玉米秸稈還田技術(shù)研究

張勇

摘 ? ?要：在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的背景下，生態(tài)環(huán)境問(wèn)題日益突出，如何平衡經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)保護(hù)已成為當(dāng)下關(guān)注的重要問(wèn)題。隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，玉米種植范圍不斷擴(kuò)大，由此產(chǎn)生了大量玉米秸稈。玉米秸稈含有多種營(yíng)養(yǎng)元素，玉米秸稈還田能改善農(nóng)田的生態(tài)環(huán)境，為土壤提供豐富的有機(jī)質(zhì)，促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)，同時(shí)能提高土壤肥力，減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染，提高資源利用效率，對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展意義重大。文章以玉米秸稈還田的優(yōu)勢(shì)為切入點(diǎn)，分析了玉米秸稈還田技術(shù)，論述了玉米秸稈還田之后的綜合效應(yīng)，以期為種植戶提供參考。

關(guān)鍵詞：玉米;秸稈還田;技術(shù)方法;優(yōu)勢(shì)研究

文章編號(hào)：1005-2690（2022）09-0043-03 ? ? ? 中國(guó)圖書(shū)分類(lèi)號(hào)：S141.4 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

1 玉米秸稈還田應(yīng)用現(xiàn)狀

我國(guó)玉米秸稈資源豐富，是重要的可再生資源，但與其他國(guó)家相比，我國(guó)玉米秸稈還田度較低。我國(guó)玉米秸稈還田技術(shù)出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代，以秸稈覆蓋為主，輔助少耕和免耕技術(shù)。隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的進(jìn)步和機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用，秸稈粉碎后覆蓋還田逐漸成為發(fā)展趨勢(shì)。覆蓋還田具有操作簡(jiǎn)單和省時(shí)省工的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還能減少土壤中水分的蒸發(fā)，達(dá)到保水保墑的目的。

20世紀(jì)90年代，我國(guó)開(kāi)始研究翻壓還田技術(shù)，經(jīng)過(guò)多年的努力和研究，翻壓還田技術(shù)已逐漸完善，并研制出一系列配套農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備。相關(guān)人員可以利用大型農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備，將玉米秸稈粉碎成小于10 cm的莖段后拋撒在地表，在春季或秋季配合化肥一起翻入土壤中，深度為20～30 cm。該操作具有簡(jiǎn)單、機(jī)械化程度高等特點(diǎn)，能有效利用秸稈中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，加速秸稈分解，改善土壤的理化性能，提高土壤中的微生物含量，是我國(guó)秸稈還田的一種主要方法。

秸稈還田包括堆漚還田和過(guò)腹還田兩種方式。堆漚還田能緩解有機(jī)肥料短缺的情況，同時(shí)改善土壤的性能和肥力，主要操作方法如下所述。選擇運(yùn)輸方便的地點(diǎn)挖一個(gè)深坑，將玉米秸稈粉碎成小于10 cm的莖段，然后放在坑中，并放入適量的促腐劑，用塑料薄膜覆蓋，填土壓實(shí)，通過(guò)促腐劑的作用讓秸稈形成有機(jī)肥料。需要注意的是，堆漚的溫度要控制在50～60 ℃，濕度要控制在60%～70%。該技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是能形成大量的腐熟肥料，能改善土壤的理化性能，缺點(diǎn)是技術(shù)難度大，當(dāng)前應(yīng)用不廣。過(guò)腹還田是將秸稈作為畜牧業(yè)的重要飼料，經(jīng)過(guò)牛馬等動(dòng)物的消化后，一部分營(yíng)養(yǎng)被吸收，其余的轉(zhuǎn)變成糞便，經(jīng)過(guò)處理后施入土壤中，進(jìn)而提高土壤肥力，改善土壤的理化性能。秸稈中的部分糖類(lèi)和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)會(huì)被動(dòng)物吸收，轉(zhuǎn)化為重要的動(dòng)物制品。

