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秸秆还田培肥地力技术
据第二次土壤普查结果，山西省耕地土壤0-20cm土层有机质含量加权平均值为1.07%，全省有一半以上耕地土壤有机质含量低于1%，提高耕地有机质含量是发展农业生产的根本途径。增加土壤有机质含量的途径有：增施有机质肥料、秸秆还田、合理安排耕作制度、实行粮肥轮作和复种绿肥。其中秸秆还田在生产利用上的可行性和适宜范围最广。全省农作物秸秆年产量超过1200万t，(其中玉米秸秆为680万t)，所含养分相当36万t氮肥、21万t，磷肥和25万t钾肥，相当全省化肥总用量的1/4。因此，以秸秆还田作为主要内容的旱作农业，对培肥地力，改善生态环境，建设高产、优质、高效可持续发展农业，有着非常重要的意义。据分析，玉米秸秆含干物质83.2%，其中粗蛋白2%、粗脂肪1.5%，叶片含干物质27.5%，其中粗蛋白2.8%、粗脂肪0.5%。据测定，1000-1500kg鲜玉米秸秆含纯氮3.65kg、五氧化二磷1.85kg。用玉米秸秆还田可以增加土壤有机质，改善土壤结构，持久地培肥地力。实践证明，土壤肥力在玉米增产份额中占80%左右，因此，秸秆还田对玉米产量影响很大。
1.秸秆还田的应用模式和效果
我省兼具干旱、半干旱、半湿润易旱区三种农业生态条件，部分地区因降雨不足和气温偏低，只能进行间接还田。从20世纪70年代屯留县王公庄使用机械就地粉碎玉米秸秆翻压还田始，至90年代又先后出现了以陵川县平川村为代表利用玉米秸秆覆盖翻压还田和原平整秸秆翻压还田的典型，并逐步发展与地膜覆盖相结合的还田技术，把传统的农艺与现代技术紧密结合，以秸秆覆盖还田技术覆为龙头，探索出一套适合不同农业生态区秸秆还田技术，并取得显著的培肥改土和增产增收的效果。
(1)晋中以南旱地春玉米区推广以秸秆覆盖为主的还田技术。
通过玉米秸秆覆盖地表，蓄水保墒，培肥土壤。在陵川、长治、壶关、寿阳、昔阳等县市大面积推广，取得可喜的成绩。陵川县平川村从1991年开始示范推广秸秆覆盖技术，全村120hm2旱地玉米单产由当时的5550kg/hm2，提高到1996年的11400kg/hm2，产量翻了番；土壤肥力也得到明显提高，土壤有机质含量由1991年的1.69%提高到2.31%；土壤容重由
1.37g/cm3下降到1.22g/cm3；耕层每平方米蚯蚓的数量由10条增加到46条。通过实施多种形式的秸秆覆盖，陵川县1.07万hm2玉米单产由1990年的3000kg/hm2提高到1996年的5010kg/hm2。1996年长治县1万hm2玉米全部实施半免耕整秆半覆盖，单产平均9360kg/hm2，比1995年7910kg/hm2增加了1450kg/hm2，增长26.3%。从全省来看，1996年推广秸秆覆盖面积10.42万hm2，覆盖田平均单产6679.5kg/hm2，比未覆盖田平均增产1006.5kg/hm2，增长17.7%。1997年是严重枯水年，全省14.47万hm2秸秆覆盖玉米，仍维持1996年的单产水平。
(2)夏玉米种植区(水地区)推广小麦秸秆覆盖还田及玉米秸秆粉碎还田技术。
以永济市屯里村刘仲祥为代表，自1989年开始每年小麦收获后高茬粉碎覆盖夏玉米，玉米收后秸秆全部粉碎直接还田。连续7年，小麦、玉米两作单产超吨粮(666.7m2)。1992年土壤有机质达2.2%，成为临汾，运城两作水地区主要推广的秸秆还田形式。
(3)水地春玉米区大力推广秸秆翻压还田技术。
普遍采用的是整秸秆翻压和粉碎秸秆翻压还田形式。原平市1989年开始引进整秸秆翻压还田技术，1996年达到1.51万hm2，占全市秸秆机械还田总面积的89%。该市西镇乡从1993年开始实施该项技术，全乡玉米产量由1990-1992年平均6205.5kg/hm2，提高到1994-1996年平均7045.5kg/hm2，增产13.44%。大同市南郊区五法村从1989年开始实行玉米秸秆粉碎还田技术，全村粮食总产由1988年的105.6万kg，提高到1994年的148.5万kg，增长46%。玉米单产由1988年的7200kg/hm2，提高到1994年的8887.5kg/hm2，增长23.5%。该村土壤有机质也相应地由2.13%增加到2.68%，土壤耕作层由原来的15cm增加到现在的30-35cm。目前忻州地区已全面推广此项技术。
2.秸秆还田
