玉米秸秆还田技术要点

孔兆飞

（凤阳县农业技术推广中心土肥站，安徽 凤阳 233100）

秸秆是农作物生产的副产品，其含有丰富的氮磷钾等大量元素以及硅等微量元素，属于应用价值高、易获得的可再生资源之一[1]。焚烧是作物秸秆处理方式之一，其不仅会造成资源浪费，还可能对环境造成污染[2]，在一定程度上还会破坏土壤的耕作层，降低土壤质量[1]。相关学者就秸秆的利用开展了大量研究[3-7]，表明秸秆还田不仅可以减少其焚烧对环境的污染，还可以培肥地力，改善土壤理化性质，减少土壤中的水分蒸发。在生态环境保护背景下，推广秸秆还田技术，推动秸秆的综合利用，有利于促进生态农业发展。

安徽凤阳气候温暖，有丰富的降水、光照及热量资源，适合玉米种植，是黄淮海平原春夏玉米种植区之一。近年来，该地区玉米种植面积稳定在1.2万hm2以上，仅次于水稻，玉米总产量在10 万t 以上，在当地粮食安全生产中占据重要地位。该地区在农业生产中贯彻绿色发展理念，通过多种渠道推进秸秆综合利用，提高秸秆资源利用效率，目前秸秆的综合利用率超过90%。在秸秆综合利用中，秸秆还田是重要应用之一，本文从生产实践出发，对推广玉米秸秆还田技术的优势、技术要点进行总结，为提高作物秸秆利用率，推进生态农业发展提供参考。

1 玉米秸秆还田技术基本情况分析

秸秆还田是将秸秆覆盖田块后适当辅助免耕、少耕技术，随着农业生产水平的快速发展，大量农业机械得以应用，可将秸秆先粉碎再覆盖还田。秸秆翻压还田技术研究起步较早，随着该技术的进一步完善，一系列的配套农业设施也随之被研制。玉米秸秆还田技术主要有3种方式：一是堆沤还田，先在便于运输的区域挖深坑，将玉米秸秆粉碎成10 cm以下的小段，放入深坑，并适当添加促腐剂，覆盖一层塑料膜，最后填一层土并充分压实，堆沤的适宜温度、湿度分别控制在50～60 ℃、60%～70%，通过堆沤，可以形成大量腐熟的有机肥，该技术的缺点是要求较高，尚未大范围应用；二是过腹还田，将玉米秸秆作为牲畜的饲料，经过牲畜的消化作用后，一部分养分通过粪便排出，经过无害化处理后施入土壤，发挥其培肥地力、改善土壤理化性质的作用；三是直接还田法，在农机作用下将玉米秸秆粉碎成10 cm 以下的小段，均匀抛洒在地表，随着机械施肥整地翻入20～30 cm 深的土层中，是主要的秸秆还田方法之一，其操作简单、省时省力。各玉米种植区的气候条件不尽相同，应结合种植区气候条件科学选择适合的方式对玉米秸秆进行处理和还田利用。

2 玉米秸秆还田的优势分析

2.1 培肥地力

玉米秸秆中氮磷钾含量分别可达到0.6%、0.3%和2.3%，有机质的含量约为15%。若秸秆还田量为7 500 kg/hm2，其腐烂后补充到土壤中的养分相当于分别施入过磷酸钙、碳铵和硫酸钾219、195 和150 kg/hm2，且玉米秸秆中还含有多种微量元素。研究表明，旱地玉米田内秸秆还田5年后，土壤有机质含量从1.69%增加到2.31%[8]；秸秆连续还田10年后，田间土壤全氮含量较还田前增加0.21 mg/kg，速效磷、速效钾分别较还田前增加4.5、28.0 mg/kg，有机硅含量增加32 mg/kg，锌、硼元素含量也有一定的提高[9]。张勇[10]研究表明，玉米秸秆连续还田3～5年后，土壤中有机质含量较还田前增加0.2%，速效磷含量增加35%～45%，速效钾增加25%～30%，速效氮含量增加1.1%。即多年的玉米秸秆还田可以使土壤中的养分含量得到不同程度的提高，培肥地力效果明显。

