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摘 要:宿州市作为皖北地区重要粮食产区,近几年积极推广实施了小麦玉米等农作物秸秆粉碎还田的措施,对改变农业生态环境、土壤结构起到了巨大作用,但经过多年的秸秆还田,也出现还田量过大和方式不合理导致耕层土壤过松,影响小麦玉米的生长等问题。该文分析了耕层土壤过松产生的原因,并针对问题提出了对策建议。
关键词:秸秆还田;耕层土壤過松;对策;建议
中图分类号 S38 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2018)03-04-0043-2
1 宿州市秸秆综合利用情况
宿州市农作物秸秆理论产量约645万t(可收集量约484万t),其中小麦秸秆315万t、玉米秸秆230万t、大豆秸秆25万t、棉花秸秆22万t、果树枝13万t、其他作物(花生、油料、山芋、小杂粮等)秸秆40万t,秸秆资源十分丰富。2014年以来,我市全面实行秸秆禁烧,还田成为秸秆综合利用的主要途径,2017年我市秸秆综合利用率为85%,主要利用方式有秸秆还田、青储饲料、食用菌培养料、秸秆发电、秸秆造纸、秸秆固化等方式。其中秸秆还田量约415万t,占64.3%,秸秆非直接还田利用占20.7%,包括秸秆发电40万t,占6.2%;秸秆饲料32万t,占5%;秸秆固化等能源化利用12万t,占1.9%;食用菌培养料3万t,占0.5%;高温堆肥和有机肥生产6万t,占0.9%,工业化利用40万t,占6.2%。其余15%用于传统能源,自然堆放等。
2 秸秆还田对宿州市农业生产的影响
2.1 秸秆还田对培肥地力的作用 2012—2014年,宿州市土肥站在淮河种业试验田进行麦草玉米秸秆连续3年全量还田试验,与对照相比,淤土土壤还田前有机质16.4g/kg,还田2年后有机质达到18.1g/kg,增加10.4%,还田3年的有机质达到19.7g/kg,增加20.1%,容重下降0.12g/cm3,总孔隙度增加3%,田间持水量提高3.5%,说明秸秆还田对提高土壤有机质,提高土壤的保水能力,增强抗旱能力效果显著。
2.2 还田秸秆的腐解进度和对苗情的影响 2016年1月21日,宿州市农科院组织有关专家对“麦玉轮作制度下秸秆综合利用技术”小区定位试验基地进行现场测评。试验设7个处理4次重复,指示品种华成3366,前茬玉米为隆平206。小麦、玉米秸秆全还田的单株分蘖数达2.5个,叶面积指数0.59,单株干重达0.042g,次生根条数达4.75条,秸秆腐解率达75.8%,均为各处理最高。比对照1(小麦、玉米全不还田,常规施肥)叶龄高6.6%,叶面积指数高118.5%,干重高90.9%;比对照2(小麦、玉米全不还田,不施肥)叶龄高10.9%,叶面积指数高195.0%,干重高223.1%。由此可见,在试验地较好的生产条件下,经过3个多月,秸秆腐解情况较好,对麦苗生长有较好的促进作用。
2.3 秸秆全量还田对农作物病虫害的影响 一是为病虫害的越冬创造了适宜的环境。据宿州市植保站调查,秸秆还田为地下害虫、二点委夜蛾等害虫创造了适生环境。前茬小麦长势好、秸秆还田量大的玉米田二点委夜蛾幼虫量大,翻耕灭茬、焚烧灭茬的玉米田几乎没有幼虫,在同一块地,麦秸、麦糠覆盖物多的地方虫量多,反之就少。二是土传、种传病害发生呈逐年加重趋势。秸秆还田增加了土壤有机质含量,但同时大量未经过处理的植株病残体直接混入土壤,导致土壤中病原菌数量累积增加。据统计,近几年小麦全蚀病在我市发生面积逐年增加,发病范围逐年扩大,2013—2015年发病面积分别为162hm2、240hm2、1400hm2,发病范围由2013年的4个县(区)20个乡(镇)扩大到2015年的5个县(区)48个乡(镇)。