秸秆还田：日本成功经验解析与中国借鉴途径探究

导读

“人不出门难富贵、火不烧山地不肥”，这句谚语中包含着我国先辈基于生产实践的农耕智慧。焚烧秸秆是数千年来我国农业生产中一直沿用的做法，但随着现代文明的发展，环境面临的压力日渐加大，整治空气污染已不容迟疑。焚烧秸秆对人体健康造成的危害直接而显著，在这种背景下，禁烧秸秆守卫蓝天呵护健康，已是时代必选项，但在禁烧还田的过程中，出现的一系列问题，又让农业生产者颇有怨言甚至抵触，如何化解这种矛盾，是当前面临的重要生态和农业课题。

日本国土面积小，人口密度大，对农业产出日本往往采取“吃干榨尽”的方式，使其最大化利用，日本连畜牧饲料都严重依赖进口，在这种背景下，本国产出的秸秆更不会被轻易浪费掉。本文，笔者对一种在日本考察学习期间所接触到的秸秆还田的做法进行解析，并对在我国借鉴推行的途径进行探讨。以期为我国的秸秆还田措施提供参考和启发。

一、传统经验在新时代的困境

在机械化采收普及之前，河南山东等农业主产区，在小麦、玉米等收获之后，秸秆往往被拉回家然后码成垛，作为平日烧锅做饭或冬日取暖的燃料。对营养含量相对较高的大豆秸秆，则做粉碎处理后，用于喂养牛等牲口。

机械化迅速发展起来之后，烧秸秆取暖做饭的方式，逐渐被电能和燃煤等替代。2018年，我国主粮作物的综合机械化率已超80%，大大减轻了生产负担、缩短了收获时间。伴随着机械化的实施，对秸秆的处理也由原来费时费力的运输、晾晒、堆垛转变为粉碎后就地焚烧。

但是不管是机械化普及之前还是之后，除极少数用作饲料外，其处理方式都是焚烧。焚烧秸秆的优缺点主要体现在以下几点：

• 优点：

1、高效彻底：只要秸秆干燥程度足够，在适宜风力作用下，秸秆可在短时间能燃烧完毕，残留量少。

2、省工省钱：在焚烧之前，只需要将秸秆适当连片搂耙即可，整个过程几乎零成本，而且操作起来十分简便。

3、灭菌灭虫：秸秆是真菌、虫卵等植物病害的栖身场所，尤其是其重要的越冬场所，这些病菌虫卵会成为下一茬作物，尤其是同类作物病虫害爆发的火种。病虫在代际延续中，会逐渐加大抗药性，致使病虫害的防治愈发困难，但是在火面前，不论病菌还是虫卵，都将失去抵抗能力，从而降低下茬作物病害爆发的几率。

4、补充养分：秸秆在燃烧之后形成的灰烬中，钾等植物必须营养元素含量丰富，一定程度上起到肥田的作用。

• 缺点

1、环境污染：秸秆焚烧之后形成浓烟，由于土壤具有一定湿度，粘连在土壤中的秸秆含水量相对较高，从而加剧烟雾浓度。以笔者工作的北方为例，在禁烧之前，在春种前及秋收后，烧荒产生的浓烟会持续很长一段时间，整个空气中呛人的气味日夜不散，致使各种呼吸道疾病的高发。

2、资源浪费：作为有机物的秸秆，本身是一种能源，可以制取酒精、发酵制造沼气。而像小麦、水稻等秸秆还是很好的工艺品制的原材料。

3、不利于土壤结构改良：秸秆发酵后还田对改善土壤结构、提高因过量使用化肥造成的次生盐渍化等不良影响有很好的缓冲性，较高的土壤有机质对提高农产品品质也大有帮助。但是焚烧之后还田，因有机质被破坏则不具备这种效果。焚烧秸秆会使土壤有机质持续消耗但得不到补充而含量逐年降低，致使土壤质量变得越来越脆弱贫瘠。

这些优缺点是改焚烧为还田处理方式转变过程中的重要争议点。农业生产要为国家整体发展服务，因此，禁烧是必然趋势，但还田在推行的过程中带来的弊端并不容忽视。

二、秸秆还田饱受诟病原因解析

秸秆还田在刚开始推行的时候，弊端并不明显，但经年累计之后，给生产带来的不良影响现在基本全部暴露，归结起来有以下几点：

• 土壤缝隙大造成苗势不齐

秸秆粉碎还田后体积仍然较大混入土壤容易产生缝隙，加上涵水性比泥土差，就导致在玉米、小麦、大豆等播种之后，全部包裹在泥土里的种子，吸水发芽及生长速度都较快，但是部分挨着秸秆或者全部包括在秸秆里的种子，其吸水发芽速度则较慢，吸水速度上的不同造成发芽出苗速度不一致，继而造成整个地块苗势不齐，甚至缺垄、断垄等不良后果。

• 病虫害防治难度增大

栖身于秸秆里的病菌虫卵由于没有被杀灭，就会在下茬或下季作物上滋生扩繁带来重茬障碍，继而加大下一个生产周期的病虫害防治难度难度用药、用工等成本负担。

• 土壤氮肥供应不足

秸秆的分解主要由微生物来完成，微生物在秸秆里面的繁殖和生活过程中会因为秸秆里的碳多氮少而争夺土壤中的氮肥，从而造成氮肥供应不足。

• 水田污染

水稻等在插秧及生长前期需要淹水环境，水稻秸秆在粉碎过后，即使翻耕入土，在灌水后仍会有大量秸秆漂浮，时间一长，秸秆厌氧条件下产生的酒精及一些还原性物质会对水稻生长造成不利影响，而且会因为有秸秆漂浮浸泡而产生臭味，继而影响空气质量。

