淺析秸稈還田對(duì)土壤養(yǎng)分的提升和作物產(chǎn)量的影響

楊學(xué)禮

（沂南縣蘇村鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，山東沂南 276301）

0 引言

在以往的作物種植中，為提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量，種植人員使用了大量重型機(jī)械、殺蟲劑和化肥，再加上水蝕、風(fēng)蝕，土壤中養(yǎng)分逐漸流失，“如果我們不為下一代保護(hù)土壤，地上的生物多樣性和糧食生產(chǎn)也無法得到保障”。我國擁有大量秸稈資源，是推動(dòng)綠色有機(jī)農(nóng)業(yè)發(fā)展的有力支撐，能夠有效改善土壤結(jié)構(gòu)，對(duì)提升土壤養(yǎng)分有著十分重要的價(jià)值。

1 秸稈主要成分

作物秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的主要副產(chǎn)品，也是一種可再生生物質(zhì)資源。我國幅員廣闊、秸稈資源豐富，主要用于畜牧飼料、工業(yè)原料、能源物質(zhì)和肥源物質(zhì)，但是在我國農(nóng)村地區(qū)，秸稈資源焚燒和廢棄比例較大，工業(yè)加工和可再生能源偏少。為有效解決這一問題，我國開始大力推廣秸稈還田措施，逐漸為人們接受。秸稈是土壤養(yǎng)分的物質(zhì)載體，含有大量N、P、K、Ca、Mg、S等礦質(zhì)元素及各種微量元素，主要由木質(zhì)素、纖維素和半纖維素組成，碳氮比大致為60至80，且含有豐富的有機(jī)碳，能夠有效提升土壤有機(jī)質(zhì)、增加作物產(chǎn)量。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，目前我國作物秸稈中富含的N、P、K元素相當(dāng)于化肥用量的1/3，擁有巨大潛在利用價(jià)值[1]。

2 秸稈還田主要方式

近幾年，我國就秸稈還田方式展開了全方位的研究，根據(jù)不同土壤和主要種植作物探究出了不同秸稈還田方式，希望能夠最大限度提高作物產(chǎn)量，提高經(jīng)濟(jì)效益。目前主要采用的秸稈還田方式為直接還田和間接還田，其中，直接還田包括翻壓、覆蓋、粉碎后施入及留高茬，間接還田包括堆漚、氨化、焚燒、過腹、過圈、配施肥料還田。

2.1 直接還田

翻壓還田，是指用翻耕機(jī)將秸稈翻壓在耕地中，因?yàn)橥寥乐形⑸镏饕性跍\層土壤中，所以秸稈的翻壓深度應(yīng)該控制在淺層土壤中，且翻壓后的秸稈腐解速度與土壤水分、翻壓深度、秸稈自身碳氮比等諸多因素相關(guān)。

覆蓋還田，是指將秸稈直接覆蓋在耕地上，有一定儲(chǔ)水、蓄水功能，還能夠有效減少人工成本，但是這種方式秸稈腐解速度慢，且容易誘發(fā)病害，產(chǎn)生低溫效應(yīng)，不利于作物生長發(fā)育[2]。

粉碎后施入還田，是指將秸稈粉碎作業(yè)后均勻覆蓋在耕地表面，然后采用翻壓機(jī)械翻壓入土，翻耕深度保持在30 cm左右，覆土要嚴(yán)，能夠加快秸稈分解速度，也不影響播種出苗。

留高茬還田，是指在收獲作物時(shí)預(yù)留一部分秸稈，然后直接使用翻壓機(jī)械將其翻壓入土，屬于翻壓還田的一種。

2.2 間接還田

堆漚還田指在秸稈中加入糞便自然發(fā)酵漚制；氨化還田指利用尿素、液氨、碳酸氫銨為氨源將秸稈氨化；焚燒還田指將秸稈焚燒后的灰分還田；過腹還田指將秸稈喂給牲畜，待其排泄后再堆漚發(fā)酵后還田。這些方式都是為了解決秸稈還田后降解速率慢的問題，通過合理加入微生物菌劑、肥料等加快秸稈內(nèi)生物質(zhì)在土壤中的腐解速度，快速提高土壤養(yǎng)分。

