1引言

衡南县作为湖南省重要的粮食生产基地，水稻种植面积达138万亩，年产秸秆约3685万吨。近年来，随着国家对农业可持续发展战略的深入实施，秸秆还田技术逐渐受到关注。在衡南县的农业生产实践中，秸秆处理一直是困扰农民的重要问题。传统的秸秆焚烧方式不仅造成环境污染，还导致养分损失，与国家提倡的绿色农业发展理念背道而驰。秸秆还田不仅能够有效解决秸秆处理问题，还能够实现农业资源的循环利用，对改善土壤质量、提高作物产量具有重要意义。从环境保护角度来看，秸秆还田可以减少秸秆焚烧带来的空气污染，降低温室气体排放；从经济效益角度来看，可以减少化肥使用量，降低生产成本，提高农民收入。

2 研究方法

本研究采用科学严谨的实验设计方法，在衡南县选取具有代表性的三个乡镇（江口、茶市、松江）作为试验区域，每个乡镇分别设置对照组（传统耕作方式）和试验组（秸秆还田），试验田块面积均为1亩，共设置18个试验小区。试验持续时间为三年（2022-2024年），采用统一的水稻品种、统一的栽培管理措施。监测指标包括土壤理化性质（有机质含量、全氮、有效磷、速效钾、pH值、容重、孔隙度等）、产量指标（株高、穗长、结实率、千粒重、亩产量等）以及经济效益指标（投入成本、产出收益等）。土壤样品采集按照“S”型采样法在试验小区采集0-20cm耕层土壤，每个小区混合样品500g，风干后进行相关指标测定。产量测定采用实割实测方法，每个小区取样点3个，每个取样点面积4㎡。同时，通过问卷调查和实地访谈的方式，收集农户对秸秆还田技术的接受程度和实施过程中存在的问题。

3 秸秆还田对土壤肥力的影响

3.1 土壤有机质含量变化分析

通过对衡南县试验区的长期监测数据显示，水稻秸秆还田对土壤有机质含量的提升效果显著。在还田前，试验区土壤有机质含量普遍处于15-20 g/kg的水平，这一数值处于当地农田土壤的中等偏下水平。经过连续三年的秸秆还田处理后，土壤有机质含量显著提升至22-25 g/kg，平均提升幅度达到20%。这种提升得益于秸秆中丰富的有机物质在土壤中的积累和转化。研究发现，水稻秸秆中碳氮比约为40:1，含有大量的纤维素、半纤维素和木质素等有机物质。这些有机物质在土壤微生物的作用下逐步分解，一部分转化为稳定的土壤有机质，另一部分则转化为腐殖质，从而持续改善土壤有机质含量。值得注意的是，有机质含量的提升呈现出渐进性特征，第一年提升约8%，第二年提升约15%，到第三年达到20%的整体提升水平，这表明秸秆还田对土壤有机质的改善是一个持续积累的过程。

3.2 土壤养分含量变化分析

秸秆还田显著改善了土壤的养分状况，主要体现在全氮、有效磷和速效钾三个关键指标上。首先，土壤全氮含量从还田前的0.8 g/kg逐步提升至1.2 g/kg，提升幅度达到50%。这种提升源于秸秆中氮素的缓慢释放，水稻秸秆中氮含量约为0.5-0.8%，虽然初期会发生氮素固定，但随着分解过程的持续进行，固定的氮素逐步被释放，最终转化为土壤有效氮素。其次，有效磷含量从15 mg/kg提高到20 mg/kg，增幅达到33%。磷素的增加主要来自两个方面：一是秸秆本身含有的磷素释放，二是秸秆分解过程中产生的有机酸能够活化土壤中难溶性磷素。最后，速效钾含量从80 mg/kg提升至100 mg/kg，提升25%。水稻秸秆中钾素含量较高，约1.5-2.0%，且以水溶性和易交换性形态为主，还田后能快速转化为土壤速效钾，显著提高土壤供钾能力。

