秸秆还田技术与综合利用

秸秆还田的技术要点 秸秆还田包括秸秆粉碎还田、整秆还田、秸秆覆盖和过腹还田等几种形式.目前应用较普遍的是秸秆粉碎还田,即在作物收获后利用秸秆粉碎机将留在地里的作物茎秆和叶子就地粉碎抛在地表,并用高柱犁深翻入土.以小麦、玉米为例:     

2种还田模式下小麦秸秆腐解菌剂应用效果研究

为了研究2种不同还田模式下秸秆腐解菌剂的应用效果,选取北京大兴小麦—玉米常年轮作田当季小麦秸秆,使用自行研制秸秆腐解菌剂,考察了覆盖还田和翻压还田2种还田方式下,不同秸秆腐解菌剂对秸秆各组分的影响,并进一步分析了原位生物腐解还田小麦秸秆对土壤活性有机碳的影响。结果表明：翻压还田4周后,接种不同菌剂小麦秸秆纤维素降解速率为BW2≈BW3>BW1,分别比对照提高24.95%、24.57%、2.10%;翻压还田6周后,接种不同菌剂秸秆半纤维素降解速率为BW2>BW3>BW1,与对照相比分别提高12.67%、8.80%、1.47%。覆盖还田方式下,秸秆纤维素降解较翻压还田缓慢,还田4周小麦秸秆纤维素降解率为BW2>BW3>BW1,分别比对照提高26.52%、24.01%、21.02%;半纤维素在还田6周后降解明显,BW2>BW3>BW1,与对照相比分别提高22.90%、20.00%、9.32%。在2种还田方式中,腐解菌剂对小麦秸秆木质素降解能力有限,3种菌剂腐解效果差别不大。在秸秆翻压还田过程中复合菌剂BW2提升土壤活性有机碳含量最快,提升了54.09%;而在覆盖还田中复合菌剂BW3提升土壤活性有机碳较快,提升了34.58%。复合菌剂BW2和BW3在2种不同的还田模式下均能高效快速的降解秸秆,其中翻压还田模式比覆盖还田模式秸秆降解效果更好,并能显著提高土壤活性有机碳含量。     

耕作和秸秆还田方式对玉米产量及钾素积累转运的影响

通过探究秸秆还田方式对玉米产量及钾素积累转运的影响,为制定玉米秸秆还田配套的合理耕作方式提供参考。以玉米品种合众11为试验材料,在东北农业大学向阳试验基地进行了两年田间小区定位试验,采用土壤耕作方式与秸秆还田相结合的方法,设置免耕+秸秆还田、免耕+秸秆不还田、旋耕+秸秆还田、旋耕+秸秆不还田、翻耕+秸秆还田、翻耕+秸秆不还田6个处理,测定并分析玉米产量及相关因子、钾积累量、钾转运量及利用效率。与免耕相比,翻耕和旋耕的玉米产量、钾积累量及利用效率均显著提高。与秸秆不还田相比,秸秆还田处理显著提高了玉米产量、钾积累量。耕作方式与秸秆还田对各指标存在显著交互作用。与免耕+秸秆不还田处理相比,翻耕+秸秆还田和旋耕+秸秆还田显著提高产量和钾积累量与利用效率。在6种耕作模式中,翻耕+秸秆还田处理的产量和钾素积累量最高,2016年产量翻耕+秸秆还田较免耕不还田提高了32.19%,2017年提高了23.30%。钾素积累量2016年抽雄期、成熟期翻耕+秸秆还田较免耕不还田分别提高了19.86%、14.15%,2017年抽雄期、成熟期翻耕+秸秆还田较免耕不还田分别提高了40.75%、20.03%,且与免耕+秸秆不还田存在显著性差异,表明翻耕结合秸秆还田有利于产量和钾素积累利用的提高。因此,在本试验条件下,在秸秆还田的基础上翻耕是适宜的耕作方式。     