3 秸稈還田對(duì)土壤養(yǎng)分提升的影響

3.1 對(duì)土壤生物性狀的影響

秸稈作為一種優(yōu)質(zhì)生物肥料，腐爛、分解后會(huì)為作物提供充足的氮、磷、鉀和各種微量元素，提升土壤養(yǎng)分。相關(guān)研究實(shí)踐證明，秸稈還田的同時(shí)合理配施催腐菌劑，能夠顯著提升土壤中的真菌、細(xì)菌和放線菌的數(shù)量，增強(qiáng)土壤中酶類活性，改良土壤中養(yǎng)分結(jié)構(gòu)，促使農(nóng)作物更好地吸收營養(yǎng)；配施氮磷鉀肥，能夠有效提升土壤中的碳、氮含量，刺激土壤中微生物繁殖，能夠讓農(nóng)作物更好地生長，從而提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量。

3.2 對(duì)土壤物理性狀的影響

秸稈還田還能增強(qiáng)土壤的保水效果和污染負(fù)荷能力，這是因?yàn)橥寥牢锢硖匦灾械目紫督Y(jié)構(gòu)、持水量、土壤容重等，與作物的根系生長和養(yǎng)分吸收有著密切聯(lián)系，通過秸稈還田，土壤的相關(guān)物理特性得到改良，通氣性更好，水分和養(yǎng)分流失率下降，能夠有效促進(jìn)農(nóng)作物生長發(fā)育，提高品質(zhì)和產(chǎn)量。根據(jù)許立廣的研究表明，秸稈還田后的腐殖質(zhì)是土壤結(jié)構(gòu)的膠結(jié)劑，使得土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)變好，耕性變好，土壤的容重減少、孔度增加。秸稈還田后土壤的溫度有了一定變化，能夠顯著減少整日地溫變化幅度，對(duì)作物生長起到保護(hù)作用。而且，土壤保墑性能增強(qiáng)、持水量增加，水肥氣熱更加協(xié)調(diào)，有效改善了土壤的物理性狀。進(jìn)一步研究表明，覆蓋還田后土壤水分流失程度最小，但是其作用主要表現(xiàn)在0～10 cm的淺表層土壤，對(duì)深層土壤保水作用不明顯，且土壤深度越深，保水效果越不好[3]。

3.3 對(duì)土壤化學(xué)性狀的影響

土壤肥力是保障作物產(chǎn)量和質(zhì)量的關(guān)鍵，采用不同秸稈還田方式后的土壤，其土壤肥力各不相同。從秸稈還田翻壓深度方面看，據(jù)胡宏祥等研究油菜秸稈腐解速度表明，翻壓深度較在表層，秸稈腐解速度較快；翻壓深度在10 cm時(shí)，秸稈腐解速度較慢；翻壓深度在20 cm時(shí)，腐解速度介于兩者之間。從化肥配施方面看，單獨(dú)秸稈還田時(shí)，土壤中有機(jī)質(zhì)含量增加，碳氮及氫碳減少；秸稈還田配施不同化肥時(shí)，土壤中有機(jī)質(zhì)、有機(jī)氮、總氮含量共同增加[4]。從平衡土壤碳庫方面看，秸稈還田后的土壤有機(jī)碳含量高于沒有秸稈還田的土壤，而且不同土層中的有機(jī)碳和活性炭含量顯著提升，對(duì)于提升土壤有機(jī)碳含量，提高土壤供肥水平有著十分重要的影響。

4 秸稈還田對(duì)作物產(chǎn)量的影響

農(nóng)作物生產(chǎn)的最終目的是提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量，獲得經(jīng)濟(jì)效益。秸稈作為一種可再生農(nóng)業(yè)生產(chǎn)副產(chǎn)品，成本低、獲取難度下、肥效好，使用秸稈還田不僅能夠降低成本，緩解耕種壓力，還能夠更好的保障作物產(chǎn)量和品質(zhì)，贏得了種植人員的廣泛認(rèn)可。實(shí)驗(yàn)表明，單獨(dú)使用秸稈還田的大豆、玉米和小麥，在常規(guī)田管措施下，其株（穗）粒數(shù)都有了一定程度的增加，其中大豆每株粒數(shù)增加3.2粒，玉米每穗粒數(shù)增加63.9～105.7粒，小麥每穗粒數(shù)增加0.8～5.6粒，最終產(chǎn)量呈現(xiàn)增長態(tài)勢，尤其玉米產(chǎn)量，增產(chǎn)效果極其明顯，每畝增幅達(dá)12%以上。

