秸秆废弃物资源化利用技术及农业应用

二、秸秆全量还田的新理论与新技术
2.3 微生物复合菌（富含非豆科固氮菌）的应用
在秸秆还田中还需要使用含有固氮能力的复合有益 微生物菌群，有益微生物可提供两种活性氮，一种是铵 态氮，另一种是降解秸秆生成的小分子有机氮，可替代 尿素，不仅分解秸秆能力强，还使土壤的碳氮比趋于合 理，各种秸秆都可快速腐熟，秸秆粉碎的越小腐熟的时 间越短。
水稻秸秆还田
水稻收割，秸秆直接粉碎
水稻残茬粉碎
玉米秸秆还田
小麦/水稻秸秆还田
喷施复合菌肥后，深翻
四、秸秆全量还田技术推进工作
4.2 蔬菜
蔬菜秸秆处理是我国设施蔬菜主产区的难题。不 同于大田作物秸秆，蔬菜秸秆残留病虫害较多、畜禽 不吃、燃值很低，菜农能就地焚烧深埋或者堆集地头， 既破坏土壤、污染环境，又浪费有机质资源。
一、我国农业秸秆产量和利用情况
• 由于农业上连年过量使用化肥农药的种植方式已经使我国耕地 质量严重下降，大部分土壤有机质含量低于1%，土壤贫瘠化严 重，在这样糟糕的土壤条件下，为了让秸秆还田，农民需要为 此支付好几笔费用，第一笔是秸秆粉碎机械田间费用，由于秸 秆直接旋入土壤，秸秆腐熟过程微生物要与作物争夺养分，但 有机质低的土壤的分解秸秆中纤维素、半纤维素木质素的微生 物也比较弱，不能在短时间完全分解秸秆，在秸秆没有完全分 解时播种，农民为保证苗数还要增加播种量、增加氮素化肥和 农药的投入量。应该说农民进行秸秆焚烧是无奈选择，这恰恰 说明以前的秸秆还田技术和理论尚存在缺陷，需要改进。
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三、秸秆全量还田理论与技术应用效益分析
3.2 快速提高土壤有机质含量 通过大量秸秆还田、多元矿物质和复合有益微生
物菌群三种物料在较短的时间可以使秸秆快速分解， 由此快速提高土壤有机质和腐殖质的含量，促进了土 壤团粒结构的形成。用上述方法，当年迅速提高土壤 的有机质含量。经测算土壤有机质每提高一个百分点， 每亩土地就能固碳800公斤；土壤有机质如果从1.5%增 至2%就等于土壤保肥能力升14%；土壤有机质如果从 1%增至3%土壤的保水能力就要增6倍。
秸秆全量还田技术推进工作
• 在番茄、黄瓜、茄子、辣椒、西葫芦、豆角、瓜类等设施蔬菜 上进行了蔬菜秸秆等有机物料直接还田的实验示范和推广，将 蔬菜秸秆粉碎为2公分左右（越碎越好），均匀撒施在地表， 复合有益微生物菌和土壤调理剂（含矿质元素）撒施在秸秆表 面，深翻20-25公分，大棚覆膜15-20天即可定植，不仅提高土 壤有机质、还能改善土壤物理性状。
四、秸秆全量还田技术推进工作
4.1 大田作物
我们在玉米、小麦、水稻等大田作物进行了秸秆 还田快速腐熟的实验示范和推广，收获期同时将秸秆 粉碎为3公分左右，均匀撒施在地表，复合有益微生物 菌和矿物质营养元素肥撒施在秸秆表面，深翻30公分。
通过秸秆全量还田、矿物质元素和复合有益微生物 菌群三种物料的使用，在较短的时间可以使秸秆快速 软化至腐熟，由此快速提高土壤有机质的含量，同时 减少化肥和农药的使用量，效果十分显著。
三、秸秆全量还田理论与技术应用效益分析
3.3 对土壤改良综合效益显著
秸秆快速还田腐熟，在有机碳、矿物质和复合 有益微生物的共同作用下，土壤pH值趋于中性，致 使重金属在土壤中变为不活跃态，使得作物的根系 吸收不了重金属，有效地阻断了重金属对农产品的 污染。综上所述，秸秆还田使土壤综合形状明显改 善，耕性增强，抑制土壤酸化和盐碱化速度，重金 属原位钝化效果显著。
