秸稈還田培肥地力技術(shù)及其增產(chǎn)效果研究

孫士坤 孫偉

摘? ? 要：運用玉米秸稈進行還田，可提升土壤有機質(zhì)含量，有效改善土壤結(jié)構(gòu)、增強地力。從積累的實踐經(jīng)驗來看，土壤肥力在玉米增產(chǎn)份額中的占比不低于80%。所以，玉米產(chǎn)量的高與低，取決于秸稈還田的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：秸稈還田;培肥地力技術(shù);增產(chǎn)效果

從第二次土壤普查結(jié)果可以看出，山東耕地土壤0～20 cm土層有機質(zhì)含量的加權(quán)平均值是1.07%，在全省耕地中土壤有機質(zhì)含量在1%以下的不少于五成。而對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)而言，只有不斷提高耕地的有機質(zhì)含量，才有望實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的預(yù)期目標(biāo)。要達到這般效果的方法有很多種，比如復(fù)種綠肥、秸稈還田和增施有機質(zhì)肥料等。其中，從生產(chǎn)利用上的適用范圍、可行性分析，秸稈還田的效果最佳。山東省全省農(nóng)作物秸稈的年產(chǎn)量在1 200萬 t左右，所含養(yǎng)分相當(dāng)于21萬 t氮肥、25萬 t鉀肥及36 t氮肥，在全省化肥總用量中占據(jù)25%的超高比例。所以，基于秸稈還田的旱作農(nóng)業(yè)模式，不論是對培肥地力還是對實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)，都是目前的不二之選[1]。

據(jù)有關(guān)資料顯示，玉米秸稈有83.2%是干物質(zhì)，其中粗脂肪與粗蛋白各占1.5%、2.0%;葉片中的干物質(zhì)占比為27.5%，其中粗脂肪和粗蛋白各占0.5%、2.8%。據(jù)測試，1 000～1 500 kg的鮮玉米秸稈含五氧化二磷1.85 kg、純氮3.65 kg。

國內(nèi)外的研究資料和實踐生產(chǎn)都證實，土壤的基礎(chǔ)肥力能影響農(nóng)作物的最終產(chǎn)量，超過65%的產(chǎn)量是由土壤肥力決定的。只有全面提高和保持土壤的肥力才是保證農(nóng)業(yè)發(fā)展的根本。例如，美國使用3項措施來保持土壤肥力，玉米的種植面積達到40%，大豆的種植面積達到30%，這樣就可以構(gòu)成玉米和大豆的輪作體系模式。要利用更加豐富的玉米資源全面發(fā)展畜牧產(chǎn)業(yè)，畜牧業(yè)的發(fā)展為農(nóng)業(yè)提供了大量的有機肥料。堅持將玉米秸稈還田可以讓大量的有機質(zhì)重新回歸到土壤當(dāng)中，可以實現(xiàn)土壤肥力的持續(xù)增加。在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程中存在大量使用化肥養(yǎng)地的現(xiàn)象。玉米種植面積較大，其他農(nóng)作物種植面積較小，最終導(dǎo)致玉米大面積的連續(xù)種植，沒有合理地進行用地養(yǎng)地，沒有合理的輪作體系。以肥料為主換取農(nóng)作物的連年豐收，但土壤的有機質(zhì)受到極大損害，土壤的理化性質(zhì)也未幸免，所以全面推廣秸稈還田培肥地力的技術(shù)是目前的首要任務(wù)[2]。

1? ?秸稈還田的應(yīng)用模式與效果

山東省的農(nóng)業(yè)生態(tài)條件分為3種，即干旱區(qū)、半干旱區(qū)和半濕潤易旱區(qū)。由于氣溫不高、缺乏足夠的降水量，一些地區(qū)只有間斷還田才能確保作物產(chǎn)量。20世紀(jì)70年代龍口縣使用機械就地粉碎玉米秸稈翻壓還田，20年時間陸續(xù)出現(xiàn)了玉米秸稈覆蓋翻壓還田、原平整秸稈翻壓還田等方法，并與地膜覆蓋融合在一起共同使用。加快傳統(tǒng)農(nóng)藝技術(shù)與現(xiàn)代技術(shù)的結(jié)合使用，并且基于現(xiàn)有的秸稈覆蓋還田技術(shù)，得出一整套適用于所有農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)的通用方法。在培肥改土后，可實現(xiàn)增產(chǎn)增收[3]。

