CN108456109A

CN108456109A - 一种促进还田秸秆腐解的方法

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Publication number: CN108456109A
Application number: CN201810253482.XA
Authority: CN
Inventors: 闫伟平; 王立春; 边少锋; 张丽华; 赵洪祥; 陈宝玉; 王洪君; 李海; 谭国波; 孟祥盟; 孙宁; 曹铁华; 梁煊赫
Original assignee: Jilin Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Jilin Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2018-03-26
Filing date: 2018-03-26
Publication date: 2018-08-28

Abstract

本发明涉及农业种植领域，具体涉及一种促进还田秸秆腐解的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将秸秆粉碎至3～8cm后还田；(2)秸秆还田后，施加微生物菌剂、保水剂和肥料；(3)对施加了微生物菌剂、保水剂和肥料的秸秆进行翻埋处理；(4)翻埋处理后浇水。本发明将秸秆还田、施用微生物菌剂、施用保水剂和施肥的作业过程有机地结合在一起，科学的进行秸秆还田，有利于秸秆的腐解和养分释放，提高了农田土壤有机质含量，能有效改良土壤结构，使土壤疏松，孔隙度增加，提高了土壤微生物的活力，促进了作物根系的发育。使用本发明提供的方法，具有节约成本、增肥增产的效果，一般可增产4.5％～10.5％。

Description

一种促进还田秸秆腐解的方法

技术领域

本发明涉及农业种植领域，具体涉及一种促进还田秸秆腐解的方法。

背景技术

秸秆还田是把秸秆(麦秸、玉米秸和水稻秸秆等)直接或堆积腐熟后施入土壤中的一种方法，是当今世界上普遍重视的一项培肥地力增产措施，在避免秸秆焚烧所造成的大气污染的同时还有增肥增产作用。

将秸秆直接还入土壤中，秸秆还田量过多，还田秸秆块大，不利于秸秆的腐烂和矿化，甚至影响播种、出苗以及幼苗的生长，导致减产；新鲜秸秆在腐熟过程中会产生多种有机酸，对作物根系有毒害作用，作物中毒的同时也阻碍了秸秆腐解；新鲜的秸秆碳、氮化大，还入农田会出现微生物与作物争肥现象；秸秆中的虫卵、带菌体等一些病虫害，在秸秆直接粉碎过程中无法杀死，还田后留在土壤里，使病虫害直接发生或者越冬来年发生，有病的植物秸秆带有病菌，直接还田将传染病害；秸秆的覆盖还田会给灌溉带来不便，造成水资源的浪费，严重影响播种和出苗，若不进行翻埋入土，秸秆被晒干后又影响腐解速度。

将秸秆腐熟后还入土壤，能促进秸秆腐烂矿化，解决秸秆附带的病虫害等问题。但现有腐熟步骤本身较为繁琐，增加了时间和用工成本，秸秆还田难度增加，还田优势难以体现，还田效果不佳。将秸秆与微生物菌剂同时还入土壤进行腐解，土壤环境(温湿度、含氧量、pH值、养份含量等)的变化又会抑制微生物菌株的繁殖活力和发酵能力，甚至造成微生物菌株的大量死亡。

本世纪50年代以来，随着工业的快速发展和人口的急剧膨胀，气候变暖干旱问题变的日益突出。在这样的环境背景下，保水剂孕育而生。保水剂材料主要为高吸水性树脂，我国保水剂制作一般采用聚丙烯酸钠或淀粉接枝聚丙烯酸钠。保水剂吸水能力特别强，无毒无害，反复释水、吸水，因此农业上人们把它比喻为“微型水库”。目前对保水剂的应用主要在农田的保水、保肥、保温以及改善土壤结构。现有技术的秸秆还田、施用微生物菌剂、施用保水剂和施肥的作业较为独立且过程繁琐，不能将各作业过程有机结合；多项技术的独立作业提高了能源消耗，增加了生产成本，降低了生产效率，增加了生产步骤，降低了秸秆还田的实用价值。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种促进还田秸秆腐解的方法，以降低生产成本、提高生产效率。该方法包括如下步骤：

