时间:2024-07-28
○山东省德州市农业农村局 刘绍锋 卢春岭 刘丕泉
农作物秸秆还田机械化技术,就是用秸秆粉碎机将摘穗后的玉米、小麦等农作物秸秆就地粉碎,均匀地抛散在地表,随即耕翻入土,使之腐烂分解,达到培肥地力的一项农机化实用技术。秸秆还田能增加土壤有机质,改善土壤结构,使土壤疏松,孔隙度增加,容重减轻,促进微生物活力和作物根系的发育。从德州市多年的秸秆还田效果看,作物一般可增产5%~10%。但若配套措施不到位,也会导致土壤病菌增加,作物病害加重,出现缺苗、僵苗等不良现象。因此采取合理的秸秆还田措施,才能起到良好的还田效果。
秸秆还田有利于实现农业废弃物的综合利用,规避了秸秆焚烧造成空气污染等弊端,改善农业生态环境。
1.改善土壤结构。秸秆在分解过程中进行矿质化,释放养分,同时进行腐殖质化。秸秆直接还田有利于新鲜腐殖质在土体内部形成,随即与土粒结合,促成土壤的团粒结构,这就避免了腐熟后施用时,活性腐殖质可能因干燥变质而失效的缺点。
2.促进微生物活动。秸秆还田给土壤微生物增添了大量能源物质,各类微生物数量和酶活性也相应增加,可增加微生物18.9%,接触酶活性可增加33%,转化酶活性可增加47%,尿酶活性可增加17%,这就加速了对有机物质的分解和矿物质养分的转化,使土壤中的氮、磷、钾等元素增加,土壤养分的有效性也有所提高。经微生物分解转化后产生的纤维素、木质素、多糖和腐殖酸等黑色胶体物,具有粘结土粒的能力,同黏土矿物形成有机与无机的复合体,使土壤容量减轻,增加土壤中水、肥、气、热的协调能力,提高土壤保水、保肥、供肥的能力,改善土壤理化性状。
3.促进土壤中植物养料的转化,补充土壤养分。作物秸秆含有一定养分和纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质和灰分元素,既有较多有机质,又有氮、磷、钾等营养元素。秸秆直接还田较之堆沤腐熟后施用,更能加强土壤微生物的活动。这样不仅可以加速有机质本身所含植物养料的分解,而且有助于土壤中原有的磷、钾等矿物质养料的释放,从而加速了土壤中“生物小循环”的进程,有利于土壤有效肥力的进一步提高。
秸秆还田后的土壤随还田年数的不同,有机质可增加0.025~0.15%,土壤容重降低0.057~0.167克/立方厘米,孔隙度增加2~6%,土质疏松,通气性提高,犁耕比阻减少,贮存水份、养分能力增强。
4.秸秆还田可减少化肥使用量。农业发达国家注重施肥结构,如美国化肥的施用量一直控制在总施肥量的1/3以内,加拿大、美国大部分玉米、小麦的秸秆进行还田。作物所吸收的氮主要来自土壤中的原有氮素。来自化肥的仅占23%~24%。这说明即使施用化肥,土壤有机物对作物生长仍是最重要的。所以,秸秆还田是弥补化肥长期使用缺陷的最好办法。
从德州市这几年的情况来看,农村秸秆还田的方式也出现一些争议,一些农民反映秸秆还田导致粮食产量不增反降,主要存在三个方面的问题。
1. 黄苗、死苗现象。作物收获后,立即将秸秆切碎加以翻耕,由于秸秆还田量过大或不均匀,在分解过程中,表现出微生物与作物争氮现象,造成土壤秸秆还田生物与作物幼苗争夺养分的矛盾。秸秆虽然可以发酵为土壤肥料,但发酵的速度太慢,反而会影响庄稼的出苗率,进而出现黄苗、死苗、减产等现象。所以一亩秸秆还田量最好控制在500千克以内。
2. 土壤“跑风”。秸秆翻压还田后,使土壤变得过松,孔隙大小比例不均、大孔隙过多,导致“跑风”。应该采取的措施为适时灌水,或用石磙碾压,使土壤与种子接触紧密,能够正常发芽。或者是加大粉碎细度,最好达到3~5厘米以下,但会增加能耗,加大成本。
3.易发生病虫害。秸秆中的虫卵、带菌体等一些病虫害,在秸秆直接粉碎过程中无法杀死,还田后留在土壤里,等到开春之后,就会出现病虫害。近两年,很多农田爆发的病虫害,其实与秸秆还田有关。目前,缺少有效的措施进行处理来杜绝这种情况发生。
1.正确选择使用秸秆粉碎机械,把握好还田质量。一是玉米秸秆粉碎长度掌握在3~5厘米为宜,最长不要超过10厘米,要用足够马力的机械将秸秆切碎,防秸秆粉碎过粗、过长,以免秸秆土压不实,影响作物出苗和生长;二是秸秆粉碎后要均匀撒在田地之中,以避免秸秆堆积影响耕播作业;三是秸秆耕翻入土的深度应在15厘米以下,使秸秆与土壤混和均匀;四是秸秆还田并非还田越多越好,其还田数量要根据水源和耕作条件来决定,原则上应保证当年还田秸秆充分腐烂,不影响下茬耕作,过多会危害下茬小麦根系生长。
2.秸秆还田后立即耕翻入土,应边还田边耕埋,以避免水分损失而不易腐解。土壤水分状况是决定秸秆腐解速度的重要因素,因为秸秆分解依靠的是土壤中的微生物,而微生物生存繁殖要有适合的土壤墒情。若土壤含水量过低,会严重影响土壤微生物的繁殖,减缓秸秆分解的速度。因收割时玉米秸秆水分含量较多,玉米秸秆还田一般采取边收割边粉碎,并及时翻埋以利秸秆腐解。对土壤墒情差的地块,耕翻后应立即灌水;而墒情好的地块则应镇压保墒,促使土壤密实,以利于秸秆吸水分解。
3.清除带病秸秆。带病的秸秆不能直接还田,否则会引发病害。在秸秆还田前,应尽可能把这类秸秆提前剔除销毁。
4.规范操作机械作业。作业两遍,第一遍作业机械工作部件要紧贴地表;第二遍工作部件入土1~2厘米。
5.防碳氮比失调。玉米秸秆碳氮比为65~85∶1,而适宜微生物活动的碳氮比为25∶1,秸秆还田后土壤中氮素不足。因此,应每亩撒施碳酸氢铵50千克或尿素20千克,然后耕翻。
6.足墒播种。宁可适当晚播,也要造足底墒,做到足墒下种,确保一播全苗。播后墒情不足时,也可及时浇“蒙头水”。及时查苗补苗。冬水宜早,水量要小,以沉实土壤。
7.增加播量,播后镇压。秸秆还田后,土壤过于疏松,大孔隙多,小麦种子不能与土壤紧密接触,影响发芽生长,扎根不牢,甚至出现“吊根”现象。秸秆还田地块播种小麦,播量应在正常基础上适当增加0.5~2千克,且播种后一定要镇压,尤其是旋耕麦田。最好随播种随镇压,使种子与土壤紧密接触,以保证充足的基本苗。
8.做好种子处理。最好选购包衣种子,或者进行药剂拌种。应先拌杀虫剂,堆闷后再拌杀菌剂,晾干后即可播种。拌杀菌剂的种子不可久置。地下害虫严重发生区,应采用药剂土壤处理。
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