摘要介绍了秸秆还田的2种方式:直接还田与间接还田,同时,分析了秸秆还田的影响,包括:对土壤物理性状的影响、对土壤养分状况的影响、对土壤微生物的影响、对土壤酶的影响、对作物的影响及秸秆还田的不利影响等,为秸秆还田技术的推广提供参考。
关键词秸秆还田;方式;影响
巫山镇是以粮食生产为主的农业大镇,粮食作物以水稻、玉米、小麦为主,占粮食产量的90%以上,产生的农作物秸秆,可以通过还田补充更新提高土壤有机质,改善土壤理化性质,增加氮磷钾等多种微量元素的含量,是培育地力的一种有效方法;通过秸秆还田可有效利用有机肥资源,增加土壤有机质的含量,活化土壤养分,改善土壤结构,促进土壤微生物活动,增加土壤保肥供肥能力,降低土壤ph值和盐碱总量,提高农作物产量和品质,节约化肥投入,降低生产成本,增加农民收入等。同时能减少因秸秆焚烧而造成的对空气、土壤、水质、环境的污染,对促进农业的可持续发展和提高农产品的安全性具有重要的意义。
1秸秆还田的方式
1.1直接还田
直接还田的方式比较方便快捷,可大大减少用工,且还田数量较多,增产作用明显。因此,近几年采用直接还田的方式比较普遍。常用的直接还田方式主要有以下几种[1-3]。一是高茬还田。就是收割水稻、小麦等作物时,有意识地提高作物的收割高度,留下较长的秸秆(一般为株高的1/2左右),随后用旋耕机翻入土中。如果是小麦、玉米两熟制的田块,小麦收割后留高茬,其后用铁锹或小型旋耕机顺行翻入行间。二是粉碎翻压还田。水稻、玉米、小麦等作物收获后,把秸秆碎成6～8 cm,均匀撒在田的表面,有条件的地方还可采用秸秆还田机和旋耕机把秸秆翻入土中;还可牛耕还田,将碎断后的秸秆撒入犁沟,进行翻耕,效果较好。此方法用工量增加,适合农闲季节和农田较少的地区。割蔸适当高,可相对减少稻草长度,有利于稻草均匀还田,减少稻草成堆的现象。此方法优点是少工省力,还草量大,分布均匀,耕作质量好。三是覆盖免耕还田。主要是埋间套插玉米,在小麦收割后,将切断的小麦秸秆不断进行翻耕犁田,直接点插玉米,麦秆覆盖地面后,可起到抗旱保墒的作用。在夏季高温高湿条件下,麦秆自行腐烂分解,有利于防涝,减少杂草滋生,给作物生长创造一个良好的生态环境,有利于增产。这种方式具有节省耕种费用、争取季节、保肥保水的优点,适合于灌溉条件较差的田地。四是稻田整草还田或铡草还田。整草还田是将稻草均匀铺在田里,用整耕埋草机(手扶拖拉机改装而成)翻埋入田中,再耙平插秧。铡草还田是将稻草铡成2段,均匀撒入田中,再利用旋耕机翻埋后插秧。五是直接掩青。趁秸秆青嫩时直接翻埋入土的一种秸秆直接还田方法。这种秸秆由于含水量较高,翻埋入土后容易被微生物腐解。如玉米收割后,割下带青秸秆翻埋入土,可作小麦或水稻基肥。麦秆直接掩青时都要撒施一定数量的速效氮肥,以利于加速其腐解,为后茬作物提供充足的养分。
1.2间接还田
利用生物学技术,将秸秆堆沤腐熟后还田和过腹还田,这种技术受条件限制,还田数量有限,但也是一种秸秆还田常用的方法,主要有以下3种方式。一是高温堆沤还田。将作物秸秆利用夏季高温沤制成肥料。比如水稻秸秆,在水稻田近处,挖1.0～1.5 m的深坑,把秸秆切成长10～15 cm的小段,1层堆30～40 cm厚,加上1层泥、草木灰、人粪尿、禽畜粪等,并用泥土封顶,离地面略高或持平即可。由自然降雨或人为放水,温度升高即可腐解,最好翻1次,这样效果更好。二是过腹还田。秸秆经过青贮、氨化、微贮处理后,饲喂猪、牛、马、羊等牲畜,可促进畜牧增值,而畜粪尿又作为肥料施入土壤,该还田方式是一种效益很高的秸秆利用方式,在畜牧业发展中推广更好。三是生化催腐还田。这是一种利用生物化学技术,加速作物秸秆腐烂,积造优质活性高效生物有机肥的方法,此法质量好、适用性强。比如稻草用催腐剂腐熟堆沤:将稻草浸透水,使其含水量达到50%～70%,每1 000 kg干稻草用催腐剂1.5 kg或腐秆灵2 kg,对水100 kg喷施。把吸足水分的稻草分层(10 cm左右)压紧后喷施催腐剂或稻秆灵,堆成长2.0～2.5 m、高1.5 m左右的梯形肥堆,用锹轻轻拍实,表面用泥封严(加盖薄膜)发酵,夏天8～15 d,冬天15～25 d即可完全腐熟[4]。
2秸秆还田的影响
2.1对土壤物理性状的影响
关于秸秆还田对土壤养分及物理状况的分析报道很多。施用作物残体能够提高水田耕层土壤孔隙度和非毛管孔隙度,降低土壤容重,提高土壤团聚体和微团聚体的含量,起到疏松土壤、增强黏质土的通透性等作用,并能增强土壤蓄水保水性能。同时,施用作物残体可使土粒的破裂系数降低,土壤微结构系数增加,特征微团聚体组成比例明显下降,具有明显的改土作用。古伯贤等就有机物对土壤有机质结合形态的影响进行了研究,结果表明,连续向土壤施入有机物料后,土壤总碳量和重组有机碳量分别较对照增加34.88%～37.21%和30%,有机无机增值复合度增加73.57%～75.66%,有机无机复合量较对照增加27.5%。增施有机肥料使土壤含碳量增加,对保蓄土壤有机质具有重要作用,这也说明,土壤肥力不仅取决于土壤有机质含量,更重要的是取决于土壤有机质的质量。
