CN114051785A - 利用腐熟剂进行全量秸秆腐熟还田的方法 - Google Patents

利用腐熟剂进行全量秸秆腐熟还田的方法 Download PDF

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张娇
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李彩虹
杨益春
王平
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刘继霞
刘江
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Abstract

本发明公开了一种利用腐熟剂进行全量秸秆腐熟还田的方法，包括剔除病株‑初步粉碎‑二次粉碎‑施用腐熟剂‑施撒氮肥‑深翻‑耙耱‑冬灌等步骤。本发明利用秸秆腐熟剂促进北方低温环境下秸秆快速腐熟，所采用的秸秆腐熟剂中含有能快速分解纤维素、半纤维素、木质素的耐低温细菌、真菌、放线菌和活性酶，能使秸秆和有机废物迅速分解腐熟形成生物肥料。秸秆快速腐熟可释放秸秆中的磷、钾等元素，并产生大量的有益微生物，可增加土壤有机质，提升土壤肥力，减少无机化肥使用量，减少农业环境污染。向秸秆撒施适量氮肥，可加快秸秆腐熟速度且不降低土壤中氮素含量；灌冬水可以保证北方冬季土壤具有一定的土壤湿度，为秸秆腐熟提供必要的湿度条件。

Description

利用腐熟剂进行全量秸秆腐熟还田的方法
技术领域
本发明涉及秸秆还田技术领域，具体地，涉及一种利用腐熟剂进行全量秸秆腐熟还田的方法。
背景技术
近年来，由于人们追求高产量和施肥环节简便，对耕地长期只施用无机化肥很少施有机肥，造成我国耕地质量和土壤肥力普遍下降，目前我国30％的土地有机质含量不到1％。
秸秆还田是把不宜直接作饲料的秸秆(如麦秸、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，农业生产的过程也是一个能量转换的过程。秸秆中含有大量的新鲜有机物料，在归还于农田之后，经过一段时间的腐解作用，就可以转化成有机质和速效养分。玉米秸秆还田可较好地解决土地质量下降、有机质低含量的问题，可以改良土壤的物理和化学性质，增加有机质和营养物氮、磷、钾含量，可降低长期受机械作业碾压板结土壤的硬度，增加土壤的空隙、通透性，提高肥料的利用率，为作物根系生长提供良好的环境，还可以改良盐渍土。
但是，北方冬季地温低，土壤湿度低，秸秆还田相关配套技术不完善，造成还田的玉米秸秆腐熟度差，对后茬播种、耕作、农艺操作等带来不便，严重影响了秸秆还田的积极性。因此在北方，大部分秸秆处理以焚烧为主，焚烧造成较为严重的空气污染。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供了一种利用腐熟剂进行全量秸秆腐熟还田的方法，通过利用腐熟剂结合施加氮肥，促进北方低温环境下秸秆快速腐熟，释放秸秆中的磷、钾等元素，并产生大量的有益微生物，增加土壤有机质，提升土壤肥力，减少无机化肥使用量，减少农业环境污染，实现农业可持续发展。
本发明提供了一种利用腐熟剂进行全量秸秆腐熟还田的方法，包括以下步骤：
(1)剔除病株：在秋季玉米成熟后、收获前，人工剔除病株；
(2)初步粉碎：利用机械收获玉米，将秸秆进行初步粉碎；
(3)二次粉碎：玉米机械收获后，秸秆呈绿色、含水量在30％以上时，利用秸秆粉碎机再次粉碎秸秆，使得粉碎后秸秆长度低于10cm，并将秸秆均匀分布于地表；
(4)撒施氮肥：喷洒腐熟剂前，向秸秆施撒氮肥，每亩用量为10～15kg；
