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秸秆还田综合技术对土壤养分的影响初探

2019-11-21白建忠丁永锋袁涛

农家致富顾问·下半月 2019年9期
关键词:秸秆还田土壤养分

白建忠 丁永锋 袁涛

摘 要 通过秸秆还田可以有效改善土壤结构,有利于提高土壤的理化性状。同时,秸秆还田作为一项培肥地力的农艺措施,一方面可以促进秸秆的矿质化,为农作物生长发育提供速效养分;另一方面秸秆在土壤中增强了土壤中动物、植物和微生物的代谢活动,加快了土壤物质循环,提高了土壤养分的生物有效性。从而达到化肥减量增效的目的,实现化肥零增长。

关键词 秸秆还田;还田量;土壤养分;化肥减量

1 技术内容

1.1 主要技术模式

技术模式主要为秸秆还田配施秸秆腐熟剂进行快速腐熟。秸秆机械还田技术模式是将作物秸秆经过机械粉碎(或切段)处理后直接翻入土壤,或直接将作物秸秆(根茬)深翻入土的技术模式。包括玉米秸秆粉碎还田、小麦秸秆粉碎还田、小麦秸秆直接还田、水稻(留高茬)秸秆还田等技术模式。

1.1.1 技术要点

通过机械粉碎并翻耕将作物秸秆深翻入土,使秸秆在土壤微生物和酶的作用下快速腐解,从而提高土壤有机质含量,改善土壤理化性质,增强土壤蓄水保墒能力,提高作物产量。

1.1.2 秸秆处理

秸秆用大型牵引机配套秸秆粉碎机就地粉碎,水稻秸秆切成10—15cm碎秆(主要以留高茬为主),玉米秸秆切成5-10cm碎秆。

1.1.3 耕作整地

用深耕深松机等机具将粉碎的秸秆深翻入土20cm左右,或用耕翻机将没有粉碎的作物秸秆直接翻入土中25cm左右,在深翻前撒施秸秆腐熟剂2kg+尿素10kg。

1.2 配套技术

1.2.1 增施氮肥调节碳氮比

每亩施尿素5—10kg,将秸秆碳氮比调整到20:1左右。

1.2.2 增施腐熟剂

每亩2kg腐熟剂用土或肥料拌匀后立即撒施到有秸秆的田内,进行梨翻加快秸秆腐解。

2 效果评价

2.1 项目实施对土壤养分的影响

对土壤养分含量尤其是有机质含量的影响 ,每亩玉米秸秆还田750kg/亩(玉米秸秆养分含量:N=6.6g/㎏、P2O5=1.60g/㎏、K2O=11.25g/㎏),相当于亩施尿素10.76kg/亩、重过磷酸钙2.6kg/亩、硫酸钾16.88kg/亩。示范面积1.46万亩玉米秸秆还田,还田量10950吨,相当于投入尿素157.1吨、重过磷酸钙38吨、硫酸钾246.4吨;

水稻秸秆每亩还田量350kg/亩(水稻秸秆养分含量:N=5.4g/㎏、P2O5=0.8g/㎏、K2O=14.6g/㎏),相当于亩施尿素4.11kg、重过磷酸钙0.61kg、硫酸钾10.22kg。1.14万亩水稻秸秆还田,还田量3990吨,相当于投入尿素46.85吨、重过磷酸钙6.95吨、硫酸钾116.5吨。

根据对各监测点土壤样品测试结果分析,各处理有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾平均值见下表:

从上表分析,国家级监测点秸秆还田后(连续四年监测平均值)有机质增加2.34g/kg、全氮增加0.16g/kg、有效磷增加6.4mg/kg、速效钾增加13.0mg/kg、容重增加-0.04g/cm3;增施商品有机肥有机质增加2.89g/kg、全氮增加0.22g/kg、有效磷增加7.0mg/kg、速效钾增加30mg/kg、容重增加-0.06g/cm3,从秸秆还田定位试验分析(各處理定位连续三年测试结果平均值):秸秆还田后有机质增加0.26g/kg、全氮增加0.06g/kg、有效磷增加-0.64mg/kg、速效钾增加10.6mg/kg、容重增加-0.05g/cm3。

根据上述结果可以看出,耕地土壤化学性状有所变化,而物理性状变化不大。

2.2 项目实施对农业生产的影响

根据土肥站对田间试验的调查统计(按秸秆还田量试验的处理一和处理四的产量计算),秸秆还田后种植玉米,平均亩产1047.5公斤,比对照增产50公斤,增产率5.01%。由此可见,秸秆还田后,后作增产效果显著,因秸秆中含有植物所需要的大量营养成分,这就为农作物高产提供了前提条件。

