秸稈還田對(duì)土壤改良及作物生長(zhǎng)影響的研究

貝為岳

摘? ? 要：土壤肥力是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)保障，而秸稈還田可以有效提高農(nóng)作物產(chǎn)量，增加農(nóng)民收入，同時(shí)能夠有效處理秸稈遺留問(wèn)題。對(duì)秸稈還田對(duì)土壤改良及農(nóng)作物生長(zhǎng)的影響進(jìn)行了研究，希望能夠?qū)崿F(xiàn)資源可持續(xù)利用以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：秸稈還田;土壤改良;作物生長(zhǎng)

文章編號(hào)： 1005-2690（2021）08-0078-02? ? ? ?中國(guó)圖書(shū)分類(lèi)號(hào)： S156? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

我國(guó)幅員遼闊，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)關(guān)乎國(guó)計(jì)民生，而秸稈還田可以有效解決農(nóng)田土壤養(yǎng)分嚴(yán)重流失的問(wèn)題，保證土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，提高有機(jī)質(zhì)含量，保證農(nóng)作物生產(chǎn)和增施效果。

1? ?秸稈還田工作概況

農(nóng)作物秸稈中所含的營(yíng)養(yǎng)元素非常豐富，尤其是鉀元素的含量比較多。農(nóng)作物秸稈還田可改善土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤肥力，是田間積累有機(jī)質(zhì)和礦質(zhì)養(yǎng)分的重要措施，也為農(nóng)業(yè)種植可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)了新的契機(jī)。因此，秸稈的潛在利用價(jià)值十分可觀。一般農(nóng)業(yè)秸稈都會(huì)在豐收后利用還田機(jī)進(jìn)行還田處理，不僅能夠解決秸稈占地問(wèn)題，還能給田地增肥。但就目前情況看，秸稈還田后，腐爛速度較慢，不能及時(shí)給農(nóng)田提供所需的肥力，沒(méi)有就地焚燒方便、快捷。目前，直接還田是較為普遍的秸稈還田方式，其還田數(shù)量大，且省時(shí)、省力。直接還田分為留高茬還田、粉碎翻壓還田、覆蓋還田和焚燒還田。留高茬還田是指作物收獲后將秸稈留下，較長(zhǎng)部分利用機(jī)械進(jìn)行入土翻耕工作，這種方式主要用于水稻以及玉米田中。覆蓋還田是指秸稈直接粉碎后覆蓋于土壤表面，減少土壤水分蒸發(fā)，保證土壤有機(jī)質(zhì)含量。焚燒還田的優(yōu)勢(shì)是秸稈進(jìn)行焚燒后能夠留下可供植物吸收的微量元素，且在燃燒的過(guò)程中殺死致病病毒或者病原體，但焚燒秸稈會(huì)造成一定的資源浪費(fèi)以及生態(tài)環(huán)境的破壞，已經(jīng)成為目前主要的環(huán)境污染因素之一。間接還田是指秸稈經(jīng)過(guò)處理后還田，其中包括過(guò)腹還田、過(guò)圈還田、堆肥還田以及栽培食用菌后還田，這4種方式是將秸稈作為飼料，或作為牲畜圈內(nèi)墊料，最后收集牲畜的糞便以及其他輔料，按照一定配比進(jìn)行還田工作。栽培食用菌后的秸稈與牲畜糞便進(jìn)行堆肥發(fā)酵，最后作為有機(jī)肥進(jìn)行還田工作。

2? ?秸稈還田對(duì)土壤改良的影響

2.1? ?改善土壤理化性質(zhì)

目前我國(guó)各地土壤長(zhǎng)期偏施化學(xué)肥料，造成土壤中有機(jī)質(zhì)過(guò)度消耗，土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)被破壞，微生物種群平衡受影響。補(bǔ)充秸稈可以有效增加土壤中有機(jī)質(zhì)含量，同時(shí)給微生物的活動(dòng)提供碳源，改善土壤板結(jié)狀況。秸稈還田后經(jīng)過(guò)微生物作用形成的腐殖酸與土壤中的鈣、鎂黏結(jié)成腐殖酸鈣和腐殖酸鎂，使土壤形成大量的水穩(wěn)性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，還田后土壤容重比重降低，總孔隙度增加。耕層土壤環(huán)境疏松，能夠改善農(nóng)作物的根部生長(zhǎng)情況以及其生長(zhǎng)過(guò)程中的養(yǎng)分吸收等情況，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育，提高植物的品質(zhì)，形成較高的產(chǎn)量。在干旱季節(jié)，秸稈還田能夠顯著提高土壤的水分含量，秸稈粉碎后進(jìn)行覆蓋還田工作，能夠有效提高土壤的保水量，這是由于秸稈粉碎翻壓的過(guò)程中，破壞了土壤的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，致使土壤的下層水分較難向地表上升，通過(guò)連續(xù)多年的秸稈還田工作，可以使土壤的含水量以及毛管孔隙度增加，進(jìn)一步增強(qiáng)土壤的濕度，減少土壤的日溫差變化幅度，從而增強(qiáng)表層土壤的增溫效果。短期內(nèi)秸稈的腐解程度較小，對(duì)土壤結(jié)構(gòu)影響也較小。秸稈還田能夠增加水穩(wěn)性大團(tuán)粒聚合的數(shù)量，進(jìn)一步改善土壤結(jié)構(gòu)，保障土壤的通透性和保水、保肥性，提高土壤養(yǎng)分[1]。

