玉米秸秆还田技术现状及未来发展

2022-09-11

我国是世界上的农业生产大国, 必然会有大量的农作物秸秆产物, 倘若将农作物秸秆进行集中焚烧, 不仅会严重污染大气环境, 还会造成资源的浪费, 不利于我国农业生产的科学、可持续发展。近年来, 随着科学技术的不断发展, 农作物秸秆还田技术已经逐渐被广泛运用在农业生产中, 这种技术能够将作物秸秆定位成一种具有丰富资源的可再生有机资源, 不仅可以显著提升农业效益、生态效益及社会生产效益, 还能够进一步推动我国农业生产的可持续发展。

1 玉米秸秆还田的主要作用

玉米秸秆直接还田后, 具有多方面的作用, 主要表现在以下几点。第一, 增加土壤有机质和养分含量:玉米秸秆中含全氮0.48%, 全磷0.38%, 全钾0.64%, 有机质含量达15%左右, 1 000 kg鲜秸秆有机质含量相当于3 000kg土杂肥的含量, 通过3~5 a的秸秆还田, 土壤有机质可提高0.2%~0.3%;同时, 通过秸秆还田, 可显著增加土壤中微量元素如锌、锰的含量[1]。第二, 改善土壤物理性状, 增加作物产量:玉米秸秆还田有效地改善了土壤理化性状, 增加了有机质和养分含量, 涵养土壤水分, 提高了土壤蓄水保肥能力, 作物可增产5%~10%。第三, 降低病虫草害:秸秆还田能抑制宽叶草生长, 降低杂草生长量。利用植物根系分泌物或残体腐解后产生的化感物质, 可抑制土壤中微生物生长繁殖, 减轻植物病害。

2 当前我国玉米秸秆还田技术现状

2.1 机械直接还田技术

机械直接还田技术包括粉碎还田和整秆还田两种方式。粉碎还田方式的优点是可以加快秸秆在农田中的分解速度, 使秸秆中的养分能够被土壤充分吸收, 并在最大程度上改善土壤的团粒结构及理化性能, 优化土壤肥育能力, 实现日后种植农作物的增产增收。粉碎秸秆还田机还可集粉碎、旋耕和灭茬为一体, 减少还田过程中的流程, 提高经济效益。整秆还田是借助机械手段将农田中直立的玉米秸秆整棵翻埋, 或是玉米秸秆直接平铺覆盖, 优点是省时、省力、高校, 便于大规模推广使用, 且农户操作起来也较为简单。但其在实际生产中, 还存在两大缺点, 一是成本投入高、耗能大, 二是易受地域限制, 山区、丘陵等地域不宜采用。

2.2 覆盖栽培还田技术

秸秆覆盖栽培还田还可以提升土壤内的有机质含量, 更好地补充其中的氮磷钾及微量元素, 优化土壤性能结构, 帮助土壤内物质进行生物循环, 增强土壤的导水率以及需水性能, 让植株能够更加健康的生长。因为秸秆属于热的不良导体, 在覆盖的状态下, 可以产生低温时的启温效应以及高温时的低温效应, 能够对土壤温度进行有效的调节, 减轻气温骤变时对农作物的损害。现阶段, 国内北方地区的秸秆覆盖栽培已经得到了非常普遍的应用推广。

2.3 堆沤腐解还田技术

秸秆堆沤腐解还田技术既是解决我国当前有机肥短缺的主要方式, 也是中低产田改良土壤、培肥地力的主要措施。该技术与传统堆制沤肥还田还是有一定的区别, 其主要是借助快速堆腐剂产生的大量纤维素酶, 能够在较短时间内将玉米秸秆沤腐成有机肥, 如四川省农科院土肥所与合力丰实业发展公司联合开发的高温快速堆肥菌剂等。另外, 日本研究的生物工程技术——酵素菌技术也已被引进并大力运用在玉米秸秆肥制作中, 具有较高的经济效益、社会效益及生态效益。现阶段, 堆沤腐解还田技术多采用高温、密闭等条件下腐解秸秆, 可减轻田间病虫草等危害, 但在实际操作中会有一定困难, 不利于推广。

3 玉米秸秆还田技术未来发展趋势

一方面, 要实现秸秆还田的机械化发展。秸秆机械化发展是实现秸秆还田最直接, 且最有效的方法, 在未来实现秸秆还田机械化发展中, 需要重点注重以下3点。首先, 还田过程中大型机械、中性机械和小型机械之间的综合运用, 使, 机械化秸秆还田技术能够满足不用农业生产类型及不同农业地区的要求。其次, 可以提高秸秆机械使用的高效性, 在最大程度上确保机械在使用过程高质性, 加大机械在生产过程中的成本投入, 提升机械性能, 使之能够适用于不同类型的农业生产区。最后, 在秸秆还田机械化过程中还需注意肥料的科学使用, 使得秸秆还田能够在最大程度上提升农作物产量, 减少农田在使用过程中经济成本的投入。

另一方面, 要实现秸秆还田生物技术发展。秸秆还田中快速腐解技术也是其中一项重要的技术[2]。虽说机械化秸秆还田技术较生物技术相比能够快速改变秸秆的物理性质, 在一定程度上能够加快秸秆的腐解。但这种方式会造成秸秆中含有大量的C/N腐解程度大大降低。而据相关调查资料证明, 生物菌剂能够加快C/N的分解。因此, 在未来秸秆还田技术研究中, 应加大对生物工程技术的开发利用, 注重对快速腐解秸秆生物菌剂的研制, 这将是我国未来秸秆还田技术发展过程中的主要研究方向。

此外, 在今后秸秆还田技术研究中, 农机与农艺相结合的模式也是其中一个重要方向, 在实施农艺手段时, 应开发、研制与之相应的农业机械与生物制剂。优化农艺手段在秸秆还田中的应用, 确保秸秆还田可以高效、快速的实施。同时, 运用相关农艺栽培措施, 在实施中还可以加入一定量的化学试剂, 实现秸秆快速腐解的目标, 减少机械进地作业次数;同时, 严格控制机械化作业过程中导致的不良影响, 科学调理农田土壤形状, 实现农田增肥培育的目的。

总而言之, 秸秆还田技术作为当前改善农田生态环境、实现农业可持续发展的主要措施之一, 能够充分利用农业生产中资源丰富的玉米秸秆资源。大力实施并推广玉米秸秆还田技术, 不仅可以推动我国农业生产的高速发展, 还是节本增效、发展质量效益型农业的主要手段, 是加快我国农业生产可持续发展的一大助推剂。

摘要：玉米秸秆中含有大量营养元素, 属于宝贵的可再生资源, 同时借助秸秆还田技术能够进行大面积以地养地, 是实现低耗、可持续农业发展的重要手段。秸秆还田能够有效提升土壤中有机物含量、优化土壤物理性质、提高土壤微生物活性、增加土壤肥力, 进而促使农作物增产, 另外还可在一定程度上避免农田土壤沙化。简要论述我国农业秸秆还田技术现状, 提出几条在实际生活生产中常用的秸秆还田技术, 并对未来发展趋势提出展望。

关键词：玉米,秸秆还田,现状,发展趋势