玉米秸秆还田时应掌握哪些技术？

发布时间：2024-09-18

玉米秸秆还田已成为我国农业生产中普遍采用的秸秆资源化利用方式。据统计，我国每年产生约1.04亿吨秸秆，其中内蒙古黄土高原地区年产各类农作物秸秆达0.4亿吨。然而，秸秆还田并非简单的物理操作，而是一个复杂的生物化学过程，需要科学的管理才能发挥其最大效益。

秸秆还田对土壤微生物群落的影响

研究表明，玉米秸秆还田对土壤微生物群落结构和功能产生了显著影响。以东北黑土区为例，随着秸秆还田量的增加，土壤微生物对碳源的利用能力显著提高。研究发现，当秸秆还田量达到15000 kg/hm²时，土壤微生物平均颜色变化率（AWCD）值始终大于其他处理，表明微生物对碳源的利用能力最强。

然而，秸秆还田也改变了土壤微生物的群落组成。一项基于Illumina Miseq高通量测序平台的研究显示，持续玉米秸秆还田改变了丛枝菌根（AM）真菌属水平上的分类学组成。随着秸秆还田量的增加，AM真菌特有的微生物种类减少，AM真菌群落组成间的相似度下降。

要充分发挥秸秆还田的效益，需要掌握正确的管理技术。以玉米秸秆还田为例，不同地区的最佳管理技术有所不同：

在东北黑土区，针对土层厚度超过30cm的平整区域，秸秆粉碎长度应在20cm以下，再用液压调幅栅栏式翻转犁将其深翻至15～20cm的土层，深翻时犁幅要大于40cm。

在黄淮海玉米主产区，若选用联合收割机作业，秸秆粉碎长度和留茬高度均应在10cm以内；若采用“机收籽粒＋秸秆粉碎还田”模式，则留茬高度应在15cm以内，秸秆和根茬需粉碎2遍后与表层土壤混合，覆盖地表3～5cm。

在南方水稻秸秆还田工作中，低茬（留茬高度小于15cm）收获时，亩产低于600kg的田块适用于旋耕还田技术，超过600kg则适用一犁一旋还田技术，两种技术均要求稻草粉碎长度在10cm以内，旋耕深度为15～20cm。

秸秆还田对土壤碳氮循环有着重要影响。研究表明，秸秆还田可以提高土壤有机碳含量，缓解土壤养分流失。同时，秸秆还田额外补增氮肥可降低土壤碳氮比，提高土壤有机碳和缓解土壤养分流失。

然而，秸秆由于碳氮比较高，还田后腐解需要一定时间。内蒙古黄土高原地区的一项研究发现，玉米秸秆还田后，土壤中秸秆经微生物分解开始缓慢释放氮素，可供给植物吸收利用。这表明，在秸秆还田条件下，可以适当调整氮肥施用策略，减少后期氮肥投入。

尽管秸秆还田具有诸多益处，但也存在一些潜在问题。例如，不合理的还田方式可能导致土壤病虫害加剧、杂草发生规律变化以及土壤微生物区系的改变。因此，在实施秸秆还田时，需要注意以下几点：

未来，还需要进一步研究不同作物、不同地区的最佳秸秆还田方式，以及如何利用前期多施用的氮素减少后期氮肥投入，以实现更高效的秸秆还田和氮素管理。