免耕秸稈覆蓋對(duì)土壤性質(zhì)及糧油作物的影響

崔佳

我國是糧食生產(chǎn)大國，也是秸稈資源大國。玉米的種植面積已超過上千萬公頃，年秸稈資源總產(chǎn)量高達(dá)7×108噸，但由于長期以來田間焚燒和廢棄未利用的達(dá)到3×108噸，嚴(yán)重浪費(fèi)資源、污染空氣和環(huán)境。玉米對(duì)生長環(huán)境較為敏感，適宜的溫度更利于玉米生長發(fā)育，如何改善土壤的水肥狀況是提高玉米產(chǎn)量的關(guān)鍵，但由于農(nóng)民為追求作物產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的提高，化肥施用量逐年增加，出現(xiàn)土地鹽堿化、土壤有機(jī)質(zhì)含量降低、結(jié)構(gòu)失調(diào)等問題。因此，作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的根本保證是增施有機(jī)肥，提高土壤中有機(jī)質(zhì)的含量，尋求適宜當(dāng)?shù)剞r(nóng)田的廢棄秸稈利用方式已迫在眉睫。秸稈還田是改善土壤的主要方式，不僅能夠增加土壤有機(jī)質(zhì)含量及養(yǎng)分含量，而且能夠改善土壤理化性狀，優(yōu)化農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，提高作物產(chǎn)量與品質(zhì)，促進(jìn)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)健康等作用，秸稈還田被認(rèn)為是發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)的一項(xiàng)重要措施。秸稈覆蓋的應(yīng)用對(duì)秸稈資源利用和環(huán)境保護(hù)發(fā)揮了重要作用。

1 秸稈覆蓋對(duì)土壤性質(zhì)的影響

土壤容重和孔隙度影響著土壤養(yǎng)分進(jìn)一步的轉(zhuǎn)化、利用，最終導(dǎo)致整個(gè)作物的生長發(fā)育受到限制。作物的生長發(fā)育與土壤的特性相互制約。因此，若此能量循環(huán)系統(tǒng)其中某一部分反向發(fā)展都將導(dǎo)致生態(tài)生產(chǎn)發(fā)生問題。

目前，我國主要的秸稈覆蓋方式為直接還田和間接還田，秸稈的利用率較低，在秸稈覆蓋過程中，土壤的化學(xué)性質(zhì)受有機(jī)物的分解影響。隨著深溝覆蓋造林種植時(shí)間越來越長，林帶土壤的pH值逐漸下降，造成該現(xiàn)象的主要是因?yàn)榻斩捀采w和枯枝落葉等外來有機(jī)物進(jìn)入土壤后分解產(chǎn)生有機(jī)酸，造成土壤的pH逐漸值下降。不同的耕作方式嚴(yán)重影響土壤中水分、養(yǎng)分等其他性質(zhì)，傳統(tǒng)的耕作方式過度破壞土壤結(jié)構(gòu)，在某種程度上加劇了農(nóng)田土壤的水分脅迫，長時(shí)間的耕作會(huì)導(dǎo)致玉米田犁底層上移、土壤耕層變淺、土壤結(jié)構(gòu)緊實(shí)、物理性狀變劣。而秸稈覆蓋能夠改良土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤含水率、土壤肥力、改善了土壤中養(yǎng)分、熱量以及土壤微生物種類、數(shù)量，土壤酶活性等因素。

2 增加土壤含水量，降低土壤內(nèi)溫度，提高作物產(chǎn)量

秸稈覆蓋可以調(diào)節(jié)地溫，進(jìn)而促進(jìn)作物生長和提高產(chǎn)量。祝新建等人研究認(rèn)為，秸稈覆蓋后的冬小麥產(chǎn)量增加8.7%，夏玉米產(chǎn)量增加8.9%。馬鈴薯產(chǎn)量增加約35%。在華北夏玉米不同生長時(shí)期，免耕時(shí)土壤有機(jī)碳含量最高，其次是翻耕和旋耕。與撂荒相比，成熟期的玉米，翻耕、旋耕、免耕條件下的土壤碳庫管理指數(shù)依次增加27.0%、31.4%、47.4%。

在研究中發(fā)現(xiàn)，秸稈覆蓋能有效降低株間蒸發(fā)量，地膜覆蓋的效果較差。為進(jìn)一步探討不同覆蓋物對(duì)土壤理化性狀及微生物量的影響，以塑料地膜、玉米秸稈等兩種覆蓋材料進(jìn)行試驗(yàn)。該試驗(yàn)于重慶市武隆縣興順鄉(xiāng)進(jìn)行，海拔高達(dá)1300米，地勢平坦，土壤肥沃，pH值約為6，試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)處理，T1為覆蓋地膜，T2為覆蓋玉米秸稈，CK為試驗(yàn)以地面不進(jìn)行任何覆蓋為對(duì)照，肥料用量為當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示T2與CK相比土溫降低了2.0℃，說明覆蓋玉米秸稈能夠起到有效保墑的作用，又有利于充分利用降水，綜合效果較好。又經(jīng)過對(duì)土壤溫度、水分、微生物量碳氮量的分析，結(jié)果顯示，覆蓋秸稈具有良好的調(diào)溫保墑作用，有利于改善土壤理化性狀，增強(qiáng)保水保肥特性，同時(shí)也能夠減少養(yǎng)分流失。

河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境所毛家偉等于2015年6—10月進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)條件為土壤沙漿黑土，質(zhì)地為黏壤，地址平坦，灌溉良好。耕層土壤基礎(chǔ)地力，有機(jī)質(zhì)15.50/公斤，全氮1.16/公斤，速效氮75.4毫克/公斤，速效磷26.2毫克/公斤，速效鉀105.5毫克/公斤，pH值4.5～5。該試驗(yàn)一共設(shè)4個(gè)處理，分別是T1不覆蓋小麥秸稈;T2壟面覆蓋小麥秸稈;T3壟溝覆蓋小麥秸稈;T4壟面和壟溝全覆蓋小麥秸稈。以上覆蓋量均為4500公頃。通過對(duì)以上4個(gè)處理進(jìn)行充分試驗(yàn)研究可以得出，同一秸稈覆蓋方式下，壟面的土壤溫度高于壟溝，而壟面的水分含量則低于壟溝，但壟溝與壟面差異不顯著。不同秸稈覆蓋方式下，均以不覆蓋秸稈的壟面和壟溝土壤溫度最高，與3種秸稈覆蓋方式相比，壟面溫度差異不顯著，但壟溝溫度差異顯著。在小麥—花生種植體系下，采用花生起壟種植模式，壟溝覆蓋小麥秸稈，覆蓋量為4500公斤/公頃，花生可以獲得較高的莢果產(chǎn)量，產(chǎn)量高達(dá)4480.95公斤/公頃，而且小麥秸稈覆蓋還會(huì)增加花生籽粒中蛋白質(zhì)的含量，降低粗脂肪的含量。