玉米秸稈還田技術要點

孔兆飛

（鳳陽縣農業技術推廣中心土肥站，安徽 鳳陽 233100）

秸稈是農作物生產的副產品，其含有豐富的氮磷鉀等大量元素以及硅等微量元素，屬于應用價值高、易獲得的可再生資源之一[1]。焚燒是作物秸稈處理方式之一，其不僅會造成資源浪費，還可能對環境造成污染[2]，在一定程度上還會破壞土壤的耕作層，降低土壤質量[1]。相關學者就秸稈的利用開展了大量研究[3-7]，表明秸稈還田不僅可以減少其焚燒對環境的污染，還可以培肥地力，改善土壤理化性質，減少土壤中的水分蒸發。在生態環境保護背景下，推廣秸稈還田技術，推動秸稈的綜合利用，有利于促進生態農業發展。

安徽鳳陽氣候溫暖，有豐富的降水、光照及熱量資源，適合玉米種植，是黃淮海平原春夏玉米種植區之一。近年來，該地區玉米種植面積穩定在1.2萬hm2以上，僅次于水稻，玉米總產量在10 萬t 以上，在當地糧食安全生產中占據重要地位。該地區在農業生產中貫徹綠色發展理念，通過多種渠道推進秸稈綜合利用，提高秸稈資源利用效率，目前秸稈的綜合利用率超過90%。在秸稈綜合利用中，秸稈還田是重要應用之一，本文從生產實踐出發，對推廣玉米秸稈還田技術的優勢、技術要點進行總結，為提高作物秸稈利用率，推進生態農業發展提供參考。

1 玉米秸稈還田技術基本情況分析

秸稈還田是將秸稈覆蓋田塊后適當輔助免耕、少耕技術，隨著農業生產水平的快速發展，大量農業機械得以應用，可將秸稈先粉碎再覆蓋還田。秸稈翻壓還田技術研究起步較早，隨著該技術的進一步完善，一系列的配套農業設施也隨之被研制。玉米秸稈還田技術主要有3種方式：一是堆漚還田，先在便于運輸的區域挖深坑，將玉米秸稈粉碎成10 cm以下的小段，放入深坑，并適當添加促腐劑，覆蓋一層塑料膜，最后填一層土并充分壓實，堆漚的適宜溫度、濕度分別控制在50～60 ℃、60%～70%，通過堆漚，可以形成大量腐熟的有機肥，該技術的缺點是要求較高，尚未大范圍應用；二是過腹還田，將玉米秸稈作為牲畜的飼料，經過牲畜的消化作用后，一部分養分通過糞便排出，經過無害化處理后施入土壤，發揮其培肥地力、改善土壤理化性質的作用；三是直接還田法，在農機作用下將玉米秸稈粉碎成10 cm 以下的小段，均勻拋灑在地表，隨著機械施肥整地翻入20～30 cm 深的土層中，是主要的秸稈還田方法之一，其操作簡單、省時省力。各玉米種植區的氣候條件不盡相同，應結合種植區氣候條件科學選擇適合的方式對玉米秸稈進行處理和還田利用。

2 玉米秸稈還田的優勢分析

2.1 培肥地力

玉米秸稈中氮磷鉀含量分別可達到0.6%、0.3%和2.3%，有機質的含量約為15%。若秸稈還田量為7 500 kg/hm2，其腐爛后補充到土壤中的養分相當于分別施入過磷酸鈣、碳銨和硫酸鉀219、195 和150 kg/hm2，且玉米秸稈中還含有多種微量元素。研究表明，旱地玉米田內秸稈還田5年后，土壤有機質含量從1.69%增加到2.31%[8]；秸稈連續還田10年后，田間土壤全氮含量較還田前增加0.21 mg/kg，速效磷、速效鉀分別較還田前增加4.5、28.0 mg/kg，有機硅含量增加32 mg/kg，鋅、硼元素含量也有一定的提高[9]。張勇[10]研究表明，玉米秸稈連續還田3～5年后，土壤中有機質含量較還田前增加0.2%，速效磷含量增加35%～45%，速效鉀增加25%～30%，速效氮含量增加1.1%。即多年的玉米秸稈還田可以使土壤中的養分含量得到不同程度的提高，培肥地力效果明顯。

