秸稈還田量對(duì)土壤肥力及冬小麥產(chǎn)量的影響

王志進(jìn)

[摘要]玉米秸稈作為一種可再生的生物資源，將其歸還到田地中不僅可以使土壤的結(jié)構(gòu)得到改善，還可以使土壤的養(yǎng)分含量進(jìn)一步增加，從而使土地肥力得到加強(qiáng)，耕地質(zhì)量得到提升，最終讓農(nóng)作物的產(chǎn)量得到顯著增加。為此，文章就不同類型玉米秸稈的還田量對(duì)土壤的肥力以及冬小麥產(chǎn)量產(chǎn)生的影響做了全面分析，以期為我國(guó)農(nóng)田土壤質(zhì)量的改善、產(chǎn)量的提高提供參考。

[關(guān)鍵詞]土壤肥力;秸稈還田;冬小麥;產(chǎn)量影響

中圖分類號(hào)：S158;S512.11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.201909

糧食是人類生存的根本，是一種具有特殊戰(zhàn)略意義的社會(huì)商品，同時(shí)還是社會(huì)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展的根本保障，是國(guó)家實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)久治安的一個(gè)最為關(guān)鍵的成分。我國(guó)自1978年改革開(kāi)放政策實(shí)施以來(lái)，糧食生產(chǎn)的發(fā)展水平就呈現(xiàn)出快速發(fā)展?fàn)顟B(tài)，盡管如此，糧食安全的形勢(shì)仍然不容樂(lè)觀，許多因素依舊威脅著糧食安全。對(duì)于不同的耕種方式而言，其土壤的質(zhì)量也會(huì)出現(xiàn)較大差別。將秸稈歸還到田地中，是實(shí)現(xiàn)土壤改良的一個(gè)關(guān)鍵途徑，借助此方法能夠使土壤的結(jié)構(gòu)得到完善，將土壤的養(yǎng)分進(jìn)行補(bǔ)充，最終使土壤容量進(jìn)一步減小，土壤耕性進(jìn)一步改良[1]。

1 秸稈還田具有的作用

李比希是德國(guó)現(xiàn)代著名的農(nóng)業(yè)化學(xué)家，其在1840年提出了施肥基本原理的養(yǎng)分歸還理論。農(nóng)作物在生長(zhǎng)時(shí)需要吸收土壤中絕大部分的養(yǎng)分，伴隨著農(nóng)作物每一次的收獲，這些養(yǎng)分必然會(huì)隨之離開(kāi)原來(lái)的土壤，倘若不用化肥這一形式將其歸還給土壤，那么土壤中含有的養(yǎng)分便會(huì)愈發(fā)減少，長(zhǎng)久下去必然會(huì)出現(xiàn)土壤的貧化，農(nóng)作物產(chǎn)量愈來(lái)愈低。想要使土壤能夠繼續(xù)保持肥力并且使農(nóng)作物的產(chǎn)量進(jìn)一步提高，就一定要借助化肥來(lái)實(shí)現(xiàn)。秸稈還田能夠使土壤所需要的一些養(yǎng)分得到補(bǔ)充，從而彌補(bǔ)上之前土壤失去的一些有效養(yǎng)分。在當(dāng)前階段秸稈還田主要有直接還田、覆蓋還田、過(guò)腹還田、堆漚還田以及焚燒還田等五大類型，而在實(shí)際生活中，又以直接還田這一方式最為常見(jiàn)且便捷易行[2-3]。

1.1 補(bǔ)充土壤的養(yǎng)分

秸稈還田能夠?yàn)橥寥乐泻械奈⑸飵ゴ罅康奶荚次镔|(zhì)，使得這些微生物的數(shù)量以及酶的活性快速增高，同時(shí)也使得有機(jī)質(zhì)礦化的作用以及腐殖化的過(guò)程得到一定加速，通過(guò)礦化作用還可以使大量植物被分解，讓其能夠直接吸收其中蘊(yùn)含的一些營(yíng)養(yǎng)元素，除此之外，在腐殖的過(guò)程中會(huì)形成腐殖酸以及其他黑色的膠狀體，能夠增加土壤的粘粒比例，從而形成許多土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，讓土壤容量得到減輕，并使其中含有的水、氣肥以及熱等因素變得更為協(xié)調(diào)，最終使土壤的理化性狀得到改善。

1.2 改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境

將秸稈進(jìn)行焚燒不但會(huì)對(duì)空氣造成污染，還可能阻礙交通，并影響到附近一些未及時(shí)進(jìn)行收獲工作的農(nóng)戶，最終使農(nóng)戶一個(gè)季度的付出一無(wú)所獲。除此之外，將秸稈隨意放置在田間地頭以及村口或宅院，其占有的空間不僅會(huì)影響到周圍生態(tài)環(huán)境，還會(huì)產(chǎn)生火災(zāi)隱患，所以將秸稈歸還給田地，是實(shí)現(xiàn)綜合利用最為有效且直接的一個(gè)途徑[4]。

1.3 改善產(chǎn)品的品質(zhì)

