一、摘要

秸秆还田作为秸秆肥料化利用和黑土保护的重要途径受到黑龙江省的高度重视。目前，黑龙江省秸秆综合利用走在了全国前列，但秸秆还田技术，特别是寒地水稻秸秆还田技术仍存在着严重的不足，致使秸秆还田后出现诸多问题，“秸秆还田”难以为广大种植户接受，尽管采用诸多管控措施，焚烧秸秆现象仍屡禁不止，严重影响秸秆还田技术的大面积推广应用。

为此，笔者深入寒地水稻主产区建三江进行了“障碍北方寒地水稻秸秆还田技术推广应用的瓶颈问题与对策”的调研，厘清了寒地“秸秆还田”的五大弊端，也是种植户抵触“秸秆还田”的五个根本原因：不利于插秧作业和缓苗，造成缺苗断条现象；病虫害增多；秸秆腐解与作物争夺养分，出现黄苗、死苗现象；水稻秸秆长时间发酵过程中消耗氧气，释放甲烷、硫化氢等有毒气体使作物根系生长受到抑制，甚至枯萎、死亡；清理残余秸秆增加额外成本。

研究团队认为，导致上述问题的根本原因，也是障碍寒地水稻秸秆还田技术推广应用的瓶颈问题是：寒地稻田气温低持续时间长，秸秆自然腐解缓慢。

建议：北方寒地要切实达到秸秆还田的“秸秆肥料化利用”和“黑土保护”的预期效果，必需提高寒地水稻秸秆还田技术的科技含量，配套应用生物促腐技术，科学施用“秸秆微生物腐熟菌剂”，并予以相应的政策和资金扶持。

二、调研背景、目的

作物秸秆是重要的生物资源，不仅是作物养分的重要来源，也是当今世界上仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源，对于稳定土壤有机质和养分含量也具有重要作用。据不完全估计，全世界每年可产生近50亿吨秸秆，而我国农作物秸秆年产量近9亿吨，居世界之首。秸秆综合利用关系生态安全、粮食安全、空气质量和民生福祉，如何充分利用这些资源，造福人类又不污染环境是现代农业面临的难题。目前，发达国家秸秆综合利用中“还田”处理占比高达90%，而我国秸秆“还田”率仅为36.6%，其次是燃料和饲料消耗，分别占比23.7% 和22.6%，其它如工业原料、焚烧和弃置约占17%。我国“秸秆还田”与发达国家相比还有很大差距和发展空间。

大量的研究和实践表明，秸秆还田可增加土壤有机质，提高土壤肥力；增加土壤蓄水保墒能力，提升抗旱能力；大幅减少土壤的风蚀及水蚀，控制水土流失。秸秆还田不仅是保护黑土地的最有效途径，也是解决秸秆焚烧的最有效办法。

黑龙江省秸秆资源丰富，每年秸秆产生量9000万吨左右，总量占全国1/10左右。省委、省政府高度重视秸秆综合利用工作，并将秸秆还田作为秸秆肥料化利用和黑土保护的重要途径。从2017年开始，连续7年下发年度秸秆综合利用工作实施方案，坚持“农用优先、还田为主、多措并举”的原则，加大财政资金投入力度，引导社会资本、农户积极参与秸秆综合利用工作。2023年更是提出将秸秆综合利用与大气污染防治、农业绿色发展、乡村生态振兴紧密结合，坚持农用优先、就近利用、多措并举、发展产业的指导思想，并制定了全省秸秆综合利用率达到95%以上，秸秆还田率达到68%以上的目标。“秸秆还田技术”的大面积、有效应用，必将为黑土保护与利用、可持续农业发展、保障国家粮食安全、农民增产增收和黑龙江蓝天保卫战开辟有效途径。

尽管黑龙江省秸秆综合利用走在了全国前列，但由于东北气温低，在秸秆还田技术，特别是寒地水稻秸秆腐熟还田技术仍存在着严重的不足，以至于秸秆还田后由于腐解缓慢，出现不利于插秧作业和缓苗，造成断条断垄现象；病虫害增多，增加喷药成本；秸秆与作物争夺养分，出现黄苗、死苗现象；秸秆在田间长时间发酵过程中，消耗氧气，释放二氧化碳和硫化氢等有毒气体，造成作物根系生长受到抑制，甚至出现植株死亡和枯萎的现象，严重影响粮食的产量；增加清理残余秸秆的人工费等五大弊端，致使秸秆还田技术难以为广大种植户所接受，尽管采用了诸多管控措施，焚烧秸秆现象仍屡禁不止，严重影响秸秆还田技术的大面积推广应用。