2.3 项目实施对化肥施用品种和数量的影响

秸秆还田后,秸秆里养分迅速矿化,并积累在耕层,满足作物生长的需要,特别是秸秆释放的氮素和钾肥,对玉米的生长等起到很大的作用,虽然前期要追施少量氮素,但中后期释放大量氮素,这样就达到了少施速效肥尿素,以施缓效肥为主。并且秸秆中还含有大量的磷、钾、有机质、微生物等营养元素,供作物吸收利用,化肥总施用量就明显减少,平均每亩要减少化肥7.53kg(折尿素7.44kg、过磷酸钙1.61kg,硫酸钾13.55kg),项目区共减少使用化肥195.78吨[1]。

2.3.1 玉米秸秆还田氮肥减施量

计算方法如下:根据土壤有机质的增加量,估算秸秆还田的土壤固碳量:

(1)土壤固碳(C)量(kg/亩)=(土壤中年终有机质量-土壤年初有机质量)*150000/(1000*1.724)式中,150000表示耕层20cm土壤的干重为15万kg,1000为土壤有机质含量的单位g/kg转化为kg/ kg,1.724为土壤有机质与其有机碳(C)量的换算系数。

(2)秸秆还田增加的土壤固定N量(kg/亩)=土壤固碳(C)量/20。

(3) N肥减施量(kg/亩)=土壤固定N量×5%式中,20表示土壤有机质C:N=20:1; 5%表示土壤有机N平均矿化率。

根据土壤化验结果,项目实施前土壤有机质平均含量15.9g/kg,项目实施后土壤有机质平均含量16.5g/kg,代入上述公式得出秸秆还田后增加的土壤固定N量2.61kg/亩,N肥减施量为0.13kg/亩。

2.3.2 秸秆还田增加的土壤磷量

计算方法如下:玉米秸秆还田增加的土壤P量(kg/亩)=秸秆含P205量×秸秆亩还田量(干重)=1.60g/kg×750kg/亩/1000=1.2kg/亩,即每亩投入750kg玉米秸秆土壤五氧化二磷量增加1.2kg。

2.3.3秸秆还田增加的土壤钾量:

计算方法如下:玉米秸秆还田增加的土壤K量(kg/亩)=秸秆含钾量×秸秆亩还田量(干重)=11.25g/kg×750kg/亩/1000=8.4kg/亩。即每亩投入750kg玉米秸秆土壤氧化钾量增加8.4kg。

3 对经济、社会、生态效益

3.1 经济效益

今年共实施面积2.6万亩, 据调查与测算,每亩减少化肥用量7.53kg/亩(折尿素7.44kg、过磷酸钙1.61kg,硫酸钾13.55kg),减少化肥支出21.31元/亩,共计减少化肥用量195.78吨,减少化肥支出55.41万元;项目区玉米亩平均增产50kg/亩,可增产玉米1300吨,增收208万元。总计增收+节支280.22万元。

3.2社 会效益

实施玉米秸秆还田后,减少了土层结构破坏,维持了良好的土体(团粒)结构,减少了水土流失,比未实施还田的土壤抗旱能力提高5天左右,防止了土壤沙化,提高了土壤水、肥、气、菌(微生物)的涵养能力,增强了土壤活性,进一步提高了土壤肥力基础,培肥了地力,提高了耕地质量,促进了土地综合生产能力和可持续发展能力的提高,确保了粮食高产和安全[2]。

4 问题与建议

4.1 缺乏勞动力,群众认识不足

由于部分青壮年外出务工,农村劳动力缺乏,一部分群众认识不足,造成项目实施难度大,建议项目实施过程中加大宣传力度的同时,加强机械化作业程度[3]。

4.2 项目经费不足

由于本项目涉及农户多,技术培训、指导、资料等费用不足。请求安排项目经费,重点用于办点示范、宣传培训等方面的工作,以保证项目的顺利实施。

4.3 项目机械投入不足

项目区缺乏玉米秸秆还田机械,而项目本身对机械耕作量的要求比较高,缺乏机械造成项目实施难度大,耕作费用极高。为项目的顺利实施,希望配备玉米收割还田机械。

参考文献:

[1]刘强崇.玉米秸秆还田的作用及注意事项[J].河南农业,2015(24):46+50.

[2]李岩.玉米秸秆还田效益研究[J].中国农业信息,2015(02):77+157.

[3]侯芳慧.玉米秸秆还田中存在的问题及对策[J].农机科技推广,2014(11):35.

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