關于黑龍江省秸稈和耕地利用問題的探討

謝洪昌，張喜波，高 勇，趙世宏，王海礁

(黑龍江省農業機械工程科學研究院 綏化農業機械化研究所，黑龍江 綏化152300)

0 引言

“倉廩實、天下安”，糧食生產是安天下、穩民心的戰略產業。習總書記提出“藏糧于地，藏糧于技”，要向土地要糧，向科技要糧，土地才是最好的糧倉，要守住并管好天下糧倉，科學合理利用耕地資源，促進種地養地結合，統籌考慮種養規模和環境消納能力，積極開展種養結合循環農業試點示范。

當前的燃料主要是天然氣、電和煤等能源，同樣有高熱量的秸稈泛濫成災不被利用問題，加之耕地變的“薄、瘦、硬、劣、減”五大現狀，如果利用泛濫的秸稈來改良土壤就完美的解決了這兩大問題。

1 黑龍江省耕地現狀

1.1 水土流失嚴重

水土流失的類型主要以水力侵蝕、風力侵蝕為主，水力侵蝕占約80%，主要以坡耕地為主，黑土層每年可減少4～5 mm；風力侵蝕約占20%，主要發生在平川上，我省播種期為干旱大風期，地表裸露，表層土壤被刮走的同時其中的有機質也被帶走。

據第二次全國土壤普查，我省平均每年流失的土壤總量約為2億～3億m3。有的耕層只有5 cm的厚度，出現了“破皮黃”現象，黑土層迅速變薄。

1.2 土壤肥力下降，耕地質量退化

為了促進農業高產和穩產，大量化肥和農藥被投入土壤中，加快了耕層土壤的礦化速率，改變了土壤微生物區系，土壤團粒結構被破壞，土壤肥力嚴重下降，理化性質日趨惡化，容重增加，孔隙度減少，微生物活性降低，保水肥能力弱化等。據測算，黑龍江省每年流失氮22萬～38萬t、磷16萬～29萬t，折合尿素48萬～84萬t、過磷酸鈣(磷肥)91萬～160萬t。與開墾初期相比，黑土開墾20年肥力下降1/3，土壤有機質含量平均減少30%～40%；開墾40年肥力下降1/2，土壤有機質平均減少50%～60%。

1.3 退化的原因分析

黑土耕地退化的因素主要包括自然因素和人為因素。自然因素是潛在的，侵蝕是緩慢的。人為因素是由于長期高強度開發利用，耕地長期透支，地下水超采嚴重，耕作制度不合理，對耕地退化影響顯著，所以黑土耕地的退化是人為因素主導發生的。

2 秸稈情況介紹

2.1 秸稈養分含量

秸稈是農作物莖葉部分的總稱。秸稈中含有大量的粗纖維及豐富的氮、磷、鉀、鈣、鎂等營養元素，是一種具有多用途的生物資源，如表1、表2所示。

表1 主要作物秸稈氮、磷、鉀含量(%)

表2 農作物秸稈的化學成分(%)

2.2 秸稈數量

2018年我省秸稈總量為1.34億t，其中玉米、水稻、大豆和小麥秸稈量分別為9270萬t、2879萬t、1228萬t和37萬t，全省秸稈可收集量1.07億t，我省秸稈的特點是數量多、分布廣、體積大、收儲運成本高。2019年慶安縣耕地284.5萬畝，預計理論產生秸稈量166萬t，全縣秸稈可收集量127.5萬t左右，水稻和玉米種植面積14.47萬hm2，秸稈總量約為117萬t。

2.3 秸稈利用情況

國外一些國家秸稈利用率高，幾乎沒有廢棄和露天焚燒的現象。如美國年產秸稈約4.5億t，其中68%用于直接還田，1/5左右用作青(黃)貯飼料；加拿大年秸稈產量在5350萬t左右，60%以上用于還田利用；英國73%的秸稈用于直接還田。2017年我國秸稈利用量達到約7億t，秸稈綜合利用率超過83%，其中秸稈肥料化利用率為47.3%，飼料化利用率為19.4%，燃料化利用率為12.7%，基料化和原料化利用率為1.9%和2.3%，初步形成以肥料化、飼料化為主的綜合利用格局。2017年我省秸稈利用量約達到6825萬t，秸稈綜合利用率64.7%，肥料化、飼料化和燃料化利用率分別為34.47%、9.84%和19.4%。綜合利用率低，經濟性差，產業化程度低，資源浪費嚴重。

