东北玉米秸秆直接还田存在的问题和解决措施

李良刚

(黑龙江省农业机械工程科学研究院，哈尔滨 150081)

0 引言

玉米在我国东北地区种植面积逐年扩大，玉米的品种又在向抗倒伏、粗秆茎、高产量方向发展，秸秆高度也多超过2 m，这就导致作为农业副产品的秸秆产量也在不断扩大。过量秸秆的处理成为了摆在农民面前的一个难题，也是当前农业发展急需解决的一项重大课题。过去，农村传统的秸秆处理办法是作为家庭燃料和喂养马、牛、羊等牲畜使用，少量用于堆肥及焚烧还田。现在农村人口逐渐向城镇转移，人口数量大幅减少，有的家庭灶火燃料也改用了煤气或天然气，散养马、牛、羊数量也在减少，这就导致秸秆用作家庭燃料和饲料的数量在减少，造成了秸秆大量剩余。剩余的秸秆无处放置，农民为了解决方便，只好原地焚烧。焚烧虽然可以杀死虫卵和病菌，产生钾肥还给土地，但是焚烧的同时对空气质量造成了严重污染。为了解决这一难题部分地区建立了生物发电厂，用玉米秸秆发电，但由于打包和运输成本高，玉米秸秆热值又低，很难产生正利润，只能靠国家补贴维持运营。利用玉米秸秆制炭、制粒产生的效益也是微乎其微。随着农机技术和国家政策的引导，玉米秸秆就地直接还田成了必然趋势。下面针对近些年在玉米秸秆直接还田实践中存在的问题进行总结分析，提出一些解决办法。

1 玉米秸秆还田的好处

东北地区平原面积广，农村各家各户耕地地块面积大，机械化作业程度高，适合大型农业机械作业，有利于秸秆深翻还田作业的实施。随着秸秆直接还田培肥地力作用的突显和国家政策的引导，玉米秸秆直接还田的作业范围也在逐年扩大。下面阐述玉米秸秆还田的几点好处。

1.1 提高土壤活性

玉米秸秆还田能够增加土壤中的微生物数量及促进其活性提升，加强各种微生物呼吸、纤维分解、氨化和硝化；提高耕层土壤的酶活性，改良土壤环境。另外，秸秆分解过程中能释放出二氧化碳，使土壤表层二氧化碳浓度提高，有利于加速近地面叶片的光合作用，在一定程度上还能够提高地温，改善作物初期生长环境。

1.2 增加土壤有机质含量

玉米秸秆还田能够有效提高有机质含量，增加土壤肥力，提高东北黑土保护力。有利于农作物根系发育，促进植株生长，提高粮食产量和品质。

1.3 改善土壤团粒结构，提高理化性状

玉米秸秆在腐解过程中，能够生成腐殖酸，与土壤中的钙镁相结合，生成腐殖钙和腐殖镁，为土壤形成大团粒结构提供条件，从而改善土壤理化性状。土壤形成大量水稳性团粒结构后，可以有效降低土壤容重，增加土壤总孔隙度，透气透水性明显提高，有效提高保水保肥能力，使土壤变得疏松，降低土地板结，更适于耕作。

1.4 改善土壤肥力，减少化肥使用

玉米秸秆中含有丰富的植物生长所需的氮、磷、钾、钙、镁等微量元素，其中含氮量约为0.61%，含磷量约为0.27%，含钾量约为2.28%。秸秆还田后这些微量元素再次回归土壤，为下茬作物生长提供丰富的养分。

1.5 减少环境污染

如果秸秆就地焚烧，会在短时间内产生大量烟雾，造成空气严重污染，严重时可以产生大雾天气。焚烧产生的烟雾会给居民生活和航班航行带来不便，影响人们的身体健康，还容易引起火灾，交通事故。玉米秸秆就地直接还田，在很大程度上降低了对土壤、水源、空气的污染，有效保护了生态环境。

