秸稈還田技術的演變及其發展趨勢

張俊閣

（沈陽農業大學附屬實驗場，沈陽 110161）

秸稈是含有豐富氮磷鉀元素的營養源，具有可再生利用特點，相較于其他國家，我國秸稈資源量遙遙領先，為秸稈還田技術的應用與推廣提供了有利條件。農作物秸稈還田是我國實施農業可持續發展政策過程中主要使用的舉措之一，在農業生產中發揮著改善土壤環境條件、增強土壤肥力等重要作用?；诓煌A段的秸稈還田技術特點，如何進一步完善秸稈還田技術，是目前各相關人員需要考慮的問題。

1 秸稈還田技術演變歷程

1.1 秸稈還田技術演變第一階段

1.1.1 技術特點

20世紀七八十年代，“地多肥少”是該階段農業生產存在的主要問題。農作物秸稈作為改善農田土壤營養成分的重要肥源，將其施入農田中，可以達到增產目的。北方旱地的小麥與玉米種植區是該項技術研究與推廣主要地區，秸稈直接和間接是該階段使用的主要秸稈還田方式。由于當時農業生產機械化水平較低，所以采用秸稈間接還田為主與直接還田為輔的方式；將泥土、動物糞等與作物秸稈進行混合，再將經過漚肥與堆肥處理后的肥料在農田中施撒。初期階段相關人員主要以秸稈還田為土壤提供養分供給效果是否可以促進作物增產作為此項技術研究的的核心內容，通過收集與分析初期階段秸稈還田技術研究相關資料，秸稈還田技術應用普遍集中在北方地區，雖然機械粉碎還田技術、秸稈覆蓋還田等直接還田技術應用取得一定成就，但此項技術在南方地區的應用研究仍不夠深入，某種程度上阻礙了我國秸稈還田技術系統性發展。

1.1.2 秸稈還田技術應用要點

秸稈間接還田技術、秸稈直接還田技術是該階段農業領域研究中關注的重點，技術應用要點，主要涉及到以下2個方面。

第一，秸稈間接還田技術。①漚肥還田。在農田邊位置處，開挖長度為6 m、寬度為4 m及深度為1.5 m的漚肥坑，依次分層堆放秸稈、動物糞便及泥土，分層堆放厚度比例5∶2∶3最佳，同時可將適量的氨水在漚肥坑內添加，其目的起到加快肥料發酵的作用。②堆肥還田。將秸稈、動物糞便及泥土在平地處同樣以分層的方式對其進行堆放，厚度比例同漚肥還田方式一樣，在所堆放的肥料中添加水或氨水，以此來加快秸稈熟化速度，并利用黑泥在堆料四周進行密封，創建一個良好的發酵環境。③過圈還田。將玉米秸稈按照指定規格（3～6 cm）進行切割，以1∶4的厚度比例與泥土分層堆放在圈養動物的地方進行腐熟處理，季節不同，過圈還田的方式選用也各不相同，可根據實際情況合理選擇[1]。

第二，秸稈直接還田技術。①粉碎還田。將收集到的秸稈通過收割機進行粉碎處理，并將其拋灑在農田中。②高茬還田。距離秸稈根部30 cm處對其進行收割，再以直接翻耕或者重型耙滅的方式完成對該處農田的整地處理。③將通過機械設備收割完成的作物秸稈在田埂處堆置，堆置量為總收割量的二分之一，剩余部分在田中間均勻散開，對其翻壓處理，待播種結束后，再將堆置在田埂處的秸稈在農田上覆蓋。④整稈還田。待田間玉米成熟后，不作秸稈收割處理，直接利用機械設備進行深翻還田處理，待整稈還田處理完成后，將適量的氨水或者碳酸氫銨在土壤中施撒，以此對土壤的碳酸比進行調節，達到為微生物繁殖提供所需養分目的，加快秸稈腐解速度。

