國內秸稈還田技術探究

曹鴻景　王克勤　馮曉月

摘要：綜述了國內秸稈還田方式以及秸稈還田效應。指出了秸稈還田主要有直接還田和間接還田方式。秸稈還田之后，不僅能夠改良當地的土壤理化性質，同時也起到了保水保土的效應。秸稈在腐解過程中產生的營養元素能夠增加土壤肥力，還能促進作物對營養元素的吸收。

關鍵詞：秸稈還田；秸稈還田肥效；秸稈還田方式

中圖分類號：S141.4

文獻標識碼：A文章編號：16749944（2017）8010903

1引言

我國是農業大國，不僅作物秸稈種類繁多，同時秸稈的產生量也急劇增長。農作物秸稈是農業廢棄物之一，含有大量作物所需元素，包括氮素、磷素以及微量元素，農作物秸稈作物占生物總量的50%左右[1]，是一種重要的可再生資源。我國每年產生大量的秸稈作物只有極少的一部分被再循環利用，其余的都被焚燒、堆積和遺棄，不僅造成了資源浪費，也污染當地生態環境。

秸稈還田是將作物收獲后余留的秸稈直接或堆積腐熟后施入農田，是改良土壤性質、加速生土熟化、提高土壤肥力的一種處理方式[2]。秸稈埋入土壤中，經過微生物的分解，秸稈中的營養元素不但能夠被作物吸收，而且還會加速農作物對其他營養物質的吸收。但是，國內秸稈還田技術發展過晚，還不夠成熟。不成熟的秸稈還田技術不僅不能改良土壤理化性質，還會造成農作物生長不良。筆者綜述了秸稈還田技術，以期能夠為當地生態文明建設和可持續性農業發展提供一定的理論依據。

2秸稈還田方式

根據秸稈還田的方式可以分為直接還田和間接還田兩種[3]。

秸稈直接還田是指將作物不采用任何處理埋入土壤或者覆蓋土壤表層，讓其自然腐熟的方式[7]。由此可以看出，這種方法可以使秸稈能夠簡單、快速和有效的再循環利用。直接還田方式中還包括機械粉碎還田、整稈還田及覆蓋還田。

秸稈機械粉碎還田方式中，利用機械粉碎秸稈的同時進行耕地滅茬，提高了農業生產效率[4]。秸稈經過粉碎之后，加大了土壤微生物活動和增加了土壤吸收速率，能夠有效的改良

土壤理化性質和增加土壤肥力，同時也能起到增產增收的顯著效益。整桿還田方式中，在作物收獲之后，農田中剩余的秸稈，利用機械翻耕埋入耕地中，或者直接利用整個秸稈覆蓋耕地表面。由于秸稈的覆蓋，土壤水分的蒸發量可以有效的減少。上述兩種秸稈還田方式能夠簡單、有效的對秸稈進行資源再循環利用，但是依賴于農業機械的使用，這就使這兩種秸稈還田方式不利于在山地實施，更多的利用于平坦的地方。覆蓋還田是指在種植作物時，將秸稈覆蓋于土壤表面，覆蓋面積達到30%以上[5]。隨著時間推移，秸稈腐解所產生的有機質、氮、磷、鉀以及微量元素能夠補充到土壤中，被作物有效吸收，繼而增加土壤肥力。同時，由于秸稈的覆蓋，能夠有效的減少土壤水分的蒸發，增加土壤的儲水量，大大提高了土壤水分的利用率。在降雨產生徑流的過程中，覆蓋的秸稈能夠有效截流，在減少地表徑流的同時，也減少了隨著徑流流失的泥沙，起到保持水土的功效。

堆腐還田和過腹還田為秸稈間接還田的兩種方式。堆腐還田是將秸稈與泥土、人糞尿等混合堆置在不透氣處堆放，至其腐熟，制成堆肥、漚肥后再施入田間的方法。堆腐還田可以就近挖一土坑，將秸稈切成10cm左右，堆成30cm左右厚度的秸稈堆，上面加一層泥土、人糞尿等混合物，一層層堆積，用泥土封頂[6]。秸稈腐解由許多因素制約影響，比如水分、微生物等因素，這就使得秸稈腐解過于緩慢。而對于國內一年多輪作的地方來說，秸稈緩慢的腐解雖然能夠有效的利用資源，但是并不能夠滿足當地農業需求。而秸稈的過腹還田相較于堆腐還田方便很多，當地人們利用秸稈來喂養家畜，用家畜產生的糞便施入耕地當中，家畜的糞便中含有大量的有機質。

3秸稈還田效應

隨著人們環保意識的增強，以及農業的可持續性發展，資源再循環利用已經成為國內重點課題。大量的研究表明，秸稈還田是一種可行且效果顯著的資源再循環利用方式。秸稈還田能夠有效的改良土壤理化性質，增加土壤肥力，同時也能增加作物對營養元素的吸收，繼而達到資源循環利用的同時也能增產增收的效果。

