作物秸稈及畜禽糞便培肥土壤的效果分析

李春陽(yáng) 王海江

摘要 ? ?作物秸稈和畜禽糞便等農(nóng)業(yè)固體廢棄物可作為改良、培肥土壤的優(yōu)良有機(jī)物料，不僅使用效果好，而且可以實(shí)現(xiàn)廢物利用。本文對(duì)作物秸稈和畜禽糞便培肥土壤的現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，并分析了其對(duì)土壤肥力的改良效果，以期為利用農(nóng)業(yè)固體廢棄物培肥土壤提供參考。

關(guān)鍵詞 ? ?作物秸稈;畜禽糞便;農(nóng)業(yè)固體廢棄物;土壤培肥;改良效果

中圖分類號(hào) ? ?S141.4 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ? ?A

文章編號(hào) ? 1007-5739（2020）17-0171-01 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

現(xiàn)階段，土壤肥力退化趨勢(shì)明顯、土壤板結(jié)現(xiàn)象嚴(yán)重，亟待有機(jī)物料的培肥與改良。作為農(nóng)業(yè)固體廢棄物，作物秸稈及畜禽糞便都是質(zhì)量較好的有機(jī)物料種類，培肥效果良好，但被利用培肥的占比很低。鑒于此，本文對(duì)作物秸稈及畜禽糞便培肥土壤的現(xiàn)狀及效果進(jìn)行系統(tǒng)綜述，以期為土壤培肥改良工作提供技術(shù)參考。

1 ? ?作物秸稈培肥土壤現(xiàn)狀及效果分析

當(dāng)前，在世界范圍內(nèi)，秸稈還田被認(rèn)為是農(nóng)業(yè)節(jié)水、節(jié)約成本、增產(chǎn)增效的重要農(nóng)藝措施，也是保證農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年產(chǎn)生逾7億t的農(nóng)作物秸稈，可相應(yīng)折算碳、氮、磷和鉀的數(shù)量約為3億t、300萬t、70萬t和700萬t。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展，農(nóng)村生產(chǎn)生活條件大為改善，作物秸稈不再是主要的生活燃料。因其在冬季低溫條件下難以腐解，為保證春耕生產(chǎn)不受影響，不得不在田間焚燒，其中碳多以CO2形式釋放到空氣中，嚴(yán)重污染空氣環(huán)境。同時(shí)，土壤碳儲(chǔ)量逐年減少，肥力貧瘠化趨勢(shì)更加明顯。此外，焚燒秸稈還易引發(fā)土壤耕層水分蒸發(fā)、表土結(jié)構(gòu)破壞，更不利于土壤有益微生物的繁衍。由此可見，盡管我國(guó)有著非常豐富的秸稈資源，但利用率極低，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距。

農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多重視土地的種養(yǎng)結(jié)合和發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，一般將化肥用量控制在養(yǎng)分需求總量的1/3左右，秸稈還田和農(nóng)家肥占比為2/3。據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計(jì)，美國(guó)每年產(chǎn)生的作物秸稈總量約為4.5億t，秸稈直接還田和秸稈養(yǎng)畜過腹還田是美國(guó)秸稈利用的主要方式，其中秸稈直接還田量占秸稈總產(chǎn)量的68%。一般情況下，美國(guó)農(nóng)民處理秸稈的方式有2種：一是秸稈還田后土地休耕，秸稈腐化后再耕作;二是農(nóng)業(yè)區(qū)通常與畜牧區(qū)接壤，將部分新鮮秸稈用作飼料，其余部分進(jìn)行漚肥處理。與國(guó)外相比，我國(guó)農(nóng)作物秸稈還田的比例還很小，大部分秸稈未能采取科學(xué)、有效的方式還田，致使耕地連年種植而不得休閑，土壤肥力長(zhǎng)期處于退化趨勢(shì)。據(jù)調(diào)查，現(xiàn)階段我國(guó)耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量約1.5%，不足美國(guó)平均水平的1/2，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)處于“重用輕養(yǎng)”的掠奪式經(jīng)營(yíng)狀態(tài)。