2.2 改善土壤结构

玉米秸秆还田有利于土壤保墒，使土壤中的水稳定性增强、土壤孔隙度增加，进而改善土壤的通透效果。土壤通透性的提高不仅可增强作物根系从土壤中吸收水的能力，还可以增加土壤温度，便于土壤中养分尽快分解。实践表明，玉米秸秆连续还田10 年后，耕作层中土壤容重比未还田土壤降低了0.17 g/cm3，总孔隙度增加3.74 个百分点，非毛管孔隙增加2.38 个百分点[9]；旱地玉米秸秆连续还田5 年后，土壤容重从还田前的1.37 g/cm3降低到了1.22 g/cm3[8]。

2.3 增加微生物活性及数量

玉米秸秆中的化学能可以为微生物的活动提供必要的能量，且玉米秸秆还田使土壤更加疏松、养分含量增加，为微生物活动提供了良好的生存空间。秸秆还田后，土壤中微生物的数量增加超过100万个/g；旱地玉米秸秆还田5年后，耕作层蚯蚓的数量由10条/m2增加到46条/m2[8]。

2.4 提高产量

玉米秸秆还田后，在自然分解期间可产生二氧化碳，为小麦、玉米的生长提供充足的光合作用原料，有利于提高光合效率，促进作物增产[11]。研究表明，玉米秸秆还田后种植小麦较未还田的田块增产3.9%[12]；麦田内玉米秸秆连续还田10 年后，小麦的产量较未还田的田块增产13.08%，稻田内玉米秸秆连续还田10年后，水稻的产量较未还田的田块增产12.24%[9]；玉米秸秆连续还田3～5年后作物产量增幅在20%以上[10]；玉米田内连续秸秆还田2～3年后，玉米的产量增幅达到13.44%[8]。

2.5 增加效益

秸秆还田可以适当降低劳动强度，提高生产效率，缓解农村劳动力不足等问题，为农业可持续发展提供必要保障。玉米收获后，采取人工腾茬的单人劳动强度约150 h/hm2；应用机械进行秸秆还田的效率为5 333.36 m2/h。秸秆还田大大提高了生产效率，降低了劳动成本，达到提高经济效益的目的，同时，可以尽快腾茬进行下茬作物的种植，打好丰产基础，以取得较好的效益。

2.6 降低病虫草害

通过将玉米等作物秸秆还田，可以有效抑制杂草生长，降低田间杂草的数量，进而减少田间杂草防除的人工及药剂成本，同时，药剂的少施或不施可改善生态环境。还田的作物秸秆腐熟分解后产生的部分化感物质可对土壤内致病微生物的生存及繁殖产生抑制作用，在一定程度上可降低作物病虫害发生的概率。此外，作物秸秆分解过程中产生的有机酸等物质对土壤中的矿物质起到一定的溶解及转移作用，可抑制兼性寄生真菌的生长。

3 玉米秸秆还田的技术要点分析

3.1 合理选择还田时机

秸秆应尽早还田，其在土壤中腐烂的速度与其水分含量密切相关。对于旱地，在不影响玉米产量及下茬作物种植的基础上，玉米成熟后把握好适合的收获时间，秸秆还田一般在秸秆处于青绿状态时翻入土壤中，此时秸秆内水分含量在30%～40%、糖分含量较高，尽快将其粉碎后还田可提高腐熟分解的速度，使其快速转化为有机肥料；秸秆干枯后再粉碎还田，一方面粉碎难度较大，另一方面降低了秸秆在土壤中的分解速度，不利于后茬作物生长。对于水田，可在下茬作物栽植前8～15 d进行玉米秸秆的粉碎还田。

3.2 把握秸秆粉碎长度

一般在玉米完全成熟后，先将穗连同苞叶一起采摘，之后割倒玉米秸秆进行整体还田或粉碎还田，为了加快秸秆的腐解速度，一般以粉碎还田居多。玉米秸秆粉碎还田时选择秸秆粉碎机，将秸秆粉碎成不超过10 cm的小段，以3.5 cm以下为佳，粉碎长度过长可能造成压土严实，对下茬作物的出苗及生长不利。

3.3 深埋耙地

玉米秸秆粉碎后，先通过整地将其翻入地下15 cm 以下的位置，确保其不会对土壤结构产生影响，且加快腐熟速度。其次，用重型圆盘耙进行2次耙地，将秸秆及根茬进一步切碎。最后，深翻、镇压一次土壤，有利于减少土壤空隙、提高土壤保墒能力，避免后茬作物出现高脚苗、倒伏等情况。要求将秸秆、土壤和肥料等拌和充分，均匀撒在耕作层内，之后将地表耙平。对于水田，粉碎还田的玉米秸秆需要先在田间浸泡3～4 d后再进行整地，经过5～6 d即可将地表耙平。