3 秸稈還田的優缺點

3.1 對肥量的影響

據測定，每100 kg水稻秸稈含純氮0.63 kg、五氧化二磷0.11 kg、氧化鉀0.85 kg。水稻秸稈量和水稻產量之比約為1∶0.97，按水稻畝產600 kg計算，則畝產秸稈約580 kg，如100%全量還田，相當于每畝施純氮3.7 kg、五氧化二磷0.6 kg、氧化鉀4.9 kg。再結合測土配方施肥，可酌情減少用肥量。每100 kg干玉米秸稈含氮素0.5 kg、五氧化二磷0.39 kg、氧化鉀1.67 kg。每畝玉米秸稈還田量以500 kg計算，理論可增加純氮2.5 kg、五氧化二磷1.95 kg、氧化鉀8.35 kg。經對還田地塊三年取樣測土，明顯提高土壤有機質和氮、磷、鉀含量，有機質增加0.05%～0.09%，全氮、有效磷、速效鉀含量也有所增加。

另外根據建三江農墾局近10年統計的數據得知，水田連續10年秸稈全量還田可使土壤耕層的堿解氮含量提高17.5%、有效磷提高3.2%、速效鉀提高7.1%、有機質提高0.74%，可有效解決隨著水稻種植年限的增加土壤養分不斷下降甚至匱乏的難題。農業農村部在我省開展保護性耕作示范項目收集10年的數據顯示，1000 kg玉米秸稈還田腐爛后，可歸還土地氮磷鉀合計28.6 kg。

3.2 對土壤指標的影響

建三江管局對水稻秸稈連續10年還田進行跟蹤，得出秸稈還田可使土壤耕層和犁底層增厚，土壤容重和硬度降低，土壤通氣性和透水性增強，土壤總孔隙度提高，有效孔隙多，土壤蓄水能力強，可使土壤耕層>0.05 mm的孔隙量提高3.47%、土壤犁底層厚度增加約5 cm；秸稈連續5年還田，有機質能提高0.29%，容重下降0.017 g·cm-3。玉米秸稈還田，能夠在確保田間土壤有機質含量得到顯著提升的同時，生成大量的五碳糖以及六碳糖，其有益效果比直接施用肥料的效果更佳。另外在機械輔助下，能夠將秸稈更好地埋在土壤深層，在養分活躍下加深了耕層的厚度，為作物生長提供富裕的養分需求，且土壤容重降低0.01～0.1 g·cm-3，同時使作物根系下扎深度加深25～35 cm。在還田3年后，耕層土壤總孔隙度增加4 %～11%，通氣孔隙增加7.5%，還田可使土壤中0.25～1.0 mm 微團聚體由18.60 %提高到32.28 %。

3.3 蓄水保墑

旱田秸稈還田同時進行深耕，能含蓄自然降水，保持耕層水。深耕使自然降水向深層滲透，地表徑流少；還田的秸稈能均勻地吸納自然降水，并能降低水分的蒸發，播種期，秸稈還田的土壤含水量能提高1.5%～2.1%。

3.4 秸稈還田缺點及措施

應適當增施一些氮肥避免出現黃苗、死苗和減產等問題；播種后應及時進行鎮壓；對水田可能增加二化螟和卷葉螟的發生，要針對性的施藥防治；秸稈腐爛時微生物活動會消耗過多的氮素，并釋放有害氣體，對水稻生長造成一定的影響，要配套科學的施肥措施和水層管理技術措施。

4 焚燒對耕地土壤的影響

秸稈焚燒破壞土壤結構，造成耕地質量下降。秸稈焚燒過程中會使地面溫度急劇升高至600～800 ℃，能直接燒死、燙死土壤中的有益微生物，數量減少80%左右，破壞土肥相容，導致水穩性團粒結構解體，把活土變成死土，影響作物對養分的充分吸收，直接影響作物的產量和質量；同時秸稈焚燒不僅會使秸稈中的碳、氮等有機物質燃燒殆盡，也會造成土壤原有有機質降低15%～18%、堿解氮降低4%～9%、含水量降低4%～5%。

5 建議

(1)合理利用黑土耕地資源，嚴禁對耕地非法侵占和破壞，如占用則盡可能利用空閑地和劣等地。

(2)要求對占用黑土耕地的耕層土壤進行分離，分離的土壤用于改良中低產田和污染耕地的恢復。

(3)引導并鼓勵農戶增加對耕地治理的投入力度，獎勵秸稈還田或使用農家肥的農戶。

(4)提高農戶對黑土耕地的重視，使農民對耕種土地有培肥地力并持續使用思想意識。

(5)積極探索以預防為主和事后嚴處的宣傳執法新思路，保證黑土耕地的持續利用。

(6)嚴格執行并迅速推廣我省出臺的《農業“三減”行動方案》，確保實現農業可持續發展，推進農業發展方式轉變，全力發展綠色有機農業。

(7)嚴格執行并宣貫《黑龍江省耕地保護條例》，提高農民對我省黑土耕地珍視的意識。