2.2? ?改善土壤氧化成分

研究表明，秸稈中含有大量的有機(jī)肥等有機(jī)物質(zhì)，例如氮、磷、鉀和各種微量元素。每100 g秸稈腐解后，能夠?yàn)橥寥捞峁?.4 g氮、0.2 g磷、1.07 g鉀，以及81.2 g有機(jī)質(zhì)和其他微量元素，進(jìn)一步維持系統(tǒng)生產(chǎn)力及土壤的肥力，且連續(xù)的秸稈還田項(xiàng)目，再配以化肥的施加，能夠有效地提高土壤有機(jī)質(zhì)和全氮的含量，從而進(jìn)一步保障作物高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。提高土壤肥力是目前也是未來(lái)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中必須解決的問(wèn)題，秸稈還田項(xiàng)目則有助于該問(wèn)題的解決。此外，秸稈還田還利于土壤礦化，能夠使土壤中易解物在秸稈的礦化分解作用下逐漸分解掉，從而保障土壤的肥力。同時(shí)，秸稈與化肥共同施加，有助于提高土壤有機(jī)碳、氮、磷、鉀含量，能夠改良酸性土壤，降低土壤的碳氮比，提高土壤中各種養(yǎng)分的含量。目前，秸稈還田后土壤的有機(jī)碳含量均高于未進(jìn)行秸稈還田的土地，而土壤的有機(jī)碳能夠?qū)ν寥赖睦砘匦援a(chǎn)生積極的影響。因此，秸稈還田在對(duì)土壤養(yǎng)分進(jìn)行改善的同時(shí)，能夠?qū)ν寥赖睦砘匦赃M(jìn)行改善，從而減少土壤呼吸所釋放的二氧化碳，秸稈還田對(duì)于平衡土壤的碳含量發(fā)揮著重要作用。

2.3? ?改善土壤微生物環(huán)境

秸稈還田工作對(duì)土壤的最大改善是土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的改變。土壤微生物群落能夠在一定程度上表現(xiàn)出土壤微生物狀況，保持土壤微生物的多樣性，是增強(qiáng)土壤肥力的重要指標(biāo)。秸稈還田的同時(shí)施加催腐菌，既能夠顯著提高土壤中細(xì)菌、真菌以及放線菌的含量，從而增強(qiáng)土壤中酶類(lèi)的活性。秸稈覆蓋還田時(shí)，配施氮、磷、鉀肥，能夠有效提高土壤微生物的碳氮含量，為微生物的生長(zhǎng)提供充足的碳元素以及氮元素，同時(shí)進(jìn)行合適的施肥能夠刺激微生物在土壤中進(jìn)行繁殖。秸稈還田可以使第二年農(nóng)作物生長(zhǎng)期內(nèi)土壤的好氣性細(xì)菌數(shù)量迅速提高，后期迅速下降，使土壤微生物活動(dòng)在適宜階段不斷上升，在后期逐漸下降，從而保證作物的生長(zhǎng)。秸稈還田可以促進(jìn)土壤麥角固醇的積累，對(duì)微生物的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。秸稈還田含有大量的化學(xué)能，是土壤微生物生命活動(dòng)的能源。秸稈還田可以增強(qiáng)各種微生物的活性，即加強(qiáng)微生物呼吸、纖維分解、氨化及硝化作用。另外，作物秸稈分解過(guò)程中能釋放出二氧化碳，提高土壤表層二氧化碳的濃度，有利于加速近地面葉片的光合作用[2]。

3? ?秸稈還田對(duì)作物生長(zhǎng)的影響

3.1? ?促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育

農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育在一定程度上依靠土壤的活性影響，由于秸稈還田能夠?qū)ν寥赖睦砘匦砸约梆B(yǎng)分情況和微生物群進(jìn)行改變，因此能夠促進(jìn)作物的生長(zhǎng)與發(fā)育。秸稈還田能夠促進(jìn)農(nóng)作物的生長(zhǎng)，具體表現(xiàn)為增加其氮元素的吸收，以在不同的秸稈還田模式下提高農(nóng)作物對(duì)氮元素的利用率。同時(shí)，秸稈還田能夠提高農(nóng)作物對(duì)氮素的吸收積累，并且增加農(nóng)作物根系中蘋(píng)果酸、琥珀酸以及草酸含量。研究發(fā)現(xiàn)，增加農(nóng)作物的氮素積累情況，使農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育良好，能夠使植物的光合作用以及生長(zhǎng)情況得到大幅度的改善，后期促進(jìn)土壤中微生物的繁殖，提高植物對(duì)土壤中營(yíng)養(yǎng)成分的吸收。