3.4 控制秸秆还田量

田间秸秆还田量过多则会导致土壤的空隙增加，土壤过于疏松，不利于还田秸秆的腐烂、沉实，影响后茬作物的播种、出苗及后续生长，增加僵苗、弱苗的概率，严重时可能出现缺苗断垄等现象，影响作物的产量。因此，要合理控制玉米秸秆的还田量，一般控制在新鲜秸秆量3.75～4.50 t/hm2。若土壤肥力较好，还田量可增加到6.00～6.75 t/hm2；若土壤肥力较差，还田量可减少到3.00～3.75 t/hm2。

3.5 消毒土壤

玉米秸秆还田后，在土壤中腐熟分解时会产生多种有机酸，可能毒害农作物的根系，影响作物生长。因此，针对一些黏重或者板结酸化的地块，在玉米秸秆还田的同时，可搭配施入石灰525 kg/hm2左右，以促进中和秸秆分解发酵产生的酸性物质，有利于作物的丰产。

3.6 适当补充氮肥

秸秆在土壤中腐熟分解过程中，微生物的活动增强，土壤中氮养分的消耗增加，与下茬作物幼苗存在一定的争肥现象，因此秸秆还田后需要适当施入速效氮肥，使土壤中的碳氮比降低，促进微生物活动，加快秸秆的分解速度。一般在玉米秸秆还田之前可施入碳酸氢铵或尿素300 kg/hm2，再对土壤进行翻耕处理，将氮肥翻入土层中。值得注意的是，若秸秆还田的地块缺乏其他养分元素，可结合实际需求适当补施。

3.7 调节土壤墒情

秸秆的吸水能力较强，还田后可从土壤中大量吸水，且秸秆的腐熟分解也需要吸收水分，因此在一定程度上降低了土壤的水分含量，可采取必要的镇压、灌溉措施，保证土壤的墒情适宜、孔隙比例合理，有利于下茬作物播种后种子充分地接触到土壤，促进种子尽快萌发。秸秆还田时土壤水分含量应控制在40%～60%，若土壤墒情不佳，可在还田、翻耕土壤后及时灌溉；若土壤水分含量趋于饱和，则可适时搁田，保证土壤处于透气性较好的状态。

3.8 防治病虫害

秸秆还田是将秸秆经过物理方法粉碎后施入田间，其间并不能对病原菌、害虫起到灭杀效果。若玉米生产期间发生较严重的病虫害，其秸秆还田后可能导致下茬小麦等作物发生根腐病、叶枯病等概率增加，且秸秆还田后的土壤中形成温湿度适宜的环境，有利于虫卵、病菌等生存繁衍。因此还田的秸秆需要选择健康的植株，将发生病虫害的玉米秸秆剔除，避免其携带的病原菌、害虫等随着还田进入土壤中，危害下茬作物的生长。有些携带病原、虫卵的玉米植株，在未表现出危害症状之前难以被发现，其还田后可能增加田间病原菌、害虫的基数，因此在还田后整地前喷施适宜药剂进行杀菌杀虫，可喷施50%辛硫磷1 000倍液+50%百菌清500倍液等。还可将玉米秸秆进行堆沤，高温发酵处理后再还田，也可降低病虫害的发生概率。

4 结语

秸秆还田技术在改善土壤肥力水平、理化性状等方面有着较好的效果，农业生产上对秸秆还田技术的应用给予了高度重视，将秸秆还田技术作为一项主要技术推广，在培肥地力、实现作物增产等方面取得了较好的效果。未来，秸秆还田技术的发展可在机械设备上加大研发力度，结合各地实际需求研制出配套的中小型或者大型秸秆还田机械设备，提高对玉米等作物秸秆的利用率。秸秆还田技术中，促进秸秆的快速腐解十分关键，快速腐解作物秸秆的生物菌剂开发也是未来的研究发展方向之一，可提高效率，进一步推广秸秆还田技术。

本文从生产实践出发，对玉米秸秆还田技术的基本情况、优势及技术要点分别进行总结分析。玉米秸秆还田技术能够培肥地力，改善土壤理化性质，增强土壤中微生物活性，防治病虫草害，以及提高作物产量和效益。同时提出了合理选择秸秆还田时机、把握秸秆粉碎长度、耙地深埋、控制秸秆还田量、土壤消毒以及防治病虫害等方面技术要点，为提高作物秸秆利用率，推进生态农业发展提供参考。