玉米秸稈還田技術(shù)要點

孔兆飛

（鳳陽縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心土肥站，安徽 鳳陽 233100）

秸稈是農(nóng)作物生產(chǎn)的副產(chǎn)品，其含有豐富的氮磷鉀等大量元素以及硅等微量元素，屬于應(yīng)用價值高、易獲得的可再生資源之一[1]。焚燒是作物秸稈處理方式之一，其不僅會造成資源浪費，還可能對環(huán)境造成污染[2]，在一定程度上還會破壞土壤的耕作層，降低土壤質(zhì)量[1]。相關(guān)學(xué)者就秸稈的利用開展了大量研究[3-7]，表明秸稈還田不僅可以減少其焚燒對環(huán)境的污染，還可以培肥地力，改善土壤理化性質(zhì)，減少土壤中的水分蒸發(fā)。在生態(tài)環(huán)境保護(hù)背景下，推廣秸稈還田技術(shù)，推動秸稈的綜合利用，有利于促進(jìn)生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展。

安徽鳳陽氣候溫暖，有豐富的降水、光照及熱量資源，適合玉米種植，是黃淮海平原春夏玉米種植區(qū)之一。近年來，該地區(qū)玉米種植面積穩(wěn)定在1.2萬hm2以上，僅次于水稻，玉米總產(chǎn)量在10 萬t 以上，在當(dāng)?shù)丶Z食安全生產(chǎn)中占據(jù)重要地位。該地區(qū)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中貫徹綠色發(fā)展理念，通過多種渠道推進(jìn)秸稈綜合利用，提高秸稈資源利用效率，目前秸稈的綜合利用率超過90%。在秸稈綜合利用中，秸稈還田是重要應(yīng)用之一，本文從生產(chǎn)實踐出發(fā)，對推廣玉米秸稈還田技術(shù)的優(yōu)勢、技術(shù)要點進(jìn)行總結(jié)，為提高作物秸稈利用率，推進(jìn)生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展提供參考。

1 玉米秸稈還田技術(shù)基本情況分析

秸稈還田是將秸稈覆蓋田塊后適當(dāng)輔助免耕、少耕技術(shù)，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的快速發(fā)展，大量農(nóng)業(yè)機(jī)械得以應(yīng)用，可將秸稈先粉碎再覆蓋還田。秸稈翻壓還田技術(shù)研究起步較早，隨著該技術(shù)的進(jìn)一步完善，一系列的配套農(nóng)業(yè)設(shè)施也隨之被研制。玉米秸稈還田技術(shù)主要有3種方式：一是堆漚還田，先在便于運輸?shù)膮^(qū)域挖深坑，將玉米秸稈粉碎成10 cm以下的小段，放入深坑，并適當(dāng)添加促腐劑，覆蓋一層塑料膜，最后填一層土并充分壓實，堆漚的適宜溫度、濕度分別控制在50～60 ℃、60%～70%，通過堆漚，可以形成大量腐熟的有機(jī)肥，該技術(shù)的缺點是要求較高，尚未大范圍應(yīng)用；二是過腹還田，將玉米秸稈作為牲畜的飼料，經(jīng)過牲畜的消化作用后，一部分養(yǎng)分通過糞便排出，經(jīng)過無害化處理后施入土壤，發(fā)揮其培肥地力、改善土壤理化性質(zhì)的作用；三是直接還田法，在農(nóng)機(jī)作用下將玉米秸稈粉碎成10 cm 以下的小段，均勻拋灑在地表，隨著機(jī)械施肥整地翻入20～30 cm 深的土層中，是主要的秸稈還田方法之一，其操作簡單、省時省力。各玉米種植區(qū)的氣候條件不盡相同，應(yīng)結(jié)合種植區(qū)氣候條件科學(xué)選擇適合的方式對玉米秸稈進(jìn)行處理和還田利用。

