水力工程論文：秸稈還田技術(shù)的方式及影響

1、水力工程論文：秸稈還田技術(shù)的方式及影響摘要介紹了秸稈還田的2種方式:直接還田與間接還田,同時(shí),分析了秸稈還田的影響,包括:對(duì)土壤物理性狀的影響、對(duì)土壤養(yǎng)分狀況的影響、對(duì)土壤微生物的影響、對(duì)土壤酶的影響、對(duì)作物的影響及秸稈還田的不利影響等,為秸稈還田技術(shù)的推廣提供參考。 關(guān)鍵詞秸稈還田;方式;影響 巫山鎮(zhèn)是以糧食生產(chǎn)為主的農(nóng)業(yè)大鎮(zhèn),糧食作物以水稻、玉米、小麥為主,占糧食產(chǎn)量的90%以上,產(chǎn)生的農(nóng)作物秸稈,可以通過還田補(bǔ)充更新提高土壤有機(jī)質(zhì),改善土壤理化性質(zhì),增加氮磷鉀等多種微量元素的含量,是培育地力的一種有效方法;通過秸稈還田可有效利用有機(jī)肥資源,增加土壤有機(jī)質(zhì)的含量,活化土壤養(yǎng)分,改善土壤結(jié)構(gòu)

2、,促進(jìn)土壤微生物活動(dòng),增加土壤保肥供肥能力,降低土壤pH值和鹽堿總量,提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì),節(jié)約化肥投入,降低生產(chǎn)成本,增加農(nóng)民收入等。同時(shí)能減少因秸稈焚燒而造成的對(duì)空氣、土壤、水質(zhì)、環(huán)境的污染,對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和提高農(nóng)產(chǎn)品的安全性具有重要的意義。 1秸稈還田的方式 1.1直接還田 直接還田的方式比較方便快捷,可大大減少用工,且還田數(shù)量較多,增產(chǎn)作用明顯。因此,近幾年采用直接還田的方式比較普遍。常用的直接還田方式主要有以下幾種1-3。一是高茬還田。就是收割水稻、小麥等作物時(shí),有意識(shí)地提高作物的收割高度,留下較長(zhǎng)的秸稈(一般為株高的1/2左右),隨后用旋耕機(jī)翻入土中。如果是小麥、玉米兩熟制

3、的田塊,小麥?zhǔn)崭詈罅舾卟?其后用鐵鍬或小型旋耕機(jī)順行翻入行間。二是粉碎翻壓還田。水稻、玉米、小麥等作物收獲后,把秸稈碎成68 cm,均勻撒在田的表面,有條件的地方還可采用秸稈還田機(jī)和旋耕機(jī)把秸稈翻入土中;還可牛耕還田,將碎斷后的秸稈撒入犁溝,進(jìn)行翻耕,效果較好。此方法用工量增加,適合農(nóng)閑季節(jié)和農(nóng)田較少的地區(qū)。割蔸適當(dāng)高,可相對(duì)減少稻草長(zhǎng)度,有利于稻草均勻還田,減少稻草成堆的現(xiàn)象。此方法優(yōu)點(diǎn)是少工省力,還草量大,分布均勻,耕作質(zhì)量好。三是覆蓋免耕還田。主要是埋間套插玉米,在小麥?zhǔn)崭詈?將切斷的小麥秸稈不斷進(jìn)行翻耕犁田,直接點(diǎn)插玉米,麥稈覆蓋地面后,可起到抗旱保墑的作用。在夏季高溫高濕條件下,麥稈

4、自行腐爛分解,有利于防澇,減少雜草滋生,給作物生長(zhǎng)創(chuàng)造一個(gè)良好的生態(tài)環(huán)境,有利于增產(chǎn)。這種方式具有節(jié)省耕種費(fèi)用、爭(zhēng)取季節(jié)、保肥保水的優(yōu)點(diǎn),適合于灌溉條件較差的田地。四是稻田整草還田或鍘草還田。整草還田是將稻草均勻鋪在田里,用整耕埋草機(jī)(手扶拖拉機(jī)改裝而成)翻埋入田中,再耙平插秧。鍘草還田是將稻草鍘成2段,均勻撒入田中,再利用旋耕機(jī)翻埋后插秧。五是直接掩青。趁秸稈青嫩時(shí)直接翻埋入土的一種秸稈直接還田方法。這種秸稈由于含水量較高,翻埋入土后容易被微生物腐解。如玉米收割后,割下帶青秸稈翻埋入土,可作小麥或水稻基肥。麥稈直接掩青時(shí)都要撒施一定數(shù)量的速效氮肥,以利于加速其腐解,為后茬作物提供充足的養(yǎng)分。