(5)施用腐熟剂：向秸秆施撒颗粒秸秆腐熟剂或喷施液体腐熟剂，其中：所述颗粒腐熟剂每亩用量为1kg，与适量的细砂土混匀后，均匀地撒在秸秆上；所述液体腐熟剂每亩用量为1000mL，均匀喷施于秸秆上；
(6)深翻：腐熟剂施用后立刻用秸秆还田犁进行深翻，深翻深度为20～30cm，将秸秆全部翻入土中，地面无明显粉碎秸秆裸露；
(7)耙耱：深翻犁地后待表土晾干后进行机械耙耱，达到无明暗坷垃、土碎地平；
(8)冬灌：在冬季地表温度低于6℃时，进行冬灌，亩灌水量不少于50m3，保证灌足、灌匀。
优选的，所述步骤(1)中玉米病株包括玉米丝黑穗病及顶腐病玉米植株。
优选的，所述步骤(2)中秸秆二次粉碎后长度为5～6cm。
优选的，所述步骤(5)中颗粒剂腐熟剂或液态腐熟剂的有效成分包括耐低温细菌、真菌、放线菌和活性酶，其中：所述耐低温细菌包括解淀粉芽孢杆菌及枯草芽孢杆菌；所述真菌包括米曲霉。
优选的，所述步骤(4)中氮肥为尿素、氯化铵、碳酸氢铵、硝酸铵中的一种或几种。
优选的，所述步骤(8)中冬灌地表温度为3～5℃，亩灌水量为55～60m3。
本发明的工作原理：在收获前，将病株剔除，防止还田后传播病菌，加重下茬作物病害，如果秸秆病虫害严重的地块，不宜进行还田。在玉米收获时或者收获后尽快粉碎处理，此时含糖分、水分较大，易碎，有利于粉碎和充分利用10～11月地温加快腐解。在玉米秸秆中碳氮比为65～85：1，而适宜微生物活动的碳氮比为25：1，秸秆腐解会吸收土壤中的速效氮素，翻耕前向秸秆撒施适量氮肥，以加快秸秆腐熟速度且不降低土壤中氮素含量。深翻将秸秆全部翻入土中后，进行耙耱，防止因土块架空、通风透气影响土壤水分和秸秆腐熟，以利于秸秆腐熟腐解和下年播种。北方冬季降水量少、气候干燥，土壤水分蒸发量大，灌冬水可以保证北方冬季土壤具有一定的土壤湿度，为秸秆腐熟提供必要的湿度条件。
本发明利用秸秆腐熟剂促进北方低温环境下秸秆快速腐熟，所采用的秸秆腐熟剂中含有能快速分解纤维素、半纤维素、木质素的耐低温细菌、真菌、放线菌和活性酶，能使秸秆和有机废物迅速分解腐熟形成生物肥料。秸秆快速腐熟可释放秸秆中的磷、钾等元素，并产生大量的有益微生物，可增加土壤有机质，提升土壤肥力，减少无机化肥使用量，减少农业环境污染，实现农业可持续发展。
本发明的有益效果：
1.培肥地力用地养地相结合：秸秆中有机质含量平均为15％左右，1kg鲜秸秆通过3～5年的秸秆还田，土壤有机质可提高0.2％～0.3％，同时还向土壤中归还了氮、磷、钾、镁、钙及硫等作物必需营养元素，同时通过秸秆还田，可显著增加土壤中微量元素如锌、锰的含量，提高地力，实现用地养地相结合。
2.改善土壤环境、增强微生物活性：秸秆还田使土壤容重降低，疏松透气，抑制土壤板结，腐熟剂中含有大量菌剂，秸秆还田后生物激增，土壤生物活性增强。
3.抗旱保墒、提高地温：秸秆还田提高土壤有机质的同时，提高了土壤吸水持肥能力，同时可抑制土壤水分蒸发，防止土壤养分流失，增加地温。
4.提高产量、增加收入：秸秆还田能使土壤“保水、通气、增温”为农作物生长提供最优的“水、肥、气、热”条件，作物产量显著增加，形成良性循环。
5.减少化肥施肥量、节省化肥：玉米秸秆中含全氮0.48％，全磷0.38％，全钾0.64％，有机质含量达15％左右，一般全部秸秆还田，每亩秸秆1000kg以上，相当于3kg土杂肥的有机质含量，相当于节省尿素10kg，磷酸二铵8kg，硫酸钾10kg。
具体实施方式
为了使本发明技术方案更容易理解，现采用具体实施例的方式，对本发明的技术方案进行清晰、完整的描述。
选择一块土地，设置5个小区，建立实施例1～3及对比例1～2，共5组对比试验，并设置不同的种植条件进行实验对比。
实施例1：
本实施例的利用腐熟剂进行全量秸秆腐熟还田的方法，包括以下步骤：
