家禽、牲畜，然后將牲畜的糞便作為肥料施入到土中。

2.1 直接還田的技術(shù)措施

2.1.1 控制秸稈還田的數(shù)量

無論是采用覆蓋或翻壓的方法都需要考慮到秸稈的數(shù)量。如果數(shù)量過多，不利于秸稈之后的腐化，甚至還會影響到農(nóng)作物幼苗的生長。所以通常需要將量控制在每667 m2約200 kg，最好將秸稈均勻鋪灑在農(nóng)田的各個地方。

2.1.2 適當(dāng)配合氮磷肥料

秸稈埋入土壤后，在腐熟的過程中會逐漸消耗土壤中的氮素等養(yǎng)分，所以需要在秸稈還田時適當(dāng)配合使用碳酸氫銨、過磷酸鈣等肥料，以便可以及時補充土壤中的流失養(yǎng)分[3]。

2.1.3 秸稈翻埋時間的選擇

通常需要在農(nóng)作物收獲之后就立即將秸稈翻埋到土壤當(dāng)中，防止秸稈被太陽曝曬后水分流失，影響腐熟速度。

2.1.4 適當(dāng)加入石灰粉

新鮮的秸稈在腐熟的過程中可能會產(chǎn)生大量的有機酸，對農(nóng)作物的根系產(chǎn)生毒害作用。因此，在透氣性較差和酸性強的土壤中，可以適當(dāng)施入一些石灰粉對有機酸進(jìn)行中和。一般石灰粉的使用量為每667 m2約40 kg。

2.2 堆漚還田的技術(shù)措施

在堆漚還田的過程中，如果將有病的作物秸稈直接還田，其中的病菌可能會傳染病害，影響農(nóng)作物健康，因此需要采取高溫堆制的方式來殺滅病菌。先將作物秸稈剁碎，長度可以控制在3 cm以內(nèi)，將剁碎后的秸稈泡水濕透，保證秸稈的含水量達(dá)到70%左右即可[4]。再加入適當(dāng)已經(jīng)腐熟的有機肥，均勻成堆，用塑料布蓋住密封。經(jīng)過14 d左右的時間堆漚結(jié)束。觀察秸稈的腐熟標(biāo)準(zhǔn)就是秸稈的顏色變成褐色或是黑褐色，用手握會感覺到柔軟有彈性。腐熟后的堆肥料可以直接施入到農(nóng)田當(dāng)中。

在應(yīng)用堆漚還田的技術(shù)過程中，注意以下3點。1）秸稈中的養(yǎng)分釋放速度較慢，因此一般秸稈還田是當(dāng)作土壤的基肥使用，施入時間較晚，無法被當(dāng)季的農(nóng)作物吸收。2）保證秸稈施用時要均勻。如果播散不均，可能會導(dǎo)致在土壤層厚的地方很難被翻耕入土，使田面高低不平，導(dǎo)致出現(xiàn)農(nóng)作物幼苗生長效率降低、出苗不均勻等問題。3）秸稈還田時要適當(dāng)施入一定量的速效氮肥，確保土壤中碳氮比適宜。通常情況下，禾本科農(nóng)作物中的秸稈纖維素含量比較高，可以達(dá)到35%～40%，所以可能會導(dǎo)致將其還田后土壤中的碳素比例迅速提升。土壤中的微生物一般都是以碳素為能源、氮素為營養(yǎng)。利于微生物分解的適宜碳氮比為25∶1，但是多數(shù)情況下，秸稈的碳氮比遠(yuǎn)遠(yuǎn)要高于此，會導(dǎo)致秸稈在土壤中腐化后，出現(xiàn)碳多氮少的情況。而土壤中微生物的增長也需要氮素，因此就造成微生物與農(nóng)作物為了生存而爭取氮素的問題。為了防止出現(xiàn)此類問題，需要在秸稈還田過程中施入一定量的氮素，既可以保證秸稈腐化速度，也可以保證農(nóng)作物的正常生長。