3.3 土壤物理性质改善分析

秸秆还田对土壤物理性质的改善效果主要体现在土壤容重降低和孔隙度提高两个方面。土壤容重是反映土壤紧实程度的重要指标，试验数据显示，经过三年秸秆还田处理，土壤容重降低了5-8%，从原来的1.35 g/cm³降至1.25 g/cm³左右。容重的降低主要是由于秸秆还田增加了土壤有机质含量，改善了土壤团聚体结构，减少了土壤紧实度。同时，土壤孔隙度提高了2-3个百分点，从原来的45%提高到47-48%。孔隙度的提高对改善土壤通气性、蓄水保墒能力具有重要意义。这种改善得益于秸秆分解过程中产生的有机胶体物质，它们能够粘结土壤颗粒，形成稳定的团聚体，增加土壤中大孔隙和毛管孔隙的比例。土壤物理性质的改善进一步促进了作物根系的生长发育，提高了土壤的耕作性能，为作物生长提供了更好的土壤环境。特别是在水稻生产中，适宜的土壤容重和孔隙度能够保证水稻根系的正常生长和养分吸收，对提高产量具有重要意义。

表1 秸秆还田对土壤理化性质的影响

4 对水稻产量的影响

4.1 短期影响分析（1-2年）

秸秆还田在实施初期（1-2年）对水稻产量存在短暂的抑制作用，试验数据显示产量降幅在2-3%之间。具体表现为：第一季实施秸秆还田后，每亩产量由原来的525kg下降至510kg左右，降幅约2.8%；第二季产量降幅收窄至1.5%左右。这种产量下降现象主要源于微生物分解秸秆过程中的“养分固持效应”。当新鲜秸秆被还田后，土壤中的微生物群落开始大量繁殖，这些微生物在分解秸秆的过程中会暂时固定土壤中的氮素和磷素等养分用于自身生长繁殖，导致这些养分短期内不能被水稻吸收利用。研究发现，水稻秸秆中碳氮比（C/N）较高，约为40-60:1，而微生物体内的碳氮比约为8:1，因此微生物在分解秸秆时需要从土壤中吸收额外的氮素来满足自身生长需求，这就造成了养分的暂时性固定。这一阶段通常持续3-4个月，直到微生物死亡分解后，被固定的养分才能重新释放到土壤中。

4.2长期影响分析（3年以上）

经过3年以上的持续还田，秸秆还田对水稻产量的积极影响开始显现，试验数据显示产量提升幅度达到5-8%。在衡南县的试验区中，水稻平均亩产从最初的525kg提升至565kg，增产幅度达到7.6%，最高的试验地块甚至达到了580kg/亩。这种产量提升效应主要体现在以下几个方面：首先，经过长期秸秆还田，土壤有机质含量显著提高，土壤团粒结构改善，增强了土壤保水保肥能力；其次，随着秸秆的持续分解，土壤中的有效养分含量逐渐提高，特别是速效钾含量的提升显著改善了水稻的抗逆性；第三，土壤微生物区系逐渐稳定，形成了良性的养分循环系统。试验数据显示，实施秸秆还田3年后的试验区，水稻分蘖成穗率提高了5.2个百分点，每穗实粒数增加12-15粒，千粒重提高1.2-1.5g，这些产量构成因素的改善共同促进了产量的显著提升。

表2 秸秆还田对水稻产量的影响（单位：kg/亩）

4.3稻米品质改善分析

秸秆还田对水稻品质的改善效果显著，主要表现在蛋白质含量提高和垩白率下降两个方面。通过对试验区水稻样品的检测分析发现，实施秸秆还田3年后，稻米蛋白质含量从原来的6.8%提升至7.3%，提高了0.5个百分点。这种提升源于土壤中氮素供应的改善，秸秆分解释放的氮素能够持续、稳定地供应水稻生长，有利于蛋白质的合成和积累。同时，垩白率从原来的15%下降到12%，下降了3个百分点，米粒透明度显著提高。垩白率的降低与秸秆还田后土壤水分调控能力增强有关，良好的土壤水分条件有利于淀粉的充分积累和结晶。此外，秸秆还田还改善了稻米的外观品质和蒸煮品质，糙米率提高1.2个百分点，整精米率提高1.5个百分点，直链淀粉含量趋于适中，显著提升了稻米的商品价值。