由于秸稈還田會(huì)在一定程度上提高土壤的養(yǎng)分含量，作物在生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)吸收到充足的養(yǎng)分，成熟后植株體內(nèi)還會(huì)有剩余，例如氮是很多作物必需的營(yíng)養(yǎng)元素，秸稈還田后，能為土壤補(bǔ)充大量的氮素，從而利于后續(xù)作物的生長(zhǎng)。同時(shí)秸稈分解出的腐殖質(zhì)里所含的腐殖酸能夠刺激作物根系的生長(zhǎng)，進(jìn)而提高新陳代謝的能力，更好地輸送養(yǎng)分和水分，最終達(dá)到增產(chǎn)的效果。腐殖質(zhì)中含有的腐殖酸能夠吸附和溶解一定的農(nóng)藥成分，隨雨水排出田外，減少土壤中的農(nóng)藥殘留，改善土壤理化特性，有助于農(nóng)作物的生長(zhǎng)和發(fā)育。

3.2? ?提高作物生產(chǎn)質(zhì)量

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最重要的是保證農(nóng)作物的產(chǎn)量高、品質(zhì)好，秸稈還田后農(nóng)作物擁有較好的生長(zhǎng)發(fā)育環(huán)境。因此，秸稈還田對(duì)農(nóng)作物的質(zhì)量有著直接的影響。不同的秸稈還田方式對(duì)農(nóng)作物的質(zhì)量也有促進(jìn)作用。研究表明，秸稈粉碎后再還田，有利于提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，而覆蓋還田后，能夠有效保障農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀況。秸稈還田在促進(jìn)農(nóng)作物產(chǎn)量增加的同時(shí)，還能夠提高部分農(nóng)作物中鐵元素以及鋅元素的含量。秸稈覆蓋下土壤的溫度變化較為緩和。因此，能夠促進(jìn)作物的生長(zhǎng)，有效緩解氣溫對(duì)農(nóng)作物的不利影響，從而提高農(nóng)作物的質(zhì)量。由于對(duì)土壤的理化特性進(jìn)行了一定的改善，使得部分植物的根系生長(zhǎng)發(fā)達(dá)且根系數(shù)量多，吸收的營(yíng)養(yǎng)成分能夠促進(jìn)其地上部分的發(fā)育，使農(nóng)作物的質(zhì)量得到有效提高。

3.3? ?提高農(nóng)作物產(chǎn)量

在農(nóng)作物整個(gè)生長(zhǎng)期都要做好養(yǎng)根、護(hù)根工作，增強(qiáng)植株抗性，減少病害發(fā)生，才能提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。秸稈還田可有效改善土壤養(yǎng)分和微生物群，從而增加土壤養(yǎng)分含量，在作物生長(zhǎng)管理中能夠較為省時(shí)、省力，促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)，提高其產(chǎn)量。土地的疏松狀況以及是否重茬，決定了土地是否適宜農(nóng)作物的生長(zhǎng)，由于秸稈還田改善了土壤結(jié)構(gòu)，因此很多農(nóng)作物能夠在現(xiàn)有土壤環(huán)境中有更好的生長(zhǎng)條件，提升了農(nóng)作物的產(chǎn)量。農(nóng)作物根系的好壞直接影響其養(yǎng)分的吸收，植株的生長(zhǎng)以及病害的發(fā)生，尤其是一些重茬地塊的根系生長(zhǎng)情況差，定植后死苗爛棵發(fā)生的概率增大。秸稈還田改善了土壤環(huán)境，使農(nóng)作物的根系在土壤中能夠茁壯生長(zhǎng)，提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量[3]。

總之，我國(guó)幅員遼闊，耕地面積大，秸稈資源豐富，但由于土壤的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、有機(jī)質(zhì)含量低等原因，使在處理農(nóng)業(yè)廢棄物方面存在許多問(wèn)題。秸稈還田是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一種新型耕作技術(shù)，其在改良土壤、增肥和提高作物產(chǎn)量等方面發(fā)揮著重要作用。

參考文獻(xiàn)：

[ 1 ] 楊艷華，蘇瑤，何振超，等.還田秸稈碳在土壤中的轉(zhuǎn)化分配及對(duì)土壤有機(jī)碳庫(kù)影響的研究進(jìn)展[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2019（2）：668-676.

[ 2 ] 龍莉，楊旭初，熊斌，等.冬作物秸稈還田對(duì)雙季稻產(chǎn)量和土壤肥力的影響[J].作物研究，2019（2）：104-109.

[ 3 ] 楊釗，尚建明，陳玉梁.長(zhǎng)期秸稈還田對(duì)土壤理化特性及微生物數(shù)量的影響[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技，2019（1）：13-20.