秸稈還田技術研究及應用進展分析

林 慶

一、秸稈還田技術的應用價值分析

秸稈還田技術在應用過程中能夠產生重要的影響，從目前秸稈還田技術應用的實際情況來看，秸稈還田技術的應用價值主要體現在以下幾個方面：

1、秸稈還田是提高秸稈綜合利用水平的有效途徑

由于秸稈是最容易腐爛的有機質，其具有疏松土壤、保持土壤水分和改良土壤結構、保持土壤微生物活性、促進農作物生長發育等多種功效，并且還具有經濟、生態和社會效益。同時秸稈是最具可再生資源效益的一種農業廢棄物，所以開發利用具有重要意義，而開發利用不僅可節約大量資源，也大大提高了資源利用率，從而節約了社會資源。我國在多年實踐中已形成“十多年不用”或“一年不施”的習慣，即每年大量占用土地和環境污染，其中，一大批農作物秸稈因難以收集儲存、不能妥善處理等原因而被隨意丟棄或者焚燒。據了解，我國秸稈產量達800 億噸左右，其中80%以上可再生利用。因此要使我國農作物每年收獲所需秸稈量少則數億噸，多則幾十億噸，在發展生態農業的同時實現秸稈綜合利用已成為當前和今后相當長一段時期內農業發展面臨的重要課題。

2、能夠節省成本，降低能耗

根據農業部門對全國秸稈的調查顯示，在我國有將近3 億畝土地需要秸稈還田，秸稈是一種極易腐爛的有機質物質，是最適合微生物分解及增殖的資源之一，其分解速度與溫度、水分有關，并且與肥料、土壤有機質息息相關，具有良好的降解特性。一般施用微生物肥的土壤，其肥效可維持一年以上。對于土壤貧瘠、水分缺乏、耕地質量差的農田和麥類作物而言，微生物肥可以迅速補充土壤中微生物所需的養分，調節土壤微生物平衡，促進作物生長。例如小麥與玉米都需要進行氮磷鉀等元素的施肥，這對氮肥和磷鉀肥需求巨大的農民來說是一個很大的負擔，而使用微生物肥不僅可以節約氮肥用量和提高施肥效果，還可以有效減少化肥施用量。

3、改善土壤結構，降低土壤無效蒸騰量

由于在長期的使用過程中，導致土壤中形成了許多次生的板結物質。這些物質在不斷地被微生物分解以后，就會形成有機固體和無機固體物質，從而使土壤中的微生物有了充足的活動空間。其中在適宜條件下，最有利于微生物活動和分解物質的就是這些次生固體和無機固體物質，這類物質可以直接被微生物利用。如在進行玉米秸稈還田時，可以在其表面撒施石灰漿進行處理，從而增加土壤中次生固體有機質含量，增加土壤透氣性能和蓄水性能，使土壤有機質含量增加，降低了土壤有害物質含量。其次增加了土壤團粒結構，有利于土壤微生物活動及生長，如在不進行翻耕覆土處理以后，經過自然風化或人工破壞后的耕作層土壤團粒結構消失比較快，在農作物秸稈還田的時候，通過翻耕可以有效抑制土壤水分的蒸發，增加土壤通透性，降低土壤無效蒸騰量。如果土壤通風條件好，就可以有效降低土壤水分蒸發對農作物的影響，因為玉米等一年生糧食作物需要大量水分，而一年內土壤上水分會不斷蒸發，因此會造成土壤蒸騰量增加，進而導致農作物減產。而隨著耕作技術的改進，使得水稻等其它作物在種植中能夠直接將土壤水分加入到土層之中，從而有效降低土壤無效蒸騰量，從而使農作物生長更加健康，減少病蟲害發生。對于降低病蟲害發生是非常有幫助的。

4、秸稈還田可以有效促進生物菌的生長

秸稈粉碎還田是一種新的生態處理方式，是土壤微生物賴以生存的物質基礎，在一定程度上促進土壤微生物活動，加速碳固定和轉化，達到培肥地力和改善農產品品質的目的，對促進農民增收具有重要作用。經試驗表明，生物菌與有機肥混用（或單獨使用）可有效促進農田有益微生物和有害微生物的繁殖、生長，加速土壤微生物活動，增加土壤有機質，增強作物根系發育，增強作物抗病能力，從而達到增產增收目的。與有機肥相比，生物菌劑含有較高含量的蛋白多糖類物質（如肽類)(可提高抗菌活性）、氨基酸、多酚、有機酸等多種活性成分，對作物生長具有明顯促進作用，可用于防止土壤中重金屬和亞硝酸鹽積累以及微生物增殖等有毒有害物質通過影響作物根部發育等方式造成農作物減產、品質下降或絕收的現象發生，目前已有許多國家大力推廣生物菌劑技術和應用實例。

