秸稈作為農作物生產期間產出的副產品，營養含量豐富，可循環利用性強。農作物秸稈可以作為畜牧養殖飼料、能源、建材、紡織原料等進行使用，也可將農作物秸稈直接粉碎、堆漚、腐熟等處理后作為有機肥還田，增加土壤肥力基礎。在農作物生產期間，提升對作物秸稈的綜合利用效果，可以減輕傳統焚燒秸稈造成的土壤、生態資源污染問題，并提升農業生產綜合經濟效益。在農作物種植生產期間，為提升農作物的產量及品質，技術人員會借助各種農機、化學藥劑、化學肥料等開展農作物田間管理，規避各種不良因素對作物生長的影響。但大量化學藥劑、化學肥料等產品的長期、過量使用，會對土壤質地、肥力基礎造成影響，促使土壤質地黏重、鹽堿化、重金屬含量超標、有機質含量下降等，威脅后續作物的生長發育及產出品質量。同時，再加上自然生態風蝕、土表徑流等問題，土壤中養分及有機質含量逐步下降，加重土壤板結、鹽堿化、貧瘠化。一、秸稈主要成分農作物秸稈是農作物種植期間所產生的一種副產品，屬于可再生生物質資源。利津縣農作物種植面積廣闊，秸稈資源豐富，多用于畜牧養殖生產飼料、工業原料、能源材料及肥源物質渠道。傳統農業生產期間，農作物種植種類較雜、單一品種秸稈量少，無法實現規模化可循環利用，部分農戶會選擇焚燒或廢棄的方式處理作物秸稈。隨著近年來秸稈還田措施的大面積推廣，秸稈還田模式逐漸被農戶接受并大面積的應用。秸稈作為土壤養分物質的載體，其中含有大量的氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫等大中微元素，以木質素、纖維素及半纖維素組成。作物秸稈的碳氮比主要在60∶1～80∶1之間，有機碳含量豐富，施入土壤中可以有效提升土壤中有機質含量。同時，秸稈還田腐化后，分解出的養分被作物吸收利用，同等栽培管理條件下，秸稈還田地塊豐產性更強。二、秸稈還田主要方式目前，在利津縣農作物生產期間，秸稈還田主要可分為直接還田、間接還田兩種。1、秸稈直接還田秸稈直接還田是指在農作物（玉米、大豆、小麥、水稻等）產品收獲后，使用粉碎機械將剩余的農作物秸稈粉碎拋撒還田，隨后借助旋耕、犁耕等機械將粉碎后的秸稈翻入土中的一種土壤管理技術。秸稈直接還田方法可行性強、操作便捷，能夠將農作物秸稈資源快速轉化為土壤肥力，并提升土壤的有機質含量、豐富土層結構。但在實際生產應用期間，需注重以下幾點。①合理控制還田秸稈數量一次性還田大量秸稈可能會致使土壤過于疏松、上層土壤懸空，影響下茬作物根系的下扎與營養吸收利用性，降低土壤保肥保水性。因此，建議秸稈還田量控制在300～500kg/667m2之間為宜。依據常見大田農作物種類來分析，水稻、小麥的秸稈還田量控制在150～200kg即可，玉米、高粱等秸稈可以全部還田。②同期施用氮肥農作物收獲時，作物秸稈中的碳氮比含量相對較高，在分解為營養元素時會對土壤中的氮素造成一定量的消耗。因此，在秸稈還田時，建議施碳酸銨10kg/667m2或尿素3kg/667m2，均勻撒施至秸稈上，隨機械翻耕入土。通過補充土壤中的氮元素，促進農作物秸稈的分解、腐熟效果。③選擇適宜的翻埋時間農作物秸稈翻埋處理最佳時間為作物收獲后。作物收獲后立即對秸稈進行粉碎翻埋，此時秸稈含水量處于較高的水平，土壤翻埋處理后腐熟速度提升，對下茬作物影響較小。在部分干旱地區，建議采取邊收獲、粉碎秸稈，邊翻埋的處理方式，促進秸稈的分解。④施用生石灰農作物秸稈在土壤中分解時會產生有機酸，有機酸在土壤中會對作物的根系生長形成抑制，從而影響根系生長效果。在土壤翻埋時，施生石灰30～50kg/667m2，均勻撒施。生石灰可以對土壤中的酸性物質進行綜合，從而避免土壤偏酸造成根系的影響，同時可以促進作物秸稈的分解腐化。2、秸稈間接還田①堆漚還田法堆漚還田是指將農作物（玉米、大豆、小麥、水稻等）秸稈進行粉碎后，并對秸稈含水量進行調節，將其堆壓處理，借助微生物在高溫條件下的生物轉化活動，快速分解出大量的有機物質，同時達到高溫滅菌、滅蟲的效果，堆漚處理后的作物秸稈再次統一還田處理。經由堆漚處理后的作物秸稈在還田后，可以減少病蟲害的傳播與影響，并提升土壤肥力基礎。在開展秸稈堆漚還田時，首先需要選擇適宜的堆漚處理場地，通常為田間地頭、空閑地等區域，便于秸稈的堆積及處理。