农作物秸秆还田对土壤养分和作物产量的影响研究初报

许立广

摘 要：随着经济社会的发展，作为农作物生产系统中一项主要生物资源的农作物秸秆已经不再是广大农村的主要燃料和饲料来源了，而是在作物收获后付之一炬。秸秆焚烧既污染环境、影响交通，又造成了资源浪费和人员财产损失。该文通过开展农作物秸秆还田试验，探讨农作物秸秆还田后对土壤肥力和作物产量的影响，从而为农作物秸秆综合利用提供技术参考。

关键词：农作物；秸秆还田；土壤养分；作物产量；影响

中图分类号 S141.4 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）02-63-02

农作物秸秆是农作物生产系统中一项主要的生物资源，推广农作物秸秆还田技术对于农业生态系统中提高土壤肥力、改善土壤环境，增加作物产量，促进农业可持续发展具有重要意义。为探讨作物秸秆还田对土壤肥力和作物产量的影响，2014年6月～2015年5月濉溪县农技推广中心在淮北市各地开展了多点单季秸秆还田和双季秸秆还田试验研究工作，现就秸秆还田试验研究结果初报如下。

1 试验材料与方法

1.1 试验地概况 本次试验分别在濉溪县南坪镇路东村、濉溪县百善镇永建家庭农场和杜集区高岳办蒋庄村3个地点进行。其中，濉溪县南坪镇路东村和濉溪县百善镇永建家庭农场试验地土壤类型为砂姜黑土，0～20㎝土层有机质含量为19.3～19.9g/kg，全氮1.74～1.86g/kg，速效磷14.9～28.6mg/kg，速效钾102～144mg/kg，土壤pH值6.14，种植制度为小麦—玉米一年两熟制，每667m2产小麦500～550kg，玉米500～550kg；杜集区高岳办徐暨村、蒋庄村试验地土壤类型为沙壤土，0～20㎝土层有机质含量为17.9～19.1g/kg，全氮1.55～1.81g/kg，速效磷9.8～31.9mg/kg，速效钾69～124mg/kg，土壤pH值8.20，种植制度为小麦—玉米（大豆）一年两熟制，每667m2产小麦430～520kg，玉米450～550kg（大豆110～130kg）。各试验点的试验田和对比田属于同一地块，面积均为667m2。

1.2 作物秸秆还田方式、方法

1.2.1 小麦秸秆还田量 小麦秸秆全量还田，每667m2还田小麦秸秆量450～500kg，养分还田量氮（N）3.79kg，磷（P2O5）0.65kg，钾（K2O）8.55kg。

1.2.2 玉米秸秆还田量 每667m2还田玉米秸秆量690kg，养分还田量氮（N）2.10kg，磷（P2O5）0.30kg，钾（K2O）2.65kg。

1.2.3 大豆秸秆还田量 每667m2还田大豆秸秆量188kg，养分还田量氮（N）1.08kg，磷（P2O5）0.12kg，钾（K2O）0.69kg。

1.2.4 秸秆还田方式 作物收获时，用联合收割机将小麦、玉米或大豆的秸秆进行粉碎、均匀抛撒覆盖还田，再旋耕田块。

1.3 秸秆还田地块下茬作物种植管理情况

1.3.1 供试作物品种 小麦供试品种为烟农19、周麦26，玉米供试品种为郑单958、蒿玉961，大豆供试品种为中黄13。

1.3.2 小麦种植管理 小麦于2014年10月13日播种，每667m2播量10～12.5kg，施45%复合肥（N23-P10-K12）50kg，配施46%尿素5～7.5kg，3月中旬每667m2追施拔节肥10kg，4月中下旬“一喷三防”1～2次，防治小麦蚜虫、赤霉病等病虫害。

1.3.3 玉米种植管理情况 玉米等行距播种、行距60㎝，于2014年6月10日播种，每667m2播量2～2.5kg，施50%三元素复合肥（N28-P6-K6）40kg，为调节碳氮比增施46%尿素5kg。

1.3.4 大豆种植管理情况 大豆于2014年6月23日播种，每667m2播量6kg，增施尿素5kg。

1.4 对比田作物种植管理情况 各对比田在上茬作物收获后，作物秸秆进行了离田处理；各对比田均未单独增施46%尿素；各对比田作物的播期、播量、施肥和田管等措施相同。

2 试验数据统计和结果分析

2.1 秸秆还田对改善土壤结构和增加孔隙度的作用分析 通过对3个地点土壤物理性状测试，从表1土壤容重变化情况统计表可以看出，无论是沙姜黑土还是沙壤土的土壤類型，3个地点0～20cm的土壤容重减少0.026～0.155g/cm3，土壤孔度增加2.1%，由原来的51.3%增加到53.4%。这表明，秸秆还田后经腐解形成的腐殖质是土壤结构的胶结剂，可使土壤团粒结构变好，增加土壤孔隙度，减少土壤容重，改善土壤理化性状，使土壤耕性变好，促进土壤保墒性能增强，土壤持水量增加，水肥气热得以协调，土壤物理性质得以改善，从而为土壤中微生物的活动创造了良好环境，对耕作层养分来源不断积累形成了良性循环（表1）。

2.2 秸秆还田对土壤水分和温度的效应分析 秸秆覆盖农田是提高土壤水分利用率的重要途径，可以缓和土壤温度的日变化，对作物起到保护作用。秸秆还田后，土壤水分损失量相比较，覆盖还田的土壤水分损失量减少56.9%，旋耕还田的土壤水分损失量减少45.8%。但是秸秆覆盖保水作用主要表现在0～10cm的表层土壤，对深层土壤的保水作用不明显，随着土壤深度的增加，保水效果逐渐减小。

2.3 秸秆还田对作物产量的影响分析 从表2、表3和表4可以看出，在前茬作物收获并进行秸秆还田后，与未秸秆还田田块相比较，进行秸秆还田田块的大豆、玉米和小麦的每667m2株数（穗数）均出现不同程度的减少，如玉米株数减少90～440株，大豆株数减少735株，小麦穗数减少0.8万穗～7.1万穗，这也就是说，在常规田管措施下，秸秆还田后，对下茬作物的出苗（株、穗数）有一定的影响；但株（穗）粒数相应增加，如玉米每穗粒数增加63.9～105.7粒，大豆株粒数增加3.2粒/株，小麦每穗粒数增加0.8～5.6粒；表现在最终产量上（粒重按该种作物常年粒重计算）均呈增产态势，尤其是在玉米上，增产效果极为显著，玉米每667m2增产58.1～115.3kg，增幅均在12%以上，但在大豆和小麦上增产效果不显著，如大豆每667m2增产3.2kg，增幅2.8%，小麦每667m2增产2.6～12.0kg，增幅均在2.5%以内。

2.4 秸秆还田对土壤肥力影响 土壤有机质积累是一个漫长的过程，由于本次试验的时间较短，经测试，秸秆还田前后的土壤有机质变化不明显，秸秆还田田块全氮增加0.11～0.21g/kg、速效磷增加3.0～11.9mg/kg、速效钾增加6.0～22.0mg/kg。

3 结论

秸秆还田是解决当前农作物秸秆资源综合利用的最直接、最有效、最主要的途径之一，农作物秸秆还田可以有效解决因焚烧秸秆而产生的环境污染、影响交通、资源浪费和造成人员财产损失等问题。同时，在同样施肥、管理的条件下，秸秆还田可以改善土壤理化性状，调节土壤温度，提高土壤保水保肥能力，培肥地力，增加作物单位面积产量，促进农业生产可持续发展，该项技术值得大力推广应用。 （责编：徐焕斗）