秸秆还田对土壤改良的研究进展

●刘红霞（内蒙古自治区农牧业生态与资源保护中心 内蒙古 呼和浩特 010010）

内蒙古作为我国粮食重要产区，2020年各种农作物秸秆产量超百亿千克，但秸秆综合利用率不足85%。秸秆还田是其资源化利用途径之一，秸秆还田有利于土壤容重、有机质含量和肥力的改善，若利用不当会加剧土壤环境恶化。因此，合理调节秸秆还田方式对土壤环境改良具有重要意义。

1 农作物秸秆还田的方式

1.1 直接还田

直接还田，即将农作物秸秆经过秸秆粉碎机切断粉碎或直接覆盖到田间地表上，优点为减少土壤水分蒸发，秸秆在农地上腐烂后还会增加土壤中有机质含量。机械化程度较高且地势相对平坦的农区，可将秸秆粉碎后直接翻压还田，而水热条件好的农区可采用覆盖还田方式。直接还田可增强冬季土壤保温性和保水性，覆盖还田可以增加土壤养分含量，增加土壤肥力，有利于春季播种。

1.2 堆沤还田

堆沤还田，即通过堆积发酵的方式杀灭秸秆内的病原菌，分解秸秆养分，提高堆肥效果，适用于个体农户。堆沤还田有利于补充土壤钾元素含量，主要有高温堆肥和自然发酵堆肥两种方式，前者利用好氧微生物，后者利用畜禽粪尿，经过发酵实现堆肥。高温堆肥可加速秸秆内木质素和纤维素的降解，降低病菌含量，而自然发酵堆肥操作简便，发酵时间长，秸秆木质素和纤维素不易完全降解。

1.3 过腹还田

过腹还田，即将农作物秸秆作为畜禽饲料进行饲喂，收集畜禽粪便施洒农田。畜禽粪便中含有许多未消化的秸秆，有机质含量高，可实现“秸秆—饲料—肥料—粮食”的良性循环。但该技术推广深度有限，普及率还有待提高。

1.4 焚烧还田

焚烧还田，即在农作物收获后直接焚烧秸秆，优点为可直接杀死病菌和虫卵，焚烧后的草木灰可补充土壤中钾的含量，也可有效清除杂草。但是焚烧会释放二氧化硫、二氧化氮和可吸入颗粒物等，易造成环境污染。

2 秸秆还田对土壤改良的影响

秸秆还田可以改善田间水热状况和理化性质，促进农作物生长，提高水分利用率，是一种节水保墒的栽培模式，尤其适于内蒙古旱地和黄土高原区域推广和应用[1]。

2.1 秸秆还田对土壤理化性质的影响

秸秆还田可以提高土壤温度、水分以及有机质和钾元素含量，同时改善土壤结构，降低土壤容重，对于旱地播种有积极影响。张瑞富等[2]在通辽国家现代农业科技园进行秸秆还田试验，研究发现在相同的灌溉条件下，秸秆还田可以增加春玉米叶片和根系过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性，同时丙二醇含量会相应下降，秸秆全量还田有利于增强通辽地区春玉米抗氧化能力。萨如拉等[3]在内蒙古东部灌溉区进行试验，研究发现3种不同秸秆腐熟剂均可加速秸秆腐熟，有利于补充土壤速效钾、速效磷和氮素含量。

2.2 秸秆还田对土壤微生物群落的影响

酶是土壤重要组成成分之一，秸秆还田对土壤细菌、真菌和放线菌的比例和数量具有影响。张婷婷等[4]对内蒙古旱作农田小麦秸秆还田不同覆盖度对土壤微生物菌落的影响进行研究，发现当小麦秸秆还田覆盖度为50%时，土壤内的细菌和真菌种类丰富，且物种均匀度较高；当秸秆覆盖度增至70%时，对土壤微生物菌群仍有较大正面影响；而秸秆覆盖率达90%时，土壤微生物群落多样性无法维持相对稳定水平。高日平等[5]以内蒙古黄土高原风沙区为试验田，秸秆还田覆盖度为25%时可以增加土壤内细菌、真菌和放线菌数量，增加量分别为27.3%，9.3%，22.3%。

2.3 秸秆还田对土壤氮气排放的影响

秸秆还田对土壤氮气排放形式和排放量具有影响，秸秆还田通过降低土层含量来促进氮素不同形式的转化。彭毅等[6]利用秸秆还田、常规耕作、平膜覆盖3种不同耕作方式进行旱地冬小麦播种，研究发现不同耕作方式对土壤氮气排放的影响，静态箱-气相色谱法结果显示，不同处理方式氮气排放主要集中在氮肥施加的20 d后，覆膜耕作可显著增加土壤氮气排放量，而秸秆还田可降低氮气排放总量，覆膜耕作对全球增温具有积极影响，而秸秆还田是一种低氮气排放耕作方式。

3 目前存在的问题

根据当前内蒙古地区秸秆处理效果来看，一是秸秆腐解问题，秸秆在25℃左右温度下充分腐熟需要20 d，而内蒙古秋季气温低，空气湿度低，冬季封冻期长，直接还田不利于秸秆腐熟，会出现跑墒问题。二是秸秆粉碎度不符合要求，农作物秸秆粉碎长度超过10 cm，且长短不一，农户粉碎度仅为80%左右，且翻埋深度不足，无法与土壤充分结合。三是秸秆还田成本高，秸秆还田需要购买大型收割机和秸秆粉碎机，为保障还田质量，最好进行二次粉碎，同时施加腐熟剂和微生物等，这会影响农户还田积极性[7]。四是还田技术缺乏指导，秸秆还田后出现出苗率低等问题，农户无法自行解决，也缺少专业的技术指导，因此不利于秸秆还田推广。五是缺乏统一技术标准，农户在具体实施过程中无参照，大多依靠感觉或经验进行操作。

4 发展建议

从农业生态环境保护角度来讲，秸秆还田可改善土壤结构，降低化学肥料用量，提高土壤抗旱保墒能力和农作物产量。今后可从饲料化、肥料化、基料化、能源化等途径发展。一是秸秆饲料化利用，鼓励养殖大户和畜牧养殖企业利用高机械化进行大规模秸秆粉碎，通过青贮、氨化等方法为畜禽养殖提供饲料原料，实现“以种促养”的目标。二是秸秆饲料肥料化利用，各地区根据农业机械化程度制定秸秆还田作业标准，继续加大秸秆还田补贴和政策支持，气候温度低地区可采用过腹还田的方式提高饲料肥料化水平。三是秸秆基料化利用，推动秸秆为基料的食用菌生产，发挥食用菌生产企业的龙头带动作用。四是秸秆能源化利用，加大秸秆直接焚烧监管力度，同时推广秸秆生物燃气和沼气应用，改善内蒙古农村能源结构。