(1)剔除病株：在秋季玉米成熟后、收获前，人工剔除病株，玉米病株包括玉米丝黑穗病及顶腐病玉米植株；
(2)初步粉碎：利用机械收获玉米，将秸秆进行初步粉碎；
(3)二次粉碎：玉米机械收获后，秸秆呈绿色、含水量在30％以上时，尽早利用秸秆粉碎机再次粉碎秸秆，使得粉碎后秸秆长度为5～6cm，并将秸秆均匀分布于地表；
(4)施撒氮肥：喷洒腐熟剂前，向秸秆施撒氮肥，每亩用量为10kg；氮肥为尿素、氯化铵、碳酸氢铵、硝酸铵中的一种或几种；
(5)施用腐熟剂：向秸秆施撒颗粒秸秆腐熟剂，所述颗粒腐熟剂每亩用量为1kg，与适量的细砂土混匀后，均匀地撒在秸秆上；颗粒剂腐熟剂的有效成分包括耐低温细菌、真菌、放线菌和活性酶，其中：所述耐低温细菌包括解淀粉芽孢杆菌及枯草芽孢杆菌；所述真菌包括米曲霉；
(6)深翻：腐熟剂施用后立刻用秸秆还田犁进行深翻，深翻深度为20～30cm，将秸秆全部翻入土中，地面无明显粉碎秸裸露；
(7)耙耱：深翻犁地后待表土晾干后进行耙耱，达到无明暗坷垃、土碎地平；
(8)冬灌：在冬季地表温度为3～5℃时，进行冬灌，亩灌水量为55m3，保证灌足、灌匀。
实施例2：
本实施例的利用腐熟剂进行全量秸秆腐熟还田的方法，包括以下步骤：
(1)剔除病株：在秋季玉米成熟后、收获前，人工剔除病株；
(2)初步粉碎：利用机械收获玉米，将秸秆进行初步粉碎；
(3)二次粉碎：玉米机械收获后，秸秆呈绿色、含水量在30％以上时，利用秸秆粉碎机再次粉碎秸秆，使得粉碎后秸秆长度为秸秆二次粉碎后长度为4～7cm，并将秸秆均匀分布于地表；
(4)施撒氮肥：喷洒腐熟剂前，向秸秆施撒氮肥，每亩用量为12kg；氮肥为尿素、氯化铵、碳酸氢铵、硝酸铵中的一种或几种；
(5)施用腐熟剂：向秸秆喷施液体腐熟剂，所述液体腐熟剂每亩用量为1000mL，均匀喷施于秸秆上；液态腐熟剂的有效成分包括耐低温细菌、真菌、放线菌和活性酶，其中：所述耐低温细菌包括解淀粉芽孢杆菌及枯草芽孢杆菌；所述真菌包括米曲霉；
(6)深翻：腐熟剂施用后立刻用秸秆还田犁进行深翻，深翻深度为20～30cm，将秸秆全部翻入土中，地面无明显粉碎秸秆裸露；
(7)耙耱：深翻犁地后待表土晾干后进行耙耱，达到无明暗坷垃、土碎地平；
(8)冬灌：在冬季地表温度为2～4℃时，进行冬灌，亩灌水量为50m3，保证灌足、灌匀。
实施例3：
本实施例的利用腐熟剂进行全量秸秆腐熟还田的方法，包括以下步骤：
(1)剔除病株：在秋季玉米成熟后、收获前，人工剔除病株；
(2)初步粉碎：利用机械收获玉米，将秸秆进行初步粉碎；
(3)二次粉碎：玉米机械收获后，秸秆呈绿色、含水量在30％以上时，利用秸秆粉碎机再次粉碎秸秆，使得粉碎后秸秆长度为秸秆二次粉碎后长度为6～9cm，并将秸秆均匀分布于地表；
(4)施撒氮肥：喷洒腐熟剂前，向秸秆施撒氮肥，每亩用量为15kg；氮肥为尿素、氯化铵、碳酸氢铵、硝酸铵中的一种或几种；
(5)施用腐熟剂：向秸秆施撒颗粒秸秆腐熟剂或喷施液体腐熟剂，其中：所述颗粒腐熟剂每亩用量为1kg，与适量的细砂土混匀后，均匀地撒在秸秆上；所述液体腐熟剂每亩用量为1000mL，均匀喷施于秸秆上；颗粒剂腐熟剂或液态腐熟剂的有效成分包括耐低温细菌、真菌、放线菌和活性酶，其中：所述耐低温细菌包括解淀粉芽孢杆菌及枯草芽孢杆菌；所述真菌包括米曲霉；
(6)深翻：施用氮肥后立刻利用秸秆还田犁进行深翻，深翻深度为20～30cm，将秸秆全部翻入土中，地面无明显粉碎秸秆裸露；
(7)耙耱：深翻犁地后待表土晾干后进行耙耱，达到无明暗坷垃、土碎地平；
(8)冬灌：在冬季地表温度2～3℃时，进行冬灌，亩灌水量为60m3，保证灌足、灌匀。
对比例1：
本对比例的利用腐熟剂进行全量秸秆腐熟还田的方法，包括以下步骤：