秸稈還田技術(shù)還包括綜合還田法，是將直接還田法與間接還田法有機(jī)結(jié)合，找到兩者的最佳結(jié)合點(diǎn)，提高秸稈的利用效率，擴(kuò)大還田規(guī)模。從當(dāng)前的秸稈還田技術(shù)來(lái)看，主要的還田方法是將玉米秸稈粉碎成小于10 cm的莖段，然后均勻覆蓋在地表，之后深翻土壤，深度控制在20～30 cm，壓平之后提高土壤的墑情。我國(guó)玉米種植面積較大，各地區(qū)的生態(tài)環(huán)境存在差異，且氣候條件不同，要結(jié)合當(dāng)?shù)氐挠衩追N植情況選擇適宜的秸稈還田方式，提高玉米秸稈的利用率[1]。

2 玉米秸稈還田的優(yōu)勢(shì)

農(nóng)作物秸稈是我國(guó)重要的可再生資源，其中包括玉米秸稈。玉米秸稈還田可以改善土壤中的有機(jī)質(zhì)含量，增加土壤肥力，改善土壤理化性質(zhì)，降低肥料成本，節(jié)約資源，是我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要組成部分。

相關(guān)的調(diào)查研究顯示，玉米秸稈中的氮含量為0.6%，磷含量為0.3%，鉀含量為2.3%，其中的有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到15%左右。通過(guò)實(shí)踐分析得出，連續(xù)幾年采用秸稈還田技術(shù)能提高土壤中的有機(jī)質(zhì)、速效磷、速效鉀以及速效氮含量，分別可提高0.2%、35%～45%、25%～30%、1.1%，同時(shí)還能提高單位面積農(nóng)作物產(chǎn)量20%～30%。利用秸稈還田技術(shù)可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，降低農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省勞動(dòng)時(shí)間，尤其在城市化進(jìn)程不斷加快的背景下，可以緩解農(nóng)村地區(qū)勞動(dòng)力不足等問(wèn)題，推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3 玉米秸稈還田步驟

3.1 摘穗及粉碎

玉米完全成熟后需及時(shí)摘穗，連同苞葉一起摘下，不能待玉米秸稈被割之后再摘穗，否則會(huì)影響玉米秸稈的使用效率，不利于粉碎秸稈。摘穗處理之后要及時(shí)開(kāi)展粉碎作業(yè)，選擇大型秸稈粉碎機(jī)，將秸稈長(zhǎng)度控制為4～5 cm，秸稈越碎越好。

3.2 旋耕或耙茬

秸稈粉碎之后，應(yīng)將其埋在10 cm以下的土層，再使用重型圓盤(pán)耙兩次，進(jìn)一步切碎秸稈和根茬，耙后要及時(shí)深翻和鎮(zhèn)壓，起到保墑作用。將秸稈、肥料和土壤充分混合均勻，分布在0～10 cm的土層中，保證覆蓋均勻，以免養(yǎng)分流失，耕后耙平可以提高播種效率[2]。

3.3 秸稈還田

玉米秸稈還田用量為90 000 kg/hm2左右，不能隨意增加秸稈還田量，否則會(huì)影響農(nóng)作物根系生長(zhǎng)。秸稈還田后要及時(shí)增施速效氮，目的是降低土壤的碳氮比，促進(jìn)微生物活動(dòng)，利于幼苗對(duì)氮素的吸收，加速秸稈分解。秸稈還田之前施入尿素300 kg/hm2、過(guò)磷酸鈣375 kg/hm2、硫酸鉀150 kg/hm2，然后翻耕處理，可促進(jìn)秸稈分解，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)目的。

3.4 適時(shí)鎮(zhèn)壓和澆水

秸稈還田之后吸水能力強(qiáng)，并且微生物會(huì)分解吸水，導(dǎo)致土壤的含水量降低，因此要及時(shí)鎮(zhèn)壓和澆水，保證土壤密實(shí)，控制好土壤大小孔隙的比例，讓種子和土壤充分接觸，以提高種子發(fā)芽率，避免對(duì)根系造成影響。

3.5 消滅病原體

玉米秸稈會(huì)引發(fā)玉米大斑病和小斑病，直接秸稈還田容易導(dǎo)致農(nóng)作物感染病蟲(chóng)害。秸稈經(jīng)過(guò)高溫處理之后再使用，可以降低病蟲(chóng)害的發(fā)生概率。

4 玉米秸稈還田技術(shù)

