中國農業大學 張海林
秸稈是作物生產的重要副產品,是一項重要的農業資源。秸稈焚燒不僅浪費了寶貴的農業資源,也對生態環境帶來了不利影響。在國家提倡秸稈資源“五料化”利用的背景下,如何認識秸稈的價值和合理利用秸稈資源成為各界人士關注的焦點。
就當前秸稈資源利用狀況而言,還田利用是最重要的利用方式。研究發現:在全球尺度上秸稈還田有利縮減作物產量差,提升作物生產能力;在全國尺度上,秸稈還田技術能使作物產量提高7%以上??偨Y原因,主要有以下幾點。
1.提高土壤肥力秸稈還田可以增加土壤有機質含量,讓土地變得更加“肥沃”。秸稈中含有豐富的有機質,秸稈還田就像為農田土壤微生物打了一針“興奮劑”,可以提高微生物的活性,加速轉化秸稈中的有機物為植物營養元素,讓作物吸收更多更好的養分,茁壯生長。田間試驗表明,秸稈還田能夠提高土壤中的全氮、有效氮、全磷、有效磷、全鉀、有效鉀含量,分別平均提高10.3%、9.6%、5.9%、15.2%、1.9%、9.5%。同時,相比于施用有機肥、化肥等,秸稈還田的成本更低。
2.改善土壤結構與功能秸稈還田為土壤提供了豐富的有機質來源,對土壤結構與功能有明顯影響。田間試驗表明,秸稈還田能夠平均降低3.9%的土壤容重,平均增加10.2%的土壤孔隙度,平均增加16.1%的土壤團聚體含量,這足以說明秸稈還田可以改善土壤結構,提高土壤的養分供給能力。此外,秸稈還田可以增強土壤的保水能力,提高作物抗旱能力。秸稈能夠形成一層保護層,防止水分蒸發和土壤流失,同時還可以增加土壤的滲透性和通氣性,從而增強土壤的保水能力。
3.有利于農田系統固碳減排增強農田系統固碳減排能力是應對氣候變化實現穩糧增收的重要途徑,對促進可持續生產意義重大。秸稈還田作為保護性農業和氣候智慧型農業的重要技術,可以從3個方面促進農田系統固碳減排能力的提升。首先,秸稈還田增加了土壤有機碳。通過秸稈還田可以把一部分碳固定在土壤里,增加土壤碳庫的庫容,從而達到固碳的效果。田間試驗表明,秸稈還田能夠提高土壤有機碳含量,平均提高約 12.3%。其次,減緩了秸稈碳向大氣釋放的速度。相比于其他處理方式,秸稈還田后經過碳周轉過程,成為微生物量有機碳或者經由代謝物形成腐殖質,進入土壤碳庫,并被長期固定到土壤中,這就延緩了秸稈中的碳回到大氣系統的時間。最后,減少了農田系統間接排放。秸稈還田可以補充土壤中的養分,減少化肥的使用,從而減少化肥生產和使用過程中產生的溫室氣體排放。
4.有利于土壤健康秸稈還田可以促進有益菌群的生長,相關菌群能夠參與秸稈的分解、腐熟,提高土壤肥力,有效避免土壤板結以及嚴重的土壤污染和退化問題。秸稈還田還可以通過改善微生物群落結構及個體活性,有效防控病害并促進作物生長,從而減少農藥的施用,降低土壤及作物的農藥殘留,進而保障土壤健康。秸稈覆蓋還田能夠增強土壤的保水能力,在較干旱地區能夠有效減少農用薄膜用量,避免白色污染,保障土壤健康。
綜上所述,秸稈還田能提升農田系統的生產能力,在提高作物產量的同時,也增加了作物生產的可持續性,這對保障我國長期的糧食生產能力有積極作用。對此,我們應當肯定秸稈還田技術的重要價值。誠然,生產上也出現了秸稈還田增加病原微生物與雜草、影響下茬作物播種等不利影響,但是,這并不是秸稈還田技術不可避免的“先天不足”。研究發現合理調整秸稈還田量、頻率、方式,采用合理防治技術與其他配套田間管理措施等,能有效規避不利影響。
因此,從技術原理和實踐效果上來看,秸稈還田有利于保障糧食安全,促進可持續發展。針對其不利影響,未來應加強秸稈還田技術研究,因地制宜、因作物制宜確定最佳還田量、還田方式,集成高效土壤耕作與植保技術、機械裝備,構建區域適應性技術模式,以發揮秸稈還田的技術優勢。