5、能夠促進生態環境的和諧相處

當前，我國的生態環境問題已經成為社會各界關注的焦點，生態文明建設成為黨和國家事業不斷發展的新動力，黨和國家提出“綠水青山就是金山銀山”理念，這一理念根植于中華民族傳統文化，并與現代生態文明建設理念相融合。我國生態文明建設必須堅持人與自然和諧共生，必須堅持節約資源和保護環境的基本國策，必須堅持人與自然和諧發展理念，因此，加強生態文明建設必須高度重視以節能減排、污染治理為重點的生態文明建設工作。秸稈綜合利用具有環保效益、經濟效益、社會效益和經濟效益多方面優勢和特點，所以其生態環保效益和經濟效益是十分顯著的。

二、秸稈還田技術分析

秸稈還田經歷了較長時間的發展，也取得了一定成績，縱觀現有的秸稈還田技術，主要可以分為以下5 個方面：

1、高留茬還田技術

高留茬還田技術是目前較為成熟的一種秸稈還田技術，一般情況下，傳統的小麥秸稈留存高度為10 厘米到20 厘米區間，而在高留茬還田技術的支持下，留茬高度往往要比傳統模式高，留茬高度為25 厘米到40 厘米區間，這樣便能夠有效增強秸稈的還田量，同時還需要注意的是在將高留茬還田技術應用過程中，需要設置合理的控土深度，在進行旋耕土地時，需要將深度控制在20 厘米以上。高留茬還田技術在應用時，不同的地區具有不同的要求，因此，需要根據實際情況對其進行高效利用。

2、炭化還田技術

秸稈還田技術在應用過程中最為常見的一種技術代表就是炭化還田技術，主要是借助一定數量的炭化爐將秸稈燒制成生物炭，具體的做法就是將含水量逐漸降低，使其能夠控制在20%以下，然后將秸稈放入到炭化爐當中進行焚燒，在嚴重缺氧的情況下進行燃燒，并不能夠看到明顯的火星，最后形成一些顆粒。在秸稈燃燒過程中，會產生大量的氣體。并且對于燃燒形成的生物炭還可以使其成為相關的肥料，這些物質還給田地，能夠有效減少氮肥的使用量，同時對于作物的產量還能夠有效提升。

3、直接還田技術

在秸稈直接還田技術運用過程中，不同的作物具有不同的要求，在小麥秸稈還田中，農民在對小麥進行收割的時候，對于小麥秸稈一般的保留長度大約在30 厘米左右，在小麥收割之后便可以開展翻耕工作，這樣能夠有效減少水分的流失，并且在深耕之后秸稈能夠快速的腐爛，在具體翻耕過程中，主要采取的就是順行翻耕的方式，確保秸稈能夠大面積的覆蓋，進而能夠產生良好的還田效果。在玉米秸稈還田技術方面，由于剛剛收割后的秸稈含水量比較大，此時不可以進行直接的還田，需要借助一些專用設備進行還田，可以借助粉碎機對其進行粉碎，保障其能夠直接翻耕在田間，進而能夠達到秸稈還田的效果。在對玉米秸稈還田過程中，需要做好深埋處理，也可以在深耕過程中適當的添加一些氮肥或者磷肥，加入相關肥料能夠有效提升秸稈的腐爛速度。而在水稻秸稈還田過程中，需要將水稻留茬工作做好，一般情況下水稻留茬高度在20 厘米以內，由于水稻內還有一定數量的水源，在冬季的時候容易產生冰凍現象，這就需要在凍季來臨之前，做好秸稈還田的處理工作，在對水稻秸稈還田過程中，需要做好翻耕深度的控制，在高效翻耕深度之后，需要借助稻草對土壤進行覆蓋。

4、過腹還田技術

過腹還田技術是目前秸稈還田技術的重要類型之一，這種技術主要是指借助農作物的秸稈來喂養牲畜，先將秸稈作為飼料，這些飼料在牲畜體內經過循環之后，然后變為牲畜的糞便，這些糞便又能夠還給農田，促進農作物的生長。在過腹還田技術的支持下，一方面能夠為牲畜的生長提供飼料，另外一方面，還能夠為農作物生長提供有機肥，這樣便能夠有效降低農業生產的成本，進而實現良性的循環。例如，在牛舍當中將糞便進行集中堆積，高度進行一定控制，經過3 個月左右的時間，便可以將其運用到農田當中。

5、速腐劑秸稈堆腐還田技術

速腐劑的運用能夠大幅度的提升秸稈的腐解效率，同時還能夠對堆肥的效果進行完全改善，在一定重量的腐熟堆肥當中還有大量的微量元素，這樣便可以有效降低土壤養分含量，減少作物生長過程中化肥的施用量，進而能夠保障對環境產生較小的影響，能夠在環境控制和保護方面起到十分重要的作用。

在對此項秸稈還田技術應用過程中，需要做好以下相關工作，首先做好備料，速腐劑在選擇的時候主要選擇腐稈靈菌劑，并且在使用過程中仍然可以采用一些尿素，其次，在進行挖坑的時候，需要對坑的長度和寬度進行良好確認，在進行堆放的時候，秸稈往往可以堆成三層，并且每層的高度需要控制在50 厘米左右，并且需要確保含水量在60%左右，在覆膜的時候需要將草堆的周圍進行處理之后再覆膜，保障其具有較高嚴密性，并且需要提高腐熟效率。