2.2对土壤养分状况的影响
秸秆还田可以直接补偿土壤潜在肥力的消耗,加速土壤物质的生物循环,促使土壤有益微生物的生长,改善养分供应状况,培肥地力,使土壤中的全磷、无机磷含量也明显提高,并促进有机磷的矿化,使氮、磷、钾肥肥效得以提高,有利于增强作物抗性。秸秆本身含有一定的氮、磷、钾及各种微量元素,秸秆在分解过程中产生的有机酸等中间产物可使土壤中一些养分的有效性增加。另外,秸秆在水田土壤中施用还会引起土壤的一系列变化[5]。这些变化包括:土壤的氧化还原状况、ph值、比电导和养分的转化等。产生这些变化的直接原因是有机物的分解及其中间产物的生成,有机物施于水稻田后,在渍水条件下分解产生许多有机还原物质。一般认为:有机酸是水稻田中主要的有机还原体系。有报道表明,各种有机酸随稻草加入量的增加而提高。有关水稻渍水后的还原物质总量与有机质含量关系的资料也说明,高肥水稻田的还原性物质的总量较低肥者高。另外,有机质种类对土壤还原性物质的数量也有影响。这些变化因土壤及所施作物残体的不同而各异,但都将直接或间接地影响土壤的肥力性质。
2.3对土壤微生物的影响
研究表明,秸秆还田能促进土壤中真菌和细菌的大量繁殖,提高土壤中微生物的数量。土壤微生物能分解土壤有机质,使其成为植物可吸收利用的无机盐;分解植物不能吸收的矿物质,使其转化成植物可以吸收的状态;同化大气中游离的氮素,供给植物氮素营养;合成腐殖质,增加土壤团粒结构。同时微生物可吸收养分,使土壤中养分免于流失,死亡后分解被植被利用。因此,土壤微生物在有机质的矿化、腐殖质的形成和分解、植物营养的转化、土壤污染的修复等过程中起着不可替代的作用。
2.4对土壤酶的影响
研究表明,秸秆还田可以增加土壤中各种酶的数量,而且给土壤酶提供了大量作用底物,提高了土壤酶的活性。有研究显示,秸秆还田使土壤中的转化酶、蛋白酶、淀粉酶、蔗糖酶、磷酸酶、脱氢酶和atp酶等的活性得到了不同程度地提高,而土壤酶活性的提高,必然促进土壤有机质的转化和养分的有效化。许多土壤酶的活性与有机质、碱解氮和速效磷含量呈正相关,而且多已达到显著或极显著水平,这表明可用土壤酶活性来表征土壤肥力。
2.5对作物的影响
一是对作物生长发育影响。大量试验显示,秸秆覆盖能影响作物的生长发育,而这种影响主要表现在生育前期。不同覆盖处理试验中的结果显示,覆盖能使作物整个生育期缩短3～16 d。由于覆盖处理的土壤环境明显改善,可促进玉米根系的生长发育,表现为根系发达、根条数多、吸收面积大;还能促进地上部生长,增加单株叶面积和干物质,玉米植株的叶龄、株高、茎粗及地上部干物质均比对照不同程度地增产。二是对作物产量的影响。秸秆还田因具有良好的土壤效应、生物效应和农田效应,故能提高作物产量。近年来,经过多次试验表明,秸秆还田与不还田比较,平均增产率为10.8%。秸秆还田虽然降低了播种质量,但由于提高了旱农区水分利用效率,产量仍比传统耕作高,达到了增产增收的效果,具有较好的经济效益。试验表明,对水田土壤进行有机物料还田也能显著增加作物产量。
2.6秸秆还田的不利影响
秸秆还田虽是对秸秆有效利用的一种途径,但如果还田数量过大、土壤含水量不足、粉碎程度不够、翻压质量不好等,则秸秆不能充分腐解,会影响播种质量、出苗和苗期生长,秸秆还田要配施一定量的氮、磷化肥,降低c/n值,提高作物产量。某些作物秸秆产生他感化合物,在抑制杂草的同时,也能对所覆盖的作物产生抑制[5]。另外,多种作物具有自毒作用,如小麦、水稻等,它们的残体对自身的生长有抑制作用,因此在秸秆覆盖中应尽量避免他感效应和自毒作用带来的负面效应,合理安排秸秆类和覆盖作物。再者,秸秆还田后土壤湿度大,地温升高,在为作物生长提供良好条件的同时,也为某些病虫害的发生和流行创造了适宜的环境条件,而且秸秆覆盖后,秸秆中某些病菌难以被消灭,从而增加了病菌的数量,使病害率增加。因此,秸秆还田时,要求使用无严重病虫害的秸秆。
3参考文献
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内蒙古农业科技,2004(12):129-130.
[2] 陈芹,陈长红,李浩波.秸秆还田技术探讨[j].
现代农业科技,2009(24):245.
[3] 金学哲.机械化秸秆还田技术及其应用[j].
现代农业科学,2009(6):80,83.
[4] 沙春燕.催腐剂快速腐熟玉米秸秆还田技术[j].
现代农业,2008(8):24-25.
[5] 潘宁,张守成,徐加健,等.秸秆还田对农作物生长土壤环境的影响及对策[j].
上海农业科技,2010(2):22-23.
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