5、 1.2間接還田 利用生物學(xué)技術(shù),將秸稈堆漚腐熟后還田和過腹還田,這種技術(shù)受條件限制,還田數(shù)量有限,但也是一種秸稈還田常用的方法,主要有以下3種方式。一是高溫堆漚還田。將作物秸稈利用夏季高溫漚制成肥料。比如水稻秸稈,在水稻田近處,挖1.01.5 m的深坑,把秸稈切成長(zhǎng)1015 cm的小段,1層堆3040 cm厚,加上1層泥、草木灰、人糞尿、禽畜糞等,并用泥土封頂,離地面略高或持平即可。由自然降雨或人為放水,溫度升高即可腐解,最好翻1次,這樣效果更好。二是過腹還田。秸稈經(jīng)過青貯、氨化、微貯處理后,飼喂豬、牛、馬、羊等牲畜,可促進(jìn)畜牧增值,而畜糞尿又作為肥料施入土壤,該還田方式是一種效益很高的秸稈

6、利用方式,在畜牧業(yè)發(fā)展中推廣更好。三是生化催腐還田。這是一種利用生物化學(xué)技術(shù),加速作物秸稈腐爛,積造優(yōu)質(zhì)活性高效生物有機(jī)肥的方法,此法質(zhì)量好、適用性強(qiáng)。比如稻草用催腐劑腐熟堆漚:將稻草浸透水,使其含水量達(dá)到50%70%,每1 000 kg干稻草用催腐劑1.5 kg或腐稈靈2 kg,對(duì)水100 kg噴施。把吸足水分的稻草分層(10 cm左右)壓緊后噴施催腐劑或稻稈靈,堆成長(zhǎng)2.02.5 m、高1.5 m左右的梯形肥堆,用鍬輕輕拍實(shí),表面用泥封嚴(yán)(加蓋薄膜)發(fā)酵,夏天815 d,冬天1525 d即可完全腐熟4。 2秸稈還田的影響 2.1對(duì)土壤物理性狀的影響 關(guān)于秸稈還田對(duì)土壤養(yǎng)分及物理狀況的分析報(bào)

7、道很多。施用作物殘?bào)w能夠提高水田耕層土壤孔隙度和非毛管孔隙度,降低土壤容重,提高土壤團(tuán)聚體和微團(tuán)聚體的含量,起到疏松土壤、增強(qiáng)黏質(zhì)土的通透性等作用,并能增強(qiáng)土壤蓄水保水性能。同時(shí),施用作物殘?bào)w可使土粒的破裂系數(shù)降低,土壤微結(jié)構(gòu)系數(shù)增加,特征微團(tuán)聚體組成比例明顯下降,具有明顯的改土作用。古伯賢等就有機(jī)物對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)結(jié)合形態(tài)的影響進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,連續(xù)向土壤施入有機(jī)物料后,土壤總碳量和重組有機(jī)碳量分別較對(duì)照增加34.88%37.21%和30%,有機(jī)無機(jī)增值復(fù)合度增加73.57%75.66%,有機(jī)無機(jī)復(fù)合量較對(duì)照增加27.5%。增施有機(jī)肥料使土壤含碳量增加,對(duì)保蓄土壤有機(jī)質(zhì)具有重要作用,這也說明

8、,土壤肥力不僅取決于土壤有機(jī)質(zhì)含量,更重要的是取決于土壤有機(jī)質(zhì)的質(zhì)量。 2.2對(duì)土壤養(yǎng)分狀況的影響 秸稈還田可以直接補(bǔ)償土壤潛在肥力的消耗,加速土壤物質(zhì)的生物循環(huán),促使土壤有益微生物的生長(zhǎng),改善養(yǎng)分供應(yīng)狀況,培肥地力,使土壤中的全磷、無機(jī)磷含量也明顯提高,并促進(jìn)有機(jī)磷的礦化,使氮、磷、鉀肥肥效得以提高,有利于增強(qiáng)作物抗性。秸稈本身含有一定的氮、磷、鉀及各種微量元素,秸稈在分解過程中產(chǎn)生的有機(jī)酸等中間產(chǎn)物可使土壤中一些養(yǎng)分的有效性增加。另外,秸稈在水田土壤中施用還會(huì)引起土壤的一系列變化5。這些變化包括:土壤的氧化還原狀況、pH值、比電導(dǎo)和養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化等。產(chǎn)生這些變化的直接原因是有機(jī)物的分解及其中間

9、產(chǎn)物的生成,有機(jī)物施于水稻田后,在漬水條件下分解產(chǎn)生許多有機(jī)還原物質(zhì)。一般認(rèn)為:有機(jī)酸是水稻田中主要的有機(jī)還原體系。有報(bào)道表明,各種有機(jī)酸隨稻草加入量的增加而提高。有關(guān)水稻漬水后的還原物質(zhì)總量與有機(jī)質(zhì)含量關(guān)系的資料也說明,高肥水稻田的還原性物質(zhì)的總量較低肥者高。另外,有機(jī)質(zhì)種類對(duì)土壤還原性物質(zhì)的數(shù)量也有影響。這些變化因土壤及所施作物殘?bào)w的不同而各異,但都將直接或間接地影響土壤的肥力性質(zhì)。 2.3對(duì)土壤微生物的影響 研究表明,秸稈還田能促進(jìn)土壤中真菌和細(xì)菌的大量繁殖,提高土壤中微生物的數(shù)量。土壤微生物能分解土壤有機(jī)質(zhì),使其成為植物可吸收利用的無機(jī)鹽;分解植物不能吸收的礦物質(zhì),使其轉(zhuǎn)化成植物可以吸