將農作物秸稈充分粉碎至低于10cm的秸稈段，澆灌一次透水，促使秸稈含水量在70%左右。隨后，將秸稈與腐熟有機肥充分混合，通常添加有機肥1000kg/500kg作物秸稈。將混合好的作物秸稈及有機肥堆成山形，在上方使用泥漿或塑料薄膜密封處理，以保障堆體的溫度及濕度。通常在堆漚處理1個月左右，作物秸稈會轉變為褐色或深褐色，濕度大時秸稈柔軟有彈性，干燥時質地脆易碎，此時作物秸稈已充分腐熟，完成堆漚處理。為提升秸稈堆漚處理效果，在夏季可以在田間地頭等區域挖一個容積在3～5m3的土坑。水分易下滲的坑底上可以鋪放一層防水布或塑料薄膜防滲，防滲層上方鋪設一層厚度10～20cm的熱源，即動物糞肥。將作物秸稈與腐熟有機肥充分混合，并澆灌水分，促使混合物含水量在70%～80%之間。處理結束后壓實，上方使用塑料薄膜覆蓋保溫，每間隔10～15d翻動1次混合物，充分堆漚處理1個月左右達到腐熟效果。堆漚處理后的作物秸稈與有機肥混合物，在下茬作物種植前1周作為有機肥施入土壤中即可，施入量在500～2000kg/667m2之間。堆漚還田法對比秸稈直接還田法，秸稈中的病菌、蟲害等通過堆漚發酵得到有效的清除，可以顯著降低田間病蟲害發生率及危害程度，適用于歷年病蟲害發生較嚴重的地塊。②過腹還田法過腹還田法是指將田間作物秸稈收集后統一處理，作為飼料飼喂牲畜，再將牲畜日常活動中排出的糞便進行腐熟，作為有機肥還田，形成可循環利用的模式。過腹還田法應用在農作物生產中，進一步提升了農業副產品的附加值，實現農業生態系統可循環發展。秸稈在經過青貯、粉碎等處理方式后，作為飼料飼喂草食性牲畜。秸稈飼料在進入牲畜消化道中，秸稈的部分養分物質被牲畜消化吸收利用，轉化為動物生長所需的能量及蛋白質，未能消化的部分則以糞便的形態排出提升。此類排出的糞便中含有多種營養元素，在通過高溫腐熟處理后，可以作為有機肥施入土壤，豐富土壤理化性狀，改善土壤肥力，促進農作物的良好生長。三、秸稈還田對土壤肥力及作物產量的影響農作物種植生產期間，土壤作為作物生長的載體，土壤肥力基礎對作物的產量及品質影響較大。土壤中含有豐富的營養元素，當土壤肥力基礎較差時，無法供應作物生長期間所需的養分基礎，會致使作物生長發育異常，最終影響產量及品質。當土壤中缺乏氮元素時，作物長勢衰弱、葉色淡、光合作用效果差；當缺乏磷元素時，作物莖稈細弱、果實少而小；當缺乏鉀元素時，作物光合作用產生的有機物無法正常在植株內傳輸應用，植株易倒伏，果實品質差。除此之外，缺乏部分中微量元素也會影響作物的正常生長。因此，在作物生長期間，需要通過各種方式提升土壤肥力基礎，以促進作物高產豐產。秸稈還田作為一種培肥地力的高效方式，可循環利用性強。農作物秸稈中有機質平均含量高達15%，并含有多種作物生長期間所必需的中微量營養元素。而且，秸稈在農事生產中來源廣、數量多、資源量豐富，將秸稈作為肥料應用在作物生長期間，具有諸多優勢。1、秸稈還田對土壤肥力的影響①提升土壤有機質含量秸稈還田后作為肥料施入土壤中，可以減少秸稈收獲后一系列的處理流程，降低人力資源消耗量的同時也減少了肥料成本的投入。農作物秸稈中含有大量的氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫等多種大中微量元素，通過腐熟分解后，營養元素在土壤中停留，培肥地力，提升土壤中全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀等營養元素的含量。以常見還田作物秸稈玉米為例，玉米秸稈通常是由莖稈、穗、葉片等組成，成株莖稈直徑在25～40mm之間，秸稈為實心，株高800～3000mm。玉米秸稈中含有多種營養元素及有機質，其中，碳水化合物占比在30%以上，蛋白質含量2%～4%，脂肪含量0.5%～1%，粗纖維含量37.7%，粗灰分含量9.5%，含氮量0.6%、含磷量0.27%、含鉀量2.28%，有機質含量達15%左右。玉米秸稈在直接還田腐熟后，營養元素、有機質等會被轉換為農作物可吸收利用的營養元素，培肥地力。依照還田玉米秸稈量500kg/667m2進行計算，可以增加土壤有機質75kg。同時，秸稈還田后腐化系數會得以提升，達0.25～0.5，即表示還田處理的秸稈中有25%～50%會轉變為土壤腐殖質。