(1)剔除病株：在秋季玉米成熟后、收获前，人工剔除病株，玉米病株包括玉米丝黑穗病及顶腐病玉米植株；
(2)初步粉碎：利用机械收获玉米，将秸秆进行初步粉碎；
(3)二次粉碎：玉米机械收获后，秸秆呈绿色、含水量在30％以上时，尽早利用秸秆粉碎机再次粉碎秸秆，使得粉碎后秸秆长度为5～6cm，并将秸秆均匀分布于地表；
(4)施撒氮肥：喷洒腐熟剂前，向秸秆施撒氮肥，每亩用量为10kg；氮肥为尿素、氯化铵、碳酸氢铵、硝酸铵中的一种或几种；
(5)深翻：腐熟剂施用后立刻用秸秆还田犁进行深翻，深翻深度为20～30cm，将秸秆全部翻入土中，地面无明显粉碎秸裸露；
(6)耙耱：深翻犁地后待表土晾干后进行耙耱，达到无明暗坷垃、土碎地平；
(7)冬灌：在冬季地表温度为3～5℃时，进行冬灌，亩灌水量为55m3，保证灌足、灌匀。
本对比例与实施例1相比，不同之处在于去掉施用腐熟剂的步骤。
对比例2：
本对比例的利用腐熟剂进行全量秸秆腐熟还田的方法，包括以下步骤：
(1)剔除病株：在秋季玉米成熟后、收获前，人工剔除病株，玉米病株包括玉米丝黑穗病及顶腐病玉米植株；
(2)初步粉碎：利用机械收获玉米，将秸秆进行初步粉碎；
(3)二次粉碎：玉米机械收获后，秸秆呈绿色、含水量在30％以上时，尽早利用秸秆粉碎机再次粉碎秸秆，使得粉碎后秸秆长度为5～6cm，并将秸秆均匀分布于地表；
(4)施用腐熟剂：向秸秆施撒颗粒秸秆腐熟剂，所述颗粒腐熟剂每亩用量为1kg，与适量的细砂土混匀后，均匀地撒在秸秆上；颗粒剂腐熟剂的有效成分包括耐低温细菌、真菌、放线菌和活性酶，其中：所述耐低温细菌包括解淀粉芽孢杆菌及枯草芽孢杆菌；所述真菌包括米曲霉；
(5)深翻：腐熟剂施用后立刻用秸秆还田犁进行深翻，深翻深度为20～30cm，将秸秆全部翻入土中，地面无明显粉碎秸裸露；
(6)耙耱：深翻犁地后待表土晾干后进行耙耱，达到无明暗坷垃、土碎地平；
(7)冬灌：在冬季地表温度为3～5℃时，进行冬灌，亩灌水量为55m3，保证灌足、灌匀。
本对比例与实施例1相比，不同之处在于去掉施撒氮肥的步骤。
对比例3：
本对比例的利用腐熟剂进行全量秸秆腐熟还田的方法，包括以下步骤：
(1)剔除病株：在秋季玉米成熟后、收获前，人工剔除病株，玉米病株包括玉米丝黑穗病及顶腐病玉米植株；
(2)初步粉碎：利用机械收获玉米，将秸秆进行初步粉碎；
(3)二次粉碎：玉米机械收获后，秸秆呈绿色、含水量在30％以上时，尽早利用秸秆粉碎机再次粉碎秸秆，使得粉碎后秸秆长度为5～6cm，并将秸秆均匀分布于地表；
(4)施撒氮肥：喷洒腐熟剂前，向秸秆施撒氮肥，每亩用量为10kg；氮肥为尿素、氯化铵、碳酸氢铵、硝酸铵中的一种或几种；
(5)施用腐熟剂：向秸秆施撒颗粒秸秆腐熟剂，所述颗粒腐熟剂每亩用量为1kg，与适量的细砂土混匀后，均匀地撒在秸秆上；颗粒剂腐熟剂的有效成分包括耐低温细菌、真菌、放线菌和活性酶，其中：所述耐低温细菌包括解淀粉芽孢杆菌及枯草芽孢杆菌；所述真菌包括米曲霉；
(6)深翻：腐熟剂施用后立刻用秸秆还田犁进行深翻，深翻深度为20～30cm，将秸秆全部翻入土中，地面无明显粉碎秸裸露；
(7)耙耱：深翻犁地后待表土晾干后进行耙耱，达到无明暗坷垃、土碎地平。
本对比例与实施例1相比，不同之处在于去掉冬灌的步骤。
验证试验：
1、腐熟过程记录：从翻耕之日起，观察并记录玉米秸秆的颜色、气味及手感软化程度。
2、腐熟效果验证：将实施例1至3及对比例1至3处理过的试验田，在春季按照6000/亩的种植密度播种玉米，测量玉米的出苗率。
表1：秸秆还田秸秆颜色变化记录表
Figure BDA0003321344370000091
表2：秸秆还田秸秆气味变化记录表
Figure BDA0003321344370000092
表3：秸秆还田秸秆手感软化程度变化记录表
