黃淮海地區(qū)輪作模式下秸稈還田對(duì)土壤改良和作物產(chǎn)量影響分析

杜興江

摘 要：黃淮海地區(qū)作為我國(guó)糧食主產(chǎn)區(qū)之一，土壤肥沃，秸稈數(shù)量大，種類多，秸稈資源十分豐富。在輪作模式的情況下，推廣秸稈還田方式對(duì)土壤的肥力，物理及化學(xué)性質(zhì)的影響具有深遠(yuǎn)的意義，且能夠間接的影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。文章就黃淮海地區(qū)輪作模式下秸稈還田對(duì)土壤改良和作物產(chǎn)量影響這2方面進(jìn)行分析和研究，研究顯示，秸稈還田給土壤改良及作物產(chǎn)量方面帶來的影響是良性的，且對(duì)農(nóng)戶的經(jīng)濟(jì)效益的增加有一定的積極作用。文章試圖對(duì)黃淮海地區(qū)輪作模式下秸稈還田的方式提出更為合理優(yōu)化方法，以實(shí)現(xiàn)政府宏觀目標(biāo)與農(nóng)戶經(jīng)濟(jì)效益最大化的雙贏目的。

關(guān)鍵詞：黃淮海地區(qū)；輪作模式；秸稈還田；土壤改良；作物產(chǎn)量

中圖分類號(hào)：S-1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180329010

1 秸稈還田的主要成分及方法

1.1 秸稈作物的主要成分

我國(guó)農(nóng)作物的秸稈數(shù)量眾多，且秸稈資源的可持續(xù)利用性使秸稈的處理方式多種多樣。秸稈作物中含有十分豐富的微量元素，這些微量元素主要包括：氮、磷、鉀、鈣、鎂等元素。這些微量元素不僅對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)有著提供營(yíng)養(yǎng)的作用，秸稈還田之后，還能夠增加土壤的有機(jī)質(zhì)含量，豐富土壤的肥力，提高土壤的生命力。除此之外，秸稈的主要成分還包括纖維素、半纖維素以及木質(zhì)素這3類，其中這3類元素的碳氮比例約為60～80。這3類元素對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的增加也存在一定的積極作用，進(jìn)而間接提升農(nóng)作物的產(chǎn)量。

1.2 秸稈還田的主要方法

秸稈還田是補(bǔ)充和平衡土壤養(yǎng)分，改良土壤的有效方法，是高產(chǎn)田建設(shè)的基本措施之一，對(duì)于提高資源利用率，節(jié)本增效，提高耕地基礎(chǔ)地力和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義，特別是西方國(guó)家，將秸稈還田作為發(fā)展有機(jī)食品的主要手段。以山東省郯城縣為例，郯城縣常年耕地面積9.51萬hm2，年產(chǎn)農(nóng)作物秸稈總量88.1萬t。近年來，郯城縣積極采取多項(xiàng)措施加快推進(jìn)秸稈綜合利用工作，通過機(jī)械還田、秸稈收儲(chǔ)、青貯飼料、工業(yè)造紙、沼氣能源、食用菌基料等渠道，綜合利用秸稈81.17萬t，秸稈利用率達(dá)92.13%，有效遏制了秸稈焚燒行為的發(fā)生，提高了空氣質(zhì)量，并取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)的節(jié)本增效。

秸稈還田的主要方法有2種：直接還田的方式，即通過覆蓋、翻壓、粉碎這一系列操作步驟之后，再進(jìn)行施入以及留高茬步驟；間接還田，間接還田的主要方法是通過氨化、堆漚、過腹、過圈、焚燒、配施肥料這一系列方式，將秸稈進(jìn)行還田。無論是直接還田還是間接還田，均存在各自的優(yōu)缺點(diǎn)。秸稈直接還田能夠節(jié)約人力成本，而秸稈間接還田能夠加快秸稈還田降解的速度，對(duì)土壤及農(nóng)作物的效果更為明顯。

