秸秆不仅是农村的燃料、饲料和工副业原料，也是造肥还田和直接粉碎还田的极好有机物料。我们通 过两年的时间，对哈尔滨市玉米产区秸秆利用状况和直接还田后的效果进行了调查，并收集参考了 相关的资料，经过研究分析认为，在当前耕地严重退化的情况下，推广实施秸秆直接粉碎还田技术 ，对提高土壤肥力、发展质量效益型农业和保持农业生产的可持续发展，具有特殊的战略意义。１ 土壤肥力低是限制质量效益型农业的主要因素土壤肥力是土壤生产力的基础，在自然条件和栽培 技术等农业生产条件相同的情况下，农作物的产量、质量、生产效益随着土壤肥力的提高而显著递 增（见表１）。表１ 不同土壤肥力玉米产量和百粒重及生产效益调查统计项目不施肥施化肥项目 不施肥施化肥项目不施肥施化肥高产田产量（ｋｇ／ｈｍ２）５８５０９７５０百粒重（ｇ）３３ ．５３５．５化肥效益（元）２８２０
生产效益（元）９８２．５２６１７．５中产田产量（ｋｇ ／ｈｍ２）５１００９０００百粒重（ｇ）２８．７３３．５化肥效益（元）２９７０生产效益（ 元）３３４．５２０１４．５低产田产量（ｋｇ／ｈｍ２）４０５０８２５０百粒重（ｇ）２７． ６２９．５化肥效益（元）３０９０生产效益（元）５０５．５１３６８．０ 在不施肥的情况 下，由于土壤肥力的差异，高产田与低产田之间玉米产量可相差１８００ｋｇ／ｈｍ２，百粒重相 差５ｇ，生产效益相差４５０多元；在常规施化肥的情况下，产量仍相差１５００ｋｇ／ｈｍ２左 右，百粒重相差５ｇ以上，生产效益相差１２００多元．调查结果表明，土壤有机质含量低、养分 缺乏、水土流失重是这类低产田的主要特点，而重用地、轻养地、长期投入不足的掠夺式经营是造 成这类中低产田的主要成因。我们对土壤有机质含量和土壤速效养分含量做了如下调查分析。１． １ 耕地土壤有机质的现状 耕地开发初期，土壤有机质含量高达８％～１２％，到６０～７０年 代，有机质含量仍达到５％～７％；但是，到８０年代初，有机质平均含量只有４％左右，而１９ ９７～１９９８年对黑土、白浆土的抽样结果表明，土壤有机质含量已经下降到平均不足３％（见 表１和表２）。１．２ 土壤有效养分含量状况 土壤养分含量下降到缺乏程度，就会严重降低农 作物的产量、品质和生产经济效益，耕地开发初期，土壤速效氮的含量一般在３５０ｍｇ／ｋｇ以 上，速效磷３０ｍｇ／ｋｇ，速效钾４５０ｍｇ／ｋｇ以上。但到８０年代初，黑土类耕地的速效 氮磷钾养分分别下降到了１４８．４ｍｇ／ｋｇ、１７．８ｍｇ／ｋｇ、２１９．０ｍｇ／ｋｇ； 白浆土的氮磷钾养分分别下降到了２２７．４ｍｇ／ｋｇ２５．０ｍｇ／ｋｇ、１８５．２ｍｇ／ ｋｇ（见表２）。１９９７～１９９８年的抽查结果表明，黑土类耕地的土壤速效氮磷钾养分分别 又下降到了１２８ｍｇ／ｋｇ、４５ｍｇ／ｋｇ、１６０ｍｇ／ｋｇ；白浆土类耕地土壤的速效氮 磷钾养分分别下降到了１４３ｍｇ／ｋｇ、３６ｍｇ／ｋｇ、１３５ｍｇ／ｋｇ（见表３）。特别 是土壤速效钾及某些中微量元素，已经到了必须全面大量补充和调整的阶段。表２ １９８２年第 二次土壤普查期间土壤有机质及养分含量情况土类 有机质（％）碱解氮（ｍｇ／ｋｇ）速效 磷（ｍｇ／ｋｇ）速效钾（ｍｇ／ｋｇ）黑土白浆土草甸土变幅３．３３～６．