蔬菜秸秆随处堆积
设施蔬菜秸秆还田
蔬菜拉秧
立即粉碎
设施大棚秸秆还田
露地蔬菜残茬还田
蔬菜收获后残茬
深翻还田
秸秆全量还田技术推进工作
4.3 果树 我们在苹果、梨、桃、樱桃等果园进行了
废弃枝条还田快速腐熟及 土壤改良的实验示 范和推广，果实采摘后施底肥的同时，将果园 剪下的枝条粉碎，结合秋施底肥，与有机肥混 拌使用。
秸秆废弃物资源化利用 技术及农业应用
路森
仲元（北京）土壤改良技术研究所
2018年11月2日
提纲
• 一、我国农业秸秆产量和利用情况 • 二、秸秆全量还田的新理论与新技术 • 三、秸秆全量还田理论与技术应用效益分析 • 四、秸秆全量还田技术推进工作
一、我国农业秸秆产量和利用情况
• 1.1 秸秆产量
作物秸秆与叶片是支撑作物生长、制造养分和运输养分的介质， 作物成熟后秸秆中尚保留大致一半的养分，这些养分也是有机 态的,是以碳为骨架的有机化合物、丰富的维生素、矿物质和次 生代谢产物等物质，是珍贵可利用的农业资源；我国每年的秸 秆产量在9亿吨（2017年统计），涉及20种主要作物，其中稻 谷、小麦和玉米的秸秆占总量70%以上。如果没有将秸秆中的 营养物质充分利用，那肯定是一个巨大的资源性浪费。
一、我国农业秸秆产量和利用情况
1.2 利用现状 据有关部门长期调研，我国每年9亿吨秸秆除少量秸秆
作为造纸的原料外，目前的主要去向为：秸秆直接还田、秸 秆青储、干储饲料、秸秆发电、秸秆压块燃料、生物炭等。
一、我国农业秸秆产量和利用情况
• 1.3 原焚烧原因分析
我国曾经有近三分之一的秸秆被焚烧，燃烧过程生成有害气体污 染环境，产生可吸入颗粒物直接危害人类健康，为此国家立法禁止 秸秆燃烧。同时秸秆燃烧过程烤焦了3cm~5cm的土壤、使土壤有机 质大量损失、土壤中的生物不复存在、更损害了土壤的墒情、燃烧 后的灰分只有极少磷钾元素还可被再利用，请问，一向精打细算的 中国农民为什么要在明令禁止的情况下依然选择焚烧秸秆呢？
三. 秸秆全量还田理论与技术应用效益分析
3.1 突破秸秆降解速度和降解数量
应用上述理论，大量秸秆加上多元矿物质和复合有益 微生物，这三种物料混合后，深翻到30公分深的土壤中， 在这些物质的共同作用下，可以快速降解还田秸秆1000公 斤-1500公斤（干）/亩，也就是说，这种做法可以使各种 秸秆在15-30天内由软化到腐熟，此方法可以大大提高秸秆 的降解速度和降解量。
二、秸秆全量还田的新理论与新技术
2.2 矿物质不可或缺
过去几十年农业中只强调对氮磷钾的投入，忽视 了碳元素、中量元素、微量元素、有益元素和生命元 素，因此使得土壤中的很多矿物质长期处于耗竭状态， 作物营养处于严重不均衡状态，造成作物综合性缺素 症而产生生理性病害,土壤矿物质不足也使土壤有益微 生物难以存活。
二、秸秆全量还田的新理论与新技术
• 2.1 碳是高产的基础
作物的干物质成分约45%是碳元素，一般情况下，作物生长从环境中 获得的碳仅能满足其五分之一的需要量，作物长期处于碳饥饿中，也 就是说贫瘠的土地不能提供给植物更多的碳。要提高土壤的碳含量， 需要在底肥中大量投入秸秆或有机物料,经有益微生物菌作用，降解为 高活性小分子有机碳，根系直接吸收，无需进行光合作用作物就可以 合成自身的有机物；当土壤有机质丰富容易形成土壤团粒结构，土壤 中活跃的各种生物是帮助土壤释放的二氧化碳的主要来源；土壤碳也 为微生物的存活提供了条件。
果树修剪废弃枝条
果树秸秆还田
顺义桃园
果树开沟
昌平苹果园
肥料、秸秆与土壤混拌
回填
覆土
覆土
谢谢！