盐渍化水田秸秆还田对水稻生长及产量的影响

选择盐渍化水田进行水稻秸秆30%、50%和70%还田处理,研究水稻秸秆还田对水稻生长及产量的影响。结果表明,与CK相比,30%、50%和70%秸秆还田对拔节期水稻生长及地上部干物质积累没有显著影响,对灌浆成熟期影响显著。50%秸秆还田可提高灌浆期水稻有效叶片数和有效叶片面积,增加地上部干物重;30%秸秆还田的水稻产量比对照提高4.0%,差异不显著(P>0.05);50%秸秆还田的水稻产量比对照提高9.4%,差异显著(P<0.05);70%秸秆还田水稻产量比对照降低1.2%,差异不显著(P>0.05)。说明在盐渍化水田秸秆还田时,秸秆还田量不能过多,控制在50%左右最佳,还田量过高不利于水稻生长发育,产量降低。     

烤烟生长的影响

 为干旱地区寻找较好的烤烟配套栽培措施提供依据。在大田条件下研究了地膜覆盖、秸秆覆盖和秸秆还田对烤烟生长发育、土壤相对含水率、烟叶产质量的影响。地膜覆盖、秸秆覆盖和还田均能增加干旱季节土壤的含水率,减少土壤水分蒸发,生长前期地膜覆盖的保水效果最优,后期以秸秆覆盖和还田效果略好;几种措施均能显著的促进烤烟的生长发育,其中地膜覆盖对烟株早期生长有利,而秸秆覆盖和还田在烟叶旺长后优于地膜覆盖;秸秆覆盖能显著的提高烤烟的产质量,产值分别较秸秆还田、常规对照和地膜覆盖提高7.5%、18.2%和37.6%。秸秆覆盖具有明显的保水增产作用,值得在干旱烟区大面积推广。     

秸秆及其还田方式对不同轮作模式下稻田土壤性质影响的研究进展

作物秸秆是农业生产中最丰富的生物质能源之一,还田是利用秸秆的主要途径。水稻是我国最为重要的粮食作物之一。小麦（麦）―水稻（稻）、油菜（油）―稻、稻―稻（双季稻）是我国常见的稻作轮作模式。本文总结分析了小麦、水稻和油菜秸秆分别通过覆盖直接还田、翻埋直接还田与堆腐还田3种方式后对稻田土壤性状的影响,讨论了现阶段秸秆还田研究的局限性,并展望了今后的研究方向,为秸秆高效绿色还田和稻田土壤培肥提供理论与实践依据。     

棉花秸秆还田对土壤微生物数量及酶活性的影响

为研究棉花秸秆还田对土壤微生物数量及酶活性的影响,于山东农业大学棉花科研基地德州市抬头寺经济开发区试验田进行试验,设棉花秸秆还田与未还田2个处理,研究连续4年棉花秸秆还田对0~60 cm土层土壤微生物数量及酶活性的影响。结果表明:棉花秸秆还田能够显著增加0~20 cm,20~40 cm,40~60 cm土层周年土壤微生物平均总数量,分别比未还田增加了19.87%,20.07%,56.15%;其中周年土壤细菌和真菌平均数量分别比未还田增加了20.91%、26.38%(0~20),20.59%、31.18%(20~40)和56.85%、32.30%(40~60),均达显著差异水平;周年土壤放线菌平均数量分别比未还田增加了4.29%,11.62%,54.00%,其中在20~40 cm和40~60 cm土层提高效果显著。棉花秸秆还田有利于提高土壤脲酶活性,0~20 cm,20~40 cm,40~60 cm土层土壤脲酶活性分别比未还田提高4.27%,13.43%和24.03%,其中对20~40 cm全部取样时期(9月除外)和除7月外40~60 cm土层其他取样时期的提高效果达显著差异水平;秸秆还田使土壤蔗糖酶活性在0~20 cm全部取样时期,除5月外20~40 cm土层其他取样时期,除8月外40~60 cm土层其他取样时期均得到了显著提高,分别比未还田提高了27.08%,46.96%,57.59%;除7,8月外,0~20 cm土层其他取样时期土壤过氧化氢酶活性在棉花秸秆还田条件下得到了显著提高,比未还田提高了8.73%,但除5,6月20~40 cm土层外,秸秆还田对20~40 cm和40~60 cm土层土壤过氧化氢酶活性的提高效果未达显著差异水平。以上结果说明持续棉花秸秆还田有利于保持和改善土壤的生物学特性。     