1.1? ?龍口縣玉米種植區(qū)推廣以秸稈覆蓋為主的還田技術(shù)

通過玉米秸稈覆蓋地表，達到了培肥土壤、蓄水保墑的效果。從1991年開始，龍口縣成為秸稈覆蓋技術(shù)的首批試點地區(qū)，全村120 hm2旱地玉米在第一年的單產(chǎn)量僅為5 550 kg/hm2，5年時間后，該數(shù)據(jù)就翻了一倍有余，土壤肥力也得到很大的改善[4]。從一開始的土壤有機質(zhì)含量1.69%，在1996年時上漲到2.31%。土壤容重起初僅為1.37 g/cm3，后來變成1.22 g/cm3。第一年耕層翻不出10條/m2蚯蚓。目前為止，可以翻出46條/m2。

1.2? ?夏玉米種植區(qū)推廣小麥秸稈覆蓋還田與玉米秸稈粉碎還田技術(shù)

以龍口縣為例，1989年小麥秋收高茬粉碎覆蓋夏玉米，玉米收成秸稈可以粉碎處理，還田便有了無成本的天然原材料。1992年土壤有機質(zhì)已上升到2.2%，1996年不論是小麥還是玉米，單產(chǎn)都過噸，是當(dāng)時山東地區(qū)進行秸稈還田后成功的代表之一[5]。

1.3? ?水地春玉米區(qū)大力推廣秸稈翻壓還田技術(shù)

用的最多的有兩種，一是粉碎秸稈翻壓還田，二是整秸稈翻壓還田。從1989年開始，煙臺市使用粉碎秸稈翻壓還田，1996年擁有1.51萬/hm2的秸稈機械還田面積，在全市的占比接近于九成。龍口縣在1993年開始使用，在1990—1992年時，全縣玉米產(chǎn)量僅為6 205.5 kg/hm2，在1994—1996年時，全縣玉米產(chǎn)量為7 045.5 kg/hm2，上漲了13.44%。目前龍口縣已全面推廣使用整秸稈翻壓還田的形式[6]。

2? ?秸稈還田

傳統(tǒng)觀點認為，腐解態(tài)的有機質(zhì)可直接用于土壤。但近些年的研究表明，土壤生物活性是土壤肥力的衡量指標(biāo)，并不是腐解態(tài)的有機質(zhì)比非腐解態(tài)的有機質(zhì)對土壤生物活性有明顯優(yōu)勢。

因此，秸稈粉碎后用于還田，不僅有機質(zhì)的含量會增加，理化性狀也會得到改善，在促進養(yǎng)分活化方面有著不錯的效果。

2.1? ?秸稈還田會使土壤養(yǎng)分、有機質(zhì)含量增加

一到秋收季節(jié)，龍口縣家家戶戶都會就地粉碎秸稈，起初土壤有機質(zhì)含量只有0.71%～1.14%，現(xiàn)在有1.37%～1.76%。有機質(zhì)的含量增加，化肥利用率也有所提高，土壤中富含大量的潛在養(yǎng)分，1989年有效氮元素含量僅為7.9 mg/kg，1996年有效氮元素含量為22.3 mg/kg，效果尤為顯著[7]。

2.2? ?改善土壤的物理性狀

秸稈還田后，因微生物作用會使腐殖酸的含量增加，與土壤里的鈣、鎂結(jié)合，產(chǎn)生了腐殖酸鈣、腐殖酸鎂等養(yǎng)分，土壤中水穩(wěn)性團粒結(jié)構(gòu)變得更加豐富，且土壤容重比對照變小，總的孔隙度有所擴張。

