国内秸秆还田技术探究

曹鸿景　王克勤　冯晓月

摘要：综述了国内秸秆还田方式以及秸秆还田效应。指出了秸秆还田主要有直接还田和间接还田方式。秸秆还田之后，不仅能够改良当地的土壤理化性质，同时也起到了保水保土的效应。秸秆在腐解过程中产生的营养元素能够增加土壤肥力，还能促进作物对营养元素的吸收。

關键词：秸秆还田；秸秆还田肥效；秸秆还田方式

中图分类号：S141.4

文献标识码：A文章编号：16749944（2017）8010903

1引言

我国是农业大国，不仅作物秸秆种类繁多，同时秸秆的产生量也急剧增长。农作物秸秆是农业废弃物之一，含有大量作物所需元素，包括氮素、磷素以及微量元素，农作物秸秆作物占生物总量的50%左右[1]，是一种重要的可再生资源。我国每年产生大量的秸秆作物只有极少的一部分被再循环利用，其余的都被焚烧、堆积和遗弃，不仅造成了资源浪费，也污染当地生态环境。

秸秆还田是将作物收获后余留的秸秆直接或堆积腐熟后施入农田，是改良土壤性质、加速生土熟化、提高土壤肥力的一种处理方式[2]。秸秆埋入土壤中，经过微生物的分解，秸秆中的营养元素不但能够被作物吸收，而且还会加速农作物对其他营养物质的吸收。但是，国内秸秆还田技术发展过晚，还不够成熟。不成熟的秸秆还田技术不仅不能改良土壤理化性质，还会造成农作物生长不良。笔者综述了秸秆还田技术，以期能够为当地生态文明建设和可持续性农业发展提供一定的理论依据。

2秸秆还田方式

根据秸秆还田的方式可以分为直接还田和间接还田两种[3]。

秸秆直接还田是指将作物不采用任何处理埋入土壤或者覆盖土壤表层，让其自然腐熟的方式[7]。由此可以看出，这种方法可以使秸秆能够简单、快速和有效的再循环利用。直接还田方式中还包括机械粉碎还田、整秆还田及覆盖还田。

秸秆机械粉碎还田方式中，利用机械粉碎秸秆的同时进行耕地灭茬，提高了农业生产效率[4]。秸秆经过粉碎之后，加大了土壤微生物活动和增加了土壤吸收速率，能够有效的改良

土壤理化性质和增加土壤肥力，同时也能起到增产增收的显著效益。整杆还田方式中，在作物收获之后，农田中剩余的秸秆，利用机械翻耕埋入耕地中，或者直接利用整个秸秆覆盖耕地表面。由于秸秆的覆盖，土壤水分的蒸发量可以有效的减少。上述两种秸秆还田方式能够简单、有效的对秸秆进行资源再循环利用，但是依赖于农业机械的使用，这就使这两种秸秆还田方式不利于在山地实施，更多的利用于平坦的地方。覆盖还田是指在种植作物时，将秸秆覆盖于土壤表面，覆盖面积达到30%以上[5]。随着时间推移，秸秆腐解所产生的有机质、氮、磷、钾以及微量元素能够补充到土壤中，被作物有效吸收，继而增加土壤肥力。同时，由于秸秆的覆盖，能够有效的减少土壤水分的蒸发，增加土壤的储水量，大大提高了土壤水分的利用率。在降雨产生径流的过程中，覆盖的秸秆能够有效截流，在减少地表径流的同时，也减少了随着径流流失的泥沙，起到保持水土的功效。

堆腐还田和过腹还田为秸秆间接还田的两种方式。堆腐还田是将秸秆与泥土、人粪尿等混合堆置在不透气处堆放，至其腐熟，制成堆肥、沤肥后再施入田间的方法。堆腐还田可以就近挖一土坑，将秸秆切成10cm左右，堆成30cm左右厚度的秸秆堆，上面加一层泥土、人粪尿等混合物，一层层堆积，用泥土封顶[6]。秸秆腐解由许多因素制约影响，比如水分、微生物等因素，这就使得秸秆腐解过于缓慢。而对于国内一年多轮作的地方来说，秸秆缓慢的腐解虽然能够有效的利用资源，但是并不能够满足当地农业需求。而秸秆的过腹还田相较于堆腐还田方便很多，当地人们利用秸秆来喂养家畜，用家畜产生的粪便施入耕地当中，家畜的粪便中含有大量的有机质。

3秸秆还田效应

随着人们环保意识的增强，以及农业的可持续性发展，资源再循环利用已经成为国内重点课题。大量的研究表明，秸秆还田是一种可行且效果显著的资源再循环利用方式。秸秆还田能够有效的改良土壤理化性质，增加土壤肥力，同时也能增加作物对营养元素的吸收，继而达到资源循环利用的同时也能增产增收的效果。

