秸秆还田技术

秸秆还田技术2009-10-13秸秆还田是当今世界范畴内改善农田生态环境，发展持续农业、旱作农业的重大措施；是节本增效、发展质量效益型农业的重要环节；也是促进绿色食品发展的有效手段。全省每年农作物秸秆资源达 1 亿吨，折合干秸秆 5000 万吨，其养分相当于 30 多万吨尿素、 50 多万吨过磷酸钙、 50 多万吨硫酸钾。连续三年秸秆还田，可增加土壤有机质 0.2 0.4% ，增产 5 15% 。 一、秸秆还田有哪些好处 第一 , 秸秆还田可增加土壤新鲜有机质 , 提高土壤肥力。作物秸秆的成分主要是纤维素、半纤维素和一定数量的木质素、蛋白质和糖。这些物质经过发酵、腐解、分解转化为土壤重要组成成分有机质。有机质是衡量土壤肥力的重要指标。因为土壤有机质不仅是植物主要和次要营养元素的来源，还决定着土壤结构性、土壤耕性、土壤代换性和土壤缓冲性，以及在防治土壤侵蚀、增加透水性和提高水分利用率等方面皆具有重要的作用。也就是说，土壤有机质含量越高，土壤越肥沃，耕性越好，丰产性能越持久。秸秆还田就是增加土壤有机质最为有效的措施。从黑龙江垦区国营农场获得的资料表明 , 由于长期连续秸秆还田 , 有效地遏制了土壤有机质的继续下降 , 并有逐渐回升的明显趋势 , 平均年增加量达 0.02%-0.04% 。特别是麦秸还田后土壤中的细菌数量增加了 16 倍；纤维分解菌提高 8.5 倍；放线菌提高 3.6 倍；真菌提高 2.7 倍。微生物数量增加，活动增强，加速了土壤有机质的分解转化，使土壤供肥能力得到加强。 第二，改善土壤的物理性质，使土壤耕性变好。秸秆还田后土壤孔隙度增加，一般增加 4% 左右；容重降低 0.04 -0.11 克 / 厘米 3 ； 1 -3 毫米 团粒结构增加5.8% ；土壤水分增加 1.1%-3.9% 。由于土壤物理性质得到改善，土壤水、肥、气、热四性得以很好的协调，渗水能力增强，保墒性能增加，抗旱抗涝的能力都得到很大提高。群众总结为“秸秆还田后，土头松，保水强，铲趟得心应手”。 第三，增加产量，降低成本。据调查，秸秆还田后第一季作物平均增产 5%-10% ，第二季后作物平均增产 5% 。据农业科研单位试验，在秸秆还田的地块上施用化肥，可较好地发挥化肥的肥效，可提高氮肥利用率 15%-20% ，磷肥利用率可提高 30% 左右。 二、作物根茬如何还田 1 、作物根茬机械粉碎还田 农艺技术要求是：垄距 65-75 厘米，茬高小于 20 厘米；根茬粉碎长度小于 10 厘米，破碎合格率大于 90% ；根茬灭茬率大于 99% ；根茬混拌于土中的覆盖率大于 75% ；灭茬耕深一般为 5-10 厘米；根茬还田后的垄形较原垄形降低高度一般不应超过 5 厘米；每 666.7 米 2 增施尿素 5 -7 千克 ，补充根茬腐化时所需的氮素。 机械操作规程是：作业前要对根茬还田机械进行全面检查。齿轮箱加足齿轮油，紧固件拧紧，传动、转动部件灵活，试运转 2-3 分钟，确无问题，方可作业。正式作业前，要做好耕深和对行调整。通过调整托脚柄高低和旋转刀盘左右位置来达到。作业速度为 1-3 档，并要经常清除刀轴上的缠草。 