(1)将秸秆粉碎至3～8cm后还田；

(2)秸秆还田后，向秸秆中施加微生物菌剂、保水剂和肥料，然后喷洒30～70kg/亩的水；

(3)14～21天后，对施加了微生物菌剂、保水剂和肥料的秸秆进行翻埋处理；

(4)翻埋处理后浇水。

优选的，步骤(1)所述秸秆包括麦秸、玉米秸和水稻秸秆中的一种或几种。

优选的，步骤(2)所述微生物菌剂包括光合菌、乳酸菌和酵母菌。

优选的，步骤(2)所述微生物菌剂还包括醋酸菌、放线菌和芽孢杆菌。

优选的，步骤(2)所述微生物菌剂中，活菌的有效用量为(3～9)×10⁶亿株/公顷。

优选的，步骤(2)所述肥料包括有机肥和/或无机肥。

优选的，所述肥料的有效用量为0.5～30kg/亩。

优选的，所述保水剂的有效用量为15～45kg/公顷。

优选的，步骤(3)所述翻埋处理的深度为地下10～35cm。

优选的，步骤(4)所述浇水的量为13.4～33.4t/亩。

有益效果：

本发明提供的促进还田秸秆腐解的方法将秸秆还田、施用微生物菌剂、施用保水剂和施肥的作业过程有机结合在一起。保水剂的应用为秸秆腐解过程提供了稳定潮湿的土壤环境，肥料在上述稳定潮湿的土壤环境下能持续不断的分解释放养分到土壤中，供微生物菌株的吸收利用，为生物菌株的生长、繁殖提供养料保障，使生物菌株能够持续的对秸秆进行腐解。

本发明提供的促进还田秸秆腐解的方法科学有效地提高了农田土壤有机质含量；改良了土壤结构，使土壤疏松，孔隙度增加；增加了土壤微生物活性，促进了作物根系的生长发育。与现有常规技术相比，本发明提供的方法避免了常规秸秆还田引起的不易播种、出苗不齐、阻碍灌溉和病虫害较重等问题，直接把腐熟的秸秆有效还入土壤，降低了病虫害直接发生或者越冬来年发生；加强了秸秆的腐烂和矿化，提高了出苗率，促进了幼苗的生长，避免了减产风险；本发明提供的秸秆还田方法，避免了微生物的生长和繁殖过程与作物争肥现象；提高了翻埋秸秆的腐解速度和质量；及时中和新鲜秸秆腐解产生的有机酸，避免了作物根系中毒和阻碍秸秆腐解的发生；本发明中的翻埋还田，避免了覆盖还田给灌溉带来的不便。采取本发明提供的促进还田秸秆腐解的方法，能有效调节农田土壤中水、肥、气、热的转换。还田秸秆中含有的大量有机物质快速的转化成有机质和养分，为作物的生长发育提供能量。

本发明提供的促进还田秸秆腐解的方法能够有效避免能源浪费，降低作业成本，提高作业效率，作业步骤简便，还田效果好，可起到促进农业节水、节成本、增产、提质、增效的作用，在环保和农业可持续发展中起到了积极作用。

本方法增肥增产作用显著，一般可增产4.5％～10.5％。

具体实施方式

本发明提供了一种促进还田秸秆腐解的方法，包括如下步骤：

(1)将秸秆粉碎至3～8cm后还田；

(2)秸秆还田后，施加微生物菌剂、保水剂和肥料，然后喷洒30～70kg/亩的水；

(4)翻埋处理后浇水。

在本发明中，所述秸秆优选为收穗或收粒后，仍湿润的新鲜秸秆。在本发明中，所述秸秆优选包括麦秸、玉米秸和水稻秸秆中的一种或几种。本发明将秸秆粉碎，所述粉碎的程度为3～8cm，优选为4～6cm。秸秆粉碎后，本发明将粉碎后的秸秆还田。

本发明将粉碎的秸秆还田后，对地表覆盖的秸秆施加微生物菌剂、保水剂和肥料，然后喷洒30～70kg/亩的水，优选为喷洒50～60kg/亩的水。本发明对微生物菌剂、保水剂和肥料的施加顺序不进行特别限定。喷水的目的在于促进腐解。