培肥土壤的作用传统的观点认为，腐解态的有机质宜直接施用土壤。但近年来的大量研究证明，土壤的生物活性是评价土壤肥力的综合指标，并非腐解态的有机物比非腐解态的有机质对土壤生物活性有明显优势。为此，实施秸秆直接粉碎还田对提高有机质含量，改善理化性状，促进养分活化等方面都会起到积极作用。
(1)秸秆还田首先是增加土壤有机质和养分含量：屯留县王公庄连续7年于秋收时使用机械就地粉碎还田，土壤有机质由0.71%-1.14%提高至1.37%-1.76%，7年提高约0.6%。有机质含量增加又提高了化肥的利用率，增加了土壤的潜在养分，有效氮由7.9mg/kg增加到22.3mg/kg。玉米单产由4957.5kg/hm2，提高到8100kg/hm2，增产80%，是山西省率先进行秸秆还田，在省内外有广泛影响的突出实例。
(2)改善土壤物理性状：秸秆还田后经过微生物作用形成的腐植酸与土壤中的钙、镁粘结成腐植酸钙和腐植酸镁，使土壤形成大量的水稳性团粒结构，还田后土壤容重比对照降低，总孔隙度增加。土壤物理性状的改善使土壤的通透性增强，提高了土壤蓄水保肥能力，有利于提高土壤温度，促进土壤中微生物的活动和养分的分解利用，有利于作物根系的生长发育，促进了根系的吸收活动。
(3)提高土壤的生物活性：玉米秸秆含有大量的化学能，是土壤微生物生命活动的能源。秸秆还田可以增强各种微生物的活性，即加强呼吸、纤维分解、氨化及硝化作用。另外，玉米秸秆分解过程中能释放出CO2，使土壤表层CO2浓度提高，有利于加速近地面叶片的光合作用。
3.粉碎秸秆直接还田技术要点
(1)秸秆还田必须具备秸秆腐解的环境因素：土壤水分过多或过少，都对微生物活动产生不利影响。一般认为，土壤含水量在田间持水量的60%-70%最适宜秸秆的腐解。温度的高低不仅影响微生物群体的组成、活性，也影响土壤酶的活动，甚至使土壤中酶失去活性。28-35℃范围内，秸秆均有最大的分解率。碳氮比对腐解有一定影响，碳氮比越低，秸秆初期分解越快。土壤ｐＨ值5-8范围内，秸秆腐解速度基本一致，过酸或过碱都会抑制微生物活动，使腐解缓慢。土壤的通透性越差，其秸秆腐解越慢。
(2)秸秆还田必须配合施用有机肥料：国内外的研究表明，秸秆组成中碳氮比值对其分解速度影响很大。秸秆作为一种含碳丰富的能源物质，直接施入土壤会刺激微生物迅速繁殖，导致土壤中有效氮大量被暂时固定。玉米秸秆的碳氮比为53：1，秸秆与土壤的碳氮比大于25-30，其氮素不足。在这种情况下还田的秸秆分解缓慢，微生物与作物争夺土壤中原有的有效氮，造成氮素缺乏，不利于作物生长发育，甚至造成减产。一般认为，微生物每分解100g秸秆约需要0.8g氮，即每1000kg秸秆至少要加入8kg氮才能保证分解不受缺氮的影响。为此，在实施秸秆还田的前1-2年必须配合施用氮肥。对于缺磷或缺流的土壤，还应该补施适量的磷肥和硫肥。
(3)必须科学掌握翻压的时间和数量：秸秆还田应该在秋收后立即进行。这一时期玉米秸秆仍有较高的含水量，特别近年推广的品种保绿时间长，秸秆养分含量较高，同时气温也较高，及时翻耕深埋有利于迅速腐解，有利于来年保墒保苗。秸秆还田的数量可根据土壤状况而定。在较瘠薄的土壤上，施肥量不足的情况下，秸秆还田数量不宜多，一般3000-3900kg/hm2为宜。在较肥沃的土壤上，施肥充足的条件下，还田数量可达6000-7500kg/hm2。还田后要及时耕翻，使秸秆残体分散均匀与土壤充分混合。要求耕翻18-20cm，耙平并加重镇压，避免出现翘虚现象。
(4)必须保证秸秆粉碎质量：生产实践证明，还田的秸秆粉碎的越细越好，一般以切成5-8cm长的小段为宜，否则耕翻时覆盖不严，不利于腐烂。采用机械作业时，要求拖拉机用低档作业，以增加粉碎时间和切割速率。收获果穗后立即还田，趁秸秆青绿状态进行，既易粉碎，又能保证质量。在秸秆腐解过程中产生一些有机酸，往往抑制种子发芽和前期生长。为此，应该注意采取耕作措施疏松土壤，改善土壤通气状况。秸秆还田技术性较强，掌握不好会出现负效应。各地要摸清在不同气候(温度、降水)、土壤条件(土壤类型，质地、肥力)和生产水平条件下秸秆的腐解情况，确定适宜的翻压时间、翻压数量、补氮数量，并选准过硬的还田机械。进一步探讨秸秆腐解的各项技术措施，查明还田的增产效益和经济效益，以便大面积应用这项技术。
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