任曉明等[1]研究表明，秸稈還田能顯著降低土壤容重，增加土壤總孔隙度、飽和含水量、田間持水量和有效水含量，使土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷和全氮含量增加。王 ?芳等[2]研究指出，化肥配施秸稈腐解物料能夠使渭北旱塬耕地土壤微生物量碳增加41.96%、微生物量氮增加54.55%、脲酶活性增加19.71%、堿性磷酸酶活性增加7.35%、速效磷含量增加63.12%，該措施比化肥結(jié)合廄肥、化肥結(jié)合秸稈的優(yōu)勢(shì)更大。以等碳量為前提，邵滿嬌等[3]對(duì)不同處理玉米秸稈影響下的黑土腐殖質(zhì)組成進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果表明，秸稈和腐熟秸稈還田均有利于胡敏酸活性增強(qiáng)，而秸稈生物質(zhì)炭還田更有利于土壤有機(jī)碳的固定。王夢(mèng)雅等[4]研究了等碳量下生物炭、秸稈及生物炭+秸稈添加條件下烤煙生長(zhǎng)過程中土壤有機(jī)碳組分的動(dòng)態(tài)變化，結(jié)果表明，生物炭更有利于土壤有機(jī)碳固存，減少CO2的排放，但短期內(nèi)對(duì)提高土壤活性有機(jī)碳效果不如秸稈直接還田。梁金鳳等[5]指出，玉米秸稈還田3年可使土壤有機(jī)質(zhì)增加1.69 g/kg、容重降低0.12 g/cm3，且容重降低幅度與秸稈還田量呈顯著正相關(guān)，同時(shí)，全氮、全磷、全鉀、有效磷、速效鉀和緩效鉀含量均獲得不同程度提高。在長(zhǎng)期連作棉田的土壤上，秸稈還田能夠增加土壤胡敏酸和胡敏素的碳含量（CHA和CHu），顯著提高胡富比和PQ值，使土壤腐殖質(zhì)品質(zhì)更加優(yōu)化[6]?？梢姡斩捹Y源對(duì)于土壤養(yǎng)分周轉(zhuǎn)、腐殖質(zhì)品質(zhì)提升能夠起到積極作用。

秸稈本身含有少量氮素且有著較大比表面積和諸多含氧官能團(tuán)，可吸附土壤溶液中硝態(tài)氮和銨態(tài)氮。既減少其淋失，又能提高土壤C/N，促進(jìn)土壤微生物活性，加速土壤有機(jī)氮的礦化速率，從而提高土壤速效氮含量。秸稈還田在短期內(nèi)對(duì)土壤堿解氮含量的提升效應(yīng)要明顯高于全氮。

2 ? ?畜禽糞便培肥土壤現(xiàn)狀及效果分析

畜禽糞便作為有機(jī)物料的重要種類之一，其對(duì)于土壤養(yǎng)分周轉(zhuǎn)及培肥也能起到不可小覷的作用。我國(guó)每年畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生約35億t糞便，若處置不合理，將對(duì)環(huán)境承載力造成極大影響，其攜帶的懸浮物、沉積物、細(xì)菌、病毒和微生物等都會(huì)在存儲(chǔ)和運(yùn)輸過程中進(jìn)入水體而產(chǎn)生面源污染，造成地下水硝態(tài)氮硬度及細(xì)菌總數(shù)超標(biāo)。此外，畜禽糞便存儲(chǔ)不當(dāng)還會(huì)向大氣中釋放氨氣，氨氣濃度過高易引起人類呼吸中毒。

王曉玲等[7]研究表明，在化肥等量施用的前提下，玉米幼苗期和抽雄期土壤脲酶、磷酸酶活性均隨羊糞用量增加而升高。施發(fā)梅等[8]在茶園中增施羊糞，結(jié)果表明，土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀含量均顯著提高，培肥土壤能明顯緩解土壤酸化。高紀(jì)超等[9]研究表明，向黑土中施入畜禽糞肥能顯著提高土壤全氮、全磷、堿解氮、有效磷和速效鉀含量，對(duì)土壤養(yǎng)分周轉(zhuǎn)有重要貢獻(xiàn)。孟安華等[10]對(duì)施用新鮮牛糞、腐熟牛糞和蠐螬牛糞后的植菜輪作下土壤中胡敏酸和富里酸進(jìn)行研究，結(jié)果表明，3種牛糞均可顯著降低植菜土壤胡敏酸分子縮合程度，提高胡敏酸的氧化程度和極性，降低富里酸的氧化程度。有研究表明，施入不同畜禽糞肥后可增加玉米產(chǎn)量，也可提高土壤呼吸速率和水分利用效率。

3 ? ?參考文獻(xiàn)

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[3] 邵滿嬌，竇森，謝祖彬.等碳量玉米秸稈及其腐解、炭化材料還田對(duì)黑土腐殖質(zhì)的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2018，37（10）：2202-2209.

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[10] 孟安華，吳景貴.不同處理牛糞對(duì)植菜土壤腐殖質(zhì)結(jié)構(gòu)特征的影響[J].水土保持學(xué)報(bào)，2015，29（4）：223-228.