【摘 要】秸稈作為物質(zhì)、能量和養(yǎng)分的載體，是一種寶貴的自然資源。本文介紹了其對土壤養(yǎng)分及其物理狀況的影響，指明了秸稈還田對農(nóng)業(yè)生態(tài)發(fā)展的益處。

【關(guān)鍵詞】秸稈還田；土壤生物；影響；研究

1 秸稈還田技術(shù)概述

秸稈還田是把不宜直接作飼料的秸稈（玉米秸稈、高粱秸稈等）直接或堆積腐熟后施入土壤中的一種方法。秸稈還田具有促進土壤有機質(zhì)及氮、磷、鉀等含量的增加；提高土壤水分的保蓄能力；改善植株性狀，提高作物產(chǎn)量；改善土壤性狀，增加團粒結(jié)構(gòu)等優(yōu)點。秸稈還田增肥增產(chǎn)作用顯著，一般可增產(chǎn)5%～10%，但是要達到這樣的效果，并非易事。因此采取合理的秸稈還田措施，才能起到良好的還田效果。

秸稈作為物質(zhì)、能量和養(yǎng)分的載體，是一種寶貴的自然資源。隨著糧食單產(chǎn)水平的提高，使用秸稈的剩余量越來越多。秸稈直接還田是當(dāng)前乃至今后秸稈資源利用的主渠道。以生態(tài)系統(tǒng)理論與方法對秸稈還田問題進行系統(tǒng)的研究具有重要意義。目前，國內(nèi)外研究結(jié)果均證明秸稈還田對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)有利。在全球變暖的背景下，秸稈的大量還田對農(nóng)田土壤CO2、N2O 和 CH4等主要溫室氣體排放產(chǎn)生了一定的影響。

2 秸稈還田對土壤養(yǎng)分及物理狀況的影響

2.1 提高水田耕層土壤孔隙度和非毛管孔隙度

施用作物殘體能夠提高水田耕層土壤孔隙度和非毛管孔隙度，降低土壤容重，提高土壤團聚體和微團聚體的含量，起到疏松土壤、增強粘質(zhì)土的通透性等作用，并能增強土壤蓄水保水性能。同時，施用作物殘體可使土粒的破裂系數(shù)降低，土壤微結(jié)構(gòu)系數(shù)增加，特征微團聚體組成比例明顯下降，具有明顯的改土作用。古伯賢等就有機物料對土壤有機質(zhì)結(jié)合形態(tài)的影響進行了研究，結(jié)果表明，連續(xù)向土壤施入有機物料后，土壤總碳量、重組有機碳分別較對照增加34.88%～37.21%和30% ，有機無機值復(fù)合度增加73.57%～75.66% ，有機無機復(fù)合量較對照增加27. 5 %。增施有機肥料使土壤碳量增加，對保蓄土壤有機質(zhì)具有重要作用。這也說明，土壤肥力不僅取決于土壤有機質(zhì)含量，更重要的是取決于土壤有機質(zhì)的品質(zhì)。

2.2 補償土壤潛在肥力的消耗

秸稈還田可以直接補償土壤潛在肥力的消耗，加速土壤物質(zhì)的生物循環(huán)，促進土壤有益微生物的生長，改善養(yǎng)分供應(yīng)狀況，培肥地力。土壤中的全磷、無機磷含量也明顯提高，并促進有機磷的礦化，使氮、磷、鉀肥肥效得以提高，有利于增強作物的抗性。秸稈本身含有一定量的氮、磷、鉀及各種微量元素，秸稈在分解過程中產(chǎn)生的有機酸等中間產(chǎn)物可使土壤中一些養(yǎng)分的有效性增加。另外，秸稈在水田土壤施用還會引起土壤的一系列變化。這些變化包括：土壤的氧化還原狀況、pH值、比電導(dǎo)和養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化。產(chǎn)生這些化學(xué)變化的直接原因是有機物的分解及其中間產(chǎn)物的生成。有機物施于水稻土后，在漬水條件下分解產(chǎn)生許多有機還原物質(zhì)。一般認為：有機酸是水稻土中主要的有機還原體系。有報道表明，各種有機酸隨稻草加入量的增加而提高。有關(guān)水稻土漬水后的還原性物質(zhì)總量與有機質(zhì)含量關(guān)系的資料也說明，高肥水稻土的還原性物質(zhì)的總量較低肥者高。另外，有機質(zhì)種類對土壤的還原性物質(zhì)的數(shù)量也有影響。這些變化因土壤及所施作物殘體的不同而各異，但都將直接或間接地影響到土壤的肥力性質(zhì)。

2.3 促進真菌和細菌的大量繁殖

研究表明，秸稈還田能促進真菌和細菌的大量繁殖，提高土壤中微生物的數(shù)量。土壤微生物能分解土壤有機質(zhì)，使其成為植物可吸收利用的無機鹽；分解植物不能吸收的礦物質(zhì)，使其轉(zhuǎn)化成植物可以吸收的狀態(tài)；同化大氣中游離的氮素，供給植物氮素營養(yǎng)；合成腐殖質(zhì)，增加土壤團粒結(jié)構(gòu)。微生物吸收養(yǎng)分，使養(yǎng)分免于流失，死亡后分解被植物利用。因此，它在有機質(zhì)的礦化、腐殖質(zhì)的形成和分解、植物營養(yǎng)的轉(zhuǎn)化、土壤污染的修復(fù)等諸過程中起著不可替代的作用。

