秸稈還田培肥地力技術及其增產效果研究

孫士坤 孫偉

摘? ? 要：運用玉米秸稈進行還田，可提升土壤有機質含量，有效改善土壤結構、增強地力。從積累的實踐經驗來看，土壤肥力在玉米增產份額中的占比不低于80%。所以，玉米產量的高與低，取決于秸稈還田的應用。

關鍵詞：秸稈還田;培肥地力技術;增產效果

從第二次土壤普查結果可以看出，山東耕地土壤0～20 cm土層有機質含量的加權平均值是1.07%，在全省耕地中土壤有機質含量在1%以下的不少于五成。而對于農業生產而言，只有不斷提高耕地的有機質含量，才有望實現可持續發展的預期目標。要達到這般效果的方法有很多種，比如復種綠肥、秸稈還田和增施有機質肥料等。其中，從生產利用上的適用范圍、可行性分析，秸稈還田的效果最佳。山東省全省農作物秸稈的年產量在1 200萬 t左右，所含養分相當于21萬 t氮肥、25萬 t鉀肥及36 t氮肥，在全省化肥總用量中占據25%的超高比例。所以，基于秸稈還田的旱作農業模式，不論是對培肥地力還是對實現優質可持續發展農業，都是目前的不二之選[1]。

據有關資料顯示，玉米秸稈有83.2%是干物質，其中粗脂肪與粗蛋白各占1.5%、2.0%;葉片中的干物質占比為27.5%，其中粗脂肪和粗蛋白各占0.5%、2.8%。據測試，1 000～1 500 kg的鮮玉米秸稈含五氧化二磷1.85 kg、純氮3.65 kg。

國內外的研究資料和實踐生產都證實，土壤的基礎肥力能影響農作物的最終產量，超過65%的產量是由土壤肥力決定的。只有全面提高和保持土壤的肥力才是保證農業發展的根本。例如，美國使用3項措施來保持土壤肥力，玉米的種植面積達到40%，大豆的種植面積達到30%，這樣就可以構成玉米和大豆的輪作體系模式。要利用更加豐富的玉米資源全面發展畜牧產業，畜牧業的發展為農業提供了大量的有機肥料。堅持將玉米秸稈還田可以讓大量的有機質重新回歸到土壤當中，可以實現土壤肥力的持續增加。在我國農業生產的過程中存在大量使用化肥養地的現象。玉米種植面積較大，其他農作物種植面積較小，最終導致玉米大面積的連續種植，沒有合理地進行用地養地，沒有合理的輪作體系。以肥料為主換取農作物的連年豐收，但土壤的有機質受到極大損害，土壤的理化性質也未幸免，所以全面推廣秸稈還田培肥地力的技術是目前的首要任務[2]。

1? ?秸稈還田的應用模式與效果

山東省的農業生態條件分為3種，即干旱區、半干旱區和半濕潤易旱區。由于氣溫不高、缺乏足夠的降水量，一些地區只有間斷還田才能確保作物產量。20世紀70年代龍口縣使用機械就地粉碎玉米秸稈翻壓還田，20年時間陸續出現了玉米秸稈覆蓋翻壓還田、原平整秸稈翻壓還田等方法，并與地膜覆蓋融合在一起共同使用。加快傳統農藝技術與現代技術的結合使用，并且基于現有的秸稈覆蓋還田技術，得出一整套適用于所有農業生態區的通用方法。在培肥改土后，可實現增產增收[3]。

1.1? ?龍口縣玉米種植區推廣以秸稈覆蓋為主的還田技術

通過玉米秸稈覆蓋地表，達到了培肥土壤、蓄水保墑的效果。從1991年開始，龍口縣成為秸稈覆蓋技術的首批試點地區，全村120 hm2旱地玉米在第一年的單產量僅為5 550 kg/hm2，5年時間后，該數據就翻了一倍有余，土壤肥力也得到很大的改善[4]。從一開始的土壤有機質含量1.69%，在1996年時上漲到2.31%。土壤容重起初僅為1.37 g/cm3，后來變成1.22 g/cm3。第一年耕層翻不出10條/m2蚯蚓。目前為止，可以翻出46條/m2。

1.2? ?夏玉米種植區推廣小麥秸稈覆蓋還田與玉米秸稈粉碎還田技術

以龍口縣為例，1989年小麥秋收高茬粉碎覆蓋夏玉米，玉米收成秸稈可以粉碎處理，還田便有了無成本的天然原材料。1992年土壤有機質已上升到2.2%，1996年不論是小麥還是玉米，單產都過噸，是當時山東地區進行秸稈還田后成功的代表之一[5]。

1.3? ?水地春玉米區大力推廣秸稈翻壓還田技術

用的最多的有兩種，一是粉碎秸稈翻壓還田，二是整秸稈翻壓還田。從1989年開始，煙臺市使用粉碎秸稈翻壓還田，1996年擁有1.51萬/hm2的秸稈機械還田面積，在全市的占比接近于九成。龍口縣在1993年開始使用，在1990—1992年時，全縣玉米產量僅為6 205.5 kg/hm2，在1994—1996年時，全縣玉米產量為7 045.5 kg/hm2，上漲了13.44%。目前龍口縣已全面推廣使用整秸稈翻壓還田的形式[6]。