1.6 增加产量和提高粮食品质

玉米秸秆直接还田极大地促进农业节水、节能、增产、增收，在农业可持续发展中起到关键作用。在农作物稳产、高产上起到重要作用，一般可增产5%～10%[1]。

2 东北地区玉米秸秆还田现状

玉米秸秆还田有直接还田、过腹还田、堆沤还田、快速腐熟还田等方式。直接还田是将秸秆粉碎后覆盖土壤之上或埋于土壤之下，覆盖土壤之上的方式，现在已经很少使用了，因为该方式会对下茬播种带来不便，现在多使用埋于土壤之下的方式。过腹还田是秸秆喂养牲畜，产生粪便还予农田。堆沤还田是就地堆积或挖坑集中堆积，经过发酵腐熟，制成有机肥后抛撒还田，这种方式比较工序复杂，费工费时很少应用。快速腐熟是在粉碎的秸秆表面喷洒一层快速腐熟剂，然后再埋入土壤中，提高秸秆腐熟速度[2]。

在东北地区，玉米秸秆大量采用过腹还田不太现实，也只能在有喂养牛羊较多的地方小范围采用。堆沤还田占地面积太大，又很难产生效益，所以也很少采用。快速腐熟还田技术不够成熟，成本较高，规模不够。低温秸秆腐熟技术也有应用，需要利用寒地秸秆腐熟菌和粪便作为催化剂，利用空地堆垛腐熟(垛高4 m左右)或坑塘腐熟(挖深2.5～3 m)，操作更加费工费时，现只作为花卉和水稻育秧有机肥使用，成本过高，旦不能直接还于本田。所以东北地区玉米秸秆多采用直接还田的方式。

东北地区，受制于气候的影响，玉米秋收后直接进入寒冷漫长的冬季(5～6个月)，玉米秸秆直接还田后不能马上腐解，只有到次年6月才能开始腐解。所以采用直接还田方式，不适合用覆盖土壤之上的方式，只能采用深埋(20～25 cm)土壤之下的方式，这样不影响次年播种耕作。

3 东北地区玉米秸秆还田存在的问题

1)秸秆粉碎的长度过长(要求小于10 cm),容易架空土壤，使土壤虚实不一，产生严重漏气现象。播种时容易落入因秸秆还田产生的空隙，使种子风干而不能发芽出苗，造成严重缺苗现象。另外体积过大的玉米秸秆也不易分解腐熟。

2)玉米收获后，秸秆不能及时深翻还田，经风吹日晒而使秸秆中水分、养分流失，风干的玉米秸秆埋入土壤后也不容易分解腐熟。秸秆腐熟不好的地块土壤保墒能力下降，造成水土流失[3]。

3)翻埋深度不够，次年播种时影响作业质量。在播种时，埋深过浅的玉米秸秆在施肥铲和播种开沟器的作用下被翻出地面，产生拖堆，不但影响作业速度，而且容易漏播而缺苗。由于埋深过浅，幼苗生长的根系容易生长到正在腐熟分解的玉米秸秆上，导致根系被烧坏，影响幼苗发育，植株生长中后期还容易产生倒伏现象。

4)在玉米秸秆还田同时，没有施加适量氮肥，导致次年作物植株因缺少氮元素而枯黄矮小，产量降低。

5)在玉米秸秆还田同时没有合理使用杀虫剂，原来植株上携带的病菌在玉米秸秆里休眠，次年条件合适就泛滥易成灾，导致病虫害越来越严重。

6)由于玉米秸秆产量逐年递增，还田量也在加大，过量还田的秸秆当年不能完全腐解。使土壤变得更加松软，使下茬作物根系的固定能力大幅降低，遇风雨天气极容易产生倒伏。

4 东北地区玉米秸秆还田问题解决办法

4.1 秸秆粉碎质量达到要求，且要及时还田

部分作业人员为了追求速度和效益最大化，玉米秸秆粉碎长度存在大量大于10 cm的情况，这样的秸秆埋入土壤后不但产生空隙，腐解时间也会延长。这就要求在粉碎秸秆作业时，要保证在达到最低要求(小于10 cm)基础上粉得越碎越好。尽量采用大马力机械粉碎，粉碎长度3～5 cm为最佳，避免长短不一。在玉米收获后，还要及时粉碎还田，确保水分养分不丢失。

