中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 張海林
秸稈是作物生產(chǎn)的重要副產(chǎn)品,是一項(xiàng)重要的農(nóng)業(yè)資源。秸稈焚燒不僅浪費(fèi)了寶貴的農(nóng)業(yè)資源,也對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了不利影響。在國(guó)家提倡秸稈資源“五料化”利用的背景下,如何認(rèn)識(shí)秸稈的價(jià)值和合理利用秸稈資源成為各界人士關(guān)注的焦點(diǎn)。
就當(dāng)前秸稈資源利用狀況而言,還田利用是最重要的利用方式。研究發(fā)現(xiàn):在全球尺度上秸稈還田有利縮減作物產(chǎn)量差,提升作物生產(chǎn)能力;在全國(guó)尺度上,秸稈還田技術(shù)能使作物產(chǎn)量提高7%以上??偨Y(jié)原因,主要有以下幾點(diǎn)。
1.提高土壤肥力秸稈還田可以增加土壤有機(jī)質(zhì)含量,讓土地變得更加“肥沃”。秸稈中含有豐富的有機(jī)質(zhì),秸稈還田就像為農(nóng)田土壤微生物打了一針“興奮劑”,可以提高微生物的活性,加速轉(zhuǎn)化秸稈中的有機(jī)物為植物營(yíng)養(yǎng)元素,讓作物吸收更多更好的養(yǎng)分,茁壯生長(zhǎng)。田間試驗(yàn)表明,秸稈還田能夠提高土壤中的全氮、有效氮、全磷、有效磷、全鉀、有效鉀含量,分別平均提高10.3%、9.6%、5.9%、15.2%、1.9%、9.5%。同時(shí),相比于施用有機(jī)肥、化肥等,秸稈還田的成本更低。
2.改善土壤結(jié)構(gòu)與功能秸稈還田為土壤提供了豐富的有機(jī)質(zhì)來(lái)源,對(duì)土壤結(jié)構(gòu)與功能有明顯影響。田間試驗(yàn)表明,秸稈還田能夠平均降低3.9%的土壤容重,平均增加10.2%的土壤孔隙度,平均增加16.1%的土壤團(tuán)聚體含量,這足以說(shuō)明秸稈還田可以改善土壤結(jié)構(gòu),提高土壤的養(yǎng)分供給能力。此外,秸稈還田可以增強(qiáng)土壤的保水能力,提高作物抗旱能力。秸稈能夠形成一層保護(hù)層,防止水分蒸發(fā)和土壤流失,同時(shí)還可以增加土壤的滲透性和通氣性,從而增強(qiáng)土壤的保水能力。
3.有利于農(nóng)田系統(tǒng)固碳減排增強(qiáng)農(nóng)田系統(tǒng)固碳減排能力是應(yīng)對(duì)氣候變化實(shí)現(xiàn)穩(wěn)糧增收的重要途徑,對(duì)促進(jìn)可持續(xù)生產(chǎn)意義重大。秸稈還田作為保護(hù)性農(nóng)業(yè)和氣候智慧型農(nóng)業(yè)的重要技術(shù),可以從3個(gè)方面促進(jìn)農(nóng)田系統(tǒng)固碳減排能力的提升。首先,秸稈還田增加了土壤有機(jī)碳。通過(guò)秸稈還田可以把一部分碳固定在土壤里,增加土壤碳庫(kù)的庫(kù)容,從而達(dá)到固碳的效果。田間試驗(yàn)表明,秸稈還田能夠提高土壤有機(jī)碳含量,平均提高約 12.3%。其次,減緩了秸稈碳向大氣釋放的速度。相比于其他處理方式,秸稈還田后經(jīng)過(guò)碳周轉(zhuǎn)過(guò)程,成為微生物量有機(jī)碳或者經(jīng)由代謝物形成腐殖質(zhì),進(jìn)入土壤碳庫(kù),并被長(zhǎng)期固定到土壤中,這就延緩了秸稈中的碳回到大氣系統(tǒng)的時(shí)間。最后,減少了農(nóng)田系統(tǒng)間接排放。秸稈還田可以補(bǔ)充土壤中的養(yǎng)分,減少化肥的使用,從而減少化肥生產(chǎn)和使用過(guò)程中產(chǎn)生的溫室氣體排放。
4.有利于土壤健康秸稈還田可以促進(jìn)有益菌群的生長(zhǎng),相關(guān)菌群能夠參與秸稈的分解、腐熟,提高土壤肥力,有效避免土壤板結(jié)以及嚴(yán)重的土壤污染和退化問(wèn)題。秸稈還田還可以通過(guò)改善微生物群落結(jié)構(gòu)及個(gè)體活性,有效防控病害并促進(jìn)作物生長(zhǎng),從而減少農(nóng)藥的施用,降低土壤及作物的農(nóng)藥殘留,進(jìn)而保障土壤健康。秸稈覆蓋還田能夠增強(qiáng)土壤的保水能力,在較干旱地區(qū)能夠有效減少農(nóng)用薄膜用量,避免白色污染,保障土壤健康。
綜上所述,秸稈還田能提升農(nóng)田系統(tǒng)的生產(chǎn)能力,在提高作物產(chǎn)量的同時(shí),也增加了作物生產(chǎn)的可持續(xù)性,這對(duì)保障我國(guó)長(zhǎng)期的糧食生產(chǎn)能力有積極作用。對(duì)此,我們應(yīng)當(dāng)肯定秸稈還田技術(shù)的重要價(jià)值。誠(chéng)然,生產(chǎn)上也出現(xiàn)了秸稈還田增加病原微生物與雜草、影響下茬作物播種等不利影響,但是,這并不是秸稈還田技術(shù)不可避免的“先天不足”。研究發(fā)現(xiàn)合理調(diào)整秸稈還田量、頻率、方式,采用合理防治技術(shù)與其他配套田間管理措施等,能有效規(guī)避不利影響。
因此,從技術(shù)原理和實(shí)踐效果上來(lái)看,秸稈還田有利于保障糧食安全,促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。針對(duì)其不利影響,未來(lái)應(yīng)加強(qiáng)秸稈還田技術(shù)研究,因地制宜、因作物制宜確定最佳還田量、還田方式,集成高效土壤耕作與植保技術(shù)、機(jī)械裝備,構(gòu)建區(qū)域適應(yīng)性技術(shù)模式,以發(fā)揮秸稈還田的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。