4.1 機(jī)械直接還田技術(shù)

粉碎還田法能加快秸稈的分解速度，土壤能吸收秸稈中的養(yǎng)分，提高土壤的理化性能，增強(qiáng)團(tuán)體結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，保證農(nóng)作物產(chǎn)量。粉碎還田法可以將粉碎、旋耕、除茬一體化，簡(jiǎn)化還田過(guò)程，提高經(jīng)濟(jì)效益。整稈還田法是指用機(jī)械方法將玉米秸稈埋入農(nóng)田，該方法具有省時(shí)、便于操作等特點(diǎn)，但不適合用于山區(qū)和丘陵地區(qū)。

4.2 堆漚腐解還田技術(shù)

堆漚腐解還田技術(shù)能解決我國(guó)當(dāng)前有機(jī)肥料短缺的問(wèn)題，改良土壤，提高土壤肥力。與傳統(tǒng)的堆制漚肥還田技術(shù)相比，該技術(shù)能使秸稈快速產(chǎn)生大量纖維素酶，并在短時(shí)間內(nèi)將玉米秸稈漚腐成有機(jī)肥料，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益?，F(xiàn)階段，堆漚腐解還田技術(shù)主要采用高溫和密封等條件進(jìn)行秸稈腐解，能降低田間的病蟲(chóng)害為害，但操作有一定難度，不適合大范圍推廣和應(yīng)用。

4.3 覆蓋栽培還田技術(shù)

覆蓋栽培還田技術(shù)能提高土壤的有機(jī)質(zhì)含量，并且能補(bǔ)充土壤中的氮磷鉀和微量元素，改善土壤的性能，促進(jìn)植株健康生長(zhǎng)。覆蓋秸稈能調(diào)節(jié)土壤溫度，降低因氣溫變化對(duì)農(nóng)作物造成的危害。在我國(guó)部分地區(qū)，秸稈覆蓋栽培技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用和推廣[3]。

5 秸稈還田技術(shù)對(duì)土壤的影響

5.1 玉米秸稈還田對(duì)土壤養(yǎng)分含量和pH值的影響

玉米秸稈富含豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其中有機(jī)質(zhì)含量為94%，氮含量為0.8%，磷含量為0.4%，鉀含量為1.6%。玉米秸稈還田能改善土壤的養(yǎng)分含量，同時(shí)改變土壤的pH值。學(xué)者通過(guò)對(duì)比玉米秸稈還田后的土壤發(fā)現(xiàn)，連續(xù)3年玉米秸稈還田的土壤有機(jī)質(zhì)含量可增加7%～9%。此外，部分學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，與不還田處理的土壤相比，連續(xù)3年進(jìn)行玉米秸稈還田的土壤玉米秸稈整翻處理與粉碎處理含氮量分別可增加25%、28%。

相關(guān)試驗(yàn)表明，施用氮肥和秸稈還田能增加土壤中微生物和氮的含量。玉米秸稈還田后，土壤中的pH值會(huì)隨著秸稈還田量的增加逐漸下降，下降幅度為4.5%～11%，能起到改良鹽堿地的效果。因此，玉米秸稈還田不僅能提高土壤中的養(yǎng)分含量，同時(shí)還能降低土壤中的pH值，對(duì)提高土壤肥力具有顯著作用。

5.2 玉米秸稈還田對(duì)土壤物理性狀的影響

玉米秸稈還田之后，在微生物的作用下會(huì)形成腐殖質(zhì)，可以增加土壤的有機(jī)質(zhì)含量，形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成可以降低土壤容重，提高土壤的孔隙度，從而促進(jìn)土壤對(duì)養(yǎng)分和水分的吸收，有利于農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育。

有研究學(xué)者表明，玉米秸稈全覆蓋免耕還田能增加土壤中的含水量及單位面積內(nèi)土壤的蚯蚓數(shù)量。秸稈還田能改善土壤的理化性能，降低0～10 cm的表層土壤容重。綜上所述，玉米秸稈還田能改善土壤的理化性狀，有利于農(nóng)作物根系對(duì)養(yǎng)分和水分的吸收，提升農(nóng)作物產(chǎn)量。

