有机物料还田方式及对土壤培肥的作用

作者:未知

  摘要    有机物料还田是实现废弃物资源化利用的有效途径,不同还田方式对于土壤培肥效果有所差异。本文从有机物料还田的生态涵义入手,分别探索了有机物料的科学还田方式以及在土壤培肥上的积极作用,以期为有机物料科学还田提供理论参考。
  关键词    有机物料;还田方式;土壤培肥;固体废弃物
  中图分类号    S141.4        文献标识码    A        文章编号   1007-5739(2019)01-0182-01
  我国农业固体废弃物资源丰富,每年产生的农业废弃物约有40亿t,大部分有机废弃物以焚烧或清运至水体的方式处理,既浪费了有机资源又污染了生态环境。通过作物秸秆、畜禽粪便、生物质炭等还田措施可实现农业废弃物的利用。大量试验结果表明,土壤有机质含量随着有机物料投入量的增加而极显著提升[1],同时使土壤的理化性状得以改善,有利于土壤团粒结构的形成,大幅提升了土壤中活性有机质的含量、功能团迁移能力,从而改善作物生长的土壤环境,促进作物生长。
  1    有机物料还田的生态涵义
  有机物料还田是农田保护性耕作的重要措施之一。有机物料作为土壤腐殖质的重要来源,对改善土壤理化性状有不可替代的重要作用,不仅可以有效改善土壤结构、培肥地力,而且能补充土壤中的微量元素、均衡土壤养分。有机物料还田能够提升粮食产品商品率,各类堆肥、畜禽粪便、秸秆类物质等都是重要的有机肥源,其在某种程度上可减少化肥施入量,降低一定的农业生产成本且对环境友好。有机物料较化学肥料有着不可替代的优越性,在修复土壤性状、提升作物品质等方面具有独特功能,同时对发展有机、绿色和无公害农业都具有重要作用。
  2    有机物料的科学还田方式
  2.1    秸秆还田
  秸秆作为农业生产的主要副产品,含有丰富的有机碳及大量的营养元素。秸秆还田使大量废弃的秸秆直接变废为宝,且秸秆在土壤中腐解成有機肥,改善了土壤团粒结构和保水特性。农作物秸秆还田是发展绿色、生态、可持续农业的主要举措之一,对减少化肥施用、优化土壤性状、提高土壤肥沃程度、促进农作物生长等均具有重要作用[1]。
  2.1.1    直接还田。秸秆直接还田包括3种方式,即覆盖还田、留高茬还田和机械粉碎翻压还田。其中,机械粉碎翻压还田方式是在机械化收获作物的同时将其秸秆粉碎并翻压入田,是一项较为成熟的技术,具有快速、便捷、成本低、易于大面积作业等优势。
  一般农作物收获后,可直接将秸秆翻耕入土,但在酸性和透气性较差的土壤中需施用白灰,防止秸秆在腐熟过程中产生大量有机酸而对作物根系产生毒害作用。秸秆还田量也要适宜,还田量不足,不能达到预期目标;还田量过大则难以腐烂,矿化不足,甚至对作物生长不利,导致减产。因为土壤中的微生物在对秸秆进行分解的过程中,需要吸收大量的土壤氮素,所以秸秆还田后必须增施氮肥,以保证微生物活动所需,否则微生物将与下茬作物争夺土壤氮而不利于作物生长。机械还田可一次性完成多道工序,工效较人工作业提高了40~120倍,在抢夺农时的同时有效减少了环境污染[2],提高了粮食产量,社会效益和经济效益显著。
  2.1.2    间接还田。秸秆间接还田一般包括堆沤还田和过腹还田等。堆沤还田技术是在前茬作物收获后,利用田头窖和秸秆腐熟剂加快秸秆腐熟,并及时将腐熟后的秸秆作为基肥还田,应用在后茬作物的种植上;过腹还田是先将秸秆作为饲料饲喂禽畜,经禽畜消化吸收后变成粪尿,再施入农田。秸秆过腹还田,不仅可以增加禽畜产品,还可以增加大量有机肥、降低农业成本、培肥地力。
  2.2    生物质炭还田
  生物质炭还田是利用秸秆等农作物废弃物在缺氧环境下高温处理,得到富碳类物质再还田的过程。传统方法习惯将土覆盖在点燃的物质上长时间无焰燃烧;现代方法是将生物质原料在裂解炉限氧的环境下燃烧发生裂解反应,产生的烟气在泵的抽引下经过冷却分离设备可分别得到生物油、木醋液和可燃性气体,裂解反应的剩余物即为生物质炭。研究表明,将生物质炭施入土壤后不仅能改善土壤培肥效果,而且能够增加土壤中碳库容量,在固定大气中CO2的同时,影响土壤CH4的排放[2]。生物质炭疏松多孔,含有丰富的矿质养分,在改善土壤质量方面具有重要意义,能显著增强土壤微生物活性,提高农作物产量。生物质炭也可作为一种肥料增效剂,减少化肥在土壤中的淋失,提升氮肥利用率,保持土壤有机质的稳定性,减缓有机肥中活性有机碳的分解速度,减少碳排放[3]。
  2.3    畜禽粪便还田
  我国畜禽粪便资源丰富,可提供大量的有机质和氮、磷、钾养分。畜禽粪便还田时,粪肥在地表的时间越长,灌溉或雨水径流对其造成的损失就越大,因而将粪肥与表土混合可有效减少养分的流失。研究表明,畜禽粪便深施更有利于减少氨的挥发和径流损失,撒施后翻耕及条施后覆土能有效抑制氨的挥发、减少氧化亚氮的排放损失,施用液体、固体粪肥时深耕并立即覆盖是最有效的减少损失的措施。
  3    有机物料在土壤培肥上的积极作用
  秸秆还田的增肥、增产作用显著,一般可增产5%~10%,是促进农业稳产、高产、高效、走可持续发展道路的重要途径;生物质炭对酸化土壤具有改良和提升肥力的作用,还可有效降低土壤容重,增加土壤通气孔隙,优化土壤养分状况;施用粪肥可促进磷素向土壤下层迁移,加速土壤有效磷的累积。畜禽粪便中含有多种有益微生物,不仅能增强土壤微生物活性,促进土壤中物质转化,还能提高土壤的保水保肥能力,促进土壤团粒结构形成,从而改善土壤物理性质,提高土壤肥力[4-5]。
  4    参考文献
  [1] 陈源泉,隋鹏,严玲玲,等.有机物料还田对华北小麦玉米两熟农田土壤有机碳及其组分的影响[J].农业工程学报,2016,32(增刊2):94-102.
  [2] 蒋晨,麻培侠,胡保国,等.生物质炭还田对稻田甲烷的减排效果[J].农业工程学报,2013,29(15):184-191.
  [3] 张影,刘星,焦瑞锋,等.生物质炭与有机物料配施的土壤培肥效果及对玉米生长的影响[J].中国生态农业学报,2017,25(9):1287-1297.
  [4] 李永平,田艳,史向远,等.施用畜禽粪肥对土壤呼吸和玉米产量的影响及其增效分析[J].华北农学报,2017,32(1):193-200.
  [5] 田冬.农田生态系统碳收支对秸秆与生物炭还田的响应[D].重庆:西南大学,2017.
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