2.3? ?提高土壤的生物活性

玉米秸稈中含有大量的化學(xué)元素，可供給土壤微生物的生命活動所需。秸稈還田對土壤的生物活性可起到明顯效果，增強微生物的呼吸、硝化、氨化和纖維分解作用。

3? ?粉碎秸稈直接還田的技術(shù)要點

3.1? ?秸稈還田應(yīng)具備秸稈腐殖的環(huán)境因素

土壤水分只有保持在合理范圍內(nèi)，才能有效促進微生物活動的進行。

一般而言，土壤的含水量是田間持水量的6/10～7/10，最適合秸稈腐殖。溫度的高低會直接影響到微生物群體的組成、活性以及土壤酶的活動等，嚴(yán)重時土壤中的酶還會直接失去活性。當(dāng)環(huán)境溫度在28～35 ℃時，秸稈分解速度最快。碳氮比對腐殖也有影響，比值越小，初期分解率越高。在pH值5～8時，秸稈腐殖基本沒有差異，但過酸、過堿環(huán)境均會對微生物的活動產(chǎn)生影響，導(dǎo)致腐殖效率變低。土壤通透性不好，不利于秸稈腐解[8]。

3.2? ?秸稈還田要和有機肥料施用同時進行

作為含碳量較高的資源之一，秸稈直接施用對微生物繁殖速度十分有益，同時土壤中的有效氮元素暫時不會參與進來。

玉米秸稈的碳元素、氮元素比例基本在53∶1。缺乏氮元素時進行還田對秸稈分解會產(chǎn)生負面影響。微生物與農(nóng)作物都需要有效氮元素，使得氮元素含量迅速降低，這對作物生長發(fā)育極其不利，進而導(dǎo)致產(chǎn)量下降。一般情況下，微生物分解100 g的秸稈，所需氮元素不能少于0.8 g。所以，在秸稈還田前的1～2年，需要施用適量的氮肥。

3.3? ?科學(xué)掌握翻壓的數(shù)量與時間

在秋收后，第一件事情就是進行秸稈還田。此時玉米秸稈的含水量比較豐富，尤其是近兩年推出的新品種可延長保綠時間，秸稈有足夠的養(yǎng)分，再加上環(huán)境溫度適宜，及時翻耕深埋可促進腐解速率，給來年的保墑保苗做好前期的準(zhǔn)備工作。

秸稈還田的具體數(shù)量主要看土壤的實際情況。如果是比較貧瘠的土壤，缺乏足夠的施肥量，那么秸稈還田數(shù)量在3 000～3 900 kg/hm2即可，過多反而會產(chǎn)生一定的副作用。還田后及時耕翻，確保土壤與秸稈殘體能夠均勻地混合在一起。

4? ?結(jié)束語

各農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國都非常重視秸稈還田技術(shù)培肥地力的作用。秸稈還田可有效保證和全面提高土壤肥力。美國、英國，德國、日本等發(fā)達國家都對秸稈還田技術(shù)做了大量的調(diào)查研究工作。美國將秸稈還田作為一種主要的方式，堅持常年實施秸稈還田措施。目前，我國黑龍江、吉林等地也在堅持應(yīng)用秸稈還田，并且取得了良好的效果。針對秸稈還田培肥地力技術(shù)與增產(chǎn)效果開展研究，希望能為我國秸稈還田技術(shù)提供一定的理論依據(jù)。

參考文獻：

[ 1 ] 宋煒.玉米秸稈還田培肥地力研究綜述[J].黑龍江科技信息，2016（27）：267.

[ 2 ] 韓成偉，張巖，李時群.玉米秸稈還田培肥地力技術(shù)發(fā)展概況[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2005（4）：121-124.

[ 3 ] 劉杰.小麥玉米秸稈還田是提高耕地質(zhì)量的有效途徑[J].農(nóng)家參謀，2019（10）：114.

[ 4 ] 車兆斌.玉米秸稈還田必須把握的兩個比例[J].農(nóng)業(yè)機械，2001（7）：58.

[ 5 ] 趙錦儒.淺談鐵嶺縣玉米秸稈還田腐熟技術(shù)的應(yīng)用[J].農(nóng)家顧問，2015（6）：73-74.

[ 6 ] 蒙成，李體琛.淺談玉米免耕栽培秸稈還田培肥地力配套技術(shù)應(yīng)用[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2007（9）：147

[ 7 ] 朱玉芹，岳玉蘭.玉米秸稈還田培肥地力研究綜述[J].玉米科學(xué)，2004（3）：106-108.

[ 8 ] 李榮新，張忠軍.秸稈還田培肥地力技術(shù)與效果[J].農(nóng)村實用工程技術(shù)，2002（6）：17.