2 、作物高留茬还田 作物收割时割茬提高而留茬较长。 小麦高留茬还田 小麦收割时一般留茬在 20 厘米 -40 厘米 ，用链轨拖拉机配带重型四铧犁，在犁前斜配一压杆将秸秆压倒，随压随翻。技术要求：小麦收割时，要做到边割边翻，以免养分散失，也便于腐烂；必须顺行耕翻，以便于秸秆的覆盖和整地质量的提高；耕深要求在 26 厘米 以上，做到不重、不漏、覆盖严密；耕翻后，要用重耙、圆盘耙进行平整土地；麦茬作物定苗后必须及时追施氮、磷肥，同时灭茬除草。 水稻高留茬还田 水稻割茬高度在 10 -15 厘米 ，最好不超过 20 厘米 ；以秋季作业为好，要在土壤含水量25%-30% （不陷车）时结合秋翻进行作业，封冻前结束。耕翻深度以不破坏犁底层为宜，一般为 15 -18 厘米 ，手扶拖拉机牵引两铧犁翻地，耕深应大于 10 厘米 。翻平扣严，不重不漏，不立垡，不回垡，深度一致；根茬混拌于土中的覆盖率大于95% 。应注意的是：水稻高茬收割还田由于茬高不宜进行旋耕作业，但要进行旱耙（耢）。旱耙（耢）作业适宜的土壤含水量为 19%-23% ，耙地深度分轻耙 8 -12 厘米 、重耙12 -15 厘米 两种。耙好的标准为不漏耙、不拖堆、无堑沟，且耕层内无大土块，每平方米耕层内，最大外形尺寸大于 5 厘米 的土块小于或等于5 个。尤其要注意的是水稻高茬收割还田要配施一定量的氮磷肥。结合翻地深施，每 666.7 米 2 用量为 10 -15 千克 ，氮磷比以3 ： 1 为好。 玉米秸 秆 直接还田的技术要点及要求 1 、技术要求 秸秆粉碎（切碎）长度应小于 5-10 厘米；粉碎秸秆的抛撒宽度以割幅同宽为好，正负在 1 米 左右；秸秆破碎合格率大于 90% ；秸秆被土覆盖率大于 75% ；根茬清除率大于 99.5% ；每 666.7 米 2 增施尿素 6 千克 左右；麦秸还田采用浅层还田耕作办法，浅翻 1015 厘米或耙耕 10-15 厘米，并结合深松耕作。 2 、要解决好 4 个问题 秸秆还田的数量和时机 一般秸秆还田数量不宜过多，每 666.7 米 2 还田 300 -400 千克 为宜，否则耕翻难于 覆盖。秸秆含水量30% 以上时，还田效果好。 秸秆粉碎的质量 秸秆粉碎（切碎）长度最好小于 5 厘米 ，勿超 12 厘米 ，留茬高度越低越好，撒施要均匀。 调整 C/N 比 据研究，秸秆直接还田后，适宜秸秆腐烂的 C ： N 为 20 ： 125 ： 1 ，而秸秆本身的碳氮比值都较高，玉米秸秆为 53 ： 1 ，小麦秸秆为 87 ： 1 。这样高的碳氮比在秸秆腐烂过程中就会出现反硝化作用，微生物吸收土壤中的速效氮素，把农作物所需要的速效氮素夺走，使幼苗发黄，生长缓慢，不利于培育壮苗。因此，在秸秆还田的同时，要配合施入氮素化肥，保持秸秆合理的碳氮比。一般每 100 千克 风干的秸秆掺入 1 千克 左右的纯氮比较合适。 深耕重耙 一般耕深 20 厘米 以上，保证秸秆翻入地下并盖严。耕翻后还要用重型耙耙地，有条件的地方应及时浇塌墒水。 稻草如何进行直接还田 水稻从土壤中吸收的养分中，留在秸秆中的比例大概是氮 30% 、磷 20% 、钾 80% 、钙 90% 、镁 50% 、硅 80% 以上，也就是说稻草中所含的养分较高，特别是钾和硅的含量高。