１２１３２～１７ ２１０～２３１８４～２４１平均３．４４１４８．４１７．８２１９．０级别３．５６３．１４ ．２＞１变幅４．１２～８．３４２０２～２８０１８～３６１４２～２０３平均５．４０２２７ ．４２５．０１８５．２级别２．６０＞１３．８１．４变幅３．３９～７．０５１１１～２３７ １３～３３１７１～２３８平均４．７９１９１．９２６．７２０５．６级别２．４０２．１３． ７＞１表３ １９９７～１９９８年旱耕地土壤有机质和养分含量状况调查土类 有机质（％ ）碱解氮（ｍｇ／ｋｇ）速效磷（ｍｇ／ｋｇ）速效钾（ｍｇ／ｋｇ）黑土白浆平均变幅１．２～ ５．４６５～２６０３～２３０７５～２９０平均２．８１２８４５１６０变幅１．５～６．１７ ０～２８０５～１６５６０～２４０平均２．４１４３３６１３５变幅１．２～６．７５０～３２ ０３～２３０６０～３５０平均３．０１３３４２１５０２ 有效投入不足是造成土壤肥力下降的 决定因素长期以来，人们一直把施用有机肥、化肥和土壤耕作做为培肥耕地的常规增产措施，并且 取得了明显的增产效果。但是，生产实际证明，由于有效投入不足，远远不能满足保持和提高土壤 肥力需要的物质和能量的需求。２．１ 有机质的投入 根据测查，有机肥中有机质在土壤里的腐 殖化系数为０．５～０．８之间，平均０．６５左右；黑土有机质含量在３％状态下的自然矿化量 １０００ｋｇ／ｈｍ２左右。如果施用有机质含量１０％以上的有机肥２２．５ｍ３／ｈｍ２，可 形成稳定有机质１４５８ｋｇ／ｈｍ２，扣除土壤平衡部分的６７０．５ｋｇ／ｈｍ２，实际增加 土壤有机质７８７．５ｋｇ／ｈｍ２，这意味着如果仅依靠有机肥投入，土壤还需要分解２１４． ５ｋｇ／ｈｍ２的稳定有机质来维持正常的农业生产活动。２．２ 耕作措施的投入 包括土壤翻 、耙、铲、趟及深松、轮作在内的土壤耕作措施，也被认为是传统的地力培肥方法。它是运用机械 能量强制改善土壤结构等物理性状，进一步影响土壤化学性状和生物学性状来提高肥力的方法。因 为没有相应的物质投入，实质上是强化了土壤肥力的消耗。在土壤肥力较低的情况下，耕作措施对 土壤肥力的破坏较大。２．３ 养分的投入 施用化肥是普遍应用的养分投入方法。作为常规培肥 增产措施，已占现阶段玉米产区养分投入的一半以上，如果不计水土流失，以玉米单产９０００ｋ ｇ／ｈｍ２匡算土壤养分盈亏状况（见表４）。表４ 耕地土壤养分盈亏情况调查（ｋｇ、ｈｍ２ 、年） 处理土壤氮素（Ｎ）土壤磷素（Ｐ２Ｏ５）土壤钾素（Ｋ２Ｏ）处理土壤氮素（Ｎ）土 壤磷素（Ｐ２Ｏ５）土壤钾素（Ｋ２Ｏ）化肥加有机肥投入１５０～１９５１６５～２２５１９５ ～２２５农作物摄取２２５～２４０７５～９０２７０～３００化肥投入６０～９０１０５～１５ ０１５～３０盈亏－３０～－９０＋７５～＋１５０－４５～－１０５有机肥投入７５～１０５６ ０～７５１８０～１９５ 在有机肥化肥配合施用的情况下，土壤亏损氮素４５～７５ｋｇ／ｈ ｍ２，钾素６０～９０ｋｇ／ｈｍ２，积累磷素９０～１２０ｋｇ／ｈｍ２；单施化肥，土壤亏损 氮素１３５～１８０ｋｇ／ｈｍ２、钾素２４０～２８５ｋｇ／ｈｍ２、积累磷素１５～７５ｋｇ ／ｈｍ２。结果分析表明，要提高矿质养分的归还率，达到土壤养分收支平衡或者不断提高，就必 须增加有效投入，而秸秆直接机械粉碎还田，就是增加有效投入的必要措施。３ 秸秆根茬还田对 提高土壤肥力的效果据有关试验，玉米秸秆含碳量４４．４％、含氮量（Ｎ）０．９６％、含磷量 （Ｐ２Ｏ５）０．２７％、含钾量（Ｋ２Ｏ）１．２％，同时含有农作物生长发育所必需的所有中 微量元素；在哈尔滨地区的土壤里分解时间可长达三年，
