可持续发展的重要标志是资源的永续利用和良好的生态环境。今年的中央一号文件明确提出要发展生态循环农业，推进畜禽粪污、秸秆、农膜等农业废弃物资源化利用。去年，农垦系统组织开展了农垦农业绿色优质高效技术模式提升行动，行动旨在加强农垦绿色农业发展技术的集成创新与推广应用，形成一批适合当地生产条件、可推广的绿色优质高效技术模式。在这一背景下，本文聚焦当前农垦农业绿色优质高效技术模式提升行动中秸秆粉碎还田技术应用推广现状，重点分析秸秆粉碎覆盖还田技术和粉碎翻压还田技术的突出优势及存在问题，探索农垦秸秆还田技术下一步研发推广方向，以提高农垦农业资源化利用水平，推动农垦农业绿色、优质、高效、可持续发展。
一、垦区秸秆粉碎还田技术应用现状
农垦的农业废弃物资源体量庞大，据调查统计，2015年，全国农垦系统共产生秸秆总量为5410万吨，其中，谷物类秸秆共计3465万吨，占秸秆总量的86%。如果能充分将其资源化利用，则不但可以替代部分传统化石能源的使用，更有助于循环农业的发展，是可持续农业发展的根本途径。当前，秸秆粉碎覆盖还田技术和粉碎翻压还田技术正被越来越广泛地应用推广，秸秆处理朝绿色、优质、高效、可持续的方向发展。
（一）秸秆粉碎覆盖还田技术
秸秆粉碎覆盖还田技术就是将秸秆粉碎后直接覆盖在地表的技术，可以减少土壤水分的蒸发，增加土壤有机质，达到保墒的目的。当前农垦农业绿色优质高效技术模式提升行动中，秸秆粉碎覆盖还田技术在内蒙古、上海等垦区得以重点应用推广。
内蒙古兴安盟农垦吐列毛杜农场主要实行玉米—大豆—小麦的轮作方式，其秸秆粉碎覆盖还田作业，主要是在上茬作物收获时，收获机械配带秸秆粉碎机直接把作物秸秆粉碎后抛撒到地表，将作物秸秆覆盖还田；到播种前，采取深松深翻技术，用180以上马力拖拉机配带大型深松机深松30厘米，然后先重耙16~18厘米再轻耙、镇压一遍，或者采取免耕播种技术进行免耕播种，进一步保证秸秆覆盖还田后的作业质量。上海农垦对水稻秸秆主要采取留茬二次切割粉碎作业技术，将水稻秸秆二次切割粉碎后抛撒还田，覆盖地表，秸秆混土均匀，更容易腐烂，有利于下茬小麦苗期的正常生长。
秸秆粉碎覆盖还田具有蓄水保墒、平抑地温、保持水土等效应，同时还具有改善土壤结构、提高土壤有机质与矿质营养水平的作用，省工省时，被越来越广泛地应用。
（二）秸秆粉碎翻压还田技术
秸秆粉碎翻压还田技术就是用秸秆粉碎机将摘穗后的玉米、高粱及小麦等农作物秸秆就地粉碎，均匀地抛撤在地表，随即翻耕入土，使之腐烂分解的技术。当前农垦农业绿色优质高效技术模式提升行动中，秸秆粉碎翻压还田技术在辽宁、江苏、河南等垦区得以重点应用推广。
河南省黄泛区农场主要实行玉米、大豆秸秆全量秸秆还田，先用秸秆粉碎还田机具将玉米、大豆秸秆标准化粉碎后均匀抛撒到地表，随即深翻掩埋，适量补氮。通过秸秆粉碎翻压还田技术，农场自2003年以来，土壤有机质含量提高0.3个百分点，还田效果明显。江苏农垦实行稻麦周年种植，其秸秆粉碎还田技术，主要是先将稻麦秸秆粉碎抛撒到地表，再采用土壤深松和粘土地鼠道、翻耕播种等技术，提高秸秆全量还田后播种作业质量，改善小大麦根系生长条件，提升秸秆还田效果。辽宁垦区国营王家农场全面实行将水稻秸秆粉碎抛撒到地表后立即耕翻土地的技术，目前，每亩能粉碎400公斤稻草秸秆，秸秆资源化利用率达到90%。
秸秆粉碎翻压还田技术效果好，秸秆抛撒均匀，有利于后续农田作业，被广泛地应用。
二、垦区秸秆粉碎还田技术突出优势
（一）增加土壤有机质含量，提升土壤肥力
秸秆还田利于土壤有机质的积累。如表1所示，将666公斤/亩的秸秆连续3年分别混入15厘米、20厘米、35厘米、50厘米深的土层后，每公斤土壤有机质含量分别增加了2.68克、1.95克、1.37克和0.81克，每亩土地有机质增加总量分别为297公斤、288公斤、382公斤和325公斤。
表1连续秸秆混合还田3年后土壤有机质增加量
土层深度
（cm） 初始值 3年后增加的土壤有机质含量（克）
15cm 20cm 35cm 50cm
0-15 39.31 2.68
0-20 39.31 1.95
0-35 37.51 1.37
