免耕秸稈覆蓋對土壤性質及糧油作物的影響

崔佳

我國是糧食生產大國，也是秸稈資源大國。玉米的種植面積已超過上千萬公頃，年秸稈資源總產量高達7×108噸，但由于長期以來田間焚燒和廢棄未利用的達到3×108噸，嚴重浪費資源、污染空氣和環(huán)境。玉米對生長環(huán)境較為敏感，適宜的溫度更利于玉米生長發(fā)育，如何改善土壤的水肥狀況是提高玉米產量的關鍵，但由于農民為追求作物產量及經濟效益的提高，化肥施用量逐年增加，出現土地鹽堿化、土壤有機質含量降低、結構失調等問題。因此，作物高產穩(wěn)產的根本保證是增施有機肥，提高土壤中有機質的含量，尋求適宜當地農田的廢棄秸稈利用方式已迫在眉睫。秸稈還田是改善土壤的主要方式，不僅能夠增加土壤有機質含量及養(yǎng)分含量，而且能夠改善土壤理化性狀，優(yōu)化農田生態(tài)環(huán)境，提高作物產量與品質，促進農田生態(tài)系統健康等作用，秸稈還田被認為是發(fā)展可持續(xù)農業(yè)的一項重要措施。秸稈覆蓋的應用對秸稈資源利用和環(huán)境保護發(fā)揮了重要作用。

1 秸稈覆蓋對土壤性質的影響

土壤容重和孔隙度影響著土壤養(yǎng)分進一步的轉化、利用，最終導致整個作物的生長發(fā)育受到限制。作物的生長發(fā)育與土壤的特性相互制約。因此，若此能量循環(huán)系統其中某一部分反向發(fā)展都將導致生態(tài)生產發(fā)生問題。

目前，我國主要的秸稈覆蓋方式為直接還田和間接還田，秸稈的利用率較低，在秸稈覆蓋過程中，土壤的化學性質受有機物的分解影響。隨著深溝覆蓋造林種植時間越來越長，林帶土壤的pH值逐漸下降，造成該現象的主要是因為秸稈覆蓋和枯枝落葉等外來有機物進入土壤后分解產生有機酸，造成土壤的pH逐漸值下降。不同的耕作方式嚴重影響土壤中水分、養(yǎng)分等其他性質，傳統的耕作方式過度破壞土壤結構，在某種程度上加劇了農田土壤的水分脅迫，長時間的耕作會導致玉米田犁底層上移、土壤耕層變淺、土壤結構緊實、物理性狀變劣。而秸稈覆蓋能夠改良土壤結構、提高土壤含水率、土壤肥力、改善了土壤中養(yǎng)分、熱量以及土壤微生物種類、數量，土壤酶活性等因素。

2 增加土壤含水量，降低土壤內溫度，提高作物產量

秸稈覆蓋可以調節(jié)地溫，進而促進作物生長和提高產量。祝新建等人研究認為，秸稈覆蓋后的冬小麥產量增加8.7%，夏玉米產量增加8.9%。馬鈴薯產量增加約35%。在華北夏玉米不同生長時期，免耕時土壤有機碳含量最高，其次是翻耕和旋耕。與撂荒相比，成熟期的玉米，翻耕、旋耕、免耕條件下的土壤碳庫管理指數依次增加27.0%、31.4%、47.4%。

在研究中發(fā)現，秸稈覆蓋能有效降低株間蒸發(fā)量，地膜覆蓋的效果較差。為進一步探討不同覆蓋物對土壤理化性狀及微生物量的影響，以塑料地膜、玉米秸稈等兩種覆蓋材料進行試驗。該試驗于重慶市武隆縣興順鄉(xiāng)進行，海拔高達1300米，地勢平坦，土壤肥沃，pH值約為6，試驗共設3個處理，T1為覆蓋地膜，T2為覆蓋玉米秸稈，CK為試驗以地面不進行任何覆蓋為對照，肥料用量為當地常規(guī)施肥量。實驗結果顯示T2與CK相比土溫降低了2.0℃，說明覆蓋玉米秸稈能夠起到有效保墑的作用，又有利于充分利用降水，綜合效果較好。又經過對土壤溫度、水分、微生物量碳氮量的分析，結果顯示，覆蓋秸稈具有良好的調溫保墑作用，有利于改善土壤理化性狀，增強保水保肥特性，同時也能夠減少養(yǎng)分流失。

河南省農業(yè)科學院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境所毛家偉等于2015年6—10月進行試驗。試驗條件為土壤沙漿黑土，質地為黏壤，地址平坦，灌溉良好。耕層土壤基礎地力，有機質15.50/公斤，全氮1.16/公斤，速效氮75.4毫克/公斤，速效磷26.2毫克/公斤，速效鉀105.5毫克/公斤，pH值4.5～5。該試驗一共設4個處理，分別是T1不覆蓋小麥秸稈;T2壟面覆蓋小麥秸稈;T3壟溝覆蓋小麥秸稈;T4壟面和壟溝全覆蓋小麥秸稈。以上覆蓋量均為4500公頃。通過對以上4個處理進行充分試驗研究可以得出，同一秸稈覆蓋方式下，壟面的土壤溫度高于壟溝，而壟面的水分含量則低于壟溝，但壟溝與壟面差異不顯著。不同秸稈覆蓋方式下，均以不覆蓋秸稈的壟面和壟溝土壤溫度最高，與3種秸稈覆蓋方式相比，壟面溫度差異不顯著，但壟溝溫度差異顯著。在小麥—花生種植體系下，采用花生起壟種植模式，壟溝覆蓋小麥秸稈，覆蓋量為4500公斤/公頃，花生可以獲得較高的莢果產量，產量高達4480.95公斤/公頃，而且小麥秸稈覆蓋還會增加花生籽粒中蛋白質的含量，降低粗脂肪的含量。