CN111886960B - 一种水稻秸秆还田方法 - Google Patents

Abstract

一种水稻秸秆还田方法，它涉及农业领域，本发明要解决水稻秸秆还田腐熟慢、养分释放少的问题。本发明在堆肥过程中，利用稻田土与秸秆混合堆肥，并在堆体内设置不同的秸秆粉碎长度区域，通过分阶段秸秆还田方式，解决了水稻秸秆还田腐熟慢、养分释放少导致水稻生长状态差、产量低的问题。本发明无需加入秸秆腐熟剂的情况下，能够有效提高秸秆的腐熟速率，充分释放秸秆的养分。本发明应用于秸秆还田领域。

Description

一种水稻秸秆还田方法

技术领域

本发明涉及农业领域，具体涉及一种水稻秸秆还田方法。

背景技术

当前防止秸秆焚烧、鼓励秸秆还田，保护环境，发展生态农业已经成为主要的发展方向。秸秆还田具有增加土壤有机质、腐殖酸和矿物质等作用，能够促进土壤微生物繁殖和土壤团粒结构的形成，提高土壤肥力，改善农作物营养条件，促进作物生长，提供土壤利用率。但是，秸秆直接还田存在引起土壤碳氮比失调、有机酸累积、耕作播种困难、新出苗长势不旺等问题。秸秆堆肥是将农作物秸秆变成优质有机肥，不仅解决农业废弃物秸秆，还能生产优质有机肥，改良土壤，提高土壤肥力，保护生态环境。但是水稻秸秆堆肥还存在以下问题：水稻等秸秆有腊质层，很难吸水，导致堆体吸水不均匀，发酵不彻底，导致堆肥效果差。还需要大量附加有机肥、化肥等。翻堆频繁等工作量大。由于秸秆堆肥技术操作繁琐、用工量大且堆腐效果不好，难以在农村大面积推广。

而且，不同于旱田作物秸秆还田在有氧、气温适宜利于发酵，水稻秸秆还田往往是在秋季收割时进行，还田后马上秋耕进入冬季气温较低不易发酵腐熟，一直到第二年水稻进入分蘖期时温度升高，地下的秸秆才能进行发酵。可知，水稻秸秆还田后秸秆需要一个腐熟分解的过程，在冬天、初春气温低，保水时间长，形成密闭的环境，秸秆腐烂分解速度缓慢。在水稻种植期间，温度逐渐回升，秸秆也开始迅速发酵，在水稻秸秆还田量大时，会严重影响水稻的生长发育，如造成水稻伤根、红苗、缩苗不长等，从而影响水稻产量。

发明内容

本发明的目的是为了解决水稻秸秆还田腐熟慢、养分释放少的问题。而提供一种水稻秸秆还田方法。

本发明的一种水稻秸秆还田方法，它是按照以下步骤进行的：

1)取田间水稻秸秆粉粹后置于堆肥池内，然后取秸秆所在稻田内土壤与粉碎后的秸秆混合，拢成堆状；堆体顶部向内凹陷，向凹陷处加水，浸润秸秆，放置1～3天后，并使堆体内秸秆湿度保持在20～30％；放置结束后加入畜粪混合搅拌，然后加水使秸秆堆的含水量达到60～70％，进行堆肥发酵，在堆体内温度达到55～70℃时，进行翻堆处理，待堆体10～20％腐熟后，将部分堆体进行还田，且所述的部分堆体含有腐熟秸秆；

所述的稻田内土壤加入量为堆体重量的5～10％；

2)向步骤1)堆肥池剩余的堆体内加入畜粪，继续堆肥发酵直至堆体腐熟；

3)将步骤2)腐熟后的秸秆进行还田，并采用旋耕机旋耕入土，完成所述的水稻秸秆还田；步骤1)和2)中加入畜粪的总施加量为堆肥中秸秆干重的5～8％。

步骤1)中放置1～3天后，目的是使稻田土壤内的原生菌提供缓冲期，使一部分增殖，为后续大量增殖提供基础。

进一步地，在秸秆还田后采用水稻-玉米或者水稻-大豆的方式进行轮作。

进一步地，当年水稻收获后，将水稻秸秆还田，第二年在玉米播种后，向田内施加尿素和复合肥，第三和第四年种植水稻，然后以玉米种植一年，水稻种植两年的顺序种植；其中，在种植水稻前，在稻田内采用权利要求1的方法将其它稻田内的秸秆进行还田，并在水稻种植期间施加有机肥。