2? ?秸稈還田

傳統觀點認為，腐解態的有機質可直接用于土壤。但近些年的研究表明，土壤生物活性是土壤肥力的衡量指標，并不是腐解態的有機質比非腐解態的有機質對土壤生物活性有明顯優勢。

因此，秸稈粉碎后用于還田，不僅有機質的含量會增加，理化性狀也會得到改善，在促進養分活化方面有著不錯的效果。

2.1? ?秸稈還田會使土壤養分、有機質含量增加

一到秋收季節，龍口縣家家戶戶都會就地粉碎秸稈，起初土壤有機質含量只有0.71%～1.14%，現在有1.37%～1.76%。有機質的含量增加，化肥利用率也有所提高，土壤中富含大量的潛在養分，1989年有效氮元素含量僅為7.9 mg/kg，1996年有效氮元素含量為22.3 mg/kg，效果尤為顯著[7]。

2.2? ?改善土壤的物理性狀

秸稈還田后，因微生物作用會使腐殖酸的含量增加，與土壤里的鈣、鎂結合，產生了腐殖酸鈣、腐殖酸鎂等養分，土壤中水穩性團粒結構變得更加豐富，且土壤容重比對照變小，總的孔隙度有所擴張。

2.3? ?提高土壤的生物活性

玉米秸稈中含有大量的化學元素，可供給土壤微生物的生命活動所需。秸稈還田對土壤的生物活性可起到明顯效果，增強微生物的呼吸、硝化、氨化和纖維分解作用。

3? ?粉碎秸稈直接還田的技術要點

3.1? ?秸稈還田應具備秸稈腐殖的環境因素

土壤水分只有保持在合理范圍內，才能有效促進微生物活動的進行。

一般而言，土壤的含水量是田間持水量的6/10～7/10，最適合秸稈腐殖。溫度的高低會直接影響到微生物群體的組成、活性以及土壤酶的活動等，嚴重時土壤中的酶還會直接失去活性。當環境溫度在28～35 ℃時，秸稈分解速度最快。碳氮比對腐殖也有影響，比值越小，初期分解率越高。在pH值5～8時，秸稈腐殖基本沒有差異，但過酸、過堿環境均會對微生物的活動產生影響，導致腐殖效率變低。土壤通透性不好，不利于秸稈腐解[8]。

3.2? ?秸稈還田要和有機肥料施用同時進行

作為含碳量較高的資源之一，秸稈直接施用對微生物繁殖速度十分有益，同時土壤中的有效氮元素暫時不會參與進來。

玉米秸稈的碳元素、氮元素比例基本在53∶1。缺乏氮元素時進行還田對秸稈分解會產生負面影響。微生物與農作物都需要有效氮元素，使得氮元素含量迅速降低，這對作物生長發育極其不利，進而導致產量下降。一般情況下，微生物分解100 g的秸稈，所需氮元素不能少于0.8 g。所以，在秸稈還田前的1～2年，需要施用適量的氮肥。

3.3? ?科學掌握翻壓的數量與時間

在秋收后，第一件事情就是進行秸稈還田。此時玉米秸稈的含水量比較豐富，尤其是近兩年推出的新品種可延長保綠時間，秸稈有足夠的養分，再加上環境溫度適宜，及時翻耕深埋可促進腐解速率，給來年的保墑保苗做好前期的準備工作。

秸稈還田的具體數量主要看土壤的實際情況。如果是比較貧瘠的土壤，缺乏足夠的施肥量，那么秸稈還田數量在3 000～3 900 kg/hm2即可，過多反而會產生一定的副作用。還田后及時耕翻，確保土壤與秸稈殘體能夠均勻地混合在一起。

4? ?結束語

各農業生產大國都非常重視秸稈還田技術培肥地力的作用。秸稈還田可有效保證和全面提高土壤肥力。美國、英國，德國、日本等發達國家都對秸稈還田技術做了大量的調查研究工作。美國將秸稈還田作為一種主要的方式，堅持常年實施秸稈還田措施。目前，我國黑龍江、吉林等地也在堅持應用秸稈還田，并且取得了良好的效果。針對秸稈還田培肥地力技術與增產效果開展研究，希望能為我國秸稈還田技術提供一定的理論依據。

參考文獻：

[ 1 ] 宋煒.玉米秸稈還田培肥地力研究綜述[J].黑龍江科技信息，2016（27）：267.

[ 2 ] 韓成偉，張巖，李時群.玉米秸稈還田培肥地力技術發展概況[J].農業與技術，2005（4）：121-124.

[ 3 ] 劉杰.小麥玉米秸稈還田是提高耕地質量的有效途徑[J].農家參謀，2019（10）：114.

[ 4 ] 車兆斌.玉米秸稈還田必須把握的兩個比例[J].農業機械，2001（7）：58.

[ 5 ] 趙錦儒.淺談鐵嶺縣玉米秸稈還田腐熟技術的應用[J].農家顧問，2015（6）：73-74.

[ 6 ] 蒙成，李體琛.淺談玉米免耕栽培秸稈還田培肥地力配套技術應用[J].現代農業科技，2007（9）：147

[ 7 ] 朱玉芹，岳玉蘭.玉米秸稈還田培肥地力研究綜述[J].玉米科學，2004（3）：106-108.

[ 8 ] 李榮新，張忠軍.秸稈還田培肥地力技術與效果[J].農村實用工程技術，2002（6）：17.