2.2 改善土壤結構

玉米秸稈還田有利于土壤保墑，使土壤中的水穩定性增強、土壤孔隙度增加，進而改善土壤的通透效果。土壤通透性的提高不僅可增強作物根系從土壤中吸收水的能力，還可以增加土壤溫度，便于土壤中養分盡快分解。實踐表明，玉米秸稈連續還田10 年后，耕作層中土壤容重比未還田土壤降低了0.17 g/cm3，總孔隙度增加3.74 個百分點，非毛管孔隙增加2.38 個百分點[9]；旱地玉米秸稈連續還田5 年后，土壤容重從還田前的1.37 g/cm3降低到了1.22 g/cm3[8]。

2.3 增加微生物活性及數量

玉米秸稈中的化學能可以為微生物的活動提供必要的能量，且玉米秸稈還田使土壤更加疏松、養分含量增加，為微生物活動提供了良好的生存空間。秸稈還田后，土壤中微生物的數量增加超過100萬個/g；旱地玉米秸稈還田5年后，耕作層蚯蚓的數量由10條/m2增加到46條/m2[8]。

2.4 提高產量

玉米秸稈還田后，在自然分解期間可產生二氧化碳，為小麥、玉米的生長提供充足的光合作用原料，有利于提高光合效率，促進作物增產[11]。研究表明，玉米秸稈還田后種植小麥較未還田的田塊增產3.9%[12]；麥田內玉米秸稈連續還田10 年后，小麥的產量較未還田的田塊增產13.08%，稻田內玉米秸稈連續還田10年后，水稻的產量較未還田的田塊增產12.24%[9]；玉米秸稈連續還田3～5年后作物產量增幅在20%以上[10]；玉米田內連續秸稈還田2～3年后，玉米的產量增幅達到13.44%[8]。

2.5 增加效益

秸稈還田可以適當降低勞動強度，提高生產效率，緩解農村勞動力不足等問題，為農業可持續發展提供必要保障。玉米收獲后，采取人工騰茬的單人勞動強度約150 h/hm2；應用機械進行秸稈還田的效率為5 333.36 m2/h。秸稈還田大大提高了生產效率，降低了勞動成本，達到提高經濟效益的目的，同時，可以盡快騰茬進行下茬作物的種植，打好豐產基礎，以取得較好的效益。

2.6 降低病蟲草害

通過將玉米等作物秸稈還田，可以有效抑制雜草生長，降低田間雜草的數量，進而減少田間雜草防除的人工及藥劑成本，同時，藥劑的少施或不施可改善生態環境。還田的作物秸稈腐熟分解后產生的部分化感物質可對土壤內致病微生物的生存及繁殖產生抑制作用，在一定程度上可降低作物病蟲害發生的概率。此外，作物秸稈分解過程中產生的有機酸等物質對土壤中的礦物質起到一定的溶解及轉移作用，可抑制兼性寄生真菌的生長。

3 玉米秸稈還田的技術要點分析

3.1 合理選擇還田時機

秸稈應盡早還田，其在土壤中腐爛的速度與其水分含量密切相關。對于旱地，在不影響玉米產量及下茬作物種植的基礎上，玉米成熟后把握好適合的收獲時間，秸稈還田一般在秸稈處于青綠狀態時翻入土壤中，此時秸稈內水分含量在30%～40%、糖分含量較高，盡快將其粉碎后還田可提高腐熟分解的速度，使其快速轉化為有機肥料；秸稈干枯后再粉碎還田，一方面粉碎難度較大，另一方面降低了秸稈在土壤中的分解速度，不利于后茬作物生長。對于水田，可在下茬作物栽植前8～15 d進行玉米秸稈的粉碎還田。

3.2 把握秸稈粉碎長度

一般在玉米完全成熟后，先將穗連同苞葉一起采摘，之后割倒玉米秸稈進行整體還田或粉碎還田，為了加快秸稈的腐解速度，一般以粉碎還田居多。玉米秸稈粉碎還田時選擇秸稈粉碎機，將秸稈粉碎成不超過10 cm的小段，以3.5 cm以下為佳，粉碎長度過長可能造成壓土嚴實，對下茬作物的出苗及生長不利。

3.3 深埋耙地

玉米秸稈粉碎后，先通過整地將其翻入地下15 cm 以下的位置，確保其不會對土壤結構產生影響，且加快腐熟速度。其次，用重型圓盤耙進行2次耙地，將秸稈及根茬進一步切碎。最后，深翻、鎮壓一次土壤，有利于減少土壤空隙、提高土壤保墑能力，避免后茬作物出現高腳苗、倒伏等情況。要求將秸稈、土壤和肥料等拌和充分，均勻撒在耕作層內，之后將地表耙平。對于水田，粉碎還田的玉米秸稈需要先在田間浸泡3～4 d后再進行整地，經過5～6 d即可將地表耙平。