4.2 深翻深埋要达到要求

东北地区秋翻地后马上进入漫长冬季，埋入土壤中的秸秆在冬季几乎不产生变化，为了不影响次年播种，不能埋得过浅。在作业时耕深要控制在25～30 cm，把秸秆埋入深度20～25 cm的土壤中。秸秆混合要均匀，不要产生集中堆积现象。次年播种时要及时镇压，镇压强度在400～800 g·cm-2。在干旱的地区，春播之前可以适当浇水，可促进秸秆的腐解。

4.3 翻耕的同时施入氮肥和喷洒杀虫剂

玉米秸秆还田后，秸秆中的养分不能直接被作物吸收利用，必须经过微生物分解。在微生物分解过程中，会消耗土壤中的氮元素，造成土壤中的氮元素缺少，导致叶片枯黄植株矮小，因此要在深翻时施入150～225 kg·hm-2的尿素。在秸秆腐解过程中，还会生成各种有机酸，这对作物根系有一定毒害作用，为了中和产生的有机酸，可以在深翻时施入450～600 kg·hm-2的石灰。为了减少次年发生病虫害，可喷洒适量的杀虫剂或微生物菌肥，灭杀秸秆上存留的病虫卵。

4.4 根据实际情况确定秸秆还田量

玉米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解，不能影响下茬作物生长，要根据实际情况，确定全部或部分还田。玉米秸秆还田量一般6 000～7 500 kg·hm-2为最佳[4]。已经连续几年秸秆全部还田的地块，土壤有机质含量已经非常丰富，再继续还田对土壤的改良效果将不再明显，可采用秸秆部分离田部分还田方式，以免土壤过于松软及病虫害成灾。几年没有经过秸秆还田的地块，可以考虑全部还田，提高土壤中的有机质含量。

4.5 加大宣传和推广力度

经多年各地秸秆还田的实践，秸秆直接还田可以明显提高土地肥力，增加有机质含量，改善土壤结构，增加粮食产量，提高粮食品质。应发挥新闻媒体舆论引导作用，通过电台、电视台、报纸进行广泛报道；还可以采用印发宣传资料、板报刷写标语等形式，宣传秸秆直接还田有关政策和技术。建立秸秆机械化还田技术推广应用的长效机制，强化秸秆还田技术指导，并提供培训。农业推广部门应总结有利经验和技术，宣传讲解，让广大农民有更深刻的认识，使秸秆直接还田获得农户的认可。并深入实地指导作业，发现作业质量问题及时纠正，督促农民抓紧时间还田，在入冬前完成作业。

4.6 加大政策扶持力度

秸秆处理及综合利用是国家在农业现代化发展方面重要任务，直接粉碎还田是主要方面，作为一项有利于农业发展的举措，政府部门应加大扶持力度。出资引进先进的相关技术，推出在秸秆还田上的惠民政策，如在购买大型秸秆粉碎还田机械上加大补贴，还田与离田补贴差别对待，加大秸秆直接还田补贴。扶持和培育发展农机大户，成立农机作业协会等农机服务作业组织，农机手同农户签订作业合同，以保证还田质量，保证粮食增产增收。

5 结语

玉米秸秆直接还田只是秸秆综合利用中的一个主要方式，虽然在每一个环节都做得很细致，但还会出现这样那样的问题。特别是每年都进行全秸秆还田的地块，旧的秸秆没有完全腐解，新的秸秆又被埋入土壤，使土地变得越来越松软，病虫害越来越严重。所以在确保还田作业质量的同时，还需要加快玉米秸秆综合利用技术的深入研究，在堆肥和燃料应用等方面推进。例如划出地块部分秸秆进行沤肥处理后还田，部分碳化作为燃料使用，一部分还田一部分离田。也可考虑轮年焚烧杀菌，以村为单位分时段焚烧，减轻环境污染。玉米秸秆剩余量过大的区域可以大力发展玉米秸秆造纸、秸秆乙醇、秸秆炭化、秸秆板材、秸秆饲料颗粒等深加工产业和生物质供热发电产业。坚持疏堵结合，就地、就近分散多用途的原则；以还田为主、离田为辅，加大秸秆综合利用途径。

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