閆洪亮 李 蓋，2.

1.遼寧省朝陽市土壤肥料工作站；2.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)土地與環(huán)境學(xué)院

我國是水資源短缺國家之一，年平均降水648 毫米，小于世界平均降水798 毫米。在干旱半干旱地區(qū)，作物用水主要依靠天然降水供給，但有限的降水資源未能充分利用，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)只利用了降水總量的30%，大部分以徑流和無效蒸發(fā)的形式浪費掉。與此同時，2011 年我國秸稈量已達8.27 億噸， 作為農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品不但未被合理的利用，而且還因焚燒造成了環(huán)境污染和資源浪費。 隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集約化、機械化程度的提高，直接向土壤施用非腐熟的農(nóng)作物秸稈技術(shù)逐漸成熟。 農(nóng)作物秸稈作為有機質(zhì)，增施到土壤中不但可以提高土壤肥力和作物產(chǎn)量，還可以提高降水資源利用率和旱地蓄水保墑性能，從而達到抗旱增產(chǎn)的目的。

一、秸稈還田方式

秸稈還田可分為兩大類： 直接還田和間接還田。其中間接還田包括秸稈過腹還田、 秸稈沼肥還田、秸稈菌糠還田、秸稈堆漚還田以及草木灰還田等五種主要方式；秸稈直接還田包括：翻壓還田、覆蓋還田、留茬還田三種方式。

雖然過腹還田與人畜糞便堆漚還田為經(jīng)典傳統(tǒng)形式，但隨著科學(xué)技術(shù)的進步和農(nóng)業(yè)機械化作業(yè)水平的提高，秸稈還田方式正由原來的以人工堆肥還田為主轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的以機械直接還田為主。 大量研究表明，秸稈還田后無論是以覆蓋的方式，還是以深埋的方式均能減少土壤水分蒸發(fā)量，提高土壤含水量。 秸稈覆蓋還田后，能夠吸納自然降水、減少棵間蒸發(fā)、防止徑流、提高土壤貯水量，能夠?qū)⒂邢薜淖匀唤邓糜谧魑锷L，還具有增加土壤中有機質(zhì)的作用，進而增加作物產(chǎn)量。

二、秸稈還田對土壤的影響

1.秸稈還田對土壤物理結(jié)構(gòu)的影響

降低土壤容重、增加土壤孔隙度。 秸稈還田后經(jīng)微生物分解形成腐殖質(zhì)， 提高土壤結(jié)構(gòu)的膠結(jié)作用，使土壤大團聚體和微團聚體的含量顯著增加，進而改善土壤通氣性，增大土壤孔隙度，提高土壤水分的滲透性、土壤持水性、增加土壤含水量。 大量研究表明，作物秸稈整株全量還田或打碎后進行覆蓋和翻壓還田，均能降低土壤容重，土壤容重減少0.1～0.2 克/立方厘米，土壤總空隙度增加4%～11%；秸稈深還田兩年后顯著降低了土壤分散系數(shù)，土壤團聚作用增強穩(wěn)定性增加團聚度增大。 同時，增大了干旱半干旱地區(qū)土壤的抗風(fēng)系數(shù)，防止表層養(yǎng)分流失。

2.秸稈還田對土壤水分的影響

秸稈還田無論是以覆蓋的方式，還是以深埋的方式均能減少土壤水分蒸發(fā)量，提高土壤含水量。 秸稈還田覆蓋后，能夠吸納自然降水、減少棵間蒸發(fā)、防止徑流、提高土壤貯水量，能夠?qū)⒂邢薜淖匀唤邓糜谧魑锷L。 目前，在美國、加拿大、澳大利亞等農(nóng)業(yè)發(fā)達國家， 秸稈覆蓋免耕法已相當(dāng)完善并得到較大普及，取得了顯著的效果。 付國占等研究秸稈覆蓋和深松方式相結(jié)合發(fā)現(xiàn)，可明顯增加土壤的蓄水能力。 路文濤等研究表明，不同秸稈覆蓋量均可提高土壤的水分利用率和蓄水能力， 并且促進作物的光合作用，使作物增產(chǎn)。 在干旱半干旱區(qū)，由于天然降水時空分布與農(nóng)作物需水時期不同，秸稈覆蓋不能有效的調(diào)節(jié)季節(jié)降水，就需要另辟蹊徑，尋找能將有限的天然降水就地攔蓄入滲，形成地下水庫來延續(xù)供水進而滿足作物需水要求。黃毅等針對遼西北半干旱地區(qū)的氣候特點研究了秸稈深還田對雨水資源的跨季節(jié)的保蓄利用， 研究發(fā)現(xiàn)大多數(shù)年份的土壤含水量均保持在15%以上，且在0～40 厘米土體內(nèi)分布較為均衡。