这些目前秸秆还田造成的不利影响，已为农业的高产高效带来尚不能有效解决的负面影响，不解决这些现实问题，农业生产者抵触的声音就很难平息。这方面日本的做法可提供有价值的借鉴。

三、日本秸秆还田方法

笔者在日本学习考察期间，先后探访了新潟、渔沼、长岗等以农业为主导产业的县市，不论是在村舍还是田间，都未见过堆放的秸秆。而印象最深的是百合种植田里的一种稻草还田方式。

• 具体做法：

做畦，畦宽与稻草秸秆长度相当，然后将百合的鳞茎播种，播种之后适当镇压，在畦面上整齐码放一层厚度约为3-5cm的稻草。秸秆经过一个生产季的阳光照射与微生物分解，已经有了较高的腐熟度，原有的韧性会逐渐丧失，等百合在收获完之后，将这层稻草直接翻耕进土壤作为下一茬作物的肥料。

下图为笔者实地拍摄的照片，从这张图也可以明显的看出，在土壤中还残留着较多大段稻草（这些稻草已经很脆），这说明这块百合地，采取这种还田方式已经很多年，笔者询问得到的答案也印证了这个推断。

拍摄地：日本鱼沼市

• 优点分析：

1、透气性好：并排整齐码放的稻草，具有良好的透气性，比起来地膜覆盖可以使根部供氧更为充足，从而促进根系的良好生长，根是植物生长吸收水分养分的基础，良好的根部群落保障了植物地上部分的良好生长。

2、防草保墒：覆盖的稻草可以有效起到防草作用，减少了除草剂及地膜的成本投入及用工，保障了产品的农残等安全指标。并且稻草可以阻挡土壤水分蒸发，起到保墒的作用，在土壤含水量过高的时候，稻草又具有一定吸水作用，从而缓解淹渍造成的危害。

3、增加养分，改善土壤结构：秸秆含有植物所需的所有必须营养元素，而且在秸秆分解之后变为有机胶体可以在增加土壤有机质含量的同时，改善土壤结构、缓解土壤过量盐分对植物生长造成的胁迫，而且高有机质含量对提高水果、蔬菜等产品的风味品质至关重要。

由上面的图片也可以看出，这快百合田不但长势良好，而且十分整齐，虽然秸秆的还田量大，但是并没有出现断垄的情况，原因何在？

四、日本秸秆还田成功原因解析

• 秸秆细

稻草的秸秆比起玉米、大豆等等都细，而且壁薄中空，致使其表面积很大，因此分解起来速度就更快。在种子播下去之后，与种子外壁接触的比例相对较低，对由于吸水不匀造成的出苗不齐有比较好的缓解作用。

• 秸秆脆

在整个生产季，稻草都平铺在土壤表面，在风吹日晒及微生物作用下，变得更为酥脆，在生产季结束翻耕入土时，更容易被粉碎并被土壤微生物快速分解，比起来收获完直接粉碎入土的秸秆，其分解效率更高。

• 种子大

百合的种子是鳞茎，而且体积远比小麦、玉米、大豆更大，这种优势可以降低种子暴露在空隙中的比例，有效抵冲土壤缝隙造成的各种子间吸水不匀导致的苗势不齐。同时由于鳞茎本身含有较多水分和养分，发芽期对周围土壤水分依赖度低，因而会出苗更齐，等自身水分养分消耗殆尽需要从周围吸取时，根系群落以充分扩展，吸收能力较强，并受缝隙影响较小。

• 科属关系远

百合属于百合科，而水稻属于禾本科，二者亲缘关系较远，相互间常见病虫害也差异较大，不所以存在重茬问题，病虫害相互传染的几率也更小。

五、我国借鉴途径探究

显然，日本已经成功的经验做法值得在中国应用，结合以上分析，在中国借鉴这种方式时，笔者有以下几点思考和建议：

• 增大表面积

同样体积的东西，越细碎表面积就越大，小麦和水稻秸秆基本天然地满足了这个特点，而对玉米、大豆等则需要更高标准的粉碎之后才能满足，这一条件对加快分解速度十分重要。

• 风化晾晒一季之后再翻耕

在平坦地块摊晒显然不现实，比较可取的方式是对日本将秸秆直接平摊在畦面上的做法加以改良，即在粉碎之后再平摊在栽培畦面上，可以加速破坏纤维结构的同时不影响其保墒、透气的特性。

• 适于体积较大的种子

比起来小麦、谷子等小粒种子的作物，这种方式更适合于以营养器官为种子的马铃薯、百合、大蒜等农作物。

• 播种后适当镇压

秸秆的存在使土壤结构变得松软，适当镇压可有效减少土壤中的缝隙比例，增加种子与土壤的接触面积。

• 补充氮素

秸秆中的氮含量亏缺，在微生物生活和扩繁的过程中会从土壤中夺取氮素供给自身需要，造成缺氮烧苗，因此有必要定期在秸秆表面喷施尿素补氮。

结语

秸秆种类不同、性质不同，决定了在秸秆还田的推行过程中也应该因地制宜、因材制宜，不能“一刀切”，更应该避免粉碎效果不理想就仓促上马。日本的这种做法是一可以可以可以鉴的模式，但更应当成为秸秆高效利用，变废为宝途径研究上的一种有益启发，从而多措施并举，将秸秆从造成环境污染与农业生产负累的争议中正本清源，真正发挥其潜在价值并造福农业生产。