農作物秸稈堆肥還田技術的影響因素

牟力

摘要：簡要介紹秸稈堆肥還田技術的發(fā)展、應用、推廣現(xiàn)狀，探討其在保護環(huán)境及培肥地力方面的重要作用及優(yōu)勢，論述影響農作物秸稈堆肥技術應用效果的主要因素，包括含水量、碳氮比、氧含量、溫度、pH值，為農作物秸稈的綜合利用提供理論參考。

關鍵詞：堆肥還田；農作物秸稈；影響因素；保護環(huán)境

中圖分類號：S126 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2015）05-0003-02

農作物秸稈既包括糧食作物（如小麥、玉米、稻谷等）的秸稈，也包含花生、棉花、蔬菜等經濟作物的秸稈。據(jù)統(tǒng)計，我國年產各類農作物秸稈約8億t。隨著社會的發(fā)展和農民生活水平的提高，以農作物秸稈做為農用燃料和飼養(yǎng)家畜飼料的比例越來越小，大量的農作物秸稈由于無法循環(huán)利用而被直接焚燒。既污染空氣、破壞土壤結構、導致農田質量下降，也造成了極大的生物質資源浪費。這使得秸稈的處理和綜合利用成了全社會關注的問題。為從根本上解決農作物秸稈堆積、焚燒等問題，各級行政管理部門做了大量的工作。但要從根本上解決這個問題，必須變廢為寶，進一步研究探討秸稈的綜合利用途徑。

1 秸稈堆肥還田的現(xiàn)狀

農作物秸稈蘊藏著豐富的能量，含有大量的碳、鉀等元素，其主要成分為纖維素、半纖維素及木質素等，在自然狀態(tài)下很難被降解。若將農作物秸稈堆積發(fā)酵，不僅可以加快秸稈的腐解速度，而且可以提高堆肥肥效。秸稈堆積發(fā)酵主要是在一定的溫度、水分、養(yǎng)分、氣體環(huán)境條件下，使堆體中的微生物能夠大量繁殖生長，在較短時間內促進秸稈分解腐熟。目前，有機肥的應用越來越多，加之近年來農作物秸稈速腐技術的應用，使農作物秸稈堆肥還田成為秸稈利用的有效途徑之一，對我國可持續(xù)農業(yè)發(fā)展具有重大意義。

秸稈堆肥還田在我國有悠久的歷史，隨著科學技術的發(fā)展和人們環(huán)保意識的增強，秸稈還田特別是直接還田越來越受到重視。一方面，大規(guī)模的農業(yè)生產需要對秸稈就近處理，以節(jié)省勞力；另一方面，長期單純施用化肥不利于土壤肥力的提高。在傳統(tǒng)的農業(yè)耕作實踐中，秸稈往往是被腐解后施入農田，成為作物所需養(yǎng)分和土壤改良劑。我國人均占有耕地少，復種指數(shù)高，倒茬間隔時間短，加之在自然條件下秸稈碳氮比高，不易腐爛。因此秸稈還田常因翻壓量過大、土壤水分不適、施氮肥不夠、翻壓質量不好等原因，而出現(xiàn)妨礙耕作、燒苗、病蟲害增加等現(xiàn)象，有的甚至造成減產。將農作物秸稈經堆肥化處理后，再將堆肥產物作為有機肥料再還田，可有效解決上述問題。

2 秸稈堆肥還田作用

1） 減少秸稈焚燒，保護生態(tài)環(huán)境，減少環(huán)境污染。秸稈堆肥還田是一項成熟技術，推廣應用沒有負面影響，可以直接大面積推廣。該技術推廣可以大幅度減少秸稈就地焚燒和亂堆積，有效控制大氣污染、河水污染，保護生態(tài)環(huán)境。

2） 提高土壤有機含量，改良培肥土壤。秸稈中含有豐富的營養(yǎng)元素，可以使土壤有機質不斷得到更新、補充和積累。同時，秸稈分解時所產生的有機酸能促進土壤中難溶性磷酸鹽轉化為弱酸可溶性磷酸鹽，大大提高有效性。另外，因土壤肥力的提高，蓄水保墑的效果進一步增強，適宜蚯蚓生長和繁殖，有利于土壤進一步熟化。

3 秸稈堆肥還田優(yōu)點

在秸稈堆積、腐熟的過程中，產生的高溫可殺死殺傷大部分病菌和害蟲，減輕病原基數(shù)，降低蟲口密度，還可以產生一些有益微生物，從而減輕作物病害、蟲害和草害的發(fā)生。同時，還具有解決重茬、固氮、解磷鉀、改善農作物品質等多種功效。在解決作物秸稈有效利用難題的基礎上，還能解決長期使用化肥所引起的日益嚴重的農產品污染問題，適合在農村大范圍推廣。

