秸秆还田对农田土壤有机质提升的探索研究

[摘 要] 农作物秸秆是农田生态循环中重要的物质基拙，对于维持农田生态平衡具有十分重要的作用。近年来，我们进行农作物秸秆还田技术对土壤有机质提升做了应用研究，同时对秸秆还田模式进行总结，提出了适合于盈江县推广的主要模式，为农田土壤有机质提升找出了一条确实可行的途径，使土壤有机质逐步增加。

[关键词] 秸秆还田 土壤有机质 改善环境

[中图分类号] S141.4 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650（2016）10-0101-01

农作物秸秆是农田生态循环中重要的物质基础，对于维持农田生态平衡具有十分重要的作用。科学合理地利用农作物秸秆是保护农田生态环境提高耕地综合生产能力的重要研究课题。近年来我们积极进行农作物秸秆还田技术的应用研究，并在生产实际当中进行大面积推广，取得了显著的经济效益和社会效益。实践证明，该项技术是目前盈江县农田土壤有机质提升的重要途径之一。

1 盈江县秸秆还田概况

盈江县耕地面积为3.64万hm2，其中水田1.72万hm2，旱地1.92万hm2，人均占有耕地0.11hm2。水田以淹育型水稻土（占5.6%）、潴育型水稻土（占71.7%）和潜育型水稻土（22.7%）为主，全年秸秆产生量为8.27万t，还田量l.36万t，占l6%。为提高秸秆利用率保护土壤，我们主要开展了以下几方面的工作：

1.1 开展土壤有机质补贴项目

2010年至2012年盈江县列为土壤有机质补贴提升项目实施县，三年实施土壤有机提升面积共计1.87万hm2（2010年0.4万hm2，2011年0.8万hm2，2012年0.67万hm2）；共发放秸秆腐熟剂919.39t（2010年203.39t，2011年416t，2012年300t），三年累计完成还田秸秆8.4万t，三年累计受益农户6.6万户。

1.2 推广秸秆直接还田

通过项目带动和试验示范，部分农户掌握了秸秆还田技术，知道秸秆还田技术的好处，每年有0.57万hm2的水稻秸秆进行直接还田，方法是：水稻收获后将秸秆打碎铺于田里，然后用旋耕机直接翻压。方法简单，农民易掌握，此技术的推广，每年有近2.4万t的秸秆得到还田。

2 秸秆还田对土壤肥力提升的作用

水稻秸秆中含有大量的有机质、氮磷钾和微量元素，通过地面覆盖或机械化直接翻压方式将其归还于土壤中，从而起到蓄水保墒、培肥地力、节本增效、提高农作物产量的作用，达到改善农业生态环境，提高农业综合能力，促进农业产业结构调整，增加农民收入的目的。

2.1 耕地质量具有明显提高

根据盈江县5个监测点检测数据，水稻腐熟秸秆还田对土壤养分各项指标均有所提升，其中有机质增加0.9-1.3g/kg，平均增加1.1g/kg，碱解氮增加2.4-2.8mg/kg，平均增加2.6mg/kg，有效磷增加0.3-0.5mg/kg，平均增加0.4mg/kg，速效钾增加2.7-2.9mg/kg，平均增加2.8mg/kg，水稻秸秆腐熟还田前土壤平均容重为1.24g/cm3，水稻收获后土壤容重为1.21g/cm3，下降0.03g/cm3。水稻秸秆还田前，5个点阳离子代换量平均值为14.22cmoL/kg，还田并种植一季小春作物（马铃薯、玉米），阳离子代换量提高到16.86cmoL/kg，较还田前多2.64cmoL/kg。

2.2 蓄水保墒

秸秆还田和秸秆翻压直接还田与机深耕同步进行，可以蓄住天上水，保住地下水。一是秋深耕30-40 cm，使自然降水下渗较深，减少地表径流；二是在秸秆的拦蓄作用下，比较均匀地接纳自然降水，并阻挡或缓解土壤水分的蒸发，达到有效蓄水的作用，形成了一个备用抗旱“小水库”，从而达到休闲期集水、生长期用水的效果。据多点连续3年测定，秸秆还田土壤含水量在播种期比未还田的对照提高1.5-2.1个百分点。

2.3 改善土城物理性状

土壤有机质、碳酸钙和多糖类物质对土壤结构的稳定性有着良好的作用。 秸秆覆盖还田或机械直接翻压还田，既能增加土壤有机质的含量，又能产生较多的五碳糖和六碳糖，其作用明显优于厩肥。同时秸秆翻压还田，通过深耕将秸秆埋于深土层中，增加了深土层的有机质与养分的含量，促进了微生物的活动，加速了深土层矿化度，从而使土层增厚14-22cm、土壤容重降低0.01-0.19/cm，蛆蜘数量增加5-9 条/m2作物根系下扎深度加深25-35cm。