2.4 增加土壤中各種酶的數(shù)量

秸稈還田可以增加土壤中各種酶的數(shù)量，而且給土壤酶提供了大量作用底物，因而提高了土壤酶的活性。有研究顯示，秸稈還田使土壤的轉(zhuǎn)化酶、蛋白酶、淀粉酶、蔗糖酶、磷酸酶、脫氫酶和ATP酶等的活性得到了不同程度的提高，而土壤酶活性的提高，必然促進土壤有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化和養(yǎng)分的有效化。許多土壤酶的活性與有機質(zhì)、堿解氮和速效磷含量呈正相關(guān)，而且多已達到顯著或極顯著水平，這表明可用土壤酶活性來表征土壤肥力。

秸稈還田雖是對秸稈有效利用的一種途徑，但如果還田數(shù)量過大、土壤含水量不足、粉碎程度不夠、翻壓質(zhì)量不好等，則秸稈不能充分腐解，會影響播種質(zhì)量、出苗和苗期生長。另外，秸稈中C/ N值較高，一般在60～80 ，使秸稈在土壤中分解緩慢，微生物與作物爭氮，影響苗期生長，進而影響后期產(chǎn)量。因此，秸稈還田要配施一定量的氮、磷化肥，降低C/ N值，提高作物產(chǎn)量。某些作物秸稈產(chǎn)生他感化合物，在抑制雜草的同時，也能對所覆蓋的作物產(chǎn)生抑制。Accalla和F1L1Duley在1948年報道，在某些情況下，特別是多雨年份，小麥秸稈覆蓋下茬玉米時，可影響玉米發(fā)芽的速度與生長。另外，多種作物具有自毒作用，如小麥、水稻等，它們的殘體對自身的生長有抑制作用。因此，在秸稈覆蓋中應(yīng)盡量避免他感效應(yīng)和自毒作用帶來的負面效應(yīng)，合理安排秸稈類和覆蓋作物。再者，秸稈還田后土壤濕度增大，地溫升高。在為作物生長提供良好條件的同時，也為某些病蟲害的發(fā)生和流行創(chuàng)造了適宜的環(huán)境條件。而且，秸稈覆蓋后，秸稈中某些病菌難以移出大田而被消滅，從而增加了病菌的數(shù)量，使病害率增加。因此，要求在秸稈還田時，使用無嚴重病蟲害的秸稈。另外，秸稈直接還田雖能夠避免焚燒對大氣造成的影響，但是存在著另外的環(huán)境污染，即產(chǎn)生大量還原性氣體，它們是破壞臭氧層、造成溫室效應(yīng)的禍害。同時，使一些金屬離子處于還原狀態(tài)，容易造成對農(nóng)作物的毒害。要解決此問題，可以配合施用特制的微生物制劑，也可以將秸稈先進行腐解制成有機肥，然后再施入土壤。

研究結(jié)果表明，無論是和秸稈全還配施還是和麥稈還田配施，化肥都降低了土壤的微生物生物量碳，抑制了微生物的生長。化肥和秸稈還田配合施用時，增量和減量化肥對微生物生物量碳的影響不明顯。在長期施用化肥的高肥力農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，化肥抑制了土壤微生物的活性，主要是因為施用化肥對微生物有直接的毒害作用。同時長期施用化肥使土壤板結(jié)，pH值下降，通氣性差，微生物活性減弱。由于有機物的投入，這種抑制作用會減弱，因為秸稈還田提高了土壤的有機質(zhì)，改善了土壤的物理化學(xué)性狀，提高了土壤微生物的活性，在高投入集約化的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，單獨化肥的培肥效果差，增加化肥的用量效果不明顯，施用化肥對微生物表現(xiàn)出抑制作用。有機物投入的強度對微生物生物量有較大的影響，隨著有機物的投入，微生物生物量增加，而且有機物質(zhì)投入的越多，微生物生物量增加的越多。有機物施用，可以提高土壤微生物的活性。有機肥對微生物生物量的促進作用是很明顯的，因為有機肥是一種腐熟的肥料，施入之后在改善土壤理化性狀的同時也為微生物的生長提供了良好的環(huán)境條件和能源，而且微生物繁殖所需的時間很短，因此引起土壤微生物生物量的迅速增加。秸稈全還處理對土壤微生物量碳的影響高于麥還處理，原因是全還是小麥秸稈在玉米生長期田間覆蓋，在小麥播種期間和玉米秸稈翻埋在土中與土壤充分接觸，對土壤微生物的影響時間長，強度大一些；而小麥秸稈是在玉米生長期間覆蓋，種植玉米時才翻入土中，對土壤微生物的影響小一些。無論是秸稈還田還是施用有機肥都增加了土壤的微生物生物量，主要是因為輸入系統(tǒng)的碳量增加了，而碳經(jīng)常是微生物繁殖的限制因子。有機肥中及秸稈分解中產(chǎn)生的可利用的N及其它營養(yǎng)元素又促進了作物的生長，增加了根的生長和根系分泌物，因而也促進了土壤微生物的繁殖，提高了微生物生物量。但不同的肥料投入方式和施肥量對土壤微生物生物量的影響還是不同的，特別是隨著有機物的增加，土壤微生物生物量隨著增加。單施化肥不能夠增加土壤的微生物生物量，相反還表現(xiàn)出一種抑制作用，隨著有機物的投入，這種抑制作用會減弱，增加或減少化肥的用量對微生物的影響不明顯。因此，在長期集約化的高投入農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中提倡秸稈還田和多施有機肥。

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