进一步地，在当年水稻收获后，将水稻秸秆还田，第二年在大豆播种后，向田内施加复合肥，第三年种植水稻，然后以大豆种植一年，水稻种植两年的顺序种植；其中，并在种植水稻前，在稻田内采用权利要求1的方法将其它稻田内的秸秆进行还田，并在水稻种植期间施加有机肥。

进一步地，堆体内部设置有多个三角形结构区，三角形结构区内的秸秆碎段大小为2～4cm，三角形结构区外的秸秆碎段大小为6～10cm；所述的三角形结构区由堆体上部至底部均匀分布，每个三角形结构区的面积相同，且均为堆体面积的10～30％。

进一步地，稻田的土壤取自稻田的四角处，以及当年该稻田内水稻生长相对旺盛区域的土壤。

进一步地，待堆体10～20％腐熟后，将部分堆体进行还田，将堆体置于第二年注水口区的稻田内，或者稻田的中心区域。

进一步地，所述的堆体形状为金字塔形、梯形或者圆柱体形。

进一步地，步骤1)中取堆体重量10～30％的堆体进行还田。

进一步地，在步骤1)已经还田的秸秆上施加的步骤2)腐熟后的秸秆量与该稻田内其它区域施加的秸秆量相同。

进一步地，所述的水稻秸秆还田适用于黑龙江省第一积温带至第四积温带，尤其适用于东宁县水稻种植区。

由于黑龙江省东宁县处于东宁盆地区内绥芬河右岸的冲击平原，受海洋气候影响，温和湿润，年平均气温5.8℃，属于第一积温带，有效积温2900～3000℃，无霜期150d，雨热同季，水量充沛。由于该地区异于黑龙江省其它地区低温期长的特点，该地区，低温区尤其是低于零下温度时间相对较短，且高温期较短，而温度适宜期(25度左右)相对较长。因此，该地区的微生物不同于黑龙江省其它地区，该地区的微生物生长繁殖更加佳，鉴于以上特点，本发明设计了待堆体10～20％腐熟后，将部分堆体进行还田，再将剩余部分还田的方式，此种方式是本发明长期在该地区实验后得出的，本发明在该地区秸秆还田中发现，受该地区气候影响，先期返田秸秆中的微生物较其他地区，生长更迅速，更易形成优势菌株，在秸秆腐熟或者第二年繁殖中，更具有优势，且能够在后期剩余部分秸秆还田中，抑制其它菌株生长，有利于相似的优势菌株有效利用营养物质，快速的生长。而且，本发明所设计的三角形结构区堆体结构，能够使该地区的菌株保持在一个相对适宜的温度，较其它地区堆肥中的微生物，此种方式更易于地区的微生物生长。

本发明包含以下有益效果：

本发明将水稻秸秆与稻田土壤混合进行堆肥前期发酵一段时间，采用此种方式将稻田内的有益于水稻生长的菌(比如硫酸盐还原菌，产碱假单胞菌，有利于去除镉等重金属元素，提供酸性环境抑制有害菌的生长等)进行扩培后返还到稻田内，在返还时，选择返还区域，主要在灌水口处，稻田的四角处或者中心区域，或者易于有益菌分散至整体稻田的区域。此种方式针对北方地区，可以在水稻收割期，温度相对适宜的情况下，进一步在稻田内繁殖。加入畜粪(猪粪或者牛粪)类有机肥进行堆肥发酵，并提供发酵所需营养元素。本发明在作物轮作上采用水稻、玉米轮作方式，采用两种北方常见的作物进行轮作，既能够提高水稻产量，又能降低玉米的病虫害侵袭。采用玉米轮作一年，水稻种植两年的方式进行轮作，并且有效利用秸秆还田为田地提供必要的养分，防止耕地的养分损耗大，影响后期的作物产量。同时，还可以采用水稻-大豆进行轮作，能够有效修复稻田内的重金属的污染。