5.3 玉米秸稈還田對(duì)土壤微生物的影響

玉米秸稈還田能增加土壤中有機(jī)質(zhì)含量和水分含量，滿足土壤中的微生物生長(zhǎng)需求。相關(guān)研究表明，單獨(dú)施入化肥或者秸稈還田能提高土壤微生物含量，但如果只施入化肥，后期效果不足，秸稈還田之后，能持續(xù)增加土壤中的微生物含量。

在玉米全生育期內(nèi)，與傳統(tǒng)的耕作技術(shù)相比，采用秸稈還田免耕處理技術(shù)，可使土壤中的微生物細(xì)菌含量和真菌含量明顯增加，會(huì)影響玉米生長(zhǎng)發(fā)育。連續(xù)使用秸稈還田技術(shù)，可以增加耕作層內(nèi)的細(xì)菌和放線菌群的整體數(shù)量。綜上所述，玉米秸稈還田能增加土壤微生物含量，并且改善土壤條件，滿足農(nóng)作物生長(zhǎng)需求。

5.4 玉米秸稈還田對(duì)產(chǎn)量的影響

玉米秸稈還田能增加土壤中的含水量，優(yōu)化土壤性能，提高土壤中的微生物含量和酶的活性，促進(jìn)農(nóng)作物健康生長(zhǎng)，提高農(nóng)作物產(chǎn)量。相關(guān)試驗(yàn)表明，玉米秸稈還田后，能明顯提高水稻移栽前和收獲后的氮磷鉀含量，同時(shí)也會(huì)增加土壤中的有機(jī)質(zhì)含量，為提高水稻的產(chǎn)量奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。研究表明，連續(xù)3年秸稈還田施肥與不施肥相比能夠增產(chǎn)41%～47%，增產(chǎn)效果明顯，但單一的秸稈還田不能滿足農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)養(yǎng)分的需求，需要配合秸稈還田技術(shù)。

5.5 秸稈還田需要進(jìn)一步研究的技術(shù)

我國(guó)玉米種植范圍較廣，不同地區(qū)的氣候和土壤類(lèi)型存在差異。在熱量條件差和雨水比較少的地區(qū)，玉米秸稈還田之后腐解困難，會(huì)影響第二年出苗。在降水量較多的地區(qū)，土壤表層的含水量較高，會(huì)影響玉米根系的生長(zhǎng)。在灌溉條件較差的干旱地區(qū)，土壤中的含水量較少，會(huì)導(dǎo)致旱情加重，可以在秸稈中添加腐稈劑，并提高其推廣價(jià)值。相關(guān)科研工作者應(yīng)加強(qiáng)對(duì)玉米秸稈還田適合模式的研究，確保農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備與農(nóng)業(yè)配套，提高農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的作業(yè)效率。此外，要加大對(duì)不同型號(hào)玉米秸稈粉碎機(jī)和翻供一體機(jī)的研究和推廣力度。

6 玉米秸稈還田存在的問(wèn)題

6.1 碳氮比失調(diào)和秸稈粉碎不符合要求

調(diào)查研究顯示，秸稈本身的碳氮比為85∶1，適合微生物活動(dòng)的碳氮比為25∶1。秸稈還田會(huì)導(dǎo)致土壤中的氮素不足，造成微生物和農(nóng)作物爭(zhēng)奪氮素，影響秸稈的分解速度和農(nóng)作物的正常生長(zhǎng)，導(dǎo)致生長(zhǎng)不良。如果玉米秸稈的粉碎長(zhǎng)度太長(zhǎng)，將會(huì)影響翻耕效果，不利于播種。

6.2 土壤大小空隙比例不合理

玉米秸稈還田會(huì)使土壤變疏松，容易導(dǎo)致土壤失墑，對(duì)種子的發(fā)芽和生長(zhǎng)不利，同時(shí)會(huì)影響農(nóng)作物根部扎根。玉米秸稈中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，能提高土壤中的有機(jī)質(zhì)含量。將玉米秸稈粉碎之后直接還田，可以增加土壤中的有機(jī)質(zhì)含量，但要使用專(zhuān)門(mén)的鎮(zhèn)壓器鎮(zhèn)壓，否則會(huì)影響玉米秸稈還田效果。