三是发病种类增多,一些老病害卷土重来。据资料记载,在2000年以前的25年间,小麦赤霉病在宿州市中度(3级)以上流行的年份仅2次,发生频次极低。但进入21世纪,随着农业生产水平的提高以及品种更新、气候的变化,其流行频率明显增加,截至2012年的12年间,形成中度以上流行的频次达3次。2015年在本市中等发生,发生面积达20.2万hm2,2015年本市不仅小麦赤霉病发生普遍,同时小麦蚜虫、小麦白粉病、叶锈病等多种病害叠加发生的现象严重,据统计,小麦白粉病、叶锈病发生面积分别为5.1万hm2,6.0万hm2,比2014年分别增加97.17%、100%。小麦蚜虫发生面积31.1万hm2,占种植面积的70.88%,为4级发生。
2.4 生产实际中秸秆还田的影响调查 我市玉米—小麦轮作区。主要是前茬玉米秸秆还田,影响后茬小麦播种;玉米免耕直播技术较为成熟,基本不受小麦秸秆还田影响。灵璧县54户问卷调查中,11户反馈小麦田块受到影响,占总数的20%;埇桥区5个农户、10个新型农业经营主体调查显示,小麦田块受影响比例约占10%。
3 宿州市耕层土壤过松产生的主要原因
3.1 气候因素 田间试验和生产实践表明,良好的秸秆还田效果需要适宜的气候、墒情和碳氮比等。我市地处北方,降水年度和时空分布不均,秋收秋播和夏收夏种时常遇干旱或连阴雨天气。秸秆还田后,遇干旱天气易导致耕地失墒过快,秸秆难以腐解;秸秆还田中,遇连阴雨、土壤过湿,配套机械在田块中难以前行,秸秆粉碎不到位、分布不均匀。
3.2 耕地因素 一是先天问题。宿州市北部砂质潮土面积大,其土质松、结构差,风蚀水蚀严重;中南部地带黏质潮土、砂姜黑土整地质量差,土质黏重、耕性较差、适耕期短、失墒较快。二是后天问题。一方面,浅旋耕、免耕直播面积不断扩大,耕作层逐步变浅,据调查,目前我市土地耕作层多在13~15cm左右;另一方面,技术规范没有执行到位,特别是一些地方,在开展秸秆禁烧工作时,片面追求速度,未能完全按照规范操作,导致还田秸秆仅浅旋于耕地中,不能有效腐解。多年的还田秸秆大量堆积在较浅的耕作层中,容易导致土地“泡沫化”。 3.3 装备因素 秸秆还田操作中,应将秸秆粉碎至长度小于5cm,抛撒均匀、耕翻深度20cm以上,小麦播后要压实压紧。实际生产中,囿于大型配套农机欠缺,导致耕翻深度不够、有些农田耕种后没有进行镇压,有的镇压效果較差,大量秸秆浮于地表或浅表耕层。
3.4 茬口因素 我市多为小麦—玉米、小麦—大豆连作,复种指数高、农时紧,前茬作物收获后需要立即种植后茬,留给秸秆腐解的时间不够。如玉米多为中晚熟品种,生育期较长,玉米收获10d后即播种小麦,此时玉米秸秆分解率低,大部分秸秆残留在耕地中,几乎与作物生长发育的同时腐解。
4 对策建议
秸秆还田具有增加作物产量、减少肥料投入、提升耕地质量、改善生态环境,增强土壤、作物抗逆性等作用。目前,秸秆还田仍是秸秆综合利用的主要途径,是治理大气污染和水体污染的重要措施。秸秆还田逐步被广大农民、特别是农机装备较好的种植大户接受。虽然秸秆持续全量还田和还田方式不当,的确在一定程度上会导致耕层土壤过松,容易产生播种质量差,小麦、玉米缺苗断垄,病虫害加重等问题,但是两权相害取其轻,任何事物都有正反2个方面,不能因耕层土壤过松否定秸秆还田的巨大贡献,应在生产实践中逐步解决耕层土壤过松这一新问题。
开展秸秆还田工作,是践行“绿水青山就是金山银山”理念的重要组成,是贯彻藏粮于地藏粮于技战略的重要举措,是耕地土壤改良、培肥和治理修复的必然选择,是大势所趋、耕地所需、人心所向。进一步完善秸秆还田举措、破解耕层土壤过松问题,建议从以下4个方面着手,上下联动、左右协同、合力推进。