本发明创新性地在堆体内设置多个三角区域，并且在三角区域内秸秆长度小于其他区域的长度，由于长度小，此区域内的秸秆和土壤的混合物相对更密集，此种设计能够使堆体内三角区域的微生物形成一个相对密集、密闭的空间，利于厌氧或者兼厌氧的微生物增殖，三角区域***的堆体秸秆长度相对长，堆积后的缝隙大，且不在堆体中心区域，通风效果好，利于有氧微生物的增殖，通过此种设计实现了不同类型的微生物增殖，从而待堆体10～20％腐熟后，将部分堆体进行还田后实现了不同类型微生物在稻田内的繁殖，防止由于堆体过度缺氧或者过度有氧，不能得到多种类型微生物的繁殖。影响稻田有益微生物的返还稻田效果。本发明无需加入秸秆腐熟剂的情况下，能够有效提高秸秆的腐熟速率，充分释放秸秆的养分。

本发明在堆肥过程中，利用稻田土与秸秆混合堆肥，并在堆体内设置不同的秸秆粉碎长度区域，通过分阶段秸秆还田方式，解决了水稻秸秆还田腐熟慢、养分释放少导致水稻生长状态差、产量低的问题。

具体实施方式

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将详细叙述清楚说明本发明所揭示内容的精神，任何所属技术领域技术人员在了解本发明内容的实施例后，当可由本发明内容所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明内容的精神与范围。

本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1

本实施例的一种水稻秸秆还田方法，它是按照以下步骤进行的：

1)在东宁县水稻种植田内的水稻收获后，取水稻秸秆进行粉粹后置于堆肥池内，然后取秸秆所在稻田内土壤与粉碎后的秸秆混合，拢成堆状；堆体顶部向内凹陷，向凹陷处加水，浸润秸秆，放置2天后，并使堆体内秸秆湿度保持在20～30％，再加入畜粪；混合，然后加水使秸秆堆的含水量达到65％，进行堆肥发酵，在堆体内温度达到60℃时，进行翻堆处理，待堆体15％腐熟后，将部分堆体进行还田至稻田的中心区域，且还田的堆体含有腐熟秸秆；

所述的稻田内土壤加入量为堆体重量的8％；

2)向步骤1)堆肥池剩余的堆体内加入畜粪，继续堆肥发酵直至堆体腐熟；

3)将步骤2)腐熟后的秸秆进行还田，并采用旋耕机旋耕入土，完成所述的水稻秸秆还田；步骤1)和2)中加入畜粪的总施加量为堆肥中秸秆干重的6％。

所述的堆体形状为金字塔形。堆体内部设置有多个三角形结构区，三角形结构区内的秸秆碎段大小为2cm，三角形结构区外的秸秆碎段大小为7cm；所述的三角形结构区由堆体上部至底部均匀分布，每个三角形结构区的面积相同，且均为堆体面积的20％。稻田的土壤取自稻田内水稻生长相对旺盛区域的土壤。

实施例2

本实施例在秸秆还田后采用水稻-玉米的方式进行轮作。轮作方式：当年水稻收获后，按照实施例1的方式将水稻秸秆还田，第二年在玉米播种后，向田内施加尿素(11kg/亩)和玉米专用肥，第三和第四年种植水稻，并在水稻插秧一周后施加有机肥(30kg/亩)。

实施例3

本实施例在秸秆还田后采用水稻-大豆的方式进行轮作。

在当年水稻收获后，将水稻秸秆还田，第二年在大豆播种前，向田内施加大豆专用型药肥(按说明施加)，第三年种植水稻，然后以大豆种植一年，水稻种植两年的顺序种植；其中，并在种植水稻前，在稻田内采用权利要求1的方法将其它稻田内的秸秆进行还田，并且施加尿素和复合肥，所施加的尿素和复合肥量要大于玉米播种前的施加量。

实施例1的水稻秸秆在当年11月份之前还田后，每隔20天取还田的秸秆，共取3次，洗净后烘干，测定秸秆失重率。并测定原始样以及每次取样中的全碳、全氮、全磷和全钾的含量，计算秸秆养分释放率(养分释放率＝剩余秸秆养分量(kg)/原始秸秆养分量(kg)×100％)。

结果显示，失重率：实施例1水稻秸秆还田后第20天取样的水稻秸秆失重率(％)＝15.8；第40天取样的水稻秸秆失重率(％)＝21.9；第60天取样的水稻秸秆失重率(％)＝28.1；

全碳释放率：第20天取样的水稻秸秆全碳释放率(％)＝25.7；第40天取样的水稻秸秆全碳释放率(％)＝37.2；第60天取样的水稻秸秆全碳释放率(％)＝45.3；