2 黃淮海地區(qū)輪作模式下秸稈還田對(duì)土壤改良的影響

2.1 黃淮海地區(qū)輪作模式下秸稈還田對(duì)土壤物理性狀的影響

土壤的物理性狀主要是指土壤的孔隙結(jié)構(gòu)、容重、團(tuán)聚體以及土壤的田間持水量等方面，是否能夠?qū)r(nóng)作物提供營(yíng)養(yǎng)成分，是否有利于農(nóng)作物的吸收，以及是否能夠?qū)r(nóng)作物的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效生長(zhǎng)做出相應(yīng)貢獻(xiàn)。有關(guān)研究表示，秸稈還田能夠提高土壤中水分的含量，尤其在較為干旱的春夏季節(jié)，秸稈還田能夠明顯增加土壤的田間持水量。除此之外，秸稈還田對(duì)土壤的空隙結(jié)構(gòu)也存在一定的增加作用，這樣有利于土壤水分以及肥力的保持，還能夠增加容重，改善土壤的質(zhì)量，增加土壤中微量元素的含量，為作物提供養(yǎng)料更加豐富，有利于作物的生長(zhǎng)。在土壤的團(tuán)聚體方面，秸稈還田能夠使土壤的團(tuán)聚體中微量元素的含量有所增加，使土壤的肥力能夠有效得到提升。通過對(duì)郯城縣郯城街道2015—2017年玉米秸稈還田實(shí)驗(yàn)表明，土壤容重下降0.21g/cm3，總孔隙度逐年增加，土壤通氣性越來越好。

2.2 黃淮海地區(qū)輪作模式下秸稈還田對(duì)土壤化學(xué)性狀的影響

秸稈還田對(duì)土壤化學(xué)性狀的影響主要表現(xiàn)在土壤的pH值含量方面。土壤肥力的高低是保證農(nóng)作物質(zhì)量及產(chǎn)量的關(guān)鍵因素之一，也是土壤對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)是否健康的影響因素之關(guān)鍵所在。秸稈還田有利于土壤中微量元素之間相互作用，在秸稈進(jìn)行了還田后，秸稈中的微量元素會(huì)進(jìn)行降解，并且影響著土壤中微量元素的含量等，秸稈在土壤中降解后，使土壤的微量元素含量增加，進(jìn)而影響土壤的碳氮含量比例，土壤中其他微量元素的含量的變化，如氮、磷、鉀、鈣、鎂元素的含量有所增加，從而影響了土壤的pH值的變化。在秸稈還田后，土壤的pH值降低，使土壤的有機(jī)質(zhì)及其肥力得到了提升，從側(cè)面節(jié)約了農(nóng)戶進(jìn)行施肥所需的成本，使農(nóng)戶的經(jīng)濟(jì)效益得到提高。研究表明，小麥秸稈中N、P、K含量占全株總數(shù)的15%～27%、11%～14%和76%～79%，玉米秸稈中N、P、K含量占全株總量的31%、72%和7%，秸稈還田后對(duì)維持土壤養(yǎng)分平衡有重要作用。通過對(duì)郯城縣郯城街道2015—2017年試驗(yàn)結(jié)果表明，土壤有機(jī)質(zhì)增加1.31g/kg，含氮增加0.12g/kg。

2.3 黃淮海地區(qū)輪作模式下秸稈還田對(duì)土壤微生物的影響

土壤中除了微量元素及有機(jī)質(zhì)的含量在秸稈還田后存在變化以為，秸稈還田對(duì)土壤中的微生物也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。秸稈還田后，能夠增加土壤中細(xì)菌、真菌以及放線菌的含量，除此之外，還能夠增加土壤中酶類元素的活性程度，這對(duì)土壤中微生物的含量有著重要的影響，能夠進(jìn)一步促進(jìn)土壤中微生物含量的增多，使土壤的肥力得到有效的提升。對(duì)于不同的作物而言，其秸稈進(jìn)行還田后，對(duì)于土壤當(dāng)中微生物的含量的影響變化也存在較大差異。但是無論就何種秸稈而言，秸稈還田后對(duì)土壤中微生物的群落及其數(shù)量的影響，均是顯而易見的。且秸稈還田會(huì)因時(shí)間、地點(diǎn)、氣候等不同的因素而產(chǎn)生不同的影響。因此，秸稈還田對(duì)微生物在土壤中的含量及其影響至關(guān)重要。