張海云等于山西省研究了將秸稈深埋于地下50厘米，秸稈層厚度約10 厘米，將麥茬倒立卡于溝壁之間，再將土回填，該方法使有限的天然降水就地攔截入滲， 建立土壤水庫， 0～60 厘米深土壤含水量比常規(guī)還田提高1.3%～6.0%，土壤容重由1.282 克/立方厘米下降到1.142 克/立方厘米； 平水年增產(chǎn)80.7%，水分生產(chǎn)效率增加84.1%；干旱年增產(chǎn)229.4%，水分生產(chǎn)效率增加225.0%。 秸稈深施耕地的土壤含水量最大增加量在深20 厘米的土層， 秸稈深施還田后能夠充分發(fā)揮“土壤水庫”的蓄雨納墑能力，增強干旱半干旱地區(qū)的降水利用率。

3.秸稈還田對土壤肥力的影響

秸稈還田腐解后能顯著提高土壤有機質(zhì)的含量和質(zhì)量，活化土壤中的氮、磷、鉀養(yǎng)分，提高土壤肥力和土壤養(yǎng)分有機質(zhì)含量，速效磷、速效鉀和有效氮的含量增加，土壤pH 值降低。研究表明，每還田1000千克秸稈可增加土壤有機質(zhì) 150 千克， 土壤中氮、磷、 鉀的增量分別相當(dāng)于施用同等化肥碳銨15.0 千克、過磷酸鈣8 千克和硫酸鉀5.6 千克的量。 秸稈還田對土壤養(yǎng)分的作用存在累積效應(yīng)。秸稈還田三年后有90%～95%的秸稈被分解，土壤有機質(zhì)、腐殖質(zhì)和速效氮、磷、鉀含量均有明顯增加。土壤全氮和全磷含量分別提高11%和10%，且還田方式也影響秸稈對土壤養(yǎng)分的效應(yīng)，過腹秸稈還田顯著提高土壤氮素水平，減少化肥的施用量，減少環(huán)境污染，降低經(jīng)濟投入，增強干旱半干旱地區(qū)的土壤肥力，增加作物的經(jīng)濟效益。

4.秸稈還田對作物生長發(fā)育、產(chǎn)量和水分利用效率的影響

土壤溫度對土壤內(nèi)各種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化作用和微生物活動都起著重要的作用，農(nóng)作物必須在適宜的溫度下才能健康的生長。 已有大量研究表明，不論是秸桿覆蓋還田，還是秸稈翻壓深埋還田均能有效的增加土壤含水量，影響土壤溫度。秸稈覆蓋還田后，在地表與大氣之間形成了由植物秸稈層組成的溫度緩沖隔離層，使得地表與大氣的熱量交換減少，土壤的日夜溫差減小，土壤水分蒸發(fā)減小，減緩日夜溫差過大對農(nóng)作物生長產(chǎn)生的影響。秸稈覆蓋下的10 厘米和15 厘米深處土壤溫度比未覆蓋的裸露地地溫要高，根苗比例增加了3%， 生物量平均增加23.5%。 增加作物株高、葉面積和干物質(zhì)積累，促進作物生育后期果實產(chǎn)量的增加。

三、結(jié)語

在有限降水資源的干旱半干旱地區(qū)，充分利用秸稈，能夠大量減少水分徑流和無效蒸發(fā)，能夠吸納自然降水、減少棵間蒸發(fā)、防止徑流、提高土壤貯水量，能夠?qū)⒂邢薜淖匀唤邓糜谧魑锷L，秸稈還田無論是以覆蓋的方式，還是以深埋的方式均能減少土壤水分蒸發(fā)量，提高土壤含水量，增加土壤中有機質(zhì)，提高土壤蓄水能力，增加作物對水分的利用率。 而且以秸稈深還田為代表的還田方式不但能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)季雨水的貯藏， 還能實現(xiàn)雨水資源的跨季節(jié)的保蓄利用，對干旱半干旱地區(qū)作物的增產(chǎn)增收具有重要的意義。

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