淺析秸稈還田對土壤養分的提升和作物產量的影響

楊學禮

（沂南縣蘇村鎮農業綜合服務中心，山東沂南 276301）

0 引言

在以往的作物種植中，為提高作物產量和質量，種植人員使用了大量重型機械、殺蟲劑和化肥，再加上水蝕、風蝕，土壤中養分逐漸流失，“如果我們不為下一代保護土壤，地上的生物多樣性和糧食生產也無法得到保障”。我國擁有大量秸稈資源，是推動綠色有機農業發展的有力支撐，能夠有效改善土壤結構，對提升土壤養分有著十分重要的價值。

1 秸稈主要成分

作物秸稈是農業生產過程中的主要副產品，也是一種可再生生物質資源。我國幅員廣闊、秸稈資源豐富，主要用于畜牧飼料、工業原料、能源物質和肥源物質，但是在我國農村地區，秸稈資源焚燒和廢棄比例較大，工業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。秸稈是土壤養分的物質載體，含有大量N、P、K、Ca、Mg、S等礦質元素及各種微量元素，主要由木質素、纖維素和半纖維素組成，碳氮比大致為60至80，且含有豐富的有機碳，能夠有效提升土壤有機質、增加作物產量。相關數據表明，目前我國作物秸稈中富含的N、P、K元素相當于化肥用量的1/3，擁有巨大潛在利用價值[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量，提高經濟效益。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，是指用翻耕機將秸稈翻壓在耕地中，因為土壤中微生物主要集中在淺層土壤中，所以秸稈的翻壓深度應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。

覆蓋還田，是指將秸稈直接覆蓋在耕地上，有一定儲水、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，且容易誘發病害，產生低溫效應，不利于作物生長發育[2]。

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

留高茬還田，是指在收獲作物時預留一部分秸稈，然后直接使用翻壓機械將其翻壓入土，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、肥料等加快秸稈內生物質在土壤中的腐解速度，快速提高土壤養分。

3 秸稈還田對土壤養分提升的影響

3.1 對土壤生物性狀的影響

秸稈作為一種優質生物肥料，腐爛、分解后會為作物提供充足的氮、磷、鉀和各種微量元素，提升土壤養分。相關研究實踐證明，秸稈還田的同時合理配施催腐菌劑，能夠顯著提升土壤中的真菌、細菌和放線菌的數量，增強土壤中酶類活性，改良土壤中養分結構，促使農作物更好地吸收營養；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，能夠讓農作物更好地生長，從而提高作物產量和質量。

3.2 對土壤物理性狀的影響

秸稈還田還能增強土壤的保水效果和污染負荷能力，這是因為土壤物理特性中的孔隙結構、持水量、土壤容重等，與作物的根系生長和養分吸收有著密切聯系，通過秸稈還田，土壤的相關物理特性得到改良，通氣性更好，水分和養分流失率下降，能夠有效促進農作物生長發育，提高品質和產量。根據許立廣的研究表明，秸稈還田后的腐殖質是土壤結構的膠結劑，使得土壤團粒結構變好，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，對作物生長起到保護作用。而且，土壤保墑性能增強、持水量增加，水肥氣熱更加協調，有效改善了土壤的物理性狀。進一步研究表明，覆蓋還田后土壤水分流失程度最小，但是其作用主要表現在0～10 cm的淺表層土壤，對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 對土壤化學性狀的影響

土壤肥力是保障作物產量和質量的關鍵，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，秸稈腐解速度較慢；翻壓深度在20 cm時，腐解速度介于兩者之間。從化肥配施方面看，單獨秸稈還田時，土壤中有機質含量增加，碳氮及氫碳減少；秸稈還田配施不同化肥時，土壤中有機質、有機氮、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碳含量高于沒有秸稈還田的土壤，而且不同土層中的有機碳和活性炭含量顯著提升，對于提升土壤有機碳含量，提高土壤供肥水平有著十分重要的影響。

4 秸稈還田對作物產量的影響

農作物生產的最終目的是提高作物產量和質量，獲得經濟效益。秸稈作為一種可再生農業生產副產品，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量和品質，贏得了種植人員的廣泛認可。實驗表明，單獨使用秸稈還田的大豆、玉米和小麥，在常規田管措施下，其株（穗）粒數都有了一定程度的增加，其中大豆每株粒數增加3.2粒，玉米每穗粒數增加63.9～105.7粒，小麥每穗粒數增加0.8～5.6粒，最終產量呈現增長態勢，尤其玉米產量，增產效果極其明顯，每畝增幅達12%以上。

對于水稻來說，秸稈還田不僅能夠增加水稻產量，還能夠增加水稻中的鋅、鐵含量，這是因為經過秸稈還田后，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，秸稈還田同樣存在一些不良影響，在進行秸稈還田時，如果不能及時剔除攜帶病菌和蟲害的秸稈，極易造成病蟲害的延續、加重和擴散，而且，秸稈需要在土壤中腐解，在這期間會產生熱量和養分，土壤較為溫暖，在促進作物生長的同時，也為土壤中的病蟲害創造了良好的生長活動空間，如果不加以控制，很容易導致病蟲害的爆發。此外，長期秸稈還田不僅會增加土壤養分，還會增加土壤中的重金屬、化學農藥殘留，對作物產量和質量造成嚴重影響，如果不搭配其他農藝措施，最終會對人體造成危害，需要盡可能減少長期秸稈還田對土壤和作物造成的不良影響。

5 秸稈還田配套施用技術

秸稈還田方式不同對土壤養分改良和作物增產效果不同，需要種植人員根據當地氣候、種植條件、種植作物制定不同秸稈還田配套施用技術。對于土壤肥力較低的地區，可以在秸稈還田的同時增施適量鉀肥，確保作物穩定高產，提高肥料利用率，降低不同年度產量變化參數。對于干旱缺水地區，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。對于水分充足地區，應該根據實際情況適當減少秸稈還田數量，避免出現腐解速度較慢或者秸稈腐爛現象，從而對作物苗期造成負面影響。同時，秸稈還田與不同耕作方式結合也會減少秸稈還田對不同產區的不良影響，種植人員可以根據實際種植情況選擇適宜耕作方式合理搭配秸稈還田，充分發揮兩者優勢，提升作物產量。例如在黃淮海地區，就可以將秸稈還田與深耕、與深松結合，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 結語

大量研究實驗表明，秸稈還田方式對土壤養分提升和作物產量提高都有著十分顯著的影響，但秸稈還田的負面影響也不能忽視。當今時期，關于秸稈還田的研究還不夠全面深入，不同產區應該采取怎樣的秸稈還田方式和配套施用技術還有待進一步研究，以期篩選出效果最優的秸稈還田方式，從而提高對可再生農業資源利用率，顯著改善土壤肥力，促進作物高產高質。