氧化钾为 1.13%-3.66% ，平均 1.83% ；二氧化硅为 5.3%-15.0% ，平均 11.0% 左右，并且稻草易于腐烂，因此说稻草还田是水田最有效的培肥增产方式。还田方法：将稻草铡碎或用乱草机打碎，长度为 16 -23 厘米 ；将铡碎或打碎好的稻草均匀地撒于田面，一般每 666.7 米 2 还田 300 千克 左右；当土壤含水量 25%-30% （不陷车）时将稻草翻入 15 厘米 土层中，稻草混拌于耕层中的覆盖率大于 95% ；翻前要施肥，一般每 666.7 米 2 施氮磷化肥 15 -20 千克 ，氮磷比为3 ： 1 。耙地：耙地的适宜含水量为 19%-23% 。耙深，轻耙 8 -12 厘米 ，重耙12 -15 厘米 。耙后耕层内无大土块，每平方米耕层内，最大外形尺寸大于 5 厘米 的土块小于或等于5 个。 稻草还田后的水浆管理：由于大量新鲜秸秆有机物进入土壤后，在淹水条件下进行腐解，因此，水田土壤将具有较强的还原作用，特别在秸秆旺盛分解的阶段更是如此。为了防止水田土壤中大量还原性物质和有机酸的积累而导致对水稻根系生长的毒害影响，要采用落水晒田并进行间断灌溉的水浆管理。 五 、怎样制做和使用秸秆肥 秸秆肥制作方法主要是用于秸秆 7 份、人粪尿 1 份、畜禽粪尿 2 份及适量马粪或格荛。于 3 月初，把准备好的秸秆切碎或粉碎成 3 厘米 左右的碎块，按体积比 1 ： 2 ： 7 的比例将人粪尿、畜禽粪尿和粉碎好的秸秆充分混拌均匀，浇足水（材料含水量以 60%-70% 为宜，即当水加到手握成团，触之即散的状态为宜）。再把准备好的格荛堆成一堆，选背风向阳之处点燃，把马粪用热水浇透抖好（温度在 40 以上），盖在点燃的格荛上，做个暖心（发热点），然后把已混抖好的秸秆一层层盖在马粪上，堆成一圆堆，堆高不应低于 1.5 米 ，堆好后要注意管理，防止人畜践踏，并观察堆温，把堆温控制在 50 -60 之间，最高温度不能超过 70 。因为此温度范围有利于微生物的活动，加快秸秆的分解速度，同时又可杀死病菌、虫卵，减少氨的挥发。这样堆腐7-10 天，温度达 60 -65 ，此时可以进行倒粪，然后每隔7 天左右倒一次，共倒 3-4 次，大约需 35-45 天就可以发酵好。发好的秸秆肥具有黑、乱、臭的特点，有黑色汁液和氨臭味，湿时柔软，有弹性，干时很脆，容易破碎。 在秸秆肥制作过程中要注意以下 4 点。一是如果 3 月底或 4 月初造秸秆肥，为了在种地前发酵腐熟好，应采取加大暖心，堆顶用塑料薄膜覆盖和适当多加些人粪尿与畜禽粪的办法促使秸秆尽快发酵。二是在堆制过程中，人不可上去踩，更不能往秸秆肥里掺土和用土压堆，否则不易发酵。三是堆好后应注意观察，发现肥堆冒气挂霜时，及时用拌好的秸秆覆盖上，利于保温。四是秸秆肥不要发过劲或发不好就用，以免影响其肥效。 秸秆肥一般做基肥或者种肥，一般每 666.7 米 2 用量 1500 -2000 千克 。 六、秸秆覆盖适用于什么地区和后作物 1 、秸秆覆盖技术，将残茬或作物秸秆保留在土壤表面，不翻入土壤中，成为耕地的一个保护层。 