2 玉米秸稈還田的優(yōu)勢分析

2.1 培肥地力

玉米秸稈中氮磷鉀含量分別可達(dá)到0.6%、0.3%和2.3%，有機(jī)質(zhì)的含量約為15%。若秸稈還田量為7 500 kg/hm2，其腐爛后補(bǔ)充到土壤中的養(yǎng)分相當(dāng)于分別施入過磷酸鈣、碳銨和硫酸鉀219、195 和150 kg/hm2，且玉米秸稈中還含有多種微量元素。研究表明，旱地玉米田內(nèi)秸稈還田5年后，土壤有機(jī)質(zhì)含量從1.69%增加到2.31%[8]；秸稈連續(xù)還田10年后，田間土壤全氮含量較還田前增加0.21 mg/kg，速效磷、速效鉀分別較還田前增加4.5、28.0 mg/kg，有機(jī)硅含量增加32 mg/kg，鋅、硼元素含量也有一定的提高[9]。張勇[10]研究表明，玉米秸稈連續(xù)還田3～5年后，土壤中有機(jī)質(zhì)含量較還田前增加0.2%，速效磷含量增加35%～45%，速效鉀增加25%～30%，速效氮含量增加1.1%。即多年的玉米秸稈還田可以使土壤中的養(yǎng)分含量得到不同程度的提高，培肥地力效果明顯。

2.2 改善土壤結(jié)構(gòu)

玉米秸稈還田有利于土壤保墑，使土壤中的水穩(wěn)定性增強(qiáng)、土壤孔隙度增加，進(jìn)而改善土壤的通透效果。土壤通透性的提高不僅可增強(qiáng)作物根系從土壤中吸收水的能力，還可以增加土壤溫度，便于土壤中養(yǎng)分盡快分解。實踐表明，玉米秸稈連續(xù)還田10 年后，耕作層中土壤容重比未還田土壤降低了0.17 g/cm3，總孔隙度增加3.74 個百分點，非毛管孔隙增加2.38 個百分點[9]；旱地玉米秸稈連續(xù)還田5 年后，土壤容重從還田前的1.37 g/cm3降低到了1.22 g/cm3[8]。

2.3 增加微生物活性及數(shù)量

玉米秸稈中的化學(xué)能可以為微生物的活動提供必要的能量，且玉米秸稈還田使土壤更加疏松、養(yǎng)分含量增加，為微生物活動提供了良好的生存空間。秸稈還田后，土壤中微生物的數(shù)量增加超過100萬個/g；旱地玉米秸稈還田5年后，耕作層蚯蚓的數(shù)量由10條/m2增加到46條/m2[8]。

2.4 提高產(chǎn)量

玉米秸稈還田后，在自然分解期間可產(chǎn)生二氧化碳，為小麥、玉米的生長提供充足的光合作用原料，有利于提高光合效率，促進(jìn)作物增產(chǎn)[11]。研究表明，玉米秸稈還田后種植小麥較未還田的田塊增產(chǎn)3.9%[12]；麥田內(nèi)玉米秸稈連續(xù)還田10 年后，小麥的產(chǎn)量較未還田的田塊增產(chǎn)13.08%，稻田內(nèi)玉米秸稈連續(xù)還田10年后，水稻的產(chǎn)量較未還田的田塊增產(chǎn)12.24%[9]；玉米秸稈連續(xù)還田3～5年后作物產(chǎn)量增幅在20%以上[10]；玉米田內(nèi)連續(xù)秸稈還田2～3年后，玉米的產(chǎn)量增幅達(dá)到13.44%[8]。

2.5 增加效益

秸稈還田可以適當(dāng)降低勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，緩解農(nóng)村勞動力不足等問題，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供必要保障。玉米收獲后，采取人工騰茬的單人勞動強(qiáng)度約150 h/hm2；應(yīng)用機(jī)械進(jìn)行秸稈還田的效率為5 333.36 m2/h。秸稈還田大大提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動成本，達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益的目的，同時，可以盡快騰茬進(jìn)行下茬作物的種植，打好豐產(chǎn)基礎(chǔ)，以取得較好的效益。