1.2 秸稈還田技術演變第二階段

1.2.1 技術特點

20世紀90年代，化肥成為農業生產中必不可少的肥料之一，是提高農作物產量的重要肥料，使得秸稈產生量也逐漸增多。據相關數據統計，相較于英美國家的秸稈產生量，我國秸稈資源總量遙遙領先。隨著經濟不斷發展，石化燃料、煤炭成為該階段農村生活主要燃料供應，再加上受到漚肥場地條件局限，秸稈不再作為薪柴來使用，無控制焚燒、隨意丟棄成為當時農村處理秸稈常用的方式[2]。秸稈焚燒對周邊環境有著較大的污染影響，并極易引發火災事故。為解決秸稈資源浪費問題，以及消除秸稈還田技術盲目性應用現象，相關人員就秸稈直接還田與間接還田技術進行深入研究，在研究過程中，主要對秸稈直接還田時間、使用量、粉碎程度和病蟲害防治等關鍵技術指標加以明確，并建議在農作物1年2熟、1年3熟的南方地區做好秸稈直接還田技術推廣，平衡南北方地區秸稈還田技術發展程度。另外，從秸稈還田技術應用與研究效果來看，秸稈直接還田技術也從原有的人工還田與小型機械設備還田方式逐漸轉向為大型機械設備秸稈還田的技術應用模式，在一定程度上有效提升了秸稈還田技術應用的實效性。

漚肥還田、堆肥還田等初期階段主要應用的秸稈還田技術方式也逐漸向過腹還田、生物催腐還田的技術方式轉變，將現有秸稈資源充分利用，以增強秸稈還田技術應用環保性、簡便性為原則，實現有效促進農作物產量提高的同時，也為后期秸稈還田技術創新發展打下了堅實的基礎。此外，粉碎還田、高茬還田及覆蓋還田等仍是該階段主要應用的秸稈直接還田技術，農業生產機械化水平不斷提高，諸多類型的機械設備被融入到秸稈還田技術研究中，其目的是進一步優化秸稈直接還田技術應用流程，促進作業效率提升，從根本上減少人力資源投入。

1.2.2 秸稈還田技術應用要點

經濟與科學技術不斷發展和進步，為該階段的秸稈還田技術完善及明確關鍵技術指標等創建了十分有利的條件，不僅進一步提高了秸稈還田技術應用水平，其中各類型機械設備的使用，有效提升作業效率的同時，也起到了降低人力成本投入的作用。演變第二階段的秸稈還田技術應用要點，主要涉及到以下2個方面：

第一，秸稈直接還田技術。①粉碎還田。將農作物的秸稈直接通過相應機械設備進行粉碎，借助旋耕機在土壤中翻入被粉碎處理后的秸稈。其中部分專用機械設備可以滿足秸稈粉碎、翻壓、滅茬及旋耕等操作工藝一次性完成這一要求。該類型機械設備在玉米、水稻這一類種植規模較大的農作物秸稈還田技術應用過程中有著良好表現。粉碎還田技術能夠將土壤中所存在的微生物充分利用，改善土壤肥力條件，實現農作物種植增長增效目標。真正做到“以田養田”的秸稈直接還田技術高質量應用，在一定程度上也有利于加強對周邊生態環境的保護，從而構建穩定且高產的新型農業生產體系。②高茬還田。在水稻成熟階段，采用全量還田方式，將距離地面30 cm高度的秸稈進行粉碎，并要做到機械粉碎一次性全量還田[3]。③覆蓋還田。待農作物收獲完成后，在土壤表面覆蓋秸稈，若種植面積較小，可選擇以人工整株的方式來完成作物秸稈倒茬覆蓋處理。相較于其他類型的秸稈還田技術，覆蓋還田能夠有效增強土壤對外界因素的抵抗能力，創建良好的土壤環境，同時滿足保水保墑需求。

第二，秸稈間接還田技術。①堆肥還田。相較于初期階段的漚肥還田、堆肥還田技術，該階段的堆肥還田技術在實際應用過程中，利用作物秸稈，并對其進行堆置處理，所產生的纖維素酶能夠加快作物秸稈轉化成有機肥的速度，提升作業效率。②過腹還田。對收割完成的秸稈進行青貯、氨化等工藝處理，并與喂養家畜的飼料進行混合，將獲得的家畜糞便作為肥料并在土壤中施入。飼用價值較低的小麥、棉花秸稈不適宜該項技術的應用。③燒灰還田。將收割完成后的作物秸稈在田間放置，以直接點燃或者輔助燃料點燃的方式完成燒灰還田處理，此項技術可以滿足將秸稈在土壤中全部翻入要求，但秸稈燃燒的過程中所產生的氣體，將對大氣環境造成污染影響，且威脅人體健康，以及存在火災隱患；所以相關部門嚴令禁止焚燒秸稈。