4.1 强化政策驱动 研究出台政策,充分调动各级党委、政府重视秸秆还田的积极性、能动性,摸清现状、查明问题,结合当地农业生产实际,制定防止土地“泡沫化”对策,使秸秆能下地、技术能到位、隐患能排除。树立种养结合循环发展理念,以经济、生态和社会效益并重为导向,探索政府支持、社会化组织参与等多种运作方式,构建科学化、标准化、组织化的秸秆还田发展模式。充分发挥农机购置补贴等现有政策的杠杆作用,引进、消化、集成大型先进配套农机,补齐秸秆还田农机短板。
4.2 拓宽秸秆利用渠道 推进农作物秸秆循环利用,因地制宜拓宽农作物秸秆综合利用途径,减少秸秆的直接还田量,变废弃物为资源。我市应积极引进秸秆制浆、秸秆制板、秸秆发电和秸秆固化等工业化利用项目,同时积极发展秸秆饲料化,秸秆有机肥等生物循环利用。
4.3 强化服务举措 一是加强技术支撑。加大秸秆还田技术标准、技术规程、关键技术,及大型配套机械推广力度,提倡秸秆适量还田,以一季不超过4500kg/hm2为宜。二是调整种植结构。推进种地与养地结合,压缩秸秆直接还田量。在小麦—玉米(大豆)轮作区,适当调增大豆种植面积、调减玉米种植面积。三是优化种植方式。探索实行耕地轮作休耕制度试点,推动耕地休养生息和农业可持续发展。开展农田土地深耕深翻,改良土壤性状,促进还田秸秆腐解,增强土壤蓄水保肥能力。在小麦—玉米轮作区,推广小麦宽幅宽行播种和免耕覆秸种植技术。四是落实秸秆还田农机农艺融合技术。按照技术规范要求,做到秸秆粉碎,抛洒均匀,墒情适宜,播种后进行镇压,减轻秸秆还田对出苗的影响
4.4 开展协同攻关 秸秆还田是一项系统工程,要保证秸秆还田效果,破除耕层土壤过松等问题,需要政府、推广部门、科研教学单位等方面协同,针对秸秆持续、全量还田出现的问题,开展科技攻关,不断改进宿州市不同区域、种植制度、作物种类、土壤类型,适宜的秸秆还田机械、数量和技术。
(责编:张宏民)
关键词:秸秆还田;耕层土壤過松;对策;建议
中图分类号 S38 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2018)03-04-0043-2
1 宿州市秸秆综合利用情况
宿州市农作物秸秆理论产量约645万t(可收集量约484万t),其中小麦秸秆315万t、玉米秸秆230万t、大豆秸秆25万t、棉花秸秆22万t、果树枝13万t、其他作物(花生、油料、山芋、小杂粮等)秸秆40万t,秸秆资源十分丰富。2014年以来,我市全面实行秸秆禁烧,还田成为秸秆综合利用的主要途径,2017年我市秸秆综合利用率为85%,主要利用方式有秸秆还田、青储饲料、食用菌培养料、秸秆发电、秸秆造纸、秸秆固化等方式。其中秸秆还田量约415万t,占64.3%,秸秆非直接还田利用占20.7%,包括秸秆发电40万t,占6.2%;秸秆饲料32万t,占5%;秸秆固化等能源化利用12万t,占1.9%;食用菌培养料3万t,占0.5%;高温堆肥和有机肥生产6万t,占0.9%,工业化利用40万t,占6.2%。其余15%用于传统能源,自然堆放等。
2 秸秆还田对宿州市农业生产的影响
2.1 秸秆还田对培肥地力的作用 2012—2014年,宿州市土肥站在淮河种业试验田进行麦草玉米秸秆连续3年全量还田试验,与对照相比,淤土土壤还田前有机质16.4g/kg,还田2年后有机质达到18.1g/kg,增加10.4%,还田3年的有机质达到19.7g/kg,增加20.1%,容重下降0.12g/cm3,总孔隙度增加3%,田间持水量提高3.5%,说明秸秆还田对提高土壤有机质,提高土壤的保水能力,增强抗旱能力效果显著。