2.6 降低病蟲草害

通過將玉米等作物秸稈還田，可以有效抑制雜草生長，降低田間雜草的數(shù)量，進(jìn)而減少田間雜草防除的人工及藥劑成本，同時，藥劑的少施或不施可改善生態(tài)環(huán)境。還田的作物秸稈腐熟分解后產(chǎn)生的部分化感物質(zhì)可對土壤內(nèi)致病微生物的生存及繁殖產(chǎn)生抑制作用，在一定程度上可降低作物病蟲害發(fā)生的概率。此外，作物秸稈分解過程中產(chǎn)生的有機(jī)酸等物質(zhì)對土壤中的礦物質(zhì)起到一定的溶解及轉(zhuǎn)移作用，可抑制兼性寄生真菌的生長。

3 玉米秸稈還田的技術(shù)要點分析

3.1 合理選擇還田時機(jī)

秸稈應(yīng)盡早還田，其在土壤中腐爛的速度與其水分含量密切相關(guān)。對于旱地，在不影響玉米產(chǎn)量及下茬作物種植的基礎(chǔ)上，玉米成熟后把握好適合的收獲時間，秸稈還田一般在秸稈處于青綠狀態(tài)時翻入土壤中，此時秸稈內(nèi)水分含量在30%～40%、糖分含量較高，盡快將其粉碎后還田可提高腐熟分解的速度，使其快速轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料；秸稈干枯后再粉碎還田，一方面粉碎難度較大，另一方面降低了秸稈在土壤中的分解速度，不利于后茬作物生長。對于水田，可在下茬作物栽植前8～15 d進(jìn)行玉米秸稈的粉碎還田。

3.2 把握秸稈粉碎長度

一般在玉米完全成熟后，先將穗連同苞葉一起采摘，之后割倒玉米秸稈進(jìn)行整體還田或粉碎還田，為了加快秸稈的腐解速度，一般以粉碎還田居多。玉米秸稈粉碎還田時選擇秸稈粉碎機(jī)，將秸稈粉碎成不超過10 cm的小段，以3.5 cm以下為佳，粉碎長度過長可能造成壓土嚴(yán)實，對下茬作物的出苗及生長不利。

3.3 深埋耙地

玉米秸稈粉碎后，先通過整地將其翻入地下15 cm 以下的位置，確保其不會對土壤結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，且加快腐熟速度。其次，用重型圓盤耙進(jìn)行2次耙地，將秸稈及根茬進(jìn)一步切碎。最后，深翻、鎮(zhèn)壓一次土壤，有利于減少土壤空隙、提高土壤保墑能力，避免后茬作物出現(xiàn)高腳苗、倒伏等情況。要求將秸稈、土壤和肥料等拌和充分，均勻撒在耕作層內(nèi)，之后將地表耙平。對于水田，粉碎還田的玉米秸稈需要先在田間浸泡3～4 d后再進(jìn)行整地，經(jīng)過5～6 d即可將地表耙平。

3.4 控制秸稈還田量

田間秸稈還田量過多則會導(dǎo)致土壤的空隙增加，土壤過于疏松，不利于還田秸稈的腐爛、沉實，影響后茬作物的播種、出苗及后續(xù)生長，增加僵苗、弱苗的概率，嚴(yán)重時可能出現(xiàn)缺苗斷壟等現(xiàn)象，影響作物的產(chǎn)量。因此，要合理控制玉米秸稈的還田量，一般控制在新鮮秸稈量3.75～4.50 t/hm2。若土壤肥力較好，還田量可增加到6.00～6.75 t/hm2；若土壤肥力較差，還田量可減少到3.00～3.75 t/hm2。

3.5 消毒土壤

玉米秸稈還田后，在土壤中腐熟分解時會產(chǎn)生多種有機(jī)酸，可能毒害農(nóng)作物的根系，影響作物生長。因此，針對一些黏重或者板結(jié)酸化的地塊，在玉米秸稈還田的同時，可搭配施入石灰525 kg/hm2左右，以促進(jìn)中和秸稈分解發(fā)酵產(chǎn)生的酸性物質(zhì)，有利于作物的豐產(chǎn)。