2.4 秸秆还田对土壤微生物的影响

稻秸秆含有大量能量，是土壤微生物活动的能源。水稻秸秆腐熟还田施用的秸秆腐熟2kg/亩，按国标GB20287-2006标准，腐熟剂活性菌数量大于0.5亿/g，每亩折合施入有益活性菌1000亿个以上。根据曾广骥研究表明，秸秆还田后，0-20cm耕层的细茵数比不还田增142.9%，真菌增加115%。还田后土壤中转化酶活性明显提高，而转化酶活性与土壤速效氮含量呈正相关。方正研究表明，秸秆还田后增加了土壤中的新鲜有机质，刺激了细菌的繁殖。秸秆还田后过氧化氢转化酶和脲酶活性均有所提高。酶活性的提高加速了土壤熟化，有利于分解释放土壤中难容态养分。

3 秸秆还田技术操作要点

根据盈江的农业生产方式和农业资源条件，盈江县土肥站结合利生产、节成本、简操作、易推广的原则，探索应用秸秆机械还田技术模式，秸秆机械还田技术模式是将作物秸秆经过机械处理后直接翻入土壤，或直接将作物秸秆深翻入土的技术模式，其原理是通过机械的粉碎并翻耕将作物秸秆深翻入土，使秸秆在土壤微生物和酶的作用下快速腐解，从而提高土壤有机质含量，改善土壤理化性状，增强土壤蓄水保墒能力，提高作物产量。

3.1 作物收获

作物成熟后，机械收获籽粒。

3.2 秸秆处理

秸秆用机械粉碎，稻秆约是5-10cm，玉米秆约10-15cm。

3.3 耕作整地

用翻耕机等机械将秸秆深翻入土25cm左右，或用机械将没有粉碎的作物秸秆直接翻入土中30cm左右。

3.4 配套技术

1）增施氮肥调节：每亩施尿素5-10kg，将秸秆C/N调节到25：1左右。

2）水分调节：秸秆翻入土壤后，如果墒情不好需浇水调节土壤含水量。水稻还田后，可灌水10cm泡田，加速秸秆腐解。

3）施加腐熟剂：每亩2kg腐熟剂用泥土（或肥料）拌匀立即撒施到铺好秸秆的田内，加快秸秆腐解。

3.5 秸秆腐熟剂筛选与应用

腐熟剂筛选试验：采用水稻秸秆直接还田方式，对“阿姆斯” 牌秸杆腐熟剂、“满园春” 牌生物发酵剂和化学肥料进行效果试验。菌剂用量：2kg/亩；施肥量：尿素10kg/亩，普钙50kg/亩，硫酸钾12kg/亩。

通过试验采用“满园春”生物发酵剂、“阿姆斯”秸杆腐熟剂秸秆腐熟还田，产量略低于对照，但产量差异不显著，说明采用秸秆腐熟剂直接还田，其对地力培肥作用在当季作物中没有显现。但使用“满园春”生物发酵剂、“阿姆斯” 牌秸杆腐熟剂后土壤测试数据表明，秸秆还田后对土壤有机质和全氮有明显提高，有机质提高1.2-1.7mg/kg。秸秆还田对提高土壤速效钾比较明显，提高幅度为5.2-5.9mg/kg，而且对加速秸秆腐熟具有明显作用，可在今后中大面积推广应用。

4 经济效益和生态效益

4.1 经济效益

水稻秸秆还田具有显著的增产增收节支效果，据多点试验观察与统计分析，水稻秸秆还田3年的地块可比未还田的对照，以冬农马铃薯生产为例，每亩增马铃薯60kg，增产率2.2%；同时，由于秸秆还田后土壤肥力逐渐提高，化肥施用量逐渐减少，公亩减少肥料款投入6-15元，有效减低冬季农业生产成本，提高了产值产量。

4.2 生态效益

作物秸秆含有较多有机质、氮、磷钾等营养元素（每100kg秸秆含有机质15kg、含氮0.5kg、含磷1.16kg、含钾1.17kg），我县每年秸秆还田量达2.4万t，相当于施用有机肥3600t，氮肥120t、磷肥278.4t、钾肥280.8t。多点试验观察结果表明，还田几年后土壤有机质、氮磷钾养分含量和土壤含水量明显高于对照。土壤有机质还田三年提高0.05-0.09%，同时由于还田后微生物在分解秸秆初期，要从土壤中吸收氮素组成自身的体细胞，导致土壤氮素的生物固定，起到暂时保存氮素的作用，当微生物死亡后这部分氮素又分解释放，回归土壤，起到保墒调肥的作用。土壤含水量同期测定值三年还田的比对照增加1.4-1.9%，微生物明显增加，秸秆还田使玉米秸秆得到有效利用，且避免了田间焚烧秸秆造成的环境污染。微生物和有机质的增加改善了土壤结构，水稳性团粒结构明显增加，土壤容重明显降低. 随着土壤肥力的不断提高，降低了化肥的使用量，改善了作物的生态环境，提高了农产品质量，促进了绿色生态农业的发展。