秸稈在腐熟處理后形成大量的腐殖酸，腐殖酸與土壤中的鈣、鎂等元素進行有效結合，形成腐殖酸鈣及腐殖酸鎂，在提升土壤疏松透氣性的基礎下，促進土壤水冷性團粒的形成，增加土壤孔隙度，從而實現調節土壤板結、保水保肥性效果的提升。相關試驗研究表明，在某一地塊連續3年開展作物秸稈直接還田300kg/667m2，可以提升土壤有機質含量0.05%～0.09%之間、速效磷含量增加0.5～3.0mg/kg、速效鉀含量增加5～10mg/kg、土壤容重下降0.01～0.08g/m3、土壤總孔隙度提升1.11%。②提升土壤酶活性水平土壤中酶活性水平對作物生長影響較為關鍵，土壤中大部分的酶為蛋白質，在植物體內主要體現在催化、植株生長調節等作用。作物吸收酶后作用在葉片上，可以起到固氮的效果；在作物莖稈中可以促進莖稈細胞的增殖及活性；在作物根部可以促進根系的生長，增強植株對肥水的代謝能力；在土壤中，可以對土壤中的氮磷鉀元素進行活化，從而提升作物對土壤肥料的吸收與利用水平。作物生長期間，當缺乏中微量元素表現出缺素癥狀后，酶還可以起到協調生長的效果，對作物的生長狀態進行調節，減輕缺素癥對植株生長的影響。秸稈還田后，土壤中的酶活性會出現一定程度的提升，減少由于長期、過量施入化學肥料而造成的土壤板結、鹽堿化、退化等情況。秸稈還田時，秸稈腐化后會增加土壤中微生物的種類及數量，優化土壤種植環境條件，促使微生物分泌出大量的酶物質，增強土壤酶活性，提升土壤中的纖維素酶、蔗糖酶等多種酶活性，促進土壤中的有機質快速轉化，并為微生物的活動及增殖提供碳源。有研究學者證明，在農作物種植田塊秸稈粉碎覆蓋土表還田，對比地表鋪設防草布、透明地膜及反光膜來說更能提升土壤中的酶活性。秸稈還田對土壤中的過氧化氫酶活性、根際及非根際土壤的氨化細菌、真菌、放線菌等數量及脲酶、磷酸酶活性等活性均有不同程度的提升。以脲酶及磷酸酶等為例，其中，脲酶為土壤酶中對尿素具有轉化作用的酶成分，土壤脲酶的活性對土壤及肥料中的氮元素循環利用有著重要作用。同時，土壤脲酶還可以增強土壤中潛在養分的有效轉化速率，在土壤生產研究中，通常會以土壤中脲酶的活動水平對土壤肥力水平進行評價，其能夠反映出土壤生產力的狀態。土壤脲酶活性的提升對土壤肥力基礎及作物營養元素吸收利用率有重要影響，成正比。磷酸酶在土壤中屬于主要酶類的一種，其能夠將對應底物去磷酸化的酶進行水解處理，并將底物分子中的磷酸基團去除，生成大量的磷酸根離子及羥基。磷酸酶在土壤中可分為兩大類，分別為酸性磷酸酶、堿性磷酸酶。其中，酸性磷酸酶能夠從不同的磷酸酶底物上生成水解磷酸基團，供由作物吸收轉化為營養元素。而堿性磷酸酶為非特性磷酸單脂酶，對磷酸單脂進行催化、水解，生成大量的無機磷酸及醇、酚等物質元素，供由作物的吸收與利用。秸稈還田腐化后，土壤中微生物、酶等活性得以提升，此類物質被作物吸收利用后，可以顯著提升作物的產量及品質。2、秸稈還田對作物產量的影響秸稈還田后作物是否達到增產、增收、增質的效果，通常與秸稈還田時的農事操作及秸稈品質影響較大。當秸稈還田期間，操作方法不當時，例如秸稈粉碎長度過長，超過10cm的秸稈小段，在深翻整地時翻入土壤中，會造成土壤中的孔隙度過大。作物種子在播種后，土層懸空，出苗后無法完成根系的有效下扎，從而影響幼苗的生長效果。在秸稈還田時，需將作物秸稈粉碎至10cm以下的小段，同時進行旋耕整地，并鎮壓土壤，確保土面平整，無大塊坷垃、無懸空等現象，避免影響作物的發芽及生長。通常來說，秸稈還田后作物的產量對比非秸稈還田地塊產量相對較高，秸稈科學還田后處理的地塊同樣管理下對比未還田地塊水稻增產達8%～15%、小麥增產可達5%～13%、棉花增產可達4%～9%、玉米增產可達5%～12%。作物秸稈還田方式種類較多，通常可分為直接還田和間接還田兩種，不同的還田處理方式下，對作物的增產效果有所差異。由于間接還田時，作物秸稈多為腐熟狀態或還田有機肥，因此無需施入氮肥促進秸稈腐化。而直接還田時，秸稈尚未腐化，在翻埋秸稈時需施入氮肥、生石灰等，提升土壤中還田秸稈的快速分解腐熟效果，為作物的生長奠定肥力基礎。除此之外，秸稈直接還田時，由于秸稈中殘留病原、病蟲害種類較多，田間腐化殺菌、殺蟲效果不顯著，因此，作物生產時需加強對病蟲害的防治管理工作。在部分歷年病蟲害發