2 、秸秆覆盖作用 能减少土壤水分蒸发，抑制盐碱在土表积聚，减少雨季坡地的水土流失，增加降雨在土中的接纳贮存，抵抗风蚀，增加近地面空气中的 CO 2 的含量，有利于补充光合作用所需的碳源，增进土壤表层微生物的活性，减少土壤有机质的分解。长期秸秆覆盖同样能增加土壤有机质，改善土壤结构，培肥地力，增加产量。 3 、采用免耕法 将秸秆全部覆盖于地表面不进行翻耙作用，适宜于水热条件高的南方地区和干旱或半干旱地区采用。在高寒地区，由于影响土壤增温，故不是在所有条件下皆适宜采用的。高寒地区的免耕覆盖作业适宜在旱岗地播种春小麦的条件下采用。 七、在秸秆还田实践操作中怎样确定调氮量和适宜的氮肥品种 1 、确定调氮量的方法 （ 1 ）还田时期 在高寒地区，麦秸伏季还田至土壤封冻还有 2-3 个月的有效腐解时间，秸秆的 C/N 比值将会迅速下降，至次年后作出苗时，其 C/N 比值远小于新鲜麦秸的原比值。所以在还田作业时施用少量（约小于 1% ）氮肥，主要用于加速麦秸腐解，后作播种时再按常规施用适量氮作种肥；如果玉米秸或大豆秸等晚秋收获的作物秸秆还田，一般需按氮平衡理论值计算调氮量（补充氮量千克 / 公顷 = 还田秸秆量（ 1.7% 秸秆含氮量 % ）；若麦收后复种绿肥，特别是非豆科绿肥也需按氮平衡理论计算调氮量。 （ 2 ）还田深度 秸秆进入不同土层深度，其腐解速度不同，这在北方低温条件下差异更明显。这种判别在粘质土比砂质土壤中也更明显。如黑龙江东部白浆土上于 8 月 10 日 进行麦秸还田，一种采用翻压 20 厘米 方式，一种采用浅耙 10 厘米 方式，于当年 11 月 10 日调查，麦秸粗分解率前者为 21% ，后者为 48.5% 。这表明，残留麦秸的 C/N 比值已分别下降至原比例的 4/5 和 1/2 左右。假设原麦秸的含氮量为 0.5% ，此时残留麦秸的含氮量已分别上升至 0.1% 和 1.0% 左右。因此，第二年春播作物，按秸秆含氮量 1.7% 的氮作种肥即可。 （ 3 ）水田调氮量 因为在旱作和水田条件下，还田的秸秆分别处在以好气和嫌气性分解为主的条件下，故土壤氮固定的临界含氮量不同。大量试验表明，在淹水条件下植物残体分解时氮固定的临界含氮量约为好气性分解下的 1/3 左右，即含氮量为 0.54% 。如麦秸和稻秸含氮约 0.5% 、 0.55% 左右，它们还田后就随即种水稻，也不必担心水稻生长过程中出现缺氮症状。所以在北部高寒地区，进行水旱轮作时，秸秆还田一般不调氮也不会产生对后作水稻出现明显的缺氮现象，但北部高寒地区春秋两季土温较低，为了加速还田秸秆的腐解，提高还田当年效果，以及作为稻田的一种经济施肥方式，建议在还田作业时配合施肥。 秸秆还田时调节 C/N 比值对氮肥品种有选择。试验表明，无论旱田或水田进行秸秆还田时，以选择铵态氮或尿素氮肥为好。并且最理想的施入位置是直接施在秸秆有机残体上。因此，可以将氮肥溶液喷洒在已抛撒地表的秸秆表面上，然后进行还田后的机械作业。考虑到施氮和还田秸秆在土壤中分布的不均匀性而可能影响后作幼苗的正常生长，可以将部分氮肥作为种肥施入。 