3.6 適當(dāng)補(bǔ)充氮肥

秸稈在土壤中腐熟分解過程中，微生物的活動增強(qiáng)，土壤中氮養(yǎng)分的消耗增加，與下茬作物幼苗存在一定的爭肥現(xiàn)象，因此秸稈還田后需要適當(dāng)施入速效氮肥，使土壤中的碳氮比降低，促進(jìn)微生物活動，加快秸稈的分解速度。一般在玉米秸稈還田之前可施入碳酸氫銨或尿素300 kg/hm2，再對土壤進(jìn)行翻耕處理，將氮肥翻入土層中。值得注意的是，若秸稈還田的地塊缺乏其他養(yǎng)分元素，可結(jié)合實際需求適當(dāng)補(bǔ)施。

3.7 調(diào)節(jié)土壤墑情

秸稈的吸水能力較強(qiáng)，還田后可從土壤中大量吸水，且秸稈的腐熟分解也需要吸收水分，因此在一定程度上降低了土壤的水分含量，可采取必要的鎮(zhèn)壓、灌溉措施，保證土壤的墑情適宜、孔隙比例合理，有利于下茬作物播種后種子充分地接觸到土壤，促進(jìn)種子盡快萌發(fā)。秸稈還田時土壤水分含量應(yīng)控制在40%～60%，若土壤墑情不佳，可在還田、翻耕土壤后及時灌溉；若土壤水分含量趨于飽和，則可適時擱田，保證土壤處于透氣性較好的狀態(tài)。

3.8 防治病蟲害

秸稈還田是將秸稈經(jīng)過物理方法粉碎后施入田間，其間并不能對病原菌、害蟲起到滅殺效果。若玉米生產(chǎn)期間發(fā)生較嚴(yán)重的病蟲害，其秸稈還田后可能導(dǎo)致下茬小麥等作物發(fā)生根腐病、葉枯病等概率增加，且秸稈還田后的土壤中形成溫濕度適宜的環(huán)境，有利于蟲卵、病菌等生存繁衍。因此還田的秸稈需要選擇健康的植株，將發(fā)生病蟲害的玉米秸稈剔除，避免其攜帶的病原菌、害蟲等隨著還田進(jìn)入土壤中，危害下茬作物的生長。有些攜帶病原、蟲卵的玉米植株，在未表現(xiàn)出危害癥狀之前難以被發(fā)現(xiàn)，其還田后可能增加田間病原菌、害蟲的基數(shù)，因此在還田后整地前噴施適宜藥劑進(jìn)行殺菌殺蟲，可噴施50%辛硫磷1 000倍液+50%百菌清500倍液等。還可將玉米秸稈進(jìn)行堆漚，高溫發(fā)酵處理后再還田，也可降低病蟲害的發(fā)生概率。

4 結(jié)語

秸稈還田技術(shù)在改善土壤肥力水平、理化性狀等方面有著較好的效果，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上對秸稈還田技術(shù)的應(yīng)用給予了高度重視，將秸稈還田技術(shù)作為一項主要技術(shù)推廣，在培肥地力、實現(xiàn)作物增產(chǎn)等方面取得了較好的效果。未來，秸稈還田技術(shù)的發(fā)展可在機(jī)械設(shè)備上加大研發(fā)力度，結(jié)合各地實際需求研制出配套的中小型或者大型秸稈還田機(jī)械設(shè)備，提高對玉米等作物秸稈的利用率。秸稈還田技術(shù)中，促進(jìn)秸稈的快速腐解十分關(guān)鍵，快速腐解作物秸稈的生物菌劑開發(fā)也是未來的研究發(fā)展方向之一，可提高效率，進(jìn)一步推廣秸稈還田技術(shù)。

本文從生產(chǎn)實踐出發(fā)，對玉米秸稈還田技術(shù)的基本情況、優(yōu)勢及技術(shù)要點分別進(jìn)行總結(jié)分析。玉米秸稈還田技術(shù)能夠培肥地力，改善土壤理化性質(zhì)，增強(qiáng)土壤中微生物活性，防治病蟲草害，以及提高作物產(chǎn)量和效益。同時提出了合理選擇秸稈還田時機(jī)、把握秸稈粉碎長度、耙地深埋、控制秸稈還田量、土壤消毒以及防治病蟲害等方面技術(shù)要點，為提高作物秸稈利用率，推進(jìn)生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展提供參考。