對(duì)于水稻來說，秸稈還田不僅能夠增加水稻產(chǎn)量，還能夠增加水稻中的鋅、鐵含量，這是因?yàn)榻?jīng)過秸稈還田后，秸稈中部分微量元素受到礦化作用最終被水稻吸收。但與此同時(shí)，秸稈還田同樣存在一些不良影響，在進(jìn)行秸稈還田時(shí)，如果不能及時(shí)剔除攜帶病菌和蟲害的秸稈，極易造成病蟲害的延續(xù)、加重和擴(kuò)散，而且，秸稈需要在土壤中腐解，在這期間會(huì)產(chǎn)生熱量和養(yǎng)分，土壤較為溫暖，在促進(jìn)作物生長的同時(shí)，也為土壤中的病蟲害創(chuàng)造了良好的生長活動(dòng)空間，如果不加以控制，很容易導(dǎo)致病蟲害的爆發(fā)。此外，長期秸稈還田不僅會(huì)增加土壤養(yǎng)分，還會(huì)增加土壤中的重金屬、化學(xué)農(nóng)藥殘留，對(duì)作物產(chǎn)量和質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，如果不搭配其他農(nóng)藝措施，最終會(huì)對(duì)人體造成危害，需要盡可能減少長期秸稈還田對(duì)土壤和作物造成的不良影響。

5 秸稈還田配套施用技術(shù)

秸稈還田方式不同對(duì)土壤養(yǎng)分改良和作物增產(chǎn)效果不同，需要種植人員根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂?、種植條件、種植作物制定不同秸稈還田配套施用技術(shù)。對(duì)于土壤肥力較低的地區(qū)，可以在秸稈還田的同時(shí)增施適量鉀肥，確保作物穩(wěn)定高產(chǎn)，提高肥料利用率，降低不同年度產(chǎn)量變化參數(shù)。對(duì)于干旱缺水地區(qū)，需要采用秸稈覆蓋還田方式，最大限度保留土壤含水量，為作物生長提供充足水分。對(duì)于水分充足地區(qū)，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)減少秸稈還田數(shù)量，避免出現(xiàn)腐解速度較慢或者秸稈腐爛現(xiàn)象，從而對(duì)作物苗期造成負(fù)面影響。同時(shí)，秸稈還田與不同耕作方式結(jié)合也會(huì)減少秸稈還田對(duì)不同產(chǎn)區(qū)的不良影響，種植人員可以根據(jù)實(shí)際種植情況選擇適宜耕作方式合理搭配秸稈還田，充分發(fā)揮兩者優(yōu)勢，提升作物產(chǎn)量。例如在黃淮海地區(qū)，就可以將秸稈還田與深耕、與深松結(jié)合，不僅能夠降低冬小麥—夏玉米的年耗水量，還能提高其水分利用率，滿足作物生長水分需求。

6 結(jié)語

大量研究實(shí)驗(yàn)表明，秸稈還田方式對(duì)土壤養(yǎng)分提升和作物產(chǎn)量提高都有著十分顯著的影響，但秸稈還田的負(fù)面影響也不能忽視。當(dāng)今時(shí)期，關(guān)于秸稈還田的研究還不夠全面深入，不同產(chǎn)區(qū)應(yīng)該采取怎樣的秸稈還田方式和配套施用技術(shù)還有待進(jìn)一步研究，以期篩選出效果最優(yōu)的秸稈還田方式，從而提高對(duì)可再生農(nóng)業(yè)資源利用率，顯著改善土壤肥力，促進(jìn)作物高產(chǎn)高質(zhì)。