使用有機(jī)肥可以降低化肥使用頻率，增加農(nóng)作物的產(chǎn)量，進(jìn)而使產(chǎn)品的品質(zhì)得到一定改善。在進(jìn)行施肥時(shí)，堅(jiān)持將有機(jī)肥以及化肥進(jìn)行搭配，將有機(jī)肥作為主體，化肥起到一定輔助作用的原則。將化肥的投入量進(jìn)一步減小，能夠防止土壤因?yàn)榛蚀罅康氖褂枚霈F(xiàn)結(jié)板以及水體被污染等現(xiàn)象。施用有機(jī)肥能夠有效減少蔬菜當(dāng)中所蘊(yùn)含的硝酸鹽，使其中的氮磷鉀3種元素含量進(jìn)一步增加，除此之外，使用有機(jī)肥還可以降低蔬菜中總酸的含量，并提升其酸糖的比例，尤其是對(duì)于西紅柿以及黃瓜等可生食的產(chǎn)品，可以顯著改善其口感[5]。

在秸稈還田過(guò)程中搭配一些化肥，不僅可以滿足農(nóng)作物對(duì)于營(yíng)養(yǎng)成分的需要，還可以使土壤理化的性狀得到改善，從而提升農(nóng)作物產(chǎn)量，為農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全提供一定保障。

2 材料以及方法

為了使此次研究更加直觀且全面，決定應(yīng)用一年兩熟的農(nóng)作物種植方式（小麥、玉米）來(lái)進(jìn)行此次試驗(yàn)。通過(guò)一系列的研究與調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，輕壤土屬于土壤質(zhì)地時(shí)，土層（0～40cm）的秸稈在翻壓之前所具有的基本肥力見(jiàn)表1。

在有施加尿素這一前提之下，將不施放玉米秸稈的作為對(duì)照與施放新鮮玉米秸稈的6 000kg/hm2、 9 000kg/hm2、12 000kg/hm2、15 000kg/hm2來(lái)進(jìn)行對(duì)比處理，還可以將其表示成A、B、C、D、E 5個(gè)區(qū)組，并進(jìn)行隨機(jī)的排列，重復(fù)進(jìn)行3次左右即可。當(dāng)玉米采集的工作結(jié)束之后，要及時(shí)去除根茬，還要對(duì)田面進(jìn)行清理，從而保證其能夠有一個(gè)較為精確的使用量[6]。完成上述工作后，可以先將玉米秸稈進(jìn)行粉碎處理，然后將其埋設(shè)至田地內(nèi)，再將土地整理至平整狀態(tài)，當(dāng)完成上述幾項(xiàng)工作之后，便可以實(shí)行冬小麥的播種工作。

3 不同類型秸稈的還田量對(duì)于冬小麥的產(chǎn)量以及土壤肥力影響的分析

3.1 土壤中有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生的影響

在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了15d之后，5個(gè)經(jīng)過(guò)處理的土壤相較于之前有機(jī)質(zhì)的含量出現(xiàn)顯著增加，將其增加幅度進(jìn)行排序大致是A>D>C>E>B。通過(guò)這一結(jié)果，能夠很明顯地看出，相較于經(jīng)過(guò)秸稈還田處理的土壤，沒(méi)有進(jìn)行秸稈還田處理的土壤內(nèi)部有機(jī)質(zhì)的含量將會(huì)出現(xiàn)大幅增加，這說(shuō)明了在這十五天內(nèi)，腐熟到達(dá)了一個(gè)高速發(fā)展時(shí)期，由于氮肥以及麥田會(huì)對(duì)土壤中的有機(jī)質(zhì)正效應(yīng)產(chǎn)生抑制，因此其會(huì)逐漸進(jìn)入到腐熟的緩慢時(shí)期，同時(shí)與前階段相比較之后發(fā)現(xiàn)，5個(gè)經(jīng)過(guò)處理的土壤均會(huì)出現(xiàn)含量降低的情況。并且其中A的下降幅度最為顯著，這也表明了秸稈還田會(huì)抑制有機(jī)質(zhì)的減少。

3.2 全氮含量產(chǎn)生的影響

在實(shí)行秸稈還田后，所有經(jīng)過(guò)處理的土壤都處于全氮量下降的階段，并且一直維持到了花期階段。在秸稈還田約15d之后，將5個(gè)土壤的全氮量進(jìn)行由大到小的排序?yàn)锳>B>C>D>E，相較于不進(jìn)行秸稈還田處理的土壤來(lái)說(shuō)，其土壤的全氮量大幅下降，這說(shuō)明了秸稈在快速的腐熟期內(nèi)會(huì)對(duì)氮進(jìn)行大量的消耗。隨著秸稈慢腐熟期的來(lái)臨，土壤中全氮含量下降的幅度也將逐漸變緩，并且在整個(gè)過(guò)程中不進(jìn)行秸稈還田處理的土壤下降幅度最為明顯。由此可見(jiàn)，隨著秸稈還田數(shù)量的增加，其對(duì)全氮消耗的緩沖作用將逐漸減小，而且這一趨勢(shì)還會(huì)隨著農(nóng)作物成長(zhǎng)周期的改變而逐漸明顯。

