圖1 中國31省市農(nóng)作物播種面積與秸稈產(chǎn)量分布圖

　

       中國作為世界上最大的農(nóng)業(yè)國之一，擁有豐富的秸稈資源，當下我國農(nóng)作物秸稈主要用于生物能源、牲畜飼料以及農(nóng)田肥料等。同時，我國也是化肥生產(chǎn)和使用大國，化肥施用對糧食增產(chǎn)的貢獻較大。2017年，農(nóng)業(yè)部印發(fā)《“十三五”農(nóng)業(yè)科技發(fā)展規(guī)劃》通知，指出“十三五”期間農(nóng)作物秸稈綜合利用率指標達到85%以上；此外，農(nóng)業(yè)部制定了《到2020年化肥使用量零增長行動方案》，力爭到2020年，主要農(nóng)作物化肥使用量實現(xiàn)零增長。在此政策背景下，怎樣平衡秸稈還田與化肥施用量間的關(guān)系，以及如何在改善土壤質(zhì)量前提下保障國家糧食安全，已成為新時期我國農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的一項重大挑戰(zhàn)。

        中國科學院成都生物研究所劉慶課題組基于中國官方數(shù)據(jù)統(tǒng)計年鑒，全面收集了1998至2014年中國31個�。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的主要農(nóng)作物產(chǎn)量、播種面積、化肥施用量、秸稈產(chǎn)量、秸稈養(yǎng)分資源量等數(shù)據(jù)，并首次定量評估了秸稈養(yǎng)分庫對化肥替代的潛在貢獻作用。研究發(fā)現(xiàn)，秸稈中具有大量的養(yǎng)分資源庫，若考慮能被植物有效利用的化肥施用量，理論上28.92%與98.86%的秸稈還田率就能完全替代鉀肥與磷肥的有效施用量，100%秸稈還田即可替代87.22%的氮肥有效施用量。該結(jié)果表明，秸稈還田是實現(xiàn)化肥施用零增長行動和維持糧食穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的潛在重要措施之一。為此，我們提倡應將秸稈還田作為秸稈資源化利用的主要方式與優(yōu)先鼓勵政策，同時應大力支持新型秸稈分解技術(shù)并研發(fā)更為高效的還田策略，以確保中國綠色農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)“十三五”期間化肥使用量零增長的目標。

圖2 不同還田比例模式下秸稈養(yǎng)分資源對氮肥（N）、磷肥（P2O5）、鉀肥（K2O）的替代貢獻作用  

        課題組全面基于中國官方數(shù)據(jù)統(tǒng)計年鑒，收集到1998至2014年間，我國31個省、自治區(qū)、直轄市的主要農(nóng)作物產(chǎn)量、播種面積、化肥施用量等數(shù)據(jù)。通過秸稈系數(shù)及秸稈養(yǎng)分參數(shù)等，分別計算出水稻、小麥、玉米、大豆、花生、油菜和棉花等7大類農(nóng)作物的秸稈產(chǎn)量與秸稈氮、磷、鉀的養(yǎng)分儲量：主要農(nóng)作物在秸稈中氮、磷、鉀的含量分別為0.65%~1.82%、0.08%~1.96%、1.02%~1.94%。

        在此基礎(chǔ)上，課題組全面分析出過去17年糧食增產(chǎn)和化肥施用量增加的變化趨勢和相互關(guān)系，并首次定量評估出了秸稈養(yǎng)分庫對化肥替代的潛在作用，提出未來秸稈替代化肥的可行性對策和建議：理論上28.92%與98.86%的秸稈還田率就能替代鉀肥與磷肥的有效施用量，100%的秸稈還田率即可替代87.22%的氮肥有效施用量。也就是說，秸稈還田能替代鉀肥和大部分磷肥以及一部分氮肥的施用量。

        植物吸收和歸還養(yǎng)分是生態(tài)系統(tǒng)中的重要物質(zhì)循環(huán)過程，農(nóng)田作為一類人工生態(tài)系統(tǒng)，也應符合生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)理論。近年來，我國化肥施用年均增長率是糧食年均增長率的約2.5倍，而作物產(chǎn)生的大量秸稈，作為廢棄物從農(nóng)田中移出，使農(nóng)田養(yǎng)分歸還不足，施用化肥成為補充養(yǎng)分和維持農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)平衡的一種主要途徑。

        課題組通過研究發(fā)現(xiàn)，2010到2014年間，我國7大主要農(nóng)作物的秸稈年平均總產(chǎn)量達674.91百萬噸。他們據(jù)此測算出我國秸稈年平均總養(yǎng)分資源為19.52百萬噸，其中含氮6.11 百萬噸、磷2.00 百萬噸、鉀11.41百萬噸。

        長期大量施用化肥會帶來土壤肥力退化、環(huán)境污染等一系列問題�；�于生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)理論，劉慶認為應該盡可能將秸稈還田所增加的養(yǎng)分歸還給農(nóng)田，從而全面改善我國的耕地質(zhì)量，維護國家生態(tài)系統(tǒng)的健康穩(wěn)定，同時降低環(huán)境污染。

        此外，劉慶表示，我國很多地區(qū)農(nóng)田耕作利用率或復種指數(shù)高，一年幾熟。而秸稈要作為有機肥料資源還田，如果不能快速及時腐熟，就難以被后續(xù)的農(nóng)作物吸收利用，因此，未來必須及時研發(fā)出秸稈的快速分解新技術(shù)，才能保證秸稈還田的有效實施。 返回小木蟲查看更多