2.3 秸稈粉碎翻壓還田

通過將秸稈進(jìn)行機械化粉碎之后，再耕地翻壓到土壤之中，可以充分將秸稈中的營養(yǎng)成分保留在土壤當(dāng)中。在此過程中，需要操作人員先明確其中的弊端，并盡可能地規(guī)避，從而保證粉碎翻壓還田的有效性。1）秸稈還田量過大或是施撒不均勻?qū)е挛⑸锱c農(nóng)作物爭奪養(yǎng)分，出現(xiàn)死苗、減產(chǎn)等問題。因此應(yīng)注意粉碎秸稈還田量需要控制在每667 m2撒施300～450 kg，如果量過多可能會導(dǎo)致秸稈在土壤中的分解速度降低。在秸稈還田過程中，還需要適當(dāng)補充一定量的氮肥，如果缺磷則可以補充磷肥。2）秸稈粉碎翻壓再施撒到土壤當(dāng)中可能會使土壤變得稀松，土壤中的空隙過多且大小不均勻，出現(xiàn)土壤跑風(fēng)的情況，從而可能會導(dǎo)致種子無法與土壤緊密接觸，影響種子發(fā)芽。如果種植的是小麥，可能會導(dǎo)致幼苗扎根不牢，出現(xiàn)吊根的問題，因此需要注意進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓嗨蚰雺壕o土，保證土壤可以和種子充分接觸，而通常秸稈的粉碎細(xì)度需要控制在3 cm內(nèi)。3）可能會導(dǎo)致病蟲害傳染的問題。如果將發(fā)病的秸稈還田，秸稈中存在的蟲卵、病菌等會繼續(xù)潛藏在秸稈內(nèi)部，粉碎還田后被留在土壤當(dāng)中，在作物播種后可能發(fā)生病蟲害傳熱的問題[5]。此問題暫時沒有具體辦法根治，但是可以利用對農(nóng)作物噴灑藥劑來防治病蟲害。

3 現(xiàn)代機械化秸稈還田技術(shù)

針對大面積的農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)區(qū)域，采用機械化秸稈還田技術(shù)十分適宜，其中包括秸稈粉碎、根茬粉碎、整稈編壓等多種還田措施。采用機械化方式非常高效、便捷，尤其對于大面積的農(nóng)田，能有效降低經(jīng)濟成本，其相關(guān)技術(shù)當(dāng)前也較為成熟。

機械化秸稈還田的主要優(yōu)勢和特點在于直接利用流程化的機械設(shè)備來進(jìn)行操作，可以一次性完成多道工序，節(jié)省了時間、人力。相比于傳統(tǒng)的人工作業(yè)，效率提升了上百倍，不僅可以爭搶農(nóng)時，還可以增強土壤肥力，帶來良好的經(jīng)濟效益和社會效益。1）完善的機械化秸稈還田技術(shù)體系在機械化收割小麥的同時直接將秸稈粉碎還田，省去了其中的時間和工序。還可以免耕播種，比如機械化播種玉米，播種的同時補充氮磷肥，并用高柱犁來深耕翻埋。此技術(shù)在整地之后就可以繼續(xù)播種其他作物，適合在北方小麥或南方麥稻的主產(chǎn)區(qū)大范圍推廣。2）對玉米根茬進(jìn)行機械化還田。待到玉米收獲之后，玉米的秸稈可以用于加工禽畜飼料或是生活燃料等。采用根茬粉碎機直接將壟上的玉米根茬粉碎之后，混拌到10 cm的土層當(dāng)中。這類技術(shù)適合實行輪番耕種制的東北壟作區(qū)域。

4 結(jié)語

對當(dāng)前國內(nèi)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域研究推廣秸稈還田技術(shù)的意義和可行性進(jìn)行分析，明確了其對于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)有重要意義，同時隨著工業(yè)領(lǐng)域和科技領(lǐng)域的高速發(fā)展，秸稈還田技術(shù)在技術(shù)方面或是經(jīng)濟方面都有著較高的可行性。目前，可以被廣泛采用的有直接還田、堆漚還田、秸稈粉碎還田、機械化還田等技術(shù)措施，其中前3種辦法都是成本消耗較低的還田辦法，可以在各地農(nóng)村區(qū)域進(jìn)行大范圍普及，幫助農(nóng)民改善土壤環(huán)境，提升土壤肥力，對于全面推動我國農(nóng)業(yè)發(fā)展有很好的社會效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周穎，周清波，王立剛，等.秸稈還田技術(shù)的外溢效益價值評估研究綜述[J].生態(tài)經(jīng)濟，2019，35（8）：128-135.

[2] 王麗嬌，閆大明.水稻秸稈還田技術(shù)研究[J].現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，2020（4）：62-63.

[3] 施波，周華萍，應(yīng)金耀.小麥、水稻秸稈還田技術(shù)應(yīng)用效果分析[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，61（2）：219-220.

[4] 許威.農(nóng)作物秸稈還田技術(shù)模式探析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2019（18）：131.

[5] 薩如拉，楊恒山，邰繼承，等.秸稈還田條件下腐熟劑對不同質(zhì)地土壤真菌多樣性的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2020，28（7）：121-131.

（責(zé)任編輯：劉寧寧）