全氮释放率：第20天取样的水稻秸秆全氮释放率(％)＝20.6；第40天取样的水稻秸秆全氮释放率(％)＝25.5；第60天取样的水稻秸秆全氮释放率(％)＝30.9；

全磷释放率：第20天取样的水稻秸秆全磷释放率(％)＝19.1；第40天取样的水稻秸秆全磷释放率(％)＝23.5；第60天取样的水稻秸秆全磷释放率(％)＝29.0；

全钾释放率：第20天取样的水稻秸秆全钾释放率(％)＝27.6；第40天取样的水稻秸秆全钾释放率(％)＝32.4；第60天取样的水稻秸秆全钾释放率(％)＝38.7。

由此可知，实施例1的方法能够在短时间内显著提高秸秆的腐解效果，并充分释放秸秆的养分。

采用龙稻21.进行实施例2和3的轮作种植试验，并以实施例1作为对照。水稻产量如下表：

注：表中不同字母的值在0.05水平上差异显著。

可知，采用轮作能够显著提高水稻的产量，但是相比较而言，实施例1的方法较常规水稻还田产量仍然具有显著的提高。

Claims (8)

1.一种水稻秸秆还田方法，其特征在于它是按照以下步骤进行的：

1）取田间水稻秸秆粉粹后置于堆肥池内，然后取秸秆所在稻田内土壤与粉碎后的秸秆混合，拢成堆状；堆体顶部向内凹陷，向凹陷处加水，浸润秸秆，放置1~3天后，使堆体内秸秆湿度保持在20~30%；放置结束加入畜粪混合搅拌，然后加水使秸秆堆的含水量达到60~70%，进行堆肥发酵，在堆体内温度达到55~70℃时，进行翻堆处理，待堆体10~20%腐熟后，将部分堆体进行还田，且所述的部分堆体含有腐熟秸秆；

所述的稻田内土壤加入量为堆体重量的5~10%；

2）向步骤1）堆肥池剩余的堆体内加入畜粪，继续堆肥发酵直至堆体腐熟；

3）将步骤2）腐熟后的秸秆进行还田，并采用旋耕机旋耕入土，完成所述的水稻秸秆还田；步骤1）和2）中加入畜粪的总施加量为堆肥中秸秆干重的5~8%；堆体内部设置有多个三角形结构区，三角形结构区内的秸秆碎段大小为2~4cm，三角形结构区外的秸秆碎段大小为6~10cm；所述的三角形结构区由堆体上部至底部均匀分布，每个三角形结构区的面积相同，且均为堆体面积的10~30%。

2.根据权利要求1所述的一种水稻秸秆还田方法，其特征在于在秸秆还田后采用水稻-玉米或者水稻-大豆的方式进行轮作。

3.根据权利要求2所述的一种水稻秸秆还田方法，其特征在于水稻-玉米轮作具体为：在当年水稻收获后，将水稻秸秆还田，第二年在玉米播种后，向田内施加尿素和复合肥，第三和第四年种植水稻，然后以玉米种植一年，水稻种植两年的顺序种植；其中，在种植水稻前，在稻田内采用权利要求1的方法将其它稻田内的秸秆进行还田，并在水稻种植期间施加有机肥。

4.根据权利要求2所述的一种水稻秸秆还田方法，其特征在于水稻-大豆轮作具体为：在当年水稻收获后，将水稻秸秆还田，第二年在大豆播种后，向田内施加复合肥，第三年种植水稻，然后以大豆种植一年，水稻种植两年的顺序种植；其中，在种植水稻前，在稻田内采用权利要求1的方法将其它稻田内的秸秆进行还田，并在水稻种植期间施加有机肥。

5.根据权利要求1所述的一种水稻秸秆还田方法，其特征在于待堆体10~20%腐熟后，将部分堆体进行还田，将堆体置于第二年注水口区的稻田内，或者稻田的中心区域。

6.根据权利要求1所述的一种水稻秸秆还田方法，其特征在于所述的堆体形状为金字塔形、梯形或者圆柱体形。

7.根据权利要求1所述的一种水稻秸秆还田方法，其特征在于步骤1）中取堆体重量10~30%的堆体进行还田。

8.根据权利要求1所述的一种水稻秸秆还田方法，其特征在于在步骤1）已经还田的秸秆上施加步骤2）腐熟后的秸秆量与该稻田内其它区域施加的秸秆量相同。