不同保水措施对烟地土壤水分及 烤烟生长的影响

为干旱地区寻找较好的烤烟配套栽培措施提供依据。在大田条件下研究了地膜覆盖、秸秆覆盖和秸秆还田对烤烟生长发育、土壤相对含水率、烟叶产质量的影响。地膜覆盖、秸秆覆盖和还田均能增加干旱季节土壤的含水率,减少土壤水分蒸发,生长前期地膜覆盖的保水效果最优,后期以秸秆覆盖和还田效果略好;几种措施均能显著的促进烤烟的生长发育,其中地膜覆盖对烟株早期生长有利,而秸秆覆盖和还田在烟叶旺长后优于地膜覆盖;秸秆覆盖能显著的提高烤烟的产质量,产值分别较秸秆还田、常规对照和地膜覆盖提高7.5%、18.2%和37.6%。秸秆覆盖具有明显的保水增产作用,值得在干旱烟区大面积推广。     

免耕条件下秸秆还田与施肥对小麦-玉米轮作系统土壤养分和酶活性的影响

为研究免耕条件下秸秆还田与施肥对小麦-玉米轮作系统土壤养分和酶活性的影响,于西北农林科技大学校内试验地进行试验,设3个秸秆还田水平:秸秆全量还田、秸秆半量还田、秸秆不还田,施肥和不施肥2个施肥水平,共6个处理,以秸秆不还田+不施肥作为对照,研究秸秆还田与施肥对小麦-玉米轮作系统一年内两季不同作物收获期0~40 cm土层土壤养分含量和土壤酶活性的影响。结果表明,冬小麦和夏玉米收获期土壤不论是0~20 cm还是20~40 cm土层,秸秆全量还田+施肥和秸秆半量还田+施肥处理相比秸秆不还田+不施肥均能增加土壤有机碳、碱解氮、速效磷和速效钾的含量,并且高于秸秆还田+不施肥处理;秸秆全量还田+施肥处理下的冬小麦土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性比秸秆不还田+不施肥处理的0~20 cm土层分别提高92.34%,87.91%,4.94%,62.41%;对于夏玉米而言,秸秆全量还田+施肥相比秸秆不还田+不施肥处理的0~20 cm土层提高了土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶,分别提高了68.54%,49.11%,149.84%,10.38%。可见,土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶在秸秆全量还田+施肥的处理下活性最高,并且土壤脲酶与全氮和碱解氮相关性最好,碱性磷酸酶与全氮、速效钾和速效磷的相关性比较好,过氧化氢酶与速效钾和速效磷的相关性比较好,蔗糖酶与有机碳的相关性比较好,且均呈正相关。以上结果表明,秸秆还田配施化肥可以提高土壤质量。     

油菜秸秆腐解效果对水稻生长及产量的影响

在黔北低热山区通过油菜秸秆粉碎还田不使用腐杆剂、油菜秸秆还田使用腐杆剂及油菜秸秆不还田三种方式栽培水稻。结果表明，油菜秸秆旋耕方式还田增施腐秆剂，秸秆腐解速度明显加快，30 d达峰值，利于水稻增产；油菜秸秆还田不用腐秆剂的腐解能力稍弱，30 d时干重腐解率低7.01%～8.52%、原始重腐解率低3.0%～3.8%,其折干腐解率、原重腐解率平均分别比施用腐杆剂的处理低7.76%,3.4%,对水稻产量增产的有益影响不及用腐秆剂的处理方式，但水稻产量间差异不显著。油菜秸秆还田使用腐秆剂加快了秸秆腐烂，利于水稻高产的形成，产量比秸秆不还田增产11.23%～13.27%,差异达显著水平。     