6.3 秸稈還田之后部分病蟲(chóng)害加重

玉米秸稈還田會(huì)攜帶多種蟲(chóng)源病菌，尤其會(huì)增加根腐病、紋枯病、葉枯病的發(fā)病概率，加之玉米秸稈粉碎還田后，土壤會(huì)形成一個(gè)小溫室，提高土壤中的溫度，為病菌和蟲(chóng)卵營(yíng)造適宜的生長(zhǎng)環(huán)境，加快繁殖，提高發(fā)病概率。為此，相關(guān)人員應(yīng)將玉米秸稈經(jīng)過(guò)粉碎后再還田，降低病蟲(chóng)害的發(fā)生概率。

7 玉米秸稈還田技術(shù)的優(yōu)化措施

7.1 設(shè)置專(zhuān)項(xiàng)補(bǔ)貼，緩解農(nóng)民壓力

當(dāng)前，農(nóng)民需承擔(dān)玉米秸稈還田的機(jī)械設(shè)備費(fèi)用和農(nóng)資費(fèi)用，導(dǎo)致農(nóng)民的積極性不高。利用秸稈還田技術(shù)能降低對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染，增加農(nóng)民收入。為此，相關(guān)部門(mén)應(yīng)加大對(duì)秸稈還田技術(shù)的補(bǔ)貼力度，調(diào)動(dòng)農(nóng)民的積極性，結(jié)合不同地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，適當(dāng)調(diào)整補(bǔ)貼力度。此外，相關(guān)工作部門(mén)應(yīng)加大宣傳力度，加強(qiáng)對(duì)玉米秸稈還田技術(shù)的推廣。

7.2 多渠道開(kāi)發(fā)秸稈利用技術(shù)

我國(guó)玉米秸稈的數(shù)量較大，不可能完全還田，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)未還田部分秸稈的利用，加大對(duì)秸稈的開(kāi)發(fā)和利用力度，例如采用秸稈氨化技術(shù)。經(jīng)過(guò)氨化處理后的秸稈能有效降低農(nóng)民種植成本，調(diào)動(dòng)農(nóng)民積極性。

7.3 推廣玉米秸稈機(jī)械化還田技術(shù)

部分農(nóng)民群眾對(duì)玉米秸稈還田技術(shù)的認(rèn)識(shí)不足，加之玉米的種植規(guī)模較小，多為一家一戶的種植模式，群眾不愿意購(gòu)買(mǎi)玉米秸稈還田機(jī)械設(shè)備，若沒(méi)有政府補(bǔ)貼，農(nóng)民購(gòu)買(mǎi)設(shè)備的難度較大。為此，應(yīng)加大對(duì)玉米秸稈還田工作的投入力度，重視對(duì)玉米秸稈還田技術(shù)的推廣，讓農(nóng)民真正認(rèn)識(shí)到秸稈還田技術(shù)的優(yōu)越性。

8 玉米秸稈還田技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

第一，應(yīng)實(shí)現(xiàn)秸稈還田的機(jī)械化發(fā)展，研究大型機(jī)械設(shè)備和中小型機(jī)械設(shè)備，滿足不同地區(qū)對(duì)玉米秸稈還田的需求，提高秸稈還田的利用效率。加大對(duì)機(jī)械設(shè)備的投入力度，在秸稈機(jī)械化還田的過(guò)程中，還要重視肥料的使用，最大程度提高農(nóng)作物產(chǎn)量。第二，發(fā)展秸稈還田生物技術(shù)，秸稈還田中的快速腐解技術(shù)非常重要，應(yīng)加大對(duì)生物工程技術(shù)的開(kāi)發(fā)力度，重視對(duì)快速腐解秸稈生物菌劑的研發(fā)，提高秸稈的利用效率。

9 結(jié)束語(yǔ)

玉米秸稈還田技術(shù)能提高土壤肥力，改善土壤的理化性能，提高土壤中的微生物含量，確保農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量的提升。不同地區(qū)的種植條件存在差異，要結(jié)合當(dāng)?shù)氐姆N植條件，選擇合適的玉米秸稈粉碎還田機(jī)，提高秸稈的利用效率，減少對(duì)環(huán)境的破壞，促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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