在本发明中，所述微生物菌剂用于对秸秆的发酵、腐解。本发明所述微生物菌剂优选包括光合菌、乳酸菌和酵母菌；更优选包括光合菌、乳酸菌、酵母菌、醋酸菌、放线菌和芽孢杆菌。按活菌数计，本发明所述微生物菌剂中的光合菌、乳酸菌和酵母菌的比例优选为20～35：30～40：30～40，更优选为28：35：35；本发明所述微生物菌剂中的光合菌、乳酸菌、酵母菌、醋酸菌、放线菌和芽孢杆菌的比例优选为20～35：30～40：30～40：15～25：15～25：30～40，更优选为28：35：35：21：21：35。本发明对所述光合菌、乳酸菌、酵母菌、醋酸菌、放线菌和芽孢杆菌的具体菌种类型及其来源没有特别限定，常规市售的农业领域用于腐解的菌种类型均可使用。在本发明的更具体实施方式中，所述乳酸菌包括乳酸杆菌、双歧杆菌；所述芽孢杆菌包括枯草芽孢杆菌；所述光和细菌包括紫色细菌和绿色细菌。本发明还提供了几种可选的市售微生物菌剂类型，如“欧科拜克秸秆腐熟菌剂”、“益富源秸秆腐熟转用高效浓缩复合菌种”和“康源绿洲益生菌原液”等。

在本发明中，所述微生物菌剂的施加量按活菌数计，优选为(3～9)×10⁶亿株/公顷，更优选为(5～7.5)×10⁶亿株/公顷。本发明优选采用液体喷施的方式向地表覆盖的秸秆施加微生物菌剂，所述微生物菌剂中的有效活菌数≥220亿株/ml。

在本发明中，所述保水剂用于调节还田秸秆下方的土壤水分含量，维持土壤的潮湿环境，提高腐解效果。本发明所述保水剂包括淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物类保水剂和/或丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物类保水剂；所述淀粉接枝丙烯酸盐共聚交联物类保水剂包括淀粉接枝丙烯酸盐；所述丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物类保水剂包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾或聚丙烯酸铵。本发明所述保水剂优选为丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物类保水剂，更优选为吸水倍数大、速度快、环保的聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵。本发明所述保水剂的用量优选为15～45kg/公顷，更优选为35～40kg/公顷。本发明对所述保水剂的来源没有特别限定，本领域常规市售用于农田保水的保水剂均可。本发明还提供了几种可选的市售保水剂类型，如北京金元易生态环境产业股份有限公司代理的法国SNF(爱森)保水剂、山东烟台润星环保科技有限公司生产的“润星牌超级保水剂”或香港金尔生物科技集团有限公司生产的抗旱保水剂-及时雨等。

在本发明中，所述肥料一方面可加强土壤肥力，促进作物出苗或幼苗生长，避免减产；另一方面可作为微生物菌株的养料，促进微生物菌株的繁殖和生长，对地表覆盖的秸秆施加肥料可避免秸秆在腐解过程中微生物菌株繁殖慢和活力低，在加强秸秆腐熟的同时，还能及时中和新鲜秸秆腐熟产生的有机酸，避免作物根系中毒和阻碍秸秆腐解。本发明所述肥料包括有机肥和/或无机肥；当所述肥料全部为有机肥时，所述有机肥优选包括秸秆类肥、绿肥、土杂类肥或腐殖酸类肥；所述有机肥的用量优选为25～30kg/亩，更优选为27～30kg/亩；当所述肥料全部为无机肥时，所述无机肥包括各类大、中、微量元素肥，优选包括尿素或碳酸氢铵；当所述无机肥为固体肥时，所述无机肥的用量优选为3～24kg/亩，更优选为18～24kg/亩；当所述无机肥选用液体肥时，则液体肥用量优选为0.5～2kg/亩，更优选为1.5～2kg/亩。所述液体肥优选兑水施用，每1kg液体肥稀释500倍。当所述肥料包括有机肥和无机肥时，所述有机肥和无机肥的比例为1～3:1～3。本发明对上述肥料的来源没有特别限定，常规市售用于农田的肥料均可。

本发明对施加了微生物菌剂、保水剂和肥料的秸秆进行翻埋处理，所述翻埋的深度优选为地下10～35cm，更优选为20～35cm；所述翻埋的时间优选为施入14～21天后，更优选为16～18天。翻埋处理后浇水，所述浇水的量优选为13.4～33.4t/亩，更优选为20～30t/亩，基于保水剂“微型水库”的储水、放水功能，肥料中可溶解于水且未被生物菌株消耗的养分也能长期存在于秸秆附近土壤中，从而使土壤环境长期维持一种适于微生物菌株生长、繁殖的状态，有效促进秸秆有效和长期的持续腐解。