旱地秸秆还田对小麦花后光合特性及产量的影响

在旱地设置旋耕（ CK）、旋耕还田（ RS）、免耕还田（ NS）、深松还田（ SS）和深耕还田（ DS）5个处理,研究了不同处理对小麦花后旗叶光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度等光合特性及产量的影响。结果表明,由于秸秆还田对土壤及水分环境的改变,小麦旗叶光合特性总效应为秸秆还田大于不还田。不同的秸秆还田模式光合特性表现为SS＞NS＞DS＞RS,秸秆还田尤其减缓了灌浆中后期叶绿素的降解。秸秆还田在不同程度上降低了小麦出苗率,SS处理和NS处理出苗率最低,分别比CK低21．25％和16．5％,穗数较低,但由于光合能力较强,千粒质量最高,穗粒数也高于其他处理,SS处理产量显著高于其他还田处理,综合本试验结果,在旱地推荐深松还田的耕作模式。     

麦秸还田及氮肥管理技术对水稻产量的影响

以水稻武香粳14和扬粳9538为材,大田设麦秸还田与不还田、不施氮肥、习惯施肥法（FFP）和基于叶绿素仪(SPAD)测定值的氮肥管理(SSNM)等处理。结果表明,SSNM较FFP氮肥施用量减少40.0%~41.7%,而产量平均增加3.81%。秸秆还田的较秸秆未还田的产量平均增加2.49%。氮肥的农学利用率、吸收利用率和生理利用率均以秸秆还田高于秸秆不还田处理。与秸秆未还田或FFP相比,秸秆还田和SSNM降低了生育前期的分蘖数、叶面积指数和干物质积累（但抽穗及以后差异较小）;提高了茎蘖成穗率、结实期叶片光合速率和根系活力。说明秸秆还田和SSNM有利于生育后期群体光合生产和提高物质生产效率。秸秆还田和实地氮肥管理提高了氮收获指数和氮肥利用效率。对秸秆还田和SSNM的产量、生育特性及氮肥利用效率进行了讨论。     

周年秸秆还田量对南方双季稻生长及产量的影响

为探究适合南方双季稻高产稳产的秸秆还田量,连续2年(2016—2017)通过大田试验研究不同秸秆还田量对早稻和晚稻分蘖、株高、干物质积累量及产量构成的影响。试验设置5个不同比例秸秆还田量：CK：秸秆不还田;S1：25%早、晚稻秸秆量还田;S2：50%早、晚稻秸秆量还田;S3：75%早、晚稻秸秆量还田;S4：100%早、晚稻秸秆量还田。结果表明：全量秸秆还田抑制早稻分蘖而显著促进晚稻分蘖,25%、50%及75%量还田对早、晚稻生长前期的分蘖促进效果不显著,在中后期促进作用显现;75%量还田及全量还田较CK显著促进晚稻株高增长,平均提高了8.15 cm;不同秸秆还田量较不还田处理均提高了早、晚稻成熟期的干物质累积量,且半量还田在早稻季差异达显著性水平(P<0.05),较CK提高了8.0%,50%、75%及100%量还田在晚稻季差异达显著性水平,平均提高了13.3%,但不同还田量之间差异不显著(P>0.05);早、晚稻产量在不同秸秆还田量下均高于秸秆不还田,半量还田促进早稻产量方面的效果最显著,与不还田处理相比差异达显著水平(P<0.05),增产6.92%;50%、75%及100%量还田较CK均显著提高了晚稻产量(P<0.05),增产幅度分别5.33%、7.50%和8.23%,不同秸秆还田量间在促进早、晚稻增产方面的效果差异不显著(P<0.05)。研究结果显示,短期看,在南方双季稻生产中,半量早稻和晚稻秸秆均还田对提高早稻产量效果最优,而全量还田对晚稻最优,而秸秆还田对水稻产量的长期效应如何,还需要进行长期定位试验研究。     