为此，笔者研究团队深入寒地水稻主产区建三江进行调研，旨在厘清障碍寒地水稻秸秆还田技术推广应用的瓶颈问题，并提出科学、有效地解决办法。

三、化解障碍寒地水稻秸秆还田技术推广应用的瓶颈问题的方法与对策

1、应用生物促腐技术，科学施用秸秆腐熟菌剂

针对目前寒地水稻秸秆还田的五大弊端和“气温低，秸秆自然腐解缓慢”这一障碍寒地水稻秸秆还田技术推广应用的瓶颈问题，研究团队进行了“提高寒地水稻秸秆还田技术的科技含量”的研讨和“配套应用生物促腐技术，科学施用秸秆腐熟菌”的调研。

毫无疑问，就秸秆肥料化、培肥土壤与保护黑土地的功能而言，微生物学方法处理秸秆具有任何物理、化学方法都不可比拟的显著优势。作物秸秆的主要成份是纤维素、半纤维素和木质素和蜡质物质，其降解过程是：在腐生微生物产生的各种酶的作用下，纤维素、半纤维素和木质素被分解成单糖、二糖，再进一步被氧化成二氧化碳和水，也有一部分被同化到菌体中，形成大量菌体蛋白，为植物直接吸收或转化为腐殖质。因此，秸秆降解是在微生物代谢过程中产生的一系列酶作用下完成的，并且需要多种酶协同作用，这些酶单独存在时降解秸秆的能力较差，多种酶同时存在时能够激发出很强的活性，因此不同秸秆分解菌之间具有比较强的互作效应，纤维素分解菌与木质素分解菌对稻草的联合分解能力明显高于任何一个单一菌株，故利用微生物复合菌降解秸秆的效果更为显著。

因此，针对北方寒地气温低，特别是在秸秆还田后到次年整地、播种、插秧前这一秸秆腐解关键期气温低，秸秆自然腐解十分缓慢的特点，必需采用复合微生物菌加快秸秆降解，以减轻或化解秸秆还田的五大弊端。

2、生物促腐技术应用方法与效果

调研中了解到，寒地水稻主产区建三江的一些科技意识较强的农户已经自发地使用了秸秆腐解菌，并取得了十分理想的效果。其中使用面积最大、效果最好、农户一致好评的是黑龙江中科富田秸秆还田科技有限责任公司的寒地秸秆腐熟剂。

黑龙江中科富田秸秆还田科技有限责任公司是中国科学院哈尔滨育成中心旗下专业从事寒地秸秆腐熟菌剂研发和生产的科技企业。该公司与深圳华大基因生命科学研究院合作进行生物菌剂促进秸秆分解腐熟速率机理研究，并针对北方寒地气候特点，通过耐低温、高效秸秆分解菌与寒地黑土有益微生物菌群组合驯化，成功研发了富田·仓垚寒地秸秆原位全量分解腐熟剂等系列产品，并获得了农业部颁发的秸秆腐熟菌剂肥料登记证（目前省内唯一用于腐熟处理秸秆的登记证）。目前该公司已经建设完成年产5000～8000吨秸秆腐熟菌剂生产线，可满足1000～1600万亩/年水稻秸秆腐熟还田的需要。

调研中了解到，近三年，该公司利用寒地秸秆腐熟菌剂在北大荒集团建三江分公司处理水稻还田秸秆面积已达13万余亩；同时在庆安县进行了7000亩水稻秸秆腐熟还田示范；在北安市进行了400亩水稻秸秆腐熟还田实验示范；由松辽水利委员会松辽流域水土保持监测中心在海伦市进行450亩水稻秸秆腐熟还田实验示范；并与北大荒农化科技有限公司合作，在新疆乌鲁木齐进行了5000亩小麦秸秆腐熟还田示范，均取得了处理还田秸秆的理想效果。主要表现在：稻田土壤有益菌群大幅度增加，是原有菌群的5-8倍，还田秸秆分解腐熟、转化成有机肥的速度快、周期短到（建三江地区到7月底至8月初还田秸秆全部腐解）；稻田有害气体减少，土壤微生态环境得到改善 ，稻田水清澈、干净，水稻抗性增强，病虫草害减少，农药化肥使用量减少10-15%。更重要的是检测土壤有机质含量增加0.1-0.3%，水稻亩增产5-10%。

