先说说土壤有机物腐殖化的过程,腐就是腐烂,殖是尸体的意义。腐殖化就是进入土壤的新鲜有机质(主要为动植物残体)在微生物作用下,通过生物化学或化学反应转化为腐殖质的过程。土壤腐殖质和有机质属于不同的概念,腐殖质是指已经腐殖化的有机物质,属于土壤中比较稳定有机物质。有机质包括腐殖质和没有分解和没有完全分解的有机物质,如动植物残体。
动植物和微生物残体是自然循环中的土壤有机质基本来源,耕地因为农作物收获带走的地上部分较多,能够再次回到土壤的数量有限,即便能够做到秸秆还田,也会受到秸秆属性和土壤分解速度的影响。现实是秸秆做到物理粉碎还田后,在腐殖化这个环节不可控,可能影响土壤微生物群落平衡,还有生物夺氮造成的作物苗期氮素营养不足。虽然生物夺氮还会在土壤中循环释放。如果不在合适的时间节点释放出来,错过了植株氮素养分吸收的高峰期,就是真正意义上的生物夺氮。
这个现象在我国北方区域的大田尤其明显,冬季地温低,冻土层的微生物活动基本停滞。以东北玉米种植区为例,收获后秸秆还田的时间段,恰好进入冷凉天气,玉米秸秆粉碎细度是腐殖质化速度的关键因素。如果达到理想的细度,漫长的低地温延缓了这个过程。等到第二年5月份开始种植玉米,秸秆没有分解和半分解的比例很高,矿化速率也不高。当季释放的矿质养分较少,腐殖质产生的也少。上段说的生物夺氮发生的概率很高。
山东、河南等地的小麦玉米轮作耕地也存在一些难以解决的问题,冬小麦夏季收割后秸秆还田,因为小麦秸秆主要是纤维素、半纤维素和木质素组成,完全成熟的秸秆木质化程度高,虽然这个时间地温和气温都比较高,在土壤中分解速度仍然很慢。因为下茬马上种植玉米,没有给秸秆腐殖质化和矿化足够的时间,这是很多种植户就把小麦茬留在地里直接播种,收割完的秸秆移出。小麦玉米换茬的时间段正值阴雨较多的季节,如果留在土壤里,小麦秸秆只腐烂不转化(腐殖化和矿化),对玉米根系的影响较大(病虫害等)。
题外话:木质素高,理论上形成的腐殖质就多,浸水和低温的环境,有利于腐殖化过程的进行,腐殖质积累量也较多。
有的朋友可能认为,照这么下去秸秆还田就是不可行的。其实,按照成熟合理的方法还是能够做到还田后培肥地力的。第一是时效性;第二是粉碎细度要达标;第三是均匀度,不能扎堆;第四是增施氮肥,避免下茬作物苗期脱氮;第五是深翻,把秸秆翻到耕种层30-40㎝(这个小旋耕机很吃力)。按照这些可行方案,劳动强度和成本能不能被种植户接受呢?
秸秆处理还有个方案就是渥堆发酵后还田,这个操作技术难度高,劳动强度更大。所以说,可不可行不是技术问题,主要取决于种植户的经济和人工成本。
以上都是我在玉米、小麦种植区,田间地头跟衣食父母们交流得到的反馈。不能因为有难度就忽略了秸秆还田的好处,增加有机质,增加团粒结构,提高土壤缓冲力。。。(可以说一大堆的优点)但是,有限的种植利润,我们怎么去苛求他们不计成本投入?
文章来源:与土壤对话
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