长期免耕秸秆还田对寒地土壤有机碳及大豆产量的影响

为了优化寒地免耕覆盖栽培技术,利用长期定位试验,研究免耕条件下0%、30%、60%和100%秸秆覆盖还田量对土壤有机碳及微生物生物量碳含量的影响。结果表明,免耕秸秆还田具有显著的固碳效应,有助于提高土壤总有机碳（4.1%~22.3%）、土壤活性有机碳（52.5%~75.5%）及土壤微生物生物量碳含量（14.6%~44.7%）;随秸秆覆盖还田量增加,表层土壤有机碳、土壤活性有机碳和土壤微生物生物量碳含量呈上升趋势,60%秸秆覆盖还田量处理的亚表层土壤总有机碳含量最高,60%和100%处理的亚表层土壤微生物生物量碳含量较高;30%处理的大豆产量最高,60%处理次之。在本试验寒地免耕9年条件下,60%秸秆覆盖还田量对土壤整体有机碳固持及大豆产量提升作用显著。     

不同秸秆还田方式及施肥对春小麦复种小油菜产量和资源利用率的影响

为了减少化肥投入,控制秸秆焚烧污染,探求作物秸秆有效还田的技术途径,采用二因素随机区组设计,在甘肃河西绿洲灌区通过大田试验,研究了小麦留高茬收割后立茬、粉碎、焚烧3种秸秆还田方式及化肥减量施用(参照N 180 kg/hm2、P2O5 90 kg/hm2)对春小麦复种油菜的产量以及资源利用率的影响。结果表明,3种秸秆还田的措施可提高籽粒产量和水、肥、光能利用率。其中小麦单产以高施肥、麦茬粉碎还田处理最高,复种油菜单产以秸秆焚烧还田、化肥减量15%处理最高,分别达7444 kg/hm2和997 kg/hm2。小麦水分利用率以麦茬粉碎还田、化肥减量15%处理最高,油菜水分利用率以秸秆焚烧还田、化肥减量15%处理最高,分别达1.75 kg/m3、0.50 kg/m3。全年光能利用率和生育期光能利用率均以高施肥、麦茬粉碎还田处理最高,分别为0.68%、1.56%。氮肥利用率和磷肥利用率均以麦茬粉碎还田、化肥减量15%处理最高,分别为53.20%、50.01%。化肥减量15%时,各高留茬秸秆还田处理间作物产量、光能利用率和氮磷肥利用率之间没有显著差异,说明在合理的秸秆还田措施保证条件下,化肥较当前高施肥水平降低15%在生产中是可行的。从经济效益、生态效益和保护环境方面综合分析,小麦留茬25 cm收割,旋耕粉碎还田后复种油菜是最佳方案。     

绿洲灌区小麦秸秆还田与耕作措施对玉米产量的影响

针对西北干旱绿洲灌区玉米长期连作导致其产量提高受限的关键问题,基于田间定位试验,研究了秸秆还田/秸秆不还田和耕作措施(传统翻耕、免耕)对玉米产量的影响。结果表明,前茬小麦秸秆还田和耕作措施对玉米干物质积累量与叶面积指数均有显著影响,且二者的互作效应显著。从玉米全生育期平均来看,秸秆还田较秸秆不还田显著提高了玉米干物质积累量与叶面积指数,分别提高4.2%～8.2%和7.1%～13.0%;与免耕处理相比,传统翻耕显著提高了玉米干物质积累量与叶面积指数,分别提高20.2%～24.1%和11.0%～16.0%。秸秆还田和耕作措施对玉米籽粒产量及产量构成因素影响显著,但二者的互作效应不显著。秸秆还田较秸秆不还田、传统翻耕较免耕玉米籽粒产量分别提高21.9%和20.0%,其主要原因是提高了穗数。因此,在干旱绿洲灌区小麦秸秆还田结合传统翻耕有利于提高玉米叶面积指数,促进干物质积累,进而提高玉米籽粒产量。     

