關小東
(甘肅秦安縣農技中心,甘肅 秦安 741600)
我國是一個農業大國,據粗略估計,每年約產農作物秸稈8億t[1]。秸稈是農業生產的主要副產物,是一種可再生的、也是十分寶貴的生物資源,主要含纖維、木質素、淀粉、粗蛋白、酶等有機物,還含有氮、磷、鉀等營養元素,它不僅含有植物必須的營養元素,而且還能改善土壤理化和生物學性狀,提高土壤肥力。這對穩定農業生態平衡、促進農民增產增收、緩解能源、環境壓力具有重要作用。
作物秸稈是重要的有機肥源之一。作物秸稈不經過堆漚處理,科學的實行就地還田,即能有效的提高土壤肥力,又能節省運輸力和勞動力。作物秸稈直接還田作肥料,可以將作物吸收的大部分營養元素,尤其是鉀、鈣、鎂和部分微量元素歸還給土壤,對于維持土壤養分平衡起到積極的作用。此外,秸稈覆蓋還田還對于干旱地區的節水農業有著特殊的意義。目前,我國作物秸稈還田的面積已擴大到(0.24×108)h㎡,而且還有逐年擴大的趨勢[2]。所以,秸稈還田必將成為農業現代化進程中有機肥料積制和施用的必然趨勢。
秸稈作為植物殘體,其有機成分主要是纖維素、半纖維素和木質素,占有機物質干重的63.8%~85.6%;其次是蛋白質、醇溶性物質等,占有機物質干重的2.63%~4.82%。在礦質元素中,氮、磷、鉀、鈣的含量最高,作物種類不同,秸稈中的礦質元素差異很大,一般豆科作物秸稈含氮較多,禾本科作物秸稈含鉀較高,油料作物如油菜、花生的秸稈氮、鉀含量均較為豐富。盆栽實驗15N標記的稻草表明,作物秸稈被分解釋放的氮素可以被作物再次吸收利用,作物吸收的鉀大部分保留在秸稈中,肥效近似于化學鉀肥。
秸稈的肥料化是通過秸稈還田實現的,秸稈還田后能夠補充和平衡土壤中的養分,增加土壤有機質含量,提高土壤肥力,改善土壤團粒結構,進而達到減少化肥用量及增加產量的目的,是提高作物生產潛力的有效措施。
1.2.1 直接還田。秸稈直接還田是利用設備將秸稈粉碎并拋灑在田間后耕翻掩埋,或者將秸稈、殘茬留在作物株間,讓秸稈與土壤混合后漸漸腐爛,以達到蓄水保墑、增加地表積溫及土壤肥力的目的[3]。秸稈直接還田方便快捷、高效低耗,因此應用普遍。研究表明:秸稈還田能有效減少地表徑流、滲漏徑流,對于緩解坡地養分流失和土壤侵蝕有重要作用,還能夠提高土壤中速效氮、鐵、鋅、錳的含量,提高脲酶的活性,協調土壤水肥氣熱等生態條件,為作物生長創造良好的條件。
1.2.2 間接還田。利用秸稈進行養畜和發酵,在完成飼喂和生成沼氣后,以糞便或沼渣等方式還田是一種有效提高秸稈綜合利用效益的技術。研究表明:秸稈在粉碎氨化后能夠有效改善土壤結構,提高作物產量,與土壤改良劑混合施用后,效果更佳。同時,氨化后的秸稈對提高分解速率、土壤的持水能力和降低土壤體積質量具有顯著的效果。
1.2.3 秸稈生化腐熟還田。在農作物收獲后,及時將收下的作物秸稈均勻平鋪,配套噴灑機具撒施高效生物腐熟菌劑,使腐熟劑與秸稈充分接觸,維持微生物活動適宜的養分和通氣條件,調節碳氮比,使秸稈快速腐熟釋放有益物質,制成高效腐熟肥料,以利于下茬農作物的播種和定植,實現秸稈還田利用。
目前,秸稈的綜合利用,正從早期的直接或堆漚還田、加工粗飼料,向著餐飲具、包裝、造紙、氣化集中供氣和易降解包裝材料等方向發展。從農業生態系統能量轉化的角度來分析,單純采用某一種利用方式,秸稈能量轉化率和利用率會受到限制。因此,根據各類秸稈的組成特點,把其中幾種方法有機地組合起來,形成一種多層次、多途徑綜合利用的方式,從而實現秸稈利用的資源化、高效化和產業化是未來生態農業發展的必然趨勢。