秸稈還田對農田土壤有機質提升的探索研究

[摘 要] 農作物秸稈是農田生態循環中重要的物質基拙，對于維持農田生態平衡具有十分重要的作用。近年來，我們進行農作物秸稈還田技術對土壤有機質提升做了應用研究，同時對秸稈還田模式進行總結，提出了適合于盈江縣推廣的主要模式，為農田土壤有機質提升找出了一條確實可行的途徑，使土壤有機質逐步增加。

[關鍵詞] 秸稈還田 土壤有機質 改善環境

[中圖分類號] S141.4 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650（2016）10-0101-01

農作物秸稈是農田生態循環中重要的物質基礎，對于維持農田生態平衡具有十分重要的作用?？茖W合理地利用農作物秸稈是保護農田生態環境提高耕地綜合生產能力的重要研究課題。近年來我們積極進行農作物秸稈還田技術的應用研究，并在生產實際當中進行大面積推廣，取得了顯著的經濟效益和社會效益。實踐證明，該項技術是目前盈江縣農田土壤有機質提升的重要途徑之一。

1 盈江縣秸稈還田概況

盈江縣耕地面積為3.64萬hm2，其中水田1.72萬hm2，旱地1.92萬hm2，人均占有耕地0.11hm2。水田以淹育型水稻土（占5.6%）、潴育型水稻土（占71.7%）和潛育型水稻土（22.7%）為主，全年秸稈產生量為8.27萬t，還田量l.36萬t，占l6%。為提高秸稈利用率保護土壤，我們主要開展了以下幾方面的工作：

1.1 開展土壤有機質補貼項目

2010年至2012年盈江縣列為土壤有機質補貼提升項目實施縣，三年實施土壤有機提升面積共計1.87萬hm2（2010年0.4萬hm2，2011年0.8萬hm2，2012年0.67萬hm2）；共發放秸稈腐熟劑919.39t（2010年203.39t，2011年416t，2012年300t），三年累計完成還田秸稈8.4萬t，三年累計受益農戶6.6萬戶。

1.2 推廣秸稈直接還田

通過項目帶動和試驗示范，部分農戶掌握了秸稈還田技術，知道秸稈還田技術的好處，每年有0.57萬hm2的水稻秸稈進行直接還田，方法是：水稻收獲后將秸稈打碎鋪于田里，然后用旋耕機直接翻壓。方法簡單，農民易掌握，此技術的推廣，每年有近2.4萬t的秸稈得到還田。

2 秸稈還田對土壤肥力提升的作用

水稻秸稈中含有大量的有機質、氮磷鉀和微量元素，通過地面覆蓋或機械化直接翻壓方式將其歸還于土壤中，從而起到蓄水保墑、培肥地力、節本增效、提高農作物產量的作用，達到改善農業生態環境，提高農業綜合能力，促進農業產業結構調整，增加農民收入的目的。

2.1 耕地質量具有明顯提高

根據盈江縣5個監測點檢測數據，水稻腐熟秸稈還田對土壤養分各項指標均有所提升，其中有機質增加0.9-1.3g/kg，平均增加1.1g/kg，堿解氮增加2.4-2.8mg/kg，平均增加2.6mg/kg，有效磷增加0.3-0.5mg/kg，平均增加0.4mg/kg，速效鉀增加2.7-2.9mg/kg，平均增加2.8mg/kg，水稻秸稈腐熟還田前土壤平均容重為1.24g/cm3，水稻收獲后土壤容重為1.21g/cm3，下降0.03g/cm3。水稻秸稈還田前，5個點陽離子代換量平均值為14.22cmoL/kg，還田并種植一季小春作物（馬鈴薯、玉米），陽離子代換量提高到16.86cmoL/kg，較還田前多2.64cmoL/kg。

2.2 蓄水保墑

秸稈還田和秸稈翻壓直接還田與機深耕同步進行，可以蓄住天上水，保住地下水。一是秋深耕30-40 cm，使自然降水下滲較深，減少地表徑流；二是在秸稈的攔蓄作用下，比較均勻地接納自然降水，并阻擋或緩解土壤水分的蒸發，達到有效蓄水的作用，形成了一個備用抗旱“小水庫”，從而達到休閑期集水、生長期用水的效果。據多點連續3年測定，秸稈還田土壤含水量在播種期比未還田的對照提高1.5-2.1個百分點。

2.3 改善土城物理性狀

土壤有機質、碳酸鈣和多糖類物質對土壤結構的穩定性有著良好的作用。 秸稈覆蓋還田或機械直接翻壓還田，既能增加土壤有機質的含量，又能產生較多的五碳糖和六碳糖，其作用明顯優于廄肥。同時秸稈翻壓還田，通過深耕將秸稈埋于深土層中，增加了深土層的有機質與養分的含量，促進了微生物的活動，加速了深土層礦化度，從而使土層增厚14-22cm、土壤容重降低0.01-0.19/cm，蛆蜘數量增加5-9 條/m2作物根系下扎深度加深25-35cm。