2.2 还田秸秆的腐解进度和对苗情的影响 2016年1月21日,宿州市农科院组织有关专家对“麦玉轮作制度下秸秆综合利用技术”小区定位试验基地进行现场测评。试验设7个处理4次重复,指示品种华成3366,前茬玉米为隆平206。小麦、玉米秸秆全还田的单株分蘖数达2.5个,叶面积指数0.59,单株干重达0.042g,次生根条数达4.75条,秸秆腐解率达75.8%,均为各处理最高。比对照1(小麦、玉米全不还田,常规施肥)叶龄高6.6%,叶面积指数高118.5%,干重高90.9%;比对照2(小麦、玉米全不还田,不施肥)叶龄高10.9%,叶面积指数高195.0%,干重高223.1%。由此可见,在试验地较好的生产条件下,经过3个多月,秸秆腐解情况较好,对麦苗生长有较好的促进作用。
2.3 秸秆全量还田对农作物病虫害的影响 一是为病虫害的越冬创造了适宜的环境。据宿州市植保站调查,秸秆还田为地下害虫、二点委夜蛾等害虫创造了适生环境。前茬小麦长势好、秸秆还田量大的玉米田二点委夜蛾幼虫量大,翻耕灭茬、焚烧灭茬的玉米田几乎没有幼虫,在同一块地,麦秸、麦糠覆盖物多的地方虫量多,反之就少。二是土传、种传病害发生呈逐年加重趋势。秸秆还田增加了土壤有机质含量,但同时大量未经过处理的植株病残体直接混入土壤,导致土壤中病原菌数量累积增加。据统计,近几年小麦全蚀病在我市发生面积逐年增加,发病范围逐年扩大,2013—2015年发病面积分别为162hm2、240hm2、1400hm2,发病范围由2013年的4个县(区)20个乡(镇)扩大到2015年的5个县(区)48个乡(镇)。三是发病种类增多,一些老病害卷土重来。据资料记载,在2000年以前的25年间,小麦赤霉病在宿州市中度(3级)以上流行的年份仅2次,发生频次极低。但进入21世纪,随着农业生产水平的提高以及品种更新、气候的变化,其流行频率明显增加,截至2012年的12年间,形成中度以上流行的频次达3次。2015年在本市中等发生,发生面积达20.2万hm2,2015年本市不仅小麦赤霉病发生普遍,同时小麦蚜虫、小麦白粉病、叶锈病等多种病害叠加发生的现象严重,据统计,小麦白粉病、叶锈病发生面积分别为5.1万hm2,6.0万hm2,比2014年分别增加97.17%、100%。小麦蚜虫发生面积31.1万hm2,占种植面积的70.88%,为4级发生。
2.4 生产实际中秸秆还田的影响调查 我市玉米—小麦轮作区。主要是前茬玉米秸秆还田,影响后茬小麦播种;玉米免耕直播技术较为成熟,基本不受小麦秸秆还田影响。灵璧县54户问卷调查中,11户反馈小麦田块受到影响,占总数的20%;埇桥区5个农户、10个新型农业经营主体调查显示,小麦田块受影响比例约占10%。
3 宿州市耕层土壤过松产生的主要原因
3.1 气候因素 田间试验和生产实践表明,良好的秸秆还田效果需要适宜的气候、墒情和碳氮比等。我市地处北方,降水年度和时空分布不均,秋收秋播和夏收夏种时常遇干旱或连阴雨天气。秸秆还田后,遇干旱天气易导致耕地失墒过快,秸秆难以腐解;秸秆还田中,遇连阴雨、土壤过湿,配套机械在田块中难以前行,秸秆粉碎不到位、分布不均匀。