腐殖化系数０．３４～０．３７（根茬的 腐殖化系数０．５），是直接还田比较理想的有机物料。调查结果表明，秸秆还田主要有以下五个 方面的作用。３．１ 显著提高土壤有机质含量 玉米９０００ｋｇ／ｈｍ２年的经济产量，可相 应产出秸秆１２０００ｋｇ／ｈｍ２左右、根茬１５００ｋｇ／ｈｍ２左右。全部直接粉碎还田能 够形成土壤稳定有机质４９５０ｋｇ／ｈｍ２，扣除土壤自然矿化分解的９９０ｋｇ／ｈｍ２，增 加土壤稳定有机质３９６０ｋｇ／ｈｍ２。这不仅阻止了土壤有机质的下降，而且还能提高土壤有 机质含量０．１８个百分点，连续实施５～６年就可使地力升级。其形成的土壤稳定有机质量，相 当于３ｍ３以上的有机肥，而培肥地力则相当于７～８ｍ３有机肥的效果。３．２ 增大矿质养分 的归还率 １２０００ｋｇ秸秆、１５００ｋｇ根茬里含氮素１２９ｋｇ、磷素３６ｋｇ、钾素１ ６２ｋｇ。分别占农作物氮磷钾摄取量的３８．５％、２４．９％、８２．７％。如果结合氮磷钾 化肥投入７５ｋｇ／ｈｍ２、１２７．５ｋｇ／ｈｍ２、２２．５ｋｇ／ｈｍ２，氮磷钾的养分投 入量分别增加到２０４．０、１６３．５、１８４．５ｋｇ／ｈｍ２，氮磷钾的养分投入比例调整 到１∶０．８∶０．９，土壤养分归还率分别提高到９０．２％、１５６．２％和６４．７％。这 为在不增加投入成本的情况下，实现土壤养分完全归还的平衡施肥创造了可行条件。３．３ 改善 土壤理化性状，保持土壤生态环境 秸秆还田于土壤后，随着秸秆的不断分解，在土壤中产生大量 的有机物质，并释放出其中的矿质养分。在土壤微生物的作用下，这些有机物与土壤发生一系列的 物理和化学反应，土壤的理化性状及生物学性状发生重大改变。使土壤的通透性、保水保肥和供水 供肥性能显著改善，为化肥利用率、农作物的产量及效益的提高奠定物质基础。据报道，
秸秆还田 可增加土壤保水量２％～３％，增加土壤孔隙度０．３％～０．５％，降低土壤容重０．０５～０ ．１５ｇ、减少地表径流３０％～７０％。同时，还具有降低土壤含盐量、降低土壤ｐＨ值的作用 。这对改善土壤生态环境、防止水土流失、改造中低产田具有重要的现实意义。３．４ 增产增收 效果显著 秸秆还田有比较高的增产效果和较长的持效期。主要有四个方面：（１）一般情况下， 有三年的时效。第一年效果不稳定，增减产５％～１０％左右。第二年，普遍增产１０％以上。第 三年，却有１５％以上的增产效果。以累计增产１５％计算，可增产玉米１３５０ｋｇ／ｈｍ２， 折价８７８元；（２）据调查，目前机械直接还田的每公顷均折旧、维修、油料费用２５５元左右，工时费４５０元。平均成本只有７０５元；（３）以节省的收割、采棒、打捆、运输、堆垛等项的工本费用７５０元计。这样，节支与工本费基本相抵，平均增收９００元／６６６．７ｍ２以上；（４）如果把秸秆的养分投入、有机质投入折价计算，间接的长远效益至少２２５０元以上。４