2.4 秸稈還田對土壤微生物的影響

稻秸稈含有大量能量，是土壤微生物活動的能源。水稻秸稈腐熟還田施用的秸稈腐熟2kg/畝，按國標GB20287-2006標準，腐熟劑活性菌數量大于0.5億/g，每畝折合施入有益活性菌1000億個以上。根據曾廣驥研究表明，秸稈還田后，0-20cm耕層的細茵數比不還田增142.9%，真菌增加115%。還田后土壤中轉化酶活性明顯提高，而轉化酶活性與土壤速效氮含量呈正相關。方正研究表明，秸稈還田后增加了土壤中的新鮮有機質，刺激了細菌的繁殖。秸稈還田后過氧化氫轉化酶和脲酶活性均有所提高。酶活性的提高加速了土壤熟化，有利于分解釋放土壤中難容態養分。

3 秸稈還田技術操作要點

根據盈江的農業生產方式和農業資源條件，盈江縣土肥站結合利生產、節成本、簡操作、易推廣的原則，探索應用秸稈機械還田技術模式，秸稈機械還田技術模式是將作物秸稈經過機械處理后直接翻入土壤，或直接將作物秸稈深翻入土的技術模式，其原理是通過機械的粉碎并翻耕將作物秸稈深翻入土，使秸稈在土壤微生物和酶的作用下快速腐解，從而提高土壤有機質含量，改善土壤理化性狀，增強土壤蓄水保墑能力，提高作物產量。

3.1 作物收獲

作物成熟后，機械收獲籽粒。

3.2 秸稈處理

秸稈用機械粉碎，稻稈約是5-10cm，玉米稈約10-15cm。

3.3 耕作整地

用翻耕機等機械將秸稈深翻入土25cm左右，或用機械將沒有粉碎的作物秸稈直接翻入土中30cm左右。

3.4 配套技術

1）增施氮肥調節：每畝施尿素5-10kg，將秸稈C/N調節到25：1左右。

2）水分調節：秸稈翻入土壤后，如果墑情不好需澆水調節土壤含水量。水稻還田后，可灌水10cm泡田，加速秸稈腐解。

3）施加腐熟劑：每畝2kg腐熟劑用泥土（或肥料）拌勻立即撒施到鋪好秸稈的田內，加快秸稈腐解。

3.5 秸稈腐熟劑篩選與應用

腐熟劑篩選試驗：采用水稻秸稈直接還田方式，對“阿姆斯” 牌秸桿腐熟劑、“滿園春” 牌生物發酵劑和化學肥料進行效果試驗。菌劑用量：2kg/畝；施肥量：尿素10kg/畝，普鈣50kg/畝，硫酸鉀12kg/畝。

通過試驗采用“滿園春”生物發酵劑、“阿姆斯”秸桿腐熟劑秸稈腐熟還田，產量略低于對照，但產量差異不顯著，說明采用秸稈腐熟劑直接還田，其對地力培肥作用在當季作物中沒有顯現。但使用“滿園春”生物發酵劑、“阿姆斯” 牌秸桿腐熟劑后土壤測試數據表明，秸稈還田后對土壤有機質和全氮有明顯提高，有機質提高1.2-1.7mg/kg。秸稈還田對提高土壤速效鉀比較明顯，提高幅度為5.2-5.9mg/kg，而且對加速秸稈腐熟具有明顯作用，可在今后中大面積推廣應用。

4 經濟效益和生態效益

4.1 經濟效益

水稻秸稈還田具有顯著的增產增收節支效果，據多點試驗觀察與統計分析，水稻秸稈還田3年的地塊可比未還田的對照，以冬農馬鈴薯生產為例，每畝增馬鈴薯60kg，增產率2.2%；同時，由于秸稈還田后土壤肥力逐漸提高，化肥施用量逐漸減少，公畝減少肥料款投入6-15元，有效減低冬季農業生產成本，提高了產值產量。

4.2 生態效益

作物秸稈含有較多有機質、氮、磷鉀等營養元素（每100kg秸稈含有機質15kg、含氮0.5kg、含磷1.16kg、含鉀1.17kg），我縣每年秸稈還田量達2.4萬t，相當于施用有機肥3600t，氮肥120t、磷肥278.4t、鉀肥280.8t。多點試驗觀察結果表明，還田幾年后土壤有機質、氮磷鉀養分含量和土壤含水量明顯高于對照。土壤有機質還田三年提高0.05-0.09%，同時由于還田后微生物在分解秸稈初期，要從土壤中吸收氮素組成自身的體細胞，導致土壤氮素的生物固定，起到暫時保存氮素的作用，當微生物死亡后這部分氮素又分解釋放，回歸土壤，起到保墑調肥的作用。土壤含水量同期測定值三年還田的比對照增加1.4-1.9%，微生物明顯增加，秸稈還田使玉米秸稈得到有效利用，且避免了田間焚燒秸稈造成的環境污染。微生物和有機質的增加改善了土壤結構，水穩性團粒結構明顯增加，土壤容重明顯降低. 隨著土壤肥力的不斷提高，降低了化肥的使用量，改善了作物的生態環境，提高了農產品質量，促進了綠色生態農業的發展。