10、收的狀態(tài);同化大氣中游離的氮素,供給植物氮素營(yíng)養(yǎng);合成腐殖質(zhì),增加土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。同時(shí)微生物可吸收養(yǎng)分,使土壤中養(yǎng)分免于流失,死亡后分解被植被利用。因此,土壤微生物在有機(jī)質(zhì)的礦化、腐殖質(zhì)的形成和分解、植物營(yíng)養(yǎng)的轉(zhuǎn)化、土壤污染的修復(fù)等過程中起著不可替代的作用。 2.4對(duì)土壤酶的影響 研究表明,秸稈還田可以增加土壤中各種酶的數(shù)量,而且給土壤酶提供了大量作用底物,提高了土壤酶的活性。有研究顯示,秸稈還田使土壤中的轉(zhuǎn)化酶、蛋白酶、淀粉酶、蔗糖酶、磷酸酶、脫氫酶和ATP酶等的活性得到了不同程度地提高,而土壤酶活性的提高,必然促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化和養(yǎng)分的有效化。許多土壤酶的活性與有機(jī)質(zhì)、堿解氮和速效磷含量呈

11、正相關(guān),而且多已達(dá)到顯著或極顯著水平,這表明可用土壤酶活性來表征土壤肥力。 2.5對(duì)作物的影響 一是對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育影響。大量試驗(yàn)顯示,秸稈覆蓋能影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育,而這種影響主要表現(xiàn)在生育前期。不同覆蓋處理試驗(yàn)中的結(jié)果顯示,覆蓋能使作物整個(gè)生育期縮短316 d。由于覆蓋處理的土壤環(huán)境明顯改善,可促進(jìn)玉米根系的生長(zhǎng)發(fā)育,表現(xiàn)為根系發(fā)達(dá)、根條數(shù)多、吸收面積大;還能促進(jìn)地上部生長(zhǎng),增加單株葉面積和干物質(zhì),玉米植株的葉齡、株高、莖粗及地上部干物質(zhì)均比對(duì)照不同程度地增產(chǎn)。二是對(duì)作物產(chǎn)量的影響。秸稈還田因具有良好的土壤效應(yīng)、生物效應(yīng)和農(nóng)田效應(yīng),故能提高作物產(chǎn)量。近年來,經(jīng)過多次試驗(yàn)表明,秸稈還田與不還田比

12、較,平均增產(chǎn)率為10.8%。秸稈還田雖然降低了播種質(zhì)量,但由于提高了旱農(nóng)區(qū)水分利用效率,產(chǎn)量仍比傳統(tǒng)耕作高,達(dá)到了增產(chǎn)增收的效果,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。試驗(yàn)表明,對(duì)水田土壤進(jìn)行有機(jī)物料還田也能顯著增加作物產(chǎn)量。 2.6秸稈還田的不利影響 秸稈還田雖是對(duì)秸稈有效利用的一種途徑,但如果還田數(shù)量過大、土壤含水量不足、粉碎程度不夠、翻壓質(zhì)量不好等,則秸稈不能充分腐解,會(huì)影響播種質(zhì)量、出苗和苗期生長(zhǎng),秸稈還田要配施一定量的氮、磷化肥,降低C/N值,提高作物產(chǎn)量。某些作物秸稈產(chǎn)生他感化合物,在抑制雜草的同時(shí),也能對(duì)所覆蓋的作物產(chǎn)生抑制5。另外,多種作物具有自毒作用,如小麥、水稻等,它們的殘?bào)w對(duì)自身的生長(zhǎng)有抑制作用,因此在秸稈覆蓋中應(yīng)盡量避免他感效應(yīng)和自毒作用帶來的負(fù)面效應(yīng),合理安排秸稈類和覆蓋作物。再者,秸稈還田后土壤濕度大,地溫升高,在為作物生長(zhǎng)提供良好條件的同時(shí),也為某些病蟲害的發(fā)生和流行創(chuàng)造了適宜的環(huán)境條件,而且秸稈覆蓋后,秸稈中某些病菌難以被消滅,從而增加了病菌的數(shù)量,使病害率增加。因此,秸稈還田時(shí),要求使用無嚴(yán)重病蟲害的秸稈。 3參考文獻(xiàn) 1 李壽強(qiáng),王艷菊,馬妙芳,等.稻田秸稈覆蓋還田技術(shù)模式及應(yīng)用價(jià)值探討J.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技,2004(1