土地,这里特指土壤,是秸秆的最终归宿。这句话有两层意思。第一层意思是,秸秆循环利用无论其链条有多长,起点与终点都是土地。秸秆循环利用的不少中间产物或最终剩余物,如秸秆养畜的粪便、秸秆沼气的沼渣沼液、秸秆热解的生物炭、秸秆燃用的灰烬(又称草木灰)等等,都要回归农田。这就应了那句话——“从田间来,到田间去。”第二层意思是,在国家严禁秸秆焚烧的背景下,那些难以离田尤其是难以及时离田的秸秆,那些即使能够及时离田但却为社会难以消纳或难以充分消纳的秸秆,最终都要或都需要靠秸秆直接还田来消纳。简言之:土地是秸秆的收容所,而且是最后的收容所。
土壤是生命体,而且活性还很强。它需要呼吸,需要吃饭,需要喝水……凡是人类为了维持生命所需要的东西,它都需要。它甚至会像人一样地生病、衰退或处于亚健康状态。只是,土壤能够再生,甚至死而复生,而人不能够。
如果只种不管、只取不予,也就是不为土壤提供充足的“食物”和营养(培肥土壤),就会让土壤处于“饥饿”状态。为了不让土壤“挨饿”,就需要将其养护起来,但却又不能由此为其提供单一的、缺乏营养的,甚至是乱七八糟的“食物”。就说施用化肥吧,早就有人给出如下的比喻和评说:大量施用化肥,其实就是给土壤喂食大量的“垃圾食品”,结果是土壤看起来“力气”很大——产量很高,其实是“虚胖”,没有耐久力……最终,土壤“亚健康”也就在所难免。
有机物料才是土壤正常的、营养丰富的“食物”。这些有机物料包括有机肥、沼肥、绿肥、秸秆、树叶、河泥等等。下面我们就看看秸秆这种“食物”在供给土壤时会是什么样的表现,以及应该注意哪些问题。
一、玉米、小麦、水稻、高粱、谷子、棉花、油菜、向日葵、烟草等农作物的秸秆都属于高C:N秸秆,其值大都在(60~70):1左右,低者不下55:1,高者(小麦)达80:1以上。这些高C:N秸秆直接还田,好比让土壤吃高热量的“主食”。
光吃“主食”不好下咽、不好消化,要配些“小菜”和“水”。这里说的“小菜”是指氮素。也就是说,这些碳氮比高或极高的秸秆直接还田要配施适量的氮肥,使其C:N达到(25~35):1方为合适。这里的氮肥配施,与上文所说的单施化肥并不完全是一回事。高C:N秸秆还田配施氮肥,不仅有利于秸秆快速腐解,而且有利于土壤固持氮素,从而提高氮肥利用率。秸秆还田可使氮肥利用率总体上提高3个百分点左右,这是目前较保守的估计。
与此同时,秸秆还田还可为土壤提供丰富N、P、K营养以及种类较为齐全的微量元素。每还田1吨秸秆,在其充分腐解后释放的N、P、K营养相当于施用50~80kg(实物量)的NPK复合肥(N:P2O5:K2O=15:15:15)。我国主要农区秸秆全量还田为土壤提供的N、P、K营养,约相当于还田耕地同等面积范围内化肥施用量(折纯)的30%~45%。据农业农村部、国家发改委《全国“十二五”秸秆综合利用终期评估报告》,2015年全国秸秆还田总量(=可收集利用秸秆肥料化利用量+留茬还田量)为5.29亿吨,其N、P、K营养含量折纯化肥量近1500万吨,约相当于同年度全国化肥折纯施用量(6023万吨)的1/4。
这里说的“水”主要有两个意思:一是要想方设法使土壤保持适当的湿度,例如灌溉。土壤太干不利于秸秆快速分解。当然,土壤太湿也不好,阴湿的土壤也不利于秸秆快速分解。二是,湿鲜秸秆腐解较快,要在农作物(尤其是玉米、水稻、高粱、油菜等农作物)收获后,及时进行秸秆还田。也就是说,“主食”上来时不能太干,要让土壤“好下咽”“好消化”(事实上是土壤微生物和土壤动物如蚯蚓的“进食”、消化和吸收)。
子曰“食不厌精”。“主食”也要尽可能地细做,尤其是要“粗粮细做”。秸秆粉碎就是典型的“粗粮细做”,这是目前促进秸秆快速腐熟最为有效的措施,甚至重要到“没有之一”。
二、花生秧、大豆秸、甘蔗叶梢、甜菜秧、马铃薯秧、甘薯秧、瓜秧、菜豆秧、茄果类蔬菜秸秆等各类经济作物秸秆,C:N大都在(25~35):1之间。
这些秸秆直接还田,好比让土壤“吃蔬菜”,只要是没有较重的病虫害,就可以任性地还田,而且不用配施氮肥。切记,任性还田的条件是,这些秸秆身上不能有较重的病虫害!严重的病虫害就更不可取!!!