调研中了解到，该公司的寒地秸秆腐熟剂在中国科学院“黑土粮仓，科技会战”三江示范区也进行了试验示范，纳入了“黑土保护，地力提升，秸秆翻埋”试验网络。据项目负责人讲，该公司的寒地秸秆腐熟剂在建三江分公司二道河农场的应用效果显著，与不施用秸秆腐解菌相比，还田秸秆当年的腐解率提高幅度达25%，并且秸秆腐解周期明显缩短，减轻了对水稻生长发育的影响，水稻增产5-8%。

为了进一步验证生产中的应用效果，研究团队随机调研了二十几位施用“寒地秸秆腐熟剂”的建三江水稻种植户。所有农户一致认为：施用“寒地秸秆腐熟剂”后,7月底到8月初，土壤中就看不到原有还田的秸秆了，全部腐熟成为作物可以吸收的肥料了，不影响打浆、插秧，不用捞渣，更不用焚烧秸秆了；稻田有害气体危害明显减轻（看不见田间冒泡了）；稻田土传病害、水棉明显减少（稻田水干净了）；水稻产量也感到明显提高（农户没有进行详细的称量，都是凭收割机粮仓进粮情况估算）；另外，施用“寒地秸秆腐熟剂”处理秸秆的效率高、效果好，成本也不高，仅每亩20元，施用方法简单、易行，还不用单独花费喷施费用。

四、结论与建议

针对寒地“秸秆还田”存在的五大弊端：不利于插秧作业和缓苗，造成缺苗断条现象；病虫害增多；秸秆与作物争夺养分，出现黄苗、死苗现象；秸秆长时间发酵过程中消耗氧气，释放甲烷、硫化氢等有毒气体使作物根系生长受到抑制，甚至枯萎、死亡；增加清理残余秸秆的人工费。研究团队认为：导致上述问题的根本原因，也是障碍寒地水稻秸秆还田技术推广应用的瓶颈问题是“气温低，秸秆自然腐解缓慢”；在北方寒地，要真正实现秸秆还田的“秸秆肥料化利用”和“黑土保护功能”预期目标和效果，必需提高寒地水稻秸秆还田技术的科技含量，大力推广应用“生物促腐技术”，科学施用“秸秆腐熟菌”，并予以相应的政策和资金扶持。具体包括：

1、高度重视，科学引导和宣传。将秸秆还田利用与大气污染防治、农业绿色发展、乡村生态振兴紧密结合，将秸秆还田作为“保护黑土地”和“农业可持续发展”的重要途径加以重视和落实，并加大宣传力度；强化科技引领与服务保障，探索建立可推广、可持续的应用模式和高效推广应用机制。

2、进一步提高寒地水稻秸秆还田技术的科技含量，加大“寒地秸秆腐熟剂”菌种及应用技术的研发力度。根据北方寒地区域特性，设立“耐低温、高效秸秆腐解菌”研发与应用项目，研发应用适于北方寒地的高效效秸秆腐解菌，并予以资金支持。

3、科学布局，以点带面，加大“寒地秸秆腐熟剂”的推广应用力度。在全省各市县设立“寒地秸秆腐熟剂”应用示范区、示范田，用实际效果宣传和引领广大农户主动接受、自觉应用“秸秆还田”技术。

4、秸秆促腐还田补贴。为鼓励广大农户提高秸秆还田的科技含量，对按照要求规范应用“寒地秸秆腐熟剂”进行秸秆还田作业的农户予以适当补贴。尽管目前黑龙江省对域内水稻秸秆翻埋还田、旋耕还田、原位搅浆还田作业以及玉米秸秆翻埋还田、松耙碎混还田作业、玉米联合整地碎混还田作业、玉米保护性耕作免耕作业已设有金额不等的各类“作业补贴”，但关于加快北方寒地秸秆腐熟的“科技补贴”还是空白。这一补贴的实施，将有效解决目前障碍寒地水稻秸秆还田技术“气温低，秸秆自然腐解缓慢”的瓶颈问题，化解寒地“秸秆还田”存在的五大弊端。

5、精心组织，落实责任，务求实效。实施“一把手”工程，逐级签订秸秆还田任务书，明确相关部门责任分工，确保“秸秆促腐还田”技术到位率100%，任务、进度完成100%