在本发明中，当秸秆为玉米秸秆时，使用本发明提供的方法促进还田秸秆的腐解，可在第二年春播种前，使还田秸秆腐熟完成。使用本发明提供的方法促进还田秸秆的腐解后，需要特别注意病虫害防治，选用适当的防治病虫害药剂，在第二年适时喷洒，预防病虫害发生。对于上茬玉米病虫害特别严重的地块，不宜直接进行秸秆还田，应对病害较重秸秆进行高温灭菌处理后在腐熟还田。播种前所需准备工作全部完成后，即可等待播种作业。在本发明更具体的实施方式中，可在播前整地过程中，每亩撒施2～5公斤的辛硫磷颗粒，对杀死虫卵和幼虫效果较好，或用辛硫乳油加水稀释与25～30公斤细土拌匀后再加3～5公斤70％的甲基托布津混合，均匀撒施并旋耕入土，用以预防和杀死土壤中的病虫菌源和虫卵。播种时为保证播种质量，优选采用圆盘开沟式播种机进行播种。

下面结合本发明的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

(1)秋季玉米成熟后选用能直接将玉米秸秆粉碎还田的新型玉米收穗收割机进行收割作业，在收取玉米果穗的同时将秸秆直接收割粉碎，玉米秸秆粉碎长度约在5厘米左右，粉碎的秸秆直接均匀铺在农田表面。

(2)收割粉碎完毕后，用25马力的小型拖拉机携带压力泵喷雾器，对农田土壤表面覆盖的玉米秸秆碎块进行微生物菌剂的喷洒。微生物菌剂选用益富源秸秆腐熟专用高效浓缩复合菌种(主要为乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌、双歧菌、光合菌种、放线菌、醋酸菌等)。喷施后每公顷至少含有6×10⁶亿菌株(以每公顷种植6万株玉米计算，平均每株玉米秸秆约有80～85亿菌株)。

(3)喷施了微生物菌剂后，在秸秆上均匀撒施润兴牌超级保水剂(聚丙烯酸钾)和尿素，然后在覆盖了秸秆的地面上均匀喷洒55公斤水。保水剂每公顷撒施36公斤，尿素每公顷撒施330公斤。

(4)18天后，选用1GK-200型旋耕机进行耕翻作业，将秸秆碎块等翻耕入20厘米左右的土壤中。翻耕完毕，使用25马力的拖拉机以及配备的耙压装置进行土壤覆盖和镇压。最后，在每公顷耙平压实的土壤上浇入300t水，促进翻埋的粉碎秸秆进一步腐解。

与秸秆覆盖还田相比，秸秆腐解速度快，腐解程度和养分释放量高，秸秆腐解量增加6.4％以上；连续秸秆还田3年以上，增产效果更好，一般可增产7％以上；土壤有机质含量可提高0.6％左右；土壤容重可降低0.3％以上。

实施例2

步骤(1)和(2)同实施例1，将步骤(3)中的肥料“尿素”替换为“碳酸氢铵”，碳酸氢铵每公顷撒施400公斤。将步骤(4)中的“1GK-200型旋耕机”替换成“FZL-330-FZL535型液压翻转犁”，将秸秆碎块等深翻入35厘米左右的土壤中。最后在每公顷耙平压实的土壤上浇入450t水。

与秸秆覆盖还田相比，秸秆腐解速度快，腐解程度和养分释放量高，秸秆腐解量增加5.2％以上；连续秸秆还田3年以上，增产效果更好，一般可增产7.8％以上；土壤有机质含量可提高0.4％左右；土壤容重可降低0.35％以上。

实施例3

步骤(1)、(2)和(4)同实施例1，将步骤(3)中的肥料“尿素”替换为五禾源生物科技有限公司生产的，田庄主牌有机-无机复混肥颗粒每公顷撒施450公斤。

与秸秆覆盖还田相比，秸秆腐解速度快，腐解程度和养分释放量高，秸秆腐解量增加7.5％以上；连续秸秆还田3年以上，增产效果更好，一般可增产8.2％以上；土壤有机质含量可提高0.54％左右；土壤容重可降低0.32％以上。

对比例1

步骤(1)、(2)和(4)同实施例1，步骤(3)喷施了微生物菌剂后，在秸秆上均匀撒施润兴牌超级保水剂(聚丙烯酸钾)，保水剂每公顷撒施36公斤，然后在覆盖了秸秆的地面上均匀喷洒55公斤水。

腐解速度一般，秸秆腐解量增加4％；连续还田3年以上，增产5％；土壤有机质含量提高0.2％；土壤容重降低0.3％。

实施例4

步骤(1)、(3)和(4)同实施例1，步骤(2)中的微生物菌剂按如下组分自行配制获得：菌原液活菌的组成有乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌、光合细菌、放线菌、醋酸菌、双歧杆菌，酶及代谢产物，自制菌原液中的活菌均为共生菌种，1公斤菌原液中有效活菌数≥210亿株/ml，每亩使用1.5～2公斤菌原液效果较好。保质期6个月左右。各菌种类型的比例为乳酸菌：酵母菌：芽孢杆菌：光合细菌：放线菌：醋酸菌：双歧杆菌：酶及代谢产物的比例为28：35：35：21：21：35：28：28。