3.2 耕地因素 一是先天问题。宿州市北部砂质潮土面积大,其土质松、结构差,风蚀水蚀严重;中南部地带黏质潮土、砂姜黑土整地质量差,土质黏重、耕性较差、适耕期短、失墒较快。二是后天问题。一方面,浅旋耕、免耕直播面积不断扩大,耕作层逐步变浅,据调查,目前我市土地耕作层多在13~15cm左右;另一方面,技术规范没有执行到位,特别是一些地方,在开展秸秆禁烧工作时,片面追求速度,未能完全按照规范操作,导致还田秸秆仅浅旋于耕地中,不能有效腐解。多年的还田秸秆大量堆积在较浅的耕作层中,容易导致土地“泡沫化”。 3.3 装备因素 秸秆还田操作中,应将秸秆粉碎至长度小于5cm,抛撒均匀、耕翻深度20cm以上,小麦播后要压实压紧。实际生产中,囿于大型配套农机欠缺,导致耕翻深度不够、有些农田耕种后没有进行镇压,有的镇压效果較差,大量秸秆浮于地表或浅表耕层。
3.4 茬口因素 我市多为小麦—玉米、小麦—大豆连作,复种指数高、农时紧,前茬作物收获后需要立即种植后茬,留给秸秆腐解的时间不够。如玉米多为中晚熟品种,生育期较长,玉米收获10d后即播种小麦,此时玉米秸秆分解率低,大部分秸秆残留在耕地中,几乎与作物生长发育的同时腐解。
4 对策建议
秸秆还田具有增加作物产量、减少肥料投入、提升耕地质量、改善生态环境,增强土壤、作物抗逆性等作用。目前,秸秆还田仍是秸秆综合利用的主要途径,是治理大气污染和水体污染的重要措施。秸秆还田逐步被广大农民、特别是农机装备较好的种植大户接受。虽然秸秆持续全量还田和还田方式不当,的确在一定程度上会导致耕层土壤过松,容易产生播种质量差,小麦、玉米缺苗断垄,病虫害加重等问题,但是两权相害取其轻,任何事物都有正反2个方面,不能因耕层土壤过松否定秸秆还田的巨大贡献,应在生产实践中逐步解决耕层土壤过松这一新问题。
开展秸秆还田工作,是践行“绿水青山就是金山银山”理念的重要组成,是贯彻藏粮于地藏粮于技战略的重要举措,是耕地土壤改良、培肥和治理修复的必然选择,是大势所趋、耕地所需、人心所向。进一步完善秸秆还田举措、破解耕层土壤过松问题,建议从以下4个方面着手,上下联动、左右协同、合力推进。
4.1 强化政策驱动 研究出台政策,充分调动各级党委、政府重视秸秆还田的积极性、能动性,摸清现状、查明问题,结合当地农业生产实际,制定防止土地“泡沫化”对策,使秸秆能下地、技术能到位、隐患能排除。树立种养结合循环发展理念,以经济、生态和社会效益并重为导向,探索政府支持、社会化组织参与等多种运作方式,构建科学化、标准化、组织化的秸秆还田发展模式。充分发挥农机购置补贴等现有政策的杠杆作用,引进、消化、集成大型先进配套农机,补齐秸秆还田农机短板。
4.2 拓宽秸秆利用渠道 推进农作物秸秆循环利用,因地制宜拓宽农作物秸秆综合利用途径,减少秸秆的直接还田量,变废弃物为资源。我市应积极引进秸秆制浆、秸秆制板、秸秆发电和秸秆固化等工业化利用项目,同时积极发展秸秆饲料化,秸秆有机肥等生物循环利用。
4.3 强化服务举措 一是加强技术支撑。加大秸秆还田技术标准、技术规程、关键技术,及大型配套机械推广力度,提倡秸秆适量还田,以一季不超过4500kg/hm2为宜。二是调整种植结构。推进种地与养地结合,压缩秸秆直接还田量。在小麦—玉米(大豆)轮作区,适当调增大豆种植面积、调减玉米种植面积。三是优化种植方式。探索实行耕地轮作休耕制度试点,推动耕地休养生息和农业可持续发展。开展农田土地深耕深翻,改良土壤性状,促进还田秸秆腐解,增强土壤蓄水保肥能力。在小麦—玉米轮作区,推广小麦宽幅宽行播种和免耕覆秸种植技术。四是落实秸秆还田农机农艺融合技术。按照技术规范要求,做到秸秆粉碎,抛洒均匀,墒情适宜,播种后进行镇压,减轻秸秆还田对出苗的影响
4.4 开展协同攻关 秸秆还田是一项系统工程,要保证秸秆还田效果,破除耕层土壤过松等问题,需要政府、推广部门、科研教学单位等方面协同,针对秸秆持续、全量还田出现的问题,开展科技攻关,不断改进宿州市不同区域、种植制度、作物种类、土壤类型,适宜的秸秆还田机械、数量和技术。
(责编:张宏民)