秸秆还田对土壤肥力关键指标及作物产量的影响研究
秸秆作为农作物生产期间产出的副产品,营养含量丰富,可循环利用性强。农作物秸秆可以作为畜牧养殖饲料、能源、建材、纺织原料等进行使用,也可将农作物秸秆直接粉碎、堆沤、腐熟等处理后作为有机肥还田,增加土壤肥力基础。在农作物生产期间,提升对作物秸秆的综合利用效果,可以减轻传统焚烧秸秆造成的土壤、生态资源污染问题,并提升农业生产综合经济效益。
在农作物种植生产期间,为提升农作物的产量及品质,技术人员会借助各种农机、化学药剂、化学肥料等开展农作物田间管理,规避各种不良因素对作物生长的影响。但大量化学药剂、化学肥料等产品的长期、过量使用,会对土壤质地、肥力基础造成影响,促使土壤质地黏重、盐碱化、重金属含量超标、有机质含量下降等,威胁后续作物的生长发育及产出品质量。同时,再加上自然生态风蚀、土表径流等问题,土壤中养分及有机质含量逐步下降,加重土壤板结、盐碱化、贫瘠化。
一、秸秆主要成分
农作物秸秆是农作物种植期间所产生的一种副产品,属于可再生生物质资源。利津县农作物种植面积广阔,秸秆资源丰富,多用于畜牧养殖生产饲料、工业原料、能源材料及肥源物质渠道。传统农业生产期间,农作物种植种类较杂、单一品种秸秆量少,无法实现规模化可循环利用,部分农户会选择焚烧或废弃的方式处理作物秸秆。随着近年来秸秆还田措施的大面积推广,秸秆还田模式逐渐被农户接受并大面积的应用。
秸秆作为土壤养分物质的载体,其中含有大量的氮、磷、钾、钙、镁、硫等大中微元素,以木质素、纤维素及半纤维素组成。作物秸秆的碳氮比主要在60∶1~80∶1之间,有机碳含量丰富,施入土壤中可以有效提升土壤中有机质含量。同时,秸秆还田腐化后,分解出的养分被作物吸收利用,同等栽培管理条件下,秸秆还田地块丰产性更强。
二、秸秆还田主要方式
目前,在利津县农作物生产期间,秸秆还田主要可分为直接还田、间接还田两种。
1、秸秆直接还田
秸秆直接还田是指在农作物(玉米、大豆、小麦、水稻等)产品收获后,使用粉碎机械将剩余的农作物秸秆粉碎抛撒还田,随后借助旋耕、犁耕等机械将粉碎后的秸秆翻入土中的一种土壤管理技术。秸秆直接还田方法可行性强、操作便捷,能够将农作物秸秆资源快速转化为土壤肥力,并提升土壤的有机质含量、丰富土层结构。但在实际生产应用期间,需注重以下几点。
①合理控制还田秸秆数量
一次性还田大量秸秆可能会致使土壤过于疏松、上层土壤悬空,影响下茬作物根系的下扎与营养吸收利用性,降低土壤保肥保水性。因此,建议秸秆还田量控制在300~500kg/667m2之间为宜。依据常见大田农作物种类来分析,水稻、小麦的秸秆还田量控制在150~200kg即可,玉米、高粱等秸秆可以全部还田。
②同期施用氮肥
农作物收获时,作物秸秆中的碳氮比含量相对较高,在分解为营养元素时会对土壤中的氮素造成一定量的消耗。因此,在秸秆还田时,建议施碳酸铵10kg/667m2或尿素3kg/667m2,均匀撒施至秸秆上,随机械翻耕入土。通过补充土壤中的氮元素,促进农作物秸秆的分解、腐熟效果。
③选择适宜的翻埋时间
农作物秸秆翻埋处理最佳时间为作物收获后。作物收获后立即对秸秆进行粉碎翻埋,此时秸秆含水量处于较高的水平,土壤翻埋处理后腐熟速度提升,对下茬作物影响较小。在部分干旱地区,建议采取边收获、粉碎秸秆,边翻埋的处理方式,促进秸秆的分解。
④施用生石灰
农作物秸秆在土壤中分解时会产生有机酸,有机酸在土壤中会对作物的根系生长形成抑制,从而影响根系生长效果。在土壤翻埋时,施生石灰30~50kg/667m2,均匀撒施。生石灰可以对土壤中的酸性物质进行综合,从而避免土壤偏酸造成根系的影响,同时可以促进作物秸秆的分解腐化。
2、秸秆间接还田
①堆沤还田法
堆沤还田是指将农作物(玉米、大豆、小麦、水稻等)秸秆进行粉碎后,并对秸秆含水量进行调节,将其堆压处理,借助微生物在高温条件下的生物转化活动,快速分解出大量的有机物质,同时达到高温灭菌、灭虫的效果,堆沤处理后的作物秸秆再次统一还田处理。经由堆沤处理后的作物秸秆在还田后,可以减少病虫害的传播与影响,并提升土壤肥力基础。
在开展秸秆堆沤还田时,首先需要选择适宜的堆沤处理场地,通常为田间地头、空闲地等区域,便于秸秆的堆积及处理。将农作物秸秆充分粉碎至低于10cm的秸秆段,浇灌一次透水,促使秸秆含水量在70%左右。随后,将秸秆与腐熟有机肥充分混合,通常添加有机肥1000kg/500kg作物秸秆。将混合好的作物秸秆及有机肥堆成山形,在上方使用泥浆或塑料薄膜密封处理,以保障堆体的温度及湿度。通常在堆沤处理1个月左右,作物秸秆会转变为褐色或深褐色,湿度大时秸秆柔软有弹性,干燥时质地脆易碎,此时作物秸秆已充分腐熟,完成堆沤处理。
为提升秸秆堆沤处理效果,在夏季可以在田间地头等区域挖一个