表3 秸秆还田对稻米品质的影响

5 推广建议

5.1 还田时机选择

水稻秸秆还田的时机选择直接关系到还田效果和下季作物生长，需要综合考虑气温、土壤水分等环境因素。根据衡南县的气候特点和种植制度，最佳还田时间应在水稻收获后的7-10天内完成。这个时期的气温通常在20-25℃之间，土壤含水量在60-70%，有利于秸秆的快速分解。若在寒冷季节还田，由于温度低，微生物活性下降，秸秆分解速度慢，容易影响下季作物的播种和出苗。实践证明，在双季稻区，早稻收获后立即还田的效果最好，此时气温高，降雨充沛，微生物活性强，秸秆分解速度快。而晚稻收获后的还田则需要注意土壤水分管理，可以通过适当灌水来调节土壤水分，促进秸秆分解。

5.2 秸秆处理方式

秸秆还田前的处理方式对其分解速率和养分释放具有重要影响。根据试验研究和实践经验，推荐采用“粉碎+快速腐熟”的处理方式。首先，秸秆粉碎要求长度控制在10cm以下，最佳粉碎长度为5-8cm，粉碎过程要求均匀，避免局部堆积。可以采用水稻联合收割机带粉碎装置直接粉碎还田，或使用专用秸秆粉碎机进行粉碎。其次，为促进秸秆快速腐熟，建议配施微生物菌剂，用量为3-5kg/亩，同时喷洒1%的尿素溶液，每亩用量30-50kg。研究表明，经过这样处理的秸秆，分解速度可提高40-50%，养分释放更均匀。在粉碎过程中，要注意保持适宜的粉碎湿度，过干或过湿都会影响粉碎效果。

5.3 配套措施

秸秆还田需要配套一系列技术措施才能确保效果。首先是土壤调节措施，还田前要进行土壤pH值检测，pH值低于5.5的酸性土壤要施用石灰进行调节，用量为100-150kg/亩；其次是肥料配施措施，考虑到秸秆分解初期会固定部分氮素，需要补充速效氮肥，建议增施尿素10-15kg/亩，同时可以配施磷肥5-8kg/亩，以平衡养分供应。水分管理也是关键措施之一，还田后要保持适宜的土壤水分，旱季注意补充灌溉，湿季注意排涝防渍，土壤水分以湿润状态为宜。此外，要注意病虫害防治，秸秆还田初期易滋生病原菌和害虫，要及时进行预防性喷药。

5.4 补贴措施

为推动秸秆还田技术的广泛应用，建议建立健全补贴机制。首先，对实施秸秆还田的农户给予直接补贴，当前衡南县秸秆还田补贴标准为35元/亩，建议提高到50元/亩，并将补贴期限延长至5年，以调动农民积极性。其次，对秸秆还田机械购置给予补贴，包括粉碎机、深耕机等设备，补贴比例建议为购置价格的30-50%。第三，设立秸秆还田示范基地补贴，对规模在50亩以上的示范基地给予每亩100元的额外补贴，用于支持技术创新和经验推广。补贴发放要建立严格的监管机制，采用“先实施、后补贴”的方式，通过实地验收、影像记录等方式确保补贴政策落实到位。

5.5 技术培训

技术培训是确保秸秆还田技术有效实施的重要保障。建议采取“三层次”培训体系：第一层次是针对农技人员的专业培训，每年组织2-3次，内容包括最新研究进展、技术要点、实施方案制定等；第二层次是面向种植大户和农机手的操作技能培训，每年举办4-6次，重点讲解机械操作、还田技术要点、注意事项等；第三层次是面向普通农户的实用技术培训，采用田间示范、现场观摩等方式，每个乡镇每年至少举办2次。培训形式要多样化，既要有课堂讲授，也要有田间实践；既要有技术交流，也要有经验分享。同时，要建立技术服务热线，为农民提供及时的技术咨询和指导。

参考文献

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