在秸稈堆積、腐熟的過程中，易分解的有機物大部分被分解，堆肥還田后不會造成燒根、農作物死亡等現(xiàn)象。秸稈的碳氮比高，直接施到土壤中后，會在土壤微生物的作用下，爭奪土壤中的氮元素來繁殖微生物菌體，造成與植物爭氮的現(xiàn)象。秸稈腐熟可有效提高種子發(fā)芽率。

4 秸稈堆肥還田影響因素

4.1 含水量

在秸稈堆積、腐熟的過程中，水分直接影響堆肥的發(fā)酵速度和腐熟程度。對好氧堆肥工藝而言，如果含水率過高（超過65%），堆肥物料被緊縮或其內部游離空隙被水膜充填，因游離空隙率降低而影響空氣擴散，使有機物因供氧不足而出現(xiàn)厭氧狀態(tài)，形成發(fā)臭的中間產物（硫化氫、硫醇、氨等）產生惡臭，并導致堆料腐敗發(fā)黑；物料中的水分低于40%，則不能滿足微生物的生長需要，限制微生物的運動及代謝，使堆料中心部位達不到適宜的高溫，有機物難以分解，從而降低反應速率；當含水率低于30%時，微生物在水中攝取營養(yǎng)物質的能力降低，微生物繁殖慢，有機物分解過程相當緩慢。

4.2 碳氮比

堆肥物料碳氮比的變化在堆肥中具有特殊的意義。對堆肥來講，堆肥C/N比應滿足微生物所需的最佳值。研究表明，理想C/N比為30～35，最多不超過40。

4.3 氧含量

供氣是好氧堆肥成功的重要因素之一。供氣的作用主要有3個方面：第一，為堆體內的微生物提供氧氣，使生化反應順利進行，以達到提高堆層溫度之目的。如果堆體內的氧氣含量不足，微生物處于厭氧狀態(tài)，降解速度減緩，產生硫化氫等臭氣，同時使堆體溫度下降。第二，調節(jié)溫度。堆肥需要微生物反應而產生的高溫，但堆肥又必須避免長時間高溫，在極限情況下，堆層溫度可土升至80～90 ℃，這將嚴重影響微生物的生長繁殖。所以當堆肥溫度上升到峰值以后，供氧的調節(jié)主要以控制溫度為主，即通過加大供氣量，借助水分蒸發(fā)帶走熱量，使堆溫下降。第三，散除水分。堆肥后期應加大通氣量，以冷卻堆肥及帶走水分，達到減少堆肥體積、質量的目的。通氣可以采取鼓風或抽氣方式。抽氣的優(yōu)勢在于可將堆體中的廢氣在排入大氣前統(tǒng)一進行處理，減少二次污染；鼓風的優(yōu)勢是利于水分及熱量散失。最好的辦法是在堆肥前期采用抽氣方式處理產生的臭氣，在堆肥后期采用鼓風方式減少水分。

4.4 溫度

堆肥作為一種生物系統(tǒng)，與非生物系統(tǒng)是有差別的。對非生物系統(tǒng)而言，反應的速度直接與溫度有關，溫度越高反應速度越快。然而，靠酶促作用進行的堆肥生物化學反應系統(tǒng)，有利于反應進行的溫度是有限定范圍的。高溫堆肥溫度最好在45～55 ℃之間。

4.5 pH值

在堆肥過程中，pH值也是一個重要影響因素。但是pH值變化受堆肥原料和條件的影響。一般來講，pH在3～12之間都可以進行堆肥。一般堆制過程中，沒有其他的特殊要求不必調pH值。但有研究發(fā)現(xiàn)，堆肥初期堆體的pH值降低，有時會嚴重抑制堆肥反應進行。同時，pH值對微生物的生長也有重要影響，一般微生物生長最適宜的pH值是中性或弱堿性，pH值太高或太低都會使堆肥處理遇到困難，影響堆肥的效率。pH值是一個可以對微生物環(huán)境做出估價的參數(shù)，在整個堆肥過程中，pH值隨時間和溫度的變化而變化，是揭示堆肥分解過程的標志。適宜的pH值可使微生物有效發(fā)揮作用，確保堆肥過程順利進行。一般認為pH值在7.5～8.5時，可獲得最大堆肥效率。堆肥過程中，pH值過高可通過添加酸來調整；pH值過低可通過摻入堿性物質（石灰）來調整。

參考文獻

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