不同玉米秸秆还田量对下茬大豆的影响

为了验证玉米秸秆还田对大豆产量及产量性状的影响,将玉米秸秆粉碎进行还田,还田量分别为0%,30%,60%和100% ,试验结果表明：适量的秸秆还田能有效减少杂草数量和种类,但随着还田量的能加,大豆叶绿素含量增加,植株贪青晚熟。综合各项指标,本研究表明30%的秸秆覆盖还田为最好。     

油菜秸秆还田对水稻产量、经济效益与土壤理化性状的影响

为探索油菜秸秆还田的土壤改良效果和对后季作物的产量影响,客观评价秸秆还田的综合效益,2016年在习水县开展油菜秸秆还田同田对比试验。结果表明,秸秆还田可改善产量构成因子,增加有效穗,穗大粒多粒重,促进水稻增产;油菜秸秆还田比CK增产14.29%,新增纯收益135.5元/667m~2;油菜秸秆还田+腐熟剂比CK增产21.16%,新增纯收益213.8元/667m~2;油菜秸秆还田+腐熟剂比油菜秸秆还田增产6.02%,新增纯收益78.3元/667m~2,秸秆还田+腐熟剂增产效果最明显。稻田施用油菜秸秆,能提升土壤有机质,增加全氮、有效磷,促进钾的释放,降低土壤pH、容重,改善土壤结构。     

麦秸还田与实地氮肥管理对直播水稻生长的影响

大田直播粳稻品种扬粳9538,设置麦秸还田与不还田、不施氮肥、习惯施肥法(FFP)和基于叶绿素仪(SPAD)测定值的实地氮肥管理(SSNM)处理。结果表明,SSNM的氮肥施用量较FFP减少30.0%~31.3%,产量较FFP平均增加7.61%,施氮区秸秆还田的产量较秸秆未还田的平均增加2.65%。与秸秆未还田或FFP相比,秸秆还田和SSNM降低生育前期的分蘖数、叶面积指数和干物质积累,但抽穗及以后各处理间差异较小。秸秆还田增加了叶片中有机酸含量,增大了田间昼夜温湿度差;秸秆还田和SSNM处理提高了茎蘖成穗率与ATP酶活性,增加了结实期叶片的光合速率以及根系活力,有利于直播水稻生育后期群体的光合生产和提高物质生产效率。对秸秆还田和SSNM的产量和生育特性进行了讨论。     

玉米秸秆还田对土壤理化特性影响的研究

试验设置玉米秸秆还田3、6 次,每次还田量7500、15000 kg/hm2,通过比较玉米秸秆是否还田、连续、间断还田以及不同还田量的土壤养分含量和理化特性差异,考察玉米秸秆还田培肥地力的效果。结果表明：（1）与不还田对照比较,秸秆还田的土壤有机质、有效N、有效P和速效K含量呈上升趋势,而容重呈下降趋势,其中有效N和速效K含量上升趋势特别明显;（2）连续6 年还田的土壤有机质、有效N、有效P 和速效K 含量分别比间断还田平均提高38.26%、18.73%、51.73%和18.74%,容重平均降低3.87%,采用秸秆连续还田对提高土壤养分含量和改善土壤物理特性的效果比隔年还田更佳;（3）较大还田量(15000 kg/hm2)的土壤有机质、有效N、有效P、速效K 含量和总孔隙度分别比较小还田量(7500 kg/hm2)提高18.25%、37.40%、35.45%、19.65%和8.44%,容重降低76.11%,增加秸秆还田数量对土壤养分含量的提高与物理特性的改善效果更加明显。