3 黃淮海地區(qū)輪作模式下秸稈還田對(duì)作物產(chǎn)量影響

3.1 黃淮海地區(qū)輪作模式下秸稈還田對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的影響

秸稈還田能夠直接對(duì)土壤的物理性狀、化學(xué)性狀以及微生物產(chǎn)生影響，通過土壤的影響，間接影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育以及作物的產(chǎn)量。眾所周知，作物的健康生長(zhǎng)與發(fā)育對(duì)作物今后的產(chǎn)量、質(zhì)量均有著重大的影響，正因如此，農(nóng)戶對(duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育尤為重視。秸稈還田后，能夠?qū)ψ魑锏纳L(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生一定的影響，據(jù)有關(guān)專家學(xué)者研究表示，秸稈還田后能夠促進(jìn)如小麥、水稻等作物的生長(zhǎng)情況，使水稻、小麥在生長(zhǎng)的過程中有效吸收氮元素及其他營(yíng)養(yǎng)元素，且經(jīng)過吸收土壤肥力高的營(yíng)養(yǎng)元素，使小麥和水稻在生長(zhǎng)及發(fā)育過程中的抗病能力增強(qiáng)，且有效存活率也得到了進(jìn)一步的提升。因此，秸稈還田對(duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育具有積極的推動(dòng)作用。

3.2 黃淮海地區(qū)輪作模式下秸稈還田對(duì)作物產(chǎn)量的影響

當(dāng)前我國(guó)十分重視糧食安全及其所帶來的一系列問題，黃淮海地區(qū)作為我國(guó)糧食的主產(chǎn)區(qū)，對(duì)我國(guó)糧食安全問題及農(nóng)業(yè)發(fā)展方面均有重大影響。農(nóng)戶進(jìn)行農(nóng)作物的生產(chǎn)，高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效是其為之奮斗的目標(biāo)，最終目的是為了獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。秸稈還田后，能夠提高作物生長(zhǎng)發(fā)育的水平，這也表明了秸稈還田能夠促進(jìn)我國(guó)作物的產(chǎn)量，使作物能夠更高品質(zhì)、更高產(chǎn)出。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，秸稈還田后，對(duì)其第2年的產(chǎn)量有明顯的提升。通過對(duì)郯城縣郯城街道2015—2017年試驗(yàn)結(jié)果表明，水稻產(chǎn)量2015—2017年每667m2產(chǎn)量分別為605.5kg、645.6kg、688.5kg，年均增產(chǎn)40kg以上，增幅6%以上。

4 結(jié)語

通過上述研究發(fā)現(xiàn)，在黃淮海地區(qū)輪作模式情況下，采取秸稈還田這一方式，無論是對(duì)土壤的改良還是對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的提高均有著重要的意義，秸稈還田對(duì)土壤質(zhì)量及作物產(chǎn)量的影響是顯著的。但由于秸稈還田后對(duì)土壤可能帶來的負(fù)面影響也應(yīng)當(dāng)給予足夠的重視。當(dāng)前我國(guó)秸稈還田方式的技術(shù)層面仍有待提高，且相關(guān)法律法規(guī)、體制機(jī)制及政策等方面也應(yīng)當(dāng)與時(shí)俱進(jìn)。從各個(gè)層面將秸稈還田方式予以重視，不僅有利于我國(guó)糧食作物的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效，還能夠?yàn)槊利愔袊?guó)的建設(shè)提供支持，具有顯著的意義。

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