1.3 秸稈還田技術演變第三階段

1.3.1 技術特點

21世紀初期，由于各類型肥料施用量未得到嚴格把控，導致土壤板結酸化、土壤結構被破壞及土壤肥力下降等問題愈加突出，致使這一階段我國面臨著嚴峻的糧食安全形勢。秸稈還田技術的合理應用，不僅能夠有效解決上述問題，同時使得秸稈資源得到充分利用。隨著培肥措施在農業生產中深入推廣，并在先進科技手段支持下，研究出炭化還田技術，能夠起到對土壤中含有的碳素進行封存的作用。

1.3.2 秸稈還田技術應用要點

秸稈還田技術演變第三階段，由于受到外部多方因素影響，使得土地資源出現較為嚴重的污染問題，與農業種植技術應用不合理、肥料隨意濫用等有著一定關系，因此，該階段的秸稈還田技術發展注重與其他先進技術相互融合，其目的是改善當前土壤結構、增強土壤肥力，盡可能避免大量焚燒秸稈，將其最大化利用，將秸稈還田技術應用價值最大程度顯現。該階段秸稈還田技術應用要點，主要涉及到以下幾個方面。

第一，秸稈直接還田技術。①粉碎還田。利用機械設備完成作物收獲與秸稈粉碎處理，并以機械化方式將粉碎處理后的秸稈在田中均勻施撒，再進行旋耕或深翻還田[4]。②高茬還田?；跈C械化方式收割作物，作物留茬高度不應低于35 cm，其中水稻作物留茬高度不應超過20 cm。對下一季作物進行播種時，玉米季小麥秸稈可選用旋耕或深翻等方式進行還田處理。③覆蓋還田則是在農田表面直接覆蓋被粉碎后的秸稈即可。④埋溝還田。待作物收獲完成后，通過開溝機在農田指定位置開挖用于填埋秸稈的坑溝，并將粉碎處理后的秸稈在開挖好的溝中進行填埋，同時做好與上一季作物秸稈填埋的間隔處理措施，該項技術可重復利用，既能滿足作物秸稈全量還田需求，又能做到田塊一次性深耕。

第二，秸稈間接還田技術。①過腹還田?；凇胺N養相互結合”理念，將轉化成家畜糞便的秸稈與重金屬、抗生素一同在田間施入，但容易造成土地資源污染，威脅食品安全。②堆肥還田。秸稈腐熟劑的質量好壞直接影響著堆肥還田技術的應用效果，通過使用秸稈腐熟劑，能夠有效加快作物秸稈降解，并為微生物繁殖提供所需養分，同時能達到增強土壤肥力的作用效果，是現今階段在農業生產中主要推廣的秸稈間接還田技術[5]。

2 秸稈還田技術未來發展趨勢

通過對秸稈還田技術的培肥效果研究情況進行分析，研究方向仍是以土壤的生物性、化學性及物理性等方面為主，并未深入研究此項技術應用過程中所產生的有毒物質對土壤產生的負面影響，以及不同類型農作物秸稈還田技術應用與土壤養分供應、作物養分吸收程度之間密切聯系等，正是因我國農作物種類豐富，使得秸稈理化性質各不相同，再加上地域環境因素，繼而對秸稈還田技術及配套設備的要求有一定差異。

基于此，秸稈還田技術未來發展，除了需要重點解決上述存在的問題以外，也要兼顧秸稈還田技術適用范圍的擴展，并完善現有機械設備功能，其目的為提高設備作業效率，減少能源消耗，將秸稈還田技術應用價值、推廣價值最大程度上發揮。此外，注重符合秸稈還田技術特點的栽培技術研究與發展，發揮二者協同作用，有效改善土壤結構、增強土壤肥力的同時，也能提高農業生產質量，實現提質增效目標，積極促進我國農業生態化發展，增加農民收入，構建我國農業發展新格局。

3 結束語

在農業生產中合理應用秸稈還田技術，不僅有利于積極推動我國農業可持續發展，也有利于實現農作物大幅度增產目標。初期階段的秸稈還田技術由于受到國家政策、農業生產條件等因素影響，雖然應用成效相對明顯，但仍存在諸多技術應用局限，隨著科學技術水平提高，使得秸稈還田技術得到一定優化，工藝處理流程更加便捷化、高效化，有效解決了實際應用中各種局限問題，全面推進我國農業現代化、機械化發展。