八、在同一块田里是否可以进秸秆连年还田 一般在正常年景（非干旱和涝灾年）情况下，将每季作物秸秆残茬全部还田是可以的。多年的实践证明，连年秸秆还田，土壤肥力提高很快，作物生育、产量性状也得到显著改变，其增产效果有随还田年次增加而提高的明显趋势。 由于连年有大量秸秆残株进入土壤中，为加速秸秆有机物腐解及其同土壤水肥相融，以及防止秸秆残株在土壤中出现隔墒等不利影响，因此，要求秸秆粉碎程度要高，一般切割长度在 10 厘米 以下，对粗茎的玉米秆还要求达到破茎粉碎的程度。如果处在高寒地区的低洼冷凉土壤上，由于有机物分解速度较慢，年分解率不高，故可以根据轮作情况安排间断还田为好。 一般旱作条件下，秸秆还田后进行连作，病虫害有加重的趋势。如在北方麦秸还田后春小麦根腐病加重；在南方则小麦全蚀病加重；大豆秸还田后大豆根腐病和虫蚀率提高。因此，秸秆还田应建立在轮作的基础上才能充分发挥其效益。从土传病害的生态学观点来看，施用新鲜有机物质本身也是一种对土传病害有效的生态生物学防治的手段。所以在轮作的基础上进行秸秆还田，是不会造成病虫害大发生的。如果连作情况下还田秸秆，可考虑采用翻耕还田作业，而不采用耙耕浅层还田，同时加强病虫害防治措施。 鉴于土壤处理的一些化学除草剂使用的有效剂量，将随着土壤有机质含量的提高而适当增大。也由于秸秆还田促进了土壤微生物活性强度，从而加快了除草剂在土壤中的降解速度，也就是缩短了药剂的残效期。因此，在秸秆还田土壤中，使用化学除草剂，特别是播前进行土壤处理的化学除草剂，其有效使用剂量应适当提高。如黑龙江省农垦调查表明，大豆第一片复叶展开时调查，秸秆还田区氟乐灵的杀虫率为 91% ，而未还田区为 95% 。用高梁作生物测定观察氟乐灵在土壤中的残留动态也表明，随着施药后时间推移，秸秆加速了土壤中氟乐灵的降解，一个月左右就达到半衰期，而未施秸秆土壤，两个月以后氟乐灵残留量仍在半衰期以上。 九、秸秆还田作业时后如何施用氮、磷肥料 调节秸秆碳氮比（ C/N ）的目的是促进秸秆有机物腐解和调节土壤有效态氮素的平衡，避免由于土壤有效氮固定而导致后作物缺氮现象发生。因此，决定是否还需施用氮作种肥，主要依据当地土壤有效肥力水平和栽培施肥经验来确定。在北方高寒地区，特别是采用秸秆深层还田的情况下，由于秸秆处在半嫌气分解状态中，其分解速度又较缓慢，故秸秆的“氮因子”（每 100 份碳氮比值较大的有机物料分解时，固定（同化）土壤有效态氮素的份数，它代表了矿质化与同化这两者对抗力量的平衡值）值较小（禾本科作物的“氮因子”一般在 1 左右，小麦秸一般小于 1 ）。因此，按氮平衡计算的补氮量中拿出一部分（ 1/2-2/3 ）作为后作种肥，不仅不会影响秸秆分解速度和土壤氮素的有效转化，还将促进后作幼苗生长发育，又达到经济施肥的效果。由于新鲜秸秆在腐解中具有解磷和增磷的效应，所以在一般情况下不必调节秸秆的碳磷比（ C/P ）也不会出现土壤有效态磷的生物固定而导致后作物缺磷现象。在秸秆还田同时施用磷肥，特别是碱性磷肥，不仅能促进秸秆有机物的分解，提高土壤生物固氮作物和豆科共生固氮效果，减少土壤、肥料氮素损失，从而提高秸秆还田的土壤生物学的综合效应，也是提高磷肥利用率的一种保护性有效施用的方法。