实施例5

(1)秋季玉米成熟后选用能直接将玉米秸秆粉碎还田的新型玉米收穗收割机进行收割作业，在收取玉米果穗的同时将秸秆直接收割粉碎，玉米秸秆粉碎长度约在3厘米左右，粉碎的秸秆直接均匀铺在农田表面。

(2)收割粉碎完毕后，用25马力的小型拖拉机携带压力泵喷雾器，对农田土壤表面覆盖的玉米秸秆碎块进行微生物菌剂的喷洒。微生物菌剂选用“欧科拜克秸秆腐熟菌剂”。喷施后每公顷至少含有5×10⁶亿菌株。

(3)喷施了微生物菌剂后，在秸秆上均匀撒施发过SNF(爱森)保水剂和尿素。保水剂每公顷撒施35公斤，尿素每公顷撒施300公斤，每公顷喷洒水750公斤。

(4)选用1GK-200型旋耕机进行耕翻作业，将秸秆碎块等翻耕入20厘米左右的土壤中。翻耕完毕，使用25马力的拖拉机以及配备的耙压装置进行土壤覆盖和镇压。最后，在每公顷耙平压实的土壤上浇入300t水，促进粉碎秸秆快速腐熟。

实施例6

(1)秋季玉米成熟后选用能直接将玉米秸秆粉碎还田的新型玉米收穗收割机进行收割作业，在收取玉米果穗的同时将秸秆直接收割粉碎，玉米秸秆粉碎长度约在8厘米左右，粉碎的秸秆直接均匀铺在农田表面。

(2)收割粉碎完毕后，用25马力的小型拖拉机携带压力泵喷雾器，对农田土壤表面覆盖的玉米秸秆碎块进行微生物菌剂的喷洒。微生物菌剂选用“康源绿洲益生菌原液”。喷施后每公顷至少含有7.5×10⁶亿菌株。

(3)喷施了微生物菌剂后，在秸秆上均匀撒施淀粉接枝丙烯酸钠和尿素。保水剂每公顷撒施40公斤，尿素每公顷撒施405公斤，每公顷喷洒水900公斤。

(4)选用FZL-330-FZL535型液压翻转犁耕翻作业，将秸秆碎块等翻耕入25厘米以下的土壤中。翻耕完毕，使用25马力的拖拉机以及配备的耙压装置进行土壤覆盖和镇压。最后，在每公顷耙平压实的土壤中浇入450t水，促进翻耕的粉碎秸秆进一步腐解。

以上各项实施例所述仅是本发明的优选的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种促进还田秸秆腐解的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将秸秆粉碎至3～8cm后还田；

(4)翻埋处理后浇水。

2.根据权利要求1所述的促进还田秸秆腐解的方法，其特征在于，步骤(1)所述秸秆包括麦秸、玉米秸和水稻秸秆中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的促进还田秸秆腐解的方法，其特征在于，步骤(2)所述微生物菌剂包括光合菌、乳酸菌和酵母菌。

4.根据权利要求3所述的促进还田秸秆腐解的方法，其特征在于，步骤(2)所述微生物菌剂还包括醋酸菌、放线菌和芽孢杆菌。

5.根据权利要求3或4所述的促进还田秸秆腐解的方法，其特征在于，步骤(2)所述微生物菌剂中，活菌的有效用量为(3～9)×10⁶亿株/公顷。

6.根据权利要求1所述的促进还田秸秆腐解的方法，其特征在于，步骤(2)所述肥料包括有机肥和/或无机肥。

7.根据权利要求1或6所述的促进还田秸秆腐解的方法，其特征在于，所述肥料的有效用量为0.5～30kg/亩。

8.根据权利要求1所述的促进还田秸秆腐解的方法，其特征在于，所述保水剂的有效用量为15～45kg/公顷。

9.根据权利要求1所述的促进还田秸秆腐解的方法，其特征在于，步骤(3)所述翻埋处理的深度为地下10～35cm。

10.根据权利要求1所述的促进还田秸秆腐解的方法，其特征在于，步骤(4)所述浇水的量为13.4～33.4t/亩。