0-50 33.07 0.81
引：玉米秸秆混合还田深度对土壤有机质及养分含量的影响，邹文秀，2018
因此，通过秸秆粉碎还田的方式，能有效补充更新土壤有机质，有效补充农作物生产中所需养分，减少土壤养分损失，增加土壤合理承载量，进一步提升土壤承载力，调控土壤养分缺乏对作物的影响。
（二）提高根系活力，改善农作物生理特性
根系活力、叶绿素含量是作物重要的生理指标，由蓝立斌（2010）等对免耕稻草覆盖栽培对红薯生理特性影响的研究可知，与传统栽培相比，免耕稻草覆盖更能有效提升栽培红薯根系活力、叶片叶绿素含量、CAT及SOD活性。由卿国林（2011）等对稻草覆盖对稻茬免耕秋玉米生理特性及产量影响的研究可知，覆盖稻草能有效降低高温和干旱对玉米的伤害，增强玉米硝酸还原酶活性，提升玉米根系活力。Sadou（2003）等对玉米秸秆覆盖效果的研究可知，玉米秸秆覆盖能够提高下茬玉米磷利用率，从而促进玉米根系生长。
因此，秸秆还田的方式，还能有效提高农作物磷利用率，从而提高作物根系活力，增加叶片叶绿素含量，促进农作物根系生长。
（三）提升农作物品质
秸秆还田能有效提升作物品质。由张锋等（2011）在玉米秸秆还田对不同类型小麦产量和品质的影响中的试验可知，秸秆还田可改善强筋小麦营养品质，提升弱筋小麦面粉加工品质。由张自常等（2010）在覆盖旱种对水稻产量与品质的影响中的研究可知，通过水稻秸秆覆盖还田的方式，能改善稻米外观品质、蒸煮品质及食味性，使稻米的整精米率增加，垩白度降低，淀粉峰值黏度和崩解值增加，热浆黏度降低。
三、垦区秸秆粉碎还田技术推广中存在的问题
（一）秸秆过量还田会导致农作物减产
秸秆粉碎还田技术是一种便捷高效的秸秆处理方式，适量的秸秆还田能有效改善土壤理化性状，提升土壤有机质含量，增加农作物产量，减少秸秆焚烧带来的环境污染问题。但随着秸秆还田面积的不断增加和秸秆产量的提高，过量的秸秆还田也会影响整地和播种质量，导致后茬作物病虫害加重，降低穗数，最终影响产量。
（二）秸秆粉碎还田效率有待提高
现有的秸秆还田机械质量、运行稳定性、作业效率均有待进一步提高。一方面，分散经营模式下小型机械无法全面实现秸秆全量还田；另一方面，个体经营农机机驾人员水平偏低，致使农业生产标准化程度不高，绿色、优质、高效生产难以保证。
（三）受气候影响，部分地区秸秆粉碎还田后腐解困难
北方地区秋季收获期集中，冬季封冻时间长，秸秆粉碎还田后难以充分腐解，还存在产生有害气体等影响下茬作物生产等问题。而且，产量高的地块秸秆比例也会随之增加，粉碎还田后仍然会影响整地或下年免耕播种。
（四）秸秆还田会造成病虫害累积
一方面，秸秆中留存有多种病原菌和害虫的卵、幼虫、蛹等，且不能随秸秆翻入土壤中而杀灭。随着田间病残体逐年增多，土壤含菌量不断积累，农作物病虫害存在逐渐加重发生趋势。另一方面，未腐熟的秸秆有利于地下害虫取食和繁殖，从而导致病虫害越积累越多，增加治理难度，影响作物收成及品质。
四、垦区秸秆还田技术推广方向
（一）优先在集团化垦区引进先进秸秆粉碎还田机具
考虑到秸秆粉碎还田机具成本相对高，还田效率不确定性等问题，建议优先在有条件的集团化垦区引进国内外先进的粉碎还田机械设备，试验秸秆还田机械质量、运行成本及作业效率，再在其他垦区示范推广，以解决秸秆还田效率低，整地和播种质量差等问题。
（二）推广秸秆间接还田技术，建立种养结合循环农业模式
针对部分地区受气候影响，秸秆粉碎还田后难以腐解等问题，建议推广秸秆堆沤还田、过腹还田等秸秆间接还田技术，探索“猪—沼—茶（菜、粮、果）”、“水稻+”、“玉米+”、“茶园+”等多种种养结合循环农业模式，重视种养业废弃物资源的循环利用，优化调整种养业结构，按照土地承载能力，推行以地定畜、种养匹配，实现种养结合循环发展。
（三）推广秸秆还田下的病虫草害防治技术
建议针对秸秆还田可能带来的病虫害问题，地推广病虫草害防治技术，加强播种期病虫害的防治，从而有效预防一些病虫害的发生。
（作者单位：中国农垦经济发展中心）
责任编辑：蔡基松
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