蔬菜尾菜以及根腐病较重的大蒜、生姜、洋葱等农作物的秸秆,还有甘蓝类蔬菜、大白菜等叶菜类的残叶及其菜根等等,一般不提倡直接还田。对于根腐病较重的甜菜和马铃薯等农作物,其秧蔓还田的适宜性还有待进一步的研究。
事实上,上述秸秆都是堆沤有机肥的好原料,只是其中有些不好收集。如能收集,要尽可能地对其进行堆肥处理,除非找到更好的用途。
上述不少秸秆大都有更好的利用途径的。例如,花生秧、大豆秸、甘薯秧、瓜秧、豆秧、茄果类蔬菜秸秆、蒜秧等都是适口性上佳的饲草。现实设施蔬菜大棚里的秸秆,经常夹杂大量的塑料绳,这已经成为降低这些秸秆可饲用价值的主要原因。如果能将塑料绳改为棉绳,这一问题就可迎刃而解,而且更加环保。
三、如果将秸秆直接还田比作让土壤吃“生食”,那么,秸秆循环利用转化为有机肥再还田(包括秸秆堆肥还田、秸秆过腹还田、秸秆沼渣沼液还田、秸秆菌渣堆肥还田等等),就可被比作让土壤直接吃“熟食”。
秸秆转化为有机肥再还田,能够大大降低土壤“消化”(土壤微生物腐解转化,并最终生成土壤腐殖质)的负担。个中缘由虽然难于一言以蔽之,但在实际农业生产情景中却是甚为直观明了的。
再好的东西吃多了也会消化不良。季季秸秆全量还田,是秸秆离田利用能力严重不足状况下的权宜之计。持续提升秸秆离田循环利用水平,让土壤多吃“熟食”,将是缓解秸秆长时间全量还田压力的最为有效的途径。
四、秸秆炭基肥还田好比让土壤吃“肉食”,最大好处是“抗饿”(可更有效地提升土壤有机碳含量)和增强“体质”(改善土壤质地)。
“肉食”一般不会太便宜。不幸的是,作为炭基肥(包括炭基有机肥、炭基生物肥、炭基微生物肥、炭基复合肥、炭基缓释肥等)必要原料的秸秆生物炭,现实市场价格往往高于普通有机肥。这样,在炭基肥生产过程中添加生物炭越多,生产成本也就越高,甚至最终决定着产品的盈利空间和市场竞争力。因此,考虑如何让土壤“吃得起”(农民能接受)秸秆炭基肥,无疑是一个大问题。
五、其他
秸秆直接燃用(包括秸秆直燃发电、秸秆气化发电、秸秆打捆直燃集中供暖、秸秆成型燃料炊事供暖等等)的灰渣和农户直接燃用秸秆的草木灰可为土壤补充营养,正如人的日常营养补充。不过,人补的是钙、铁、锌、硒等元素,而秸秆灰渣和草木灰为土壤补的是钾。
土壤需不需要补,也与人一样。如果土壤不缺钾,自然发挥不了补钾的效用,有时还会适得其反。在这里,测土施钾很重要。
以上所述绝非戏说,就中对秸秆利用的科学性笔者更是慎之又慎。但就全文逻辑的严密性,尤其是各项比喻的妥当与否,还请读者不吝赐教!