摘 要：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中，秸稈焚燒是比較有效的一種農(nóng)業(yè)廢棄物處理方式，但該方式不僅會(huì)直接影響到城鄉(xiāng)居民生活，而且還會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成污染。本文主要對(duì)秸稈焚燒對(duì)農(nóng)田土壤性質(zhì)產(chǎn)生的影響展開(kāi)相關(guān)研究。

關(guān)鍵詞：農(nóng)田;土壤性質(zhì);秸稈焚燒;影響

隨著近些年我國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)水平的不斷提升，使得農(nóng)田秸稈產(chǎn)量也呈現(xiàn)逐年增加趨勢(shì)。數(shù)據(jù)顯示，截至2019年底，我國(guó)農(nóng)業(yè)每年產(chǎn)出秸稈大約9億噸，在全球產(chǎn)出秸稈中占比25%～30%。然而，因?yàn)榻斩捠者\(yùn)成本比較高、體積大、利用率低，造成農(nóng)田秸稈大量剩余。國(guó)內(nèi)很多地區(qū)會(huì)采用焚燒的方式處理農(nóng)田秸稈，而秸稈焚燒通常會(huì)釋放出大量煙塵，對(duì)自然環(huán)境與人們生活造成嚴(yán)重影響，甚至還會(huì)影響到農(nóng)田的土壤性質(zhì)。本文主要對(duì)秸稈焚燒對(duì)農(nóng)田土壤性質(zhì)產(chǎn)生的影響展開(kāi)相關(guān)研究。

一、秸稈焚燒對(duì)農(nóng)田土壤物理特性的影響

對(duì)于農(nóng)田土壤來(lái)說(shuō)，其物理特性包括土壤孔隙度、土壤結(jié)構(gòu)、土壤熱量、濕度、空氣以及耕性等，而作為構(gòu)成土壤肥力的重要介質(zhì)，土壤空氣與土壤濕度對(duì)土壤肥力產(chǎn)生直接影響。土壤結(jié)構(gòu)則會(huì)影響到土壤中水文功能的發(fā)揮。焚燒等外在干擾會(huì)對(duì)土壤儲(chǔ)水狀況、孔隙率、熱狀況以及滲透率等物理特性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。學(xué)者莊秋麗對(duì)秸稈還田和秸稈焚燒生態(tài)效應(yīng)展開(kāi)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，相比秸稈還田，秸稈焚燒會(huì)加快土壤中含水量的揮發(fā)速度，減少土壤含水量。學(xué)者荊爽研究認(rèn)為，相比秸稈焚燒前，焚燒后的土壤濕度提升了4.3%～4.9%，且土壤有機(jī)質(zhì)含量下降明顯，破壞了農(nóng)田土壤機(jī)構(gòu)，土壤肥力下降明顯。且相比焚燒前的土壤，秸稈焚燒后，0～2cm耕層土壤濕度下降41%，2～5cm耕層土壤濕度則降低21%。火燒作用會(huì)減少土壤中的有機(jī)質(zhì)含量，還會(huì)對(duì)土壤滲透率、容重等物理特性產(chǎn)生間接影響，作為土壤的重要成分之一，有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤化學(xué)與物理特性具有有效改善作用，有助于植物養(yǎng)分的充分吸收，而且有機(jī)質(zhì)還是對(duì)土壤肥力進(jìn)行衡量的一個(gè)重要指標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn)，不管是成鋪式秸稈焚燒還是平鋪式秸稈焚燒，都會(huì)導(dǎo)致耕層土壤有機(jī)碳含量的減少，其中成鋪式秸稈焚燒對(duì)農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)的影響相對(duì)比較嚴(yán)重。

二、秸稈焚燒對(duì)土壤化學(xué)特性的影響

對(duì)于農(nóng)田來(lái)說(shuō)，其土壤化學(xué)特性會(huì)對(duì)其土壤肥力產(chǎn)生很大影響。農(nóng)田土壤化學(xué)特性包括氮、硫、磷、鉀等各種元素和土壤pH值。實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，土壤在被焚燒后的pH值會(huì)明顯升高，尤其是秸稈焚燒，會(huì)提高0～10cm耕層的pH值，而幾乎不會(huì)影響到10～30cm耕層的土壤。作為維持農(nóng)田土壤養(yǎng)分的一個(gè)重要元素，氮元素含量在農(nóng)作物種植和生長(zhǎng)中發(fā)揮著重要作用，但焚燒秸稈會(huì)導(dǎo)致土壤中氮素含量的下降。學(xué)者張亨宇研究發(fā)現(xiàn)，秸稈燃燒后，一般不會(huì)改變土壤表面氮元素含量，其原因是秸稈焚燒過(guò)程中所產(chǎn)生的氮主要在土壤表面聚集。學(xué)者尹飛通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，焚燒秸稈后的土壤堿解氮與全氮含量會(huì)下降6.37%、9.86%，而且焚燒秸稈會(huì)增加農(nóng)田土壤氨氮含量，隨著焚燒時(shí)間的延長(zhǎng)，耕田土壤內(nèi)部銨態(tài)氮含量會(huì)表現(xiàn)出遞增趨勢(shì)。學(xué)者陳勇認(rèn)為，與對(duì)照樣地相比，高度焚燒與輕度焚燒都會(huì)導(dǎo)致土壤內(nèi)氮含量的增加，然而，火燒強(qiáng)度沒(méi)有明顯差異性。很多研究發(fā)現(xiàn)，秸稈焚燒強(qiáng)度、焚燒時(shí)間和可燃物質(zhì)量等都會(huì)對(duì)耕田土壤鉀元素、磷元素增加強(qiáng)度等產(chǎn)生影響。秸稈焚燒1d，耕田土壤中全鉀、磷以及氮含量會(huì)上升4.7%～18.2%、6.4%～12.8%、2.7%～13.1%。學(xué)者隋雨含研究認(rèn)為，秸稈焚燒會(huì)增加耕田磷吸附能力，這種能力和耕田土壤有機(jī)質(zhì)占比呈負(fù)相關(guān)性。所以，焚燒秸稈后，土壤吸附能力提升的主要原因是土壤內(nèi)有機(jī)質(zhì)減少。