秸稈還田對土壤物理性狀的改變，主要為土壤水分、土壤溫度、土壤容重和孔隙度、土壤團聚體等。作物生長離不開水分，因此土壤水分是土壤重要的物理指標之一。通過對地表土壤進行秸稈覆蓋，不僅能夠有效減少土壤水分的蒸發，也會減少降水產生徑流的流失量，起到涵養水分的功效。粉碎之后的秸稈埋入土壤內，秸稈能夠阻斷土壤水分的毛細作用，繼而提高0～40 cm土層的土壤含水量。Sarkar[7]等利用稻草覆蓋油菜田，使水分利用率提高45%。秸稈腐解過程中，不僅受到土壤水分的制約，同時也受土壤溫度的影響。秸稈腐解需要土壤微生物，而土壤溫度影響著土壤微生物的活動。秸稈還田可以起到平衡土壤溫度的作用。有研究表明，秸稈覆蓋后地表溫度較對照高0.7～0.9℃[8]，冬季地溫提高0.5～2.5℃[3～6]，但秸稈覆蓋的調溫效應隨葉面積指數增加而減弱[9]。秸稈還田同時也能夠改變土壤容重及孔隙度，李新舉等[10]通過秸稈覆蓋與秸稈翻壓還田效果比較得出，秸稈還田可以增加土壤孔隙度、減少土壤容重，使土質疏松。秸稈還田之后，可以使得土壤大粒徑微團聚體數量及水穩定，同時也能夠降低土壤小級別高團聚體穩定性。

秸稈還田在改變土壤物理性狀的同時，能夠增加土壤肥力，主要表現在土壤中氮、磷、鉀元素的含量改變。隨著科技的快速發展，也帶動著農業的飛速發展。為了達到作物的增產增收效果，越來越多的人使用工業化肥。但是研究表明，作物只能夠吸收一小部分化肥中的養分，其余的都堆積在土壤當中，這就造成了當地土壤污染。人們為了作物產量增加，又會大量使用化肥，這就形成了一種惡性循環，秸稈還田不僅能夠打破這種循環，也能使資源可持續性利用。土壤中的氮素能夠增強作物光合作用，但是氮素不能長時間留存于土壤，氮肥的使用必不可少，而秸稈還田配施氮肥，能夠更好的增加土壤含氮量。Thomsen[11]在室內利用N15標記秸稈的實驗表明，每克秸稈可以固定土壤中1.0 mg～3.2 mg的氮，所以化肥與秸稈配合施用是提高土壤氮素的有效途徑之一[12]。長期使用秸稈還田，還能夠增加土壤有效磷全磷含量。秸稈在腐解過程中會產生有機酸等產物，能夠增強土壤中氮、磷、鉀的肥效，調整土壤氮、磷、鉀比例。對于鉀元素來說，秸稈與化肥配施，速效鉀以每年8%的速度遞增[13]；秸稈配施化肥比單施化肥，土壤有效鉀含量增加了4.8%～21.0%[14，15]。

4結語

科技在飛速發展的同時，也帶動著農業迅猛發展。為了達到作物增收增產，人們大量使用農業化肥。作物對于化肥營養元素的吸收只占了很小的一部分，而大部分的氮、磷、鉀元素一方面隨著地表徑流流失，流入附近水體，造成水體污染，形成水體富營養化；另一方面，大量的元素在土壤中堆積，造成了當地土壤污染。作物產生的大量秸稈，堆積、廢棄和焚燒成了主要的處理方式。土壤中大量的營養元素的流失，使得土地越發貧瘠，為了滿足當地的農業發展，人們會在耕地中施入越來越多的化肥，這形成了一種惡性循環。這種不良的農耕作業不僅污染當地的生態環境，同時廢棄和焚燒的秸稈造成了可循環利用資源的浪費，并不能夠達到當地農業的可持續發展。

秸稈還田方式主要有直接還田和間接還田，其中直接還田包括機械粉碎還田、整稈還田及覆蓋還田，間接還田包括堆腐還田和過腹還田。由于各地方地形的局限性，需要選擇適合當地實際情況的秸稈還田方式。秸稈還田不僅是一種可再生資源的循環利用，同時也能夠改良當地土壤的理化性質。秸稈還田之后，能夠起到增加土壤孔隙度、降低土壤容重、增加耕地表層土壤的含水量的作用，也能夠減少當地降雨產生的徑流量以及泥沙量，起到保水保土的作用。秸稈還田之后，在改良土壤的同時，其腐解所產生的氮、磷、鉀以及微量元素，能夠促進當地作物對營養元素的吸收。由于每個地區地質的差異性，還需要大量的實驗研究，探索出適宜當地秸稈利用方式。

秸稈還田屬于當今農業可持續性發展的熱門課題之一，在總結前研究者研究成果的時候，也要對當地識實際情況進行科學的分析，以期達到再生資源的科學性得再循環利用。

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