3.3 微生物量碳產(chǎn)生的影響

冬小麥在其成長(zhǎng)的整個(gè)階段，土壤中微生物量碳呈現(xiàn)出降低-提高-降低的一個(gè)變化趨勢(shì)，在這15d的實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)，可以明顯看出5個(gè)經(jīng)過(guò)處理的土壤在微生物量碳方面呈現(xiàn)出較大提升，大致增加了2～4倍不等，同樣按照其增加大小進(jìn)行排序?yàn)镃>D>E>B>A。通過(guò)上述比較，能夠很容易發(fā)現(xiàn)，相較于未進(jìn)行秸稈回填處理的土壤，進(jìn)行了相關(guān)處理的土壤具有大量微生物量碳，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是在還田的快速腐熟階段，微生物大量且快速繁殖。隨之而來(lái)的便是5個(gè)土壤中量碳含量增加幅度逐漸減小，這種情況一直持續(xù)到拔節(jié)期才得以改善，在整個(gè)過(guò)程中C組增長(zhǎng)的幅度最為明顯。除此之外，只有在收獲時(shí)期土壤中微生物的量碳才能夠達(dá)到峰值。這也說(shuō)明了秸稈還田能夠?qū)ξ⑸锏牧刻计鸬捷^理想的促進(jìn)作用。

3.4 微生物量氮所產(chǎn)生的影響

在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行15d之后，5個(gè)經(jīng)過(guò)處理的土壤相較于之前，其微生物的量氮值都出現(xiàn)了一定增加，將其增長(zhǎng)幅度由大到小按照順序進(jìn)行排列分別是D>C>B>E>A，通過(guò)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)秸稈還田處理的土壤中量氮含量要明顯高于未經(jīng)處理的土壤，出現(xiàn)這種的根本原因可能是快速的腐熟階段微生物大量繁殖。隨著這一階段的完成，土壤中微生物的量氮含量開(kāi)始出現(xiàn)降低。在冬季正式結(jié)束之后，冬小麥開(kāi)始快速增長(zhǎng)，自拔節(jié)到收獲，經(jīng)過(guò)處理的土壤均出現(xiàn)不同程度的量氮含量下降現(xiàn)象，同時(shí)其中C組表現(xiàn)較為明顯，量氮的水平相對(duì)較高，并且與經(jīng)過(guò)其他處理后得到的結(jié)果出現(xiàn)了較大差異。在小麥成熟且完成收獲之后，可以從調(diào)查的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，由于不同類型秸稈在還田量方面的改變，因此土壤中微生物的量氮水平也出現(xiàn)相應(yīng)變化，且9 000kg/hm2其中含量最高的一個(gè)，由此可以證明，C組秸稈施用量對(duì)于土壤中微生物量氮水平提升是最高效的。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)秸稈還田這一技術(shù)手段能夠?qū)崿F(xiàn)秸稈資源最大程度的利用，從而推動(dòng)我國(guó)循環(huán)式農(nóng)業(yè)快速的發(fā)展，并減少在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所產(chǎn)生的一些污染，讓耕地實(shí)現(xiàn)用養(yǎng)結(jié)合[7-8]。秸稈還田本質(zhì)上是一種可持續(xù)的新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)制造方式，通過(guò)這種方式能夠使土壤的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性以及生物的緩沖性得到加強(qiáng)，從而使農(nóng)作物產(chǎn)量以及品質(zhì)得到顯著提高。與此同時(shí)，還可以避免農(nóng)田的土壤出現(xiàn)結(jié)板，全面改善我國(guó)的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉蘭清.秸稈還田和氮肥對(duì)土壤理化性質(zhì)及作物產(chǎn)量的影響研究[D].咸陽(yáng)：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2018.

[2] 孟兆良.周年秸稈還田方式對(duì)冬小麥—夏玉米養(yǎng)分利用及產(chǎn)量的影響[D].泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2018.

[3] 韓明明.秸稈還田及氮肥運(yùn)籌對(duì)土壤肥力及冬小麥氮素利用的調(diào)控[D].泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.

[4] 李亞鑫.秸稈還田下冬小麥產(chǎn)量效應(yīng)及對(duì)土壤硝態(tài)氮保持作用研究[D].咸陽(yáng)：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2017.

[5] 穆心愿.耕作方式與秸稈還田對(duì)黃淮潮土性質(zhì)及小麥玉米生長(zhǎng)的調(diào)控效應(yīng)[D].鄭州：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2016.

[6] 郭麗麗.秸稈還田下水肥處理對(duì)冬小麥形態(tài)特征、生理過(guò)程及產(chǎn)量構(gòu)成的影響[D].邯鄲：河北工程大學(xué)，2019.

[7] 陳玉章，柴守璽，程宏波，等.秸稈還田結(jié)合秋覆膜對(duì)旱地冬小麥耗水特性和產(chǎn)量的影響[J].作物學(xué)報(bào)，2019，45（2）：256-266.

[8] 李靈芹.玉米秸稈還田對(duì)冬小麥生產(chǎn)的影響及對(duì)策[J].河南農(nóng)業(yè)，2018（28）：18.