三、秸稈還田技術應用過程中存在的問題

目前秸稈還田技術在應用過程中，仍然存在著一定問題，主要體現在以下三個方面：

1、缺少相關的綜合評價體系

秸稈還田技術的應用并不是只能夠對農作物產生影響，而是能夠對整個生態系統產生一定程度的影響，例如可以對土壤、空氣以及生物產生影響，為了能夠對秸稈還田技術的效應進行全面評價，就需要借助比較完善的綜合評價體系，但是從實際的情況來看，相關等的綜合評價體系卻不夠完善，并沒有對秸稈還田前后的土壤物理性質、作物生長情況以及局部大氣情況等進行檢測和分析。除此之外，還需要對秸稈還田技術產生的經濟效益、社會效益以及生態效益進行綜合評估，現如今的評估并不能夠滿足長期的需要。

2、秸稈還田操作規范化程度不夠

在秸稈還田技術應用過程中，為了能夠更加省時或者省力，部分地區在進行秸稈還田的過程中，往往會產生操作比較粗放或者不合規范的情況。例如秸稈還田量過高、在對秸稈粉碎過程中粉碎程度不能夠滿足實際需要。盡管部分地區已經建立了相關的地方標準，但是在秸稈還田量控制方面、秸稈還田深度控制方面以及秸稈還田之后的播種方面都存在一定不規范的情況，這就需要對秸稈還田技術不斷細化，逐漸加強秸稈還田人員實踐操作能力，確保相關技術能夠迅速規模化的推廣和應用。

3、秸稈還田受機械化程度制約

在秸稈還田發展進程中，集約化和機械化程度的高低，對于秸稈還田效率和質量能夠產生直接影響。從目前，秸稈還田技術應用的實際情況來看，秸稈還田設備雖然得到了一定程度普及，但是在機械化方面仍然存在一定問題，首先，機械的運用很大程度上需要看當地的地形情況，大多數機械設備在我國南方濕潤或者半濕潤地區運用空間十分有限，不能夠發揮應有的價值，其次，不同作物的秸稈會存在較大差異性，在利用機械對秸稈進行還田過程中，需要注重機械設備與秸稈之間的適用性。

四、秸稈還田技術應用優化建議

秸稈還田技術需要不斷適應時代發展的需要，需要不斷進行創新，提高秸稈還田技術的應用效果。

1、提高秸稈還田效果

隨著國家對生態環境保護工作的加強，農作物秸稈的廣泛利用是一種可行的、有效的途徑。但由于其自身結構特點以及受天氣、自然因素等各種因素制約，不能充分發揮其作用，這就使得利用秸稈還田的方式越來越受到重視。同時我國農作物產量呈逐年上升趨勢，但是土壤板結、營養不良、養分損失嚴重等問題卻日益凸顯。通過對現有秸稈還田方式及效果的比較，確定今后農業生產中主要是機械在農作物生長期間需要大量水分的情況下直接還田，并且對作物根系發育有一定影響，但影響較小；其次是可以將一些細小的農作物秸稈切碎后直接還田于田塊再進行二次還田的作業方式。因此在今后應進一步對以上技術進行研究。

2、解決秸稈處理技術難題

從土壤微生物組分及養分含量的測定及土壤結構、土壤有機質含量的研究。目前，研究主要集中在秸稈還田與有機肥施用方面。研究出可以將秸稈粉碎后直接還田到土壤中，可以達到提高土壤有機質含量和肥效水平、減少化肥施用量、提高有機質含量、提高土壤透氣性、利于農作物根系生長的作用。同時還可以提高土壤肥力、改善作物品質、提高農產品產量以及減少環境污染具有重要意義。但目前還存在許多技術問題需要解決，如秸稈還田機械和設備方面有待進一步研究改進，以便降低生產成本；秸稈的處理方式有待改進等等。應在今后研究工作中更加注重秸稈肥料化、基料化技術、生物肥料和有機肥的應用情況（以玉米、水稻、小麥、棉花等作物為例）來進一步研究秸稈處理技術新工藝、新技術等。

3、不斷改進秸稈還田機具

秸稈直接還田時需要使用帶齒、高密度和高速度的刀片。秸稈還田機具應當不斷改進，減少秸稈粉碎數量，使之能夠有效的粉碎并均勻還田，以便避免后期由于土壤結構被破壞導致的病蟲害及雜草種子的萌發。同時也需要研究不同機型的適口性之間的相互關系來提高粉碎的效果。由于目前技術尚不成熟，因此應改進現有的機械性能，從而提高秸稈還田的效率及質量。

綜上，在農業生產過程中，秸稈還田技術的應用對于我國農業發展起到了十分重要的作用，一方面能夠推動農業的可持續發展，另外一方面也能夠推動我國農作物產量的增加。但是在秸稈還田技術應用過程中仍然存在著一定問題，需要針對問題做出優化，為我國秸稈還田技術水平的提升創造有利條件。