有機物料還田方式及對土壤培肥的作用
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摘要 有機物料還田是實現廢棄物資源化利用的有效途徑，不同還田方式對于土壤培肥效果有所差異。本文從有機物料還田的生態涵義入手，分別探索了有機物料的科學還田方式以及在土壤培肥上的積極作用，以期為有機物料科學還田提供理論參考。
關鍵詞 有機物料;還田方式;土壤培肥;固體廢棄物
中圖分類號 S141.4 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2019）01-0182-01
我國農業固體廢棄物資源豐富，每年產生的農業廢棄物約有40億t，大部分有機廢棄物以焚燒或清運至水體的方式處理，既浪費了有機資源又污染了生態環境。通過作物秸稈、畜禽糞便、生物質炭等還田措施可實現農業廢棄物的利用。大量試驗結果表明，土壤有機質含量隨著有機物料投入量的增加而極顯著提升[1]，同時使土壤的理化性狀得以改善，有利于土壤團粒結構的形成，大幅提升了土壤中活性有機質的含量、功能團遷移能力，從而改善作物生長的土壤環境，促進作物生長。
1 有機物料還田的生態涵義
有機物料還田是農田保護性耕作的重要措施之一。有機物料作為土壤腐殖質的重要來源，對改善土壤理化性狀有不可替代的重要作用，不僅可以有效改善土壤結構、培肥地力，而且能補充土壤中的微量元素、均衡土壤養分。有機物料還田能夠提升糧食產品商品率，各類堆肥、畜禽糞便、秸稈類物質等都是重要的有機肥源，其在某種程度上可減少化肥施入量，降低一定的農業生產成本且對環境友好。有機物料較化學肥料有著不可替代的優越性，在修復土壤性狀、提升作物品質等方面具有獨特功能，同時對發展有機、綠色和無公害農業都具有重要作用。
2 有機物料的科學還田方式
2.1 秸稈還田
秸稈作為農業生產的主要副產品，含有豐富的有機碳及大量的營養元素。秸稈還田使大量廢棄的秸稈直接變廢為寶，且秸稈在土壤中腐解成有機肥，改善了土壤團粒結構和保水特性。農作物秸稈還田是發展綠色、生態、可持續農業的主要舉措之一，對減少化肥施用、優化土壤性狀、提高土壤肥沃程度、促進農作物生長等均具有重要作用[1]。
2.1.1 直接還田。秸稈直接還田包括3種方式，即覆蓋還田、留高茬還田和機械粉碎翻壓還田。其中，機械粉碎翻壓還田方式是在機械化收獲作物的同時將其秸稈粉碎并翻壓入田，是一項較為成熟的技術，具有快速、便捷、成本低、易于大面積作業等優勢。
一般農作物收獲后，可直接將秸稈翻耕入土，但在酸性和透氣性較差的土壤中需施用白灰，防止秸稈在腐熟過程中產生大量有機酸而對作物根系產生毒害作用。秸稈還田量也要適宜，還田量不足，不能達到預期目標;還田量過大則難以腐爛，礦化不足，甚至對作物生長不利，導致減產。因為土壤中的微生物在對秸稈進行分解的過程中，需要吸收大量的土壤氮素，所以秸稈還田后必須增施氮肥，以保證微生物活動所需，否則微生物將與下茬作物爭奪土壤氮而不利于作物生長。機械還田可一次性完成多道工序，工效較人工作業提高了40～120倍，在搶奪農時的同時有效減少了環境污染[2]，提高了糧食產量，社會效益和經濟效益顯著。
2.1.2 間接還田。秸稈間接還田一般包括堆漚還田和過腹還田等。堆漚還田技術是在前茬作物收獲后，利用田頭窖和秸稈腐熟劑加快秸稈腐熟，并及時將腐熟后的秸稈作為基肥還田，應用在后茬作物的種植上;過腹還田是先將秸稈作為飼料飼喂禽畜，經禽畜消化吸收后變成糞尿，再施入農田。秸稈過腹還田，不僅可以增加禽畜產品，還可以增加大量有機肥、降低農業成本、培肥地力。
2.2 生物質炭還田
生物質炭還田是利用秸稈等農作物廢棄物在缺氧環境下高溫處理，得到富碳類物質再還田的過程。傳統方法習慣將土覆蓋在點燃的物質上長時間無焰燃燒;現代方法是將生物質原料在裂解爐限氧的環境下燃燒發生裂解反應，產生的煙氣在泵的抽引下經過冷卻分離設備可分別得到生物油、木醋液和可燃性氣體，裂解反應的剩余物即為生物質炭。研究表明，將生物質炭施入土壤后不僅能改善土壤培肥效果，而且能夠增加土壤中碳庫容量，在固定大氣中CO2的同時，影響土壤CH4的排放[2]。生物質炭疏松多孔，含有豐富的礦質養分，在改善土壤質量方面具有重要意義，能顯著增強土壤微生物活性，提高農作物產量。生物質炭也可作為一種肥料增效劑，減少化肥在土壤中的淋失，提升氮肥利用率，保持土壤有機質的穩定性，減緩有機肥中活性有機碳的分解速度，減少碳排放[3]。
2.3 畜禽糞便還田
我國畜禽糞便資源豐富，可提供大量的有機質和氮、磷、鉀養分。畜禽糞便還田時，糞肥在地表的時間越長，灌溉或雨水徑流對其造成的損失就越大，因而將糞肥與表土混合可有效減少養分的流失。研究表明，畜禽糞便深施更有利于減少氨的揮發和徑流損失，撒施后翻耕及條施后覆土能有效抑制氨的揮發、減少氧化亞氮的排放損失，施用液體、固體糞肥時深耕并立即覆蓋是最有效的減少損失的措施。
3 有機物料在土壤培肥上的積極作用
秸稈還田的增肥、增產作用顯著，一般可增產5%～10%，是促進農業穩產、高產、高效、走可持續發展道路的重要途徑;生物質炭對酸化土壤具有改良和提升肥力的作用，還可有效降低土壤容重，增加土壤通氣孔隙，優化土壤養分狀況;施用糞肥可促進磷素向土壤下層遷移，加速土壤有效磷的累積。畜禽糞便中含有多種有益微生物，不僅能增強土壤微生物活性，促進土壤中物質轉化，還能提高土壤的保水保肥能力，促進土壤團粒結構形成，從而改善土壤物理性質，提高土壤肥力[4-5]。
4 參考文獻
[1] 陳源泉，隋鵬，嚴玲玲，等.有機物料還田對華北小麥玉米兩熟農田土壤有機碳及其組分的影響[J].農業工程學報，2016，32（增刊2）：94-102.
[2] 蔣晨，麻培俠，胡保國，等.生物質炭還田對稻田甲烷的減排效果[J].農業工程學報，2013，29（15）：184-191.
[3] 張影，劉星，焦瑞鋒，等.生物質炭與有機物料配施的土壤培肥效果及對玉米生長的影響[J].中國生態農業學報，2017，25（9）：1287-1297.
[4] 李永平，田艷，史向遠，等.施用畜禽糞肥對土壤呼吸和玉米產量的影響及其增效分析[J].華北農學報，2017，32（1）：193-200.
[5] 田冬.農田生態系統碳收支對秸稈與生物炭還田的響應[D].重慶：西南大學，2017.
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