秸秆还田对土壤物理性状的改变，主要为土壤水分、土壤温度、土壤容重和孔隙度、土壤团聚体等。作物生长离不开水分，因此土壤水分是土壤重要的物理指标之一。通过对地表土壤进行秸秆覆盖，不仅能够有效减少土壤水分的蒸发，也会减少降水产生径流的流失量，起到涵养水分的功效。粉碎之后的秸秆埋入土壤内，秸秆能够阻断土壤水分的毛细作用，继而提高0～40 cm土层的土壤含水量。Sarkar[7]等利用稻草覆盖油菜田，使水分利用率提高45%。秸秆腐解过程中，不仅受到土壤水分的制约，同时也受土壤温度的影响。秸秆腐解需要土壤微生物，而土壤温度影响着土壤微生物的活动。秸秆还田可以起到平衡土壤温度的作用。有研究表明，秸秆覆盖后地表温度较对照高0.7～0.9℃[8]，冬季地温提高0.5～2.5℃[3～6]，但秸秆覆盖的调温效应随叶面积指数增加而减弱[9]。秸秆还田同时也能够改变土壤容重及孔隙度，李新举等[10]通过秸秆覆盖与秸秆翻压还田效果比较得出，秸秆还田可以增加土壤孔隙度、减少土壤容重，使土质疏松。秸秆还田之后，可以使得土壤大粒径微团聚体数量及水稳定，同时也能够降低土壤小级别高团聚体稳定性。

秸秆还田在改变土壤物理性状的同时，能够增加土壤肥力，主要表现在土壤中氮、磷、钾元素的含量改变。随着科技的快速发展，也带动着农业的飞速发展。为了达到作物的增产增收效果，越来越多的人使用工业化肥。但是研究表明，作物只能够吸收一小部分化肥中的养分，其余的都堆积在土壤当中，这就造成了当地土壤污染。人们为了作物产量增加，又会大量使用化肥，这就形成了一种恶性循环，秸秆还田不仅能够打破这种循环，也能使资源可持续性利用。土壤中的氮素能够增强作物光合作用，但是氮素不能长时间留存于土壤，氮肥的使用必不可少，而秸秆还田配施氮肥，能够更好的增加土壤含氮量。Thomsen[11]在室内利用N15标记秸秆的实验表明，每克秸秆可以固定土壤中1.0 mg～3.2 mg的氮，所以化肥与秸秆配合施用是提高土壤氮素的有效途径之一[12]。长期使用秸秆还田，还能够增加土壤有效磷全磷含量。秸秆在腐解过程中会产生有机酸等产物，能够增强土壤中氮、磷、钾的肥效，调整土壤氮、磷、钾比例。对于钾元素来说，秸秆与化肥配施，速效钾以每年8%的速度递增[13]；秸秆配施化肥比单施化肥，土壤有效钾含量增加了4.8%～21.0%[14，15]。

4结语

科技在飞速发展的同时，也带动着农业迅猛发展。为了达到作物增收增产，人们大量使用农业化肥。作物对于化肥营养元素的吸收只占了很小的一部分，而大部分的氮、磷、钾元素一方面随著地表径流流失，流入附近水体，造成水体污染，形成水体富营养化；另一方面，大量的元素在土壤中堆积，造成了当地土壤污染。作物产生的大量秸秆，堆积、废弃和焚烧成了主要的处理方式。土壤中大量的营养元素的流失，使得土地越发贫瘠，为了满足当地的农业发展，人们会在耕地中施入越来越多的化肥，这形成了一种恶性循环。这种不良的农耕作业不仅污染当地的生态环境，同时废弃和焚烧的秸秆造成了可循环利用资源的浪费，并不能够达到当地农业的可持续发展。

秸秆还田方式主要有直接还田和间接还田，其中直接还田包括机械粉碎还田、整秆还田及覆盖还田，间接还田包括堆腐还田和过腹还田。由于各地方地形的局限性，需要选择适合当地实际情况的秸秆还田方式。秸秆还田不仅是一种可再生资源的循环利用，同时也能够改良当地土壤的理化性质。秸秆还田之后，能够起到增加土壤孔隙度、降低土壤容重、增加耕地表层土壤的含水量的作用，也能够减少当地降雨产生的径流量以及泥沙量，起到保水保土的作用。秸秆还田之后，在改良土壤的同时，其腐解所产生的氮、磷、钾以及微量元素，能够促进当地作物对营养元素的吸收。由于每个地区地质的差异性，还需要大量的实验研究，探索出适宜当地秸秆利用方式。

秸秆还田属于当今农业可持续性发展的热门课题之一，在总结前研究者研究成果的时候，也要对当地识实际情况进行科学的分析，以期达到再生资源的科学性得再循环利用。

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