Figure BDA0003321344370000093
Figure BDA0003321344370000101
表4：秸秆还田次年玉米出苗率记录表
Figure BDA0003321344370000102
由表1至表3中玉米秸秆的颜色、气味及手感软化程度的记录结果可以看出，实施例1至3中秸秆还田腐烂速度快、腐解彻底，对比例1中秸秆还田腐烂速度最慢、腐解效果最差，而对比例2与对比例3中，秸秆还田腐烂速度相对实施例1至3较为缓慢、腐解效果较差。因此，本发明施用腐熟剂，可以有效加速秸秆腐解，施撒氮肥及冬灌可以为腐解提供有利的条件，对秸秆腐解亦有促进作用。
由表4可以看出，实施例1至3中，出苗率高于94％，而在秸秆还田过程中省去施用腐熟剂、施撒氮肥及冬灌，均会影响下一年度玉米出苗率，出苗率低于90％。通过出苗率的对比，进一步证明秸秆还田腐解程度高，能够提高土壤营养条件，越有利于出苗与生长。
应当注意，在此所述的实施例仅为本发明的部分实施例，而非本发明的全部实现方式，所述实施例只有示例性，其作用只在于提供理解本发明内容更为直观明了的方式，而不是对本发明所述技术方案的限制。在不脱离本发明构思的前提下，所有本领域普通技术人员没有做出创造性劳动就能想到的其它实施方式，及其它对本发明技术方案的简单替换和各种变化，都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种利用腐熟剂进行全量秸秆腐熟还田的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)剔除病株：在秋季玉米成熟后、收获前，人工剔除病株；
(2)初步粉碎：利用机械收获玉米，将秸秆进行初步粉碎；
(3)二次粉碎：玉米机械收获后，秸秆呈绿色、含水量在30％以上时，利用秸秆粉碎机再次粉碎秸秆，使得粉碎后秸秆长度低于10cm，并将秸秆均匀分布于地表；
(4)撒施氮肥：喷洒腐熟剂前，向秸秆施撒氮肥，每亩用量为10～15kg；
(5)施用腐熟剂：向秸秆施撒颗粒秸秆腐熟剂或喷施液体腐熟剂，其中：所述颗粒腐熟剂每亩用量为1kg，与适量的细砂土混匀后，均匀地撒在秸秆上；所述液体腐熟剂每亩用量为1000mL，均匀喷施于秸秆上；
(6)深翻：腐熟剂施用后立刻用秸秆还田犁进行深翻，深翻深度为20～30cm，将秸秆全部翻入土中，地面无明显粉碎秸秆裸露；
(7)耙耱：深翻犁地后待表土晾干后进行机械耙耱，达到无明暗坷垃、土碎地平；
(8)冬灌：在冬季地表温度低于6℃时，进行冬灌，亩灌水量不少于50m3，保证灌足、灌匀。
2.如权利要求1所述的利用腐熟剂进行全量秸秆腐熟还田的方法，其特征在于，所述步骤(1)中玉米病株包括玉米丝黑穗病及顶腐病玉米植株。
3.如权利要求1所述的利用腐熟剂进行全量秸秆腐熟还田的方法，其特征在于，所述步骤(2)中秸秆二次粉碎后长度为5～6cm。
4.如权利要求1所述的利用腐熟剂进行全量秸秆腐熟还田的方法，其特征在于，所述步骤(5)中颗粒剂腐熟剂或液态腐熟剂的有效成分包括耐低温细菌、真菌、放线菌和活性酶，其中：所述耐低温细菌包括解淀粉芽孢杆菌及枯草芽孢杆菌；所述真菌包括米曲霉。
5.如权利要求1所述的利用腐熟剂进行全量秸秆腐熟还田的方法，其特征在于，所述步骤(4)中氮肥为尿素、氯化铵、碳酸氢铵、硝酸铵中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的利用腐熟剂进行全量秸秆腐熟还田的方法，其特征在于，所述步骤(8)中冬灌地表温度为3～5℃，亩灌水量为55～60m3。
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