3.4 控制秸稈還田量

田間秸稈還田量過多則會導致土壤的空隙增加，土壤過于疏松，不利于還田秸稈的腐爛、沉實，影響后茬作物的播種、出苗及后續生長，增加僵苗、弱苗的概率，嚴重時可能出現缺苗斷壟等現象，影響作物的產量。因此，要合理控制玉米秸稈的還田量，一般控制在新鮮秸稈量3.75～4.50 t/hm2。若土壤肥力較好，還田量可增加到6.00～6.75 t/hm2；若土壤肥力較差，還田量可減少到3.00～3.75 t/hm2。

3.5 消毒土壤

玉米秸稈還田后，在土壤中腐熟分解時會產生多種有機酸，可能毒害農作物的根系，影響作物生長。因此，針對一些黏重或者板結酸化的地塊，在玉米秸稈還田的同時，可搭配施入石灰525 kg/hm2左右，以促進中和秸稈分解發酵產生的酸性物質，有利于作物的豐產。

3.6 適當補充氮肥

秸稈在土壤中腐熟分解過程中，微生物的活動增強，土壤中氮養分的消耗增加，與下茬作物幼苗存在一定的爭肥現象，因此秸稈還田后需要適當施入速效氮肥，使土壤中的碳氮比降低，促進微生物活動，加快秸稈的分解速度。一般在玉米秸稈還田之前可施入碳酸氫銨或尿素300 kg/hm2，再對土壤進行翻耕處理，將氮肥翻入土層中。值得注意的是，若秸稈還田的地塊缺乏其他養分元素，可結合實際需求適當補施。

3.7 調節土壤墑情

秸稈的吸水能力較強，還田后可從土壤中大量吸水，且秸稈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，可采取必要的鎮壓、灌溉措施，保證土壤的墑情適宜、孔隙比例合理，有利于下茬作物播種后種子充分地接觸到土壤，促進種子盡快萌發。秸稈還田時土壤水分含量應控制在40%～60%，若土壤墑情不佳，可在還田、翻耕土壤后及時灌溉；若土壤水分含量趨于飽和，則可適時擱田，保證土壤處于透氣性較好的狀態。

3.8 防治病蟲害

秸稈還田是將秸稈經過物理方法粉碎后施入田間，其間并不能對病原菌、害蟲起到滅殺效果。若玉米生產期間發生較嚴重的病蟲害，其秸稈還田后可能導致下茬小麥等作物發生根腐病、葉枯病等概率增加，且秸稈還田后的土壤中形成溫濕度適宜的環境，有利于蟲卵、病菌等生存繁衍。因此還田的秸稈需要選擇健康的植株，將發生病蟲害的玉米秸稈剔除，避免其攜帶的病原菌、害蟲等隨著還田進入土壤中，危害下茬作物的生長。有些攜帶病原、蟲卵的玉米植株，在未表現出危害癥狀之前難以被發現，其還田后可能增加田間病原菌、害蟲的基數，因此在還田后整地前噴施適宜藥劑進行殺菌殺蟲，可噴施50%辛硫磷1 000倍液+50%百菌清500倍液等。還可將玉米秸稈進行堆漚，高溫發酵處理后再還田，也可降低病蟲害的發生概率。

4 結語

秸稈還田技術在改善土壤肥力水平、理化性狀等方面有著較好的效果，農業生產上對秸稈還田技術的應用給予了高度重視，將秸稈還田技術作為一項主要技術推廣，在培肥地力、實現作物增產等方面取得了較好的效果。未來，秸稈還田技術的發展可在機械設備上加大研發力度，結合各地實際需求研制出配套的中小型或者大型秸稈還田機械設備，提高對玉米等作物秸稈的利用率。秸稈還田技術中，促進秸稈的快速腐解十分關鍵，快速腐解作物秸稈的生物菌劑開發也是未來的研究發展方向之一，可提高效率，進一步推廣秸稈還田技術。

本文從生產實踐出發，對玉米秸稈還田技術的基本情況、優勢及技術要點分別進行總結分析。玉米秸稈還田技術能夠培肥地力，改善土壤理化性質，增強土壤中微生物活性，防治病蟲草害，以及提高作物產量和效益。同時提出了合理選擇秸稈還田時機、把握秸稈粉碎長度、耙地深埋、控制秸稈還田量、土壤消毒以及防治病蟲害等方面技術要點，為提高作物秸稈利用率，推進生態農業發展提供參考。