普渡大学研究表明，玉米秸秆离田意味着从田里带走必要的营养物质

玉米秸秆残留物怎么办？当联合收割机过后，你如何处理作物残余？它能成为另一种用途的原料，还是留在田间对农民更有利？ 美国普渡大学的研究表明，去除玉米秸秆也可能意味着从田地里带走必要的营养物质。

随着可再生能源和生物产品产业的发展，美国印第安纳州的玉米农民不仅面临玉米粒的新机遇，还面临玉米秸秆的新机遇。玉米秸秆是生物能源、生物塑料和其它新兴技术的有前途的原料。仅印第安纳州在2024年就生产了大约3000万吨玉米秸秆。随着玉米产量的不断增加，干秸秆的总量也将增加。

出售秸秆的前景是很有吸引力的。然而，去除秸秆会带来一些问题。你失去哪些植物必需的营养元素？这将如何影响土壤营养水平、土壤有机质以及土壤的长期质量和健康？秸秆不仅仅是剩余的植物物质。它还包含可以回收利用的必需的宏量和微量营养元素。

留下玉米秸秆可以防止侵蚀，有助于保持水分，增加土壤有机质，并有助于长期碳储存。总体而言，移除过多的玉米秸秆会耗尽必需的营养素，降低土壤肥力，降低土壤质量，并迫使对合成肥料的依赖增加。

营养素流失

先前的研究发现，玉米秸秆打包会带来养分流失。磷和钾等必需的大量元素会随着每吨秸秆的去除而流失，这些养分应该被纳入从田地里去除秸秆的经济方案中。例如，每吨秸秆大约含有3.6磅的磷酸二钙（P₂O₅）和20磅的氯化钾（K₂O）。每英亩150蒲式耳的玉米作物会留下大约每英亩4吨的干秸秆。

如果大约60%的玉米秸秆被打包，那么农民的田里将去除约9磅的五氧化二磷和50磅的氧化钾。此外，氮、钙、镁、硫和微量营养素等其他关键营养素也会随着秸秆去除而离开田地。

自2024年起，印第安纳州玉米营销委员会与普渡大学和FiberX合作开展的研究旨在重新审视玉米秸秆的养分去除量和土壤养分水平及质量影响。随着产量的提高以及遗传和生理特性的不断变化，重新评估干秸秆的总量和质量以及秸秆去除的影响是重要的。随着新的市场和公司开始为秸秆的使用提供新的机会，这一点也变得重要。

这项研究试验于2024年玉米收获后在印第安纳州两个不同的地点建立：普渡大学West Lafayette的农学研究与教育中心（ACRE）和普渡大学东南农业中心在Butlerville（SEPAC）。研究试验旨在检查在不同玉米产量水平和杂交类型下不同的秸秆去除率。例如，这项研究试验比较了新的矮杆玉米杂交品种PR112和PR116的干秸秆量和营养成分，与典型的全杆杂交品种DKC62-70相比。

初步结果

产量和每英亩总干茎产量之间似乎存在明显的线性关系，这是预期的。这些发现与之前的研究一致，这些研究显示每英亩生产的谷物磅数和干茎磅数之间的大致比例为1:1。例如，在ACRE地点，每英亩玉米产量在280到300蒲式耳之间，对应的每英亩干茎产量约为7吨。然而，观察到不同杂交品种之间存在轻微的差异。

(普渡大学的玉米秸秆研究初步结果显示，随着玉米产量的增加，玉米秸秆的产量也随之增加。)

该研究还评估了茎杆的营养成分，比较了全高和矮茎杂交品种。两种杂交品种的氮、磷和硫的浓度相似，而矮茎杂交品种的钾含量略高。在平均情况下，全高杂交品种的茎杆中氮、磷、钾和硫的浓度分别为0.82% N、0.12% P、0.72% K和0.06% S，矮茎杂交品种的茎杆中氮、磷、钾和硫的浓度分别为0.81% N、0.12% P、0.79% K和0.06% S。

( 根据普渡大学玉米秸秆研究的初步结果，无论是高杆还是矮杆的玉米杂交品种，其玉米秸秆的营养成分相似。矮杆杂交品种的钾含量略高。)

展望未来

这项研究重新审视了干玉米秸秆的总量、营养浓度和营养去除率，以当前的产量水平为依据。研究结果表明，当秸秆被收获并从田地移除时，田地中的必需植物营养素也会被移除，必须在营养管理计划和盈利能力计算中加以考虑。此外，秸秆的移除可能导致土壤有机质下降、土壤侵蚀和由于机械使用而引起的土壤压实。

量化这些影响随时间的变化，并更好地理解纤维素去除的权衡是重要的。农民必须在增加收入的潜力与保持土壤肥力、健康和长期生产力的需求之间取得平衡。这项研究正在进行中，并将在2025年及以后扩展和重复，以完善结果并评估长期的土壤影响。