三、秸稈焚燒對(duì)農(nóng)田土壤微生物的影響

所謂土壤微生物，指的是土壤內(nèi)所含微生物總稱。從根本上說(shuō)，土壤內(nèi)所含微生物在硫化、硝化以及氧化等化學(xué)循環(huán)中發(fā)揮著非常重要作用，對(duì)土壤營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)化與有機(jī)質(zhì)分解具有促進(jìn)作用。所以，農(nóng)田土壤微生物在很大程度上影響著土壤質(zhì)量。而秸稈焚燒后，土壤取樣時(shí)間、土壤水分、火烈程度以及取樣深度等都會(huì)對(duì)土壤微生物含量產(chǎn)生影響，而且土壤內(nèi)部微生物反應(yīng)過(guò)程會(huì)受土壤酶的影響，也就是說(shuō)，土壤酶會(huì)直接影響著土壤物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。研究發(fā)現(xiàn)，土壤酶主要源于動(dòng)物分解殘留物、植物根系以及各種微生物分解產(chǎn)物等。所謂酶活性，就是土壤酶物質(zhì)轉(zhuǎn)化與催化的能力，對(duì)于土壤來(lái)說(shuō)，其酶活性能夠?qū)⑥r(nóng)田土壤生物化學(xué)方向與強(qiáng)度直接反映出來(lái)，而且土壤化學(xué)特性、物理特性以及微生物含量等會(huì)在很大程度上對(duì)土壤酶活性產(chǎn)生影響。學(xué)者林飛燕研究發(fā)現(xiàn)，秸稈焚燒過(guò)程中，因?yàn)檗r(nóng)田土壤中微生物含量存在差異性，所以土壤內(nèi)部酶活性也會(huì)有所不同。但秸稈焚燒會(huì)減少土壤內(nèi)部放線菌與細(xì)菌量，提升真菌電導(dǎo)率、數(shù)量以及脲酶活性。學(xué)者解愛(ài)華究發(fā)現(xiàn)，焚燒秸稈會(huì)在很大程度上影響到農(nóng)田土壤表層微生物含量與酶活性，農(nóng)田0～2cm的土層會(huì)下降大約80%，而2～5cm的土層則會(huì)下降44%～51%，而超過(guò)5cm的土壤則幾乎不會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生影響。秸稈焚燒會(huì)相應(yīng)降低磷酸酶、過(guò)氧化氫酶、多酚氧化酶以及脲酶活性，很多研究結(jié)果顯示，焚燒秸稈會(huì)在影響農(nóng)田動(dòng)物類種群與群落數(shù)量方面存在差異性，會(huì)降低動(dòng)物群落的多樣性，而且焚燒秸稈會(huì)降低農(nóng)田0～5cm土壤酶活性與微生物數(shù)量，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致農(nóng)田土壤磷酸酶活性的下降。總而言之，焚燒秸稈會(huì)在很大程度上減少農(nóng)田土壤內(nèi)放線菌與細(xì)菌數(shù)量，同時(shí)導(dǎo)致土壤真菌量的不斷增加，提升農(nóng)田土壤病蟲(chóng)害與微生物損失發(fā)生率，而農(nóng)田酶含量下降會(huì)直接流失土壤養(yǎng)分，對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)極為不利，同時(shí)還會(huì)降低農(nóng)作物產(chǎn)量。

四、研究展望

現(xiàn)階段，關(guān)于秸稈焚燒后改變農(nóng)田土壤特性是如何對(duì)土壤氮礦化產(chǎn)生影響的，該影響會(huì)不會(huì)由于秸稈焚燒頻率的增加而對(duì)土壤肥力下降具有加速作用，這些都尚不明確，由此就在很大程度上增加了對(duì)秸稈焚燒后土壤肥力進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)的難度。所以，對(duì)秸稈焚燒影響農(nóng)田土壤氮循環(huán)的相關(guān)機(jī)制展開(kāi)客觀評(píng)估，并將秸稈焚燒引發(fā)的農(nóng)田土壤氮損失量精確估算出來(lái)，對(duì)估算農(nóng)田氮肥含量極為有利，而且能夠?yàn)橥寥婪柿芾聿块T的農(nóng)業(yè)管理與農(nóng)作物秸稈的綜合、有效利用等提供更多科學(xué)依據(jù)，對(duì)農(nóng)田氮肥的正確應(yīng)用與土壤肥力的保持等具有重要意義。

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作者簡(jiǎn)介：李英，女，助理農(nóng)藝師，從事農(nóng)村能源、農(nóng)業(yè)環(huán)保技術(shù)推廣與應(yīng)用工作。