稻麥秸稈直接還田技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及展望

常志州， 陳新華， 楊四軍， 王德建， 石祖梁， 張斯梅

(1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所/農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)江下游平原農(nóng)業(yè)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京210014;2.江蘇省農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)推廣站，江蘇 南京210017;3.中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所，江蘇 南京210008)

根據(jù)抽樣調(diào)查估算，2011 年江蘇省稻、麥秸稈產(chǎn) 生 量 分 別 達(dá) 到1.580 ×107～1.700 × 107t 和1.238 ×107～1.575 ×107t，稻麥輪作農(nóng)田年均稻麥秸稈產(chǎn)生量高達(dá)(16.5 ±0.75)t/hm2［1］。如何有效處置與利用稻麥秸稈，防止秸稈田間焚燒或隨意丟棄，是全社會(huì)關(guān)注的重要問(wèn)題之一。

秸稈直接還田是秸稈處置與利用的最重要、最有效手段。世界發(fā)達(dá)國(guó)家將秸稈還田作為一項(xiàng)基本農(nóng)作制度，例如英國(guó)秸稈直接還田量占秸稈總產(chǎn)量的73%，加拿大占2/3，日本占68%［2-5］。在美國(guó)大平原地區(qū)，不少農(nóng)場(chǎng)堅(jiān)持每年把1/3 左右的秸稈用于還田，據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計(jì)，美國(guó)年生產(chǎn)作物秸稈4.5×108t，秸稈還田量占秸稈生產(chǎn)量的68% (USDA，1978)［6］。日本已經(jīng)把秸稈直接還田當(dāng)作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的法律去執(zhí)行，近年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示日本常年秸稈產(chǎn)量約為2.150×107t，其中最多的是耕翻直接還田，其次是作為粗飼料養(yǎng)牛以及與畜糞混合做成肥料［7］。此外，在發(fā)達(dá)國(guó)家與秸稈還田相配套的各種農(nóng)業(yè)機(jī)械，不僅種類(lèi)齊全，且使用效率高、運(yùn)行穩(wěn)定可靠［8］。

中國(guó)秸稈還田技術(shù)及配套農(nóng)機(jī)具研究與應(yīng)用起步較晚，尤其是機(jī)械化秸稈直接還田技術(shù)起步于上世紀(jì)80 年代［9-12］，此后，在引進(jìn)國(guó)外成熟還田農(nóng)機(jī)具的同時(shí)，開(kāi)始注重秸稈還田技術(shù)研究與還田機(jī)械裝備研發(fā)。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和農(nóng)業(yè)機(jī)械研發(fā)與作業(yè)水平提高，秸稈直接還田面積增長(zhǎng)迅速，到2005年，全國(guó)秸稈還田面積達(dá)到2.676×107hm2，是20 世紀(jì)80 年代末期的近20 倍，到2008 年，秸稈機(jī)械化直接還田面積達(dá)到了2.275×107hm2。江蘇省2012 年稻麥秸稈機(jī)械化還田面積達(dá)到1.60×106hm2，占作物播種面積的40%，部分地區(qū)已達(dá)到了100%，直接還田成為秸稈綜合利用的最主要技術(shù)途徑。

近年來(lái)，隨著稻田溫室氣體減排壓力的增加，麥秸還田技術(shù)應(yīng)用受到越來(lái)越多的關(guān)注。此外，對(duì)稻米高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)的追求，導(dǎo)致水稻生育期越來(lái)越長(zhǎng)，很多地區(qū)水稻收割時(shí)早已錯(cuò)過(guò)小麥適宜播種期，這給稻秸還田技術(shù)應(yīng)用提出了新的挑戰(zhàn)。

為了推進(jìn)秸稈直接還田技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，本文基于江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新項(xiàng)目部分階段性成果，結(jié)合國(guó)內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn)，就稻麥秸稈直接還田的4 種主要技術(shù)［切碎勻鋪旋耕(翻埋)還田、超高茬麥套稻全量還田、開(kāi)溝埋草還田、秸稈覆蓋還田］及還田機(jī)械的研發(fā)與應(yīng)用進(jìn)行綜述，并從農(nóng)學(xué)與生態(tài)環(huán)境角度，提出做好秸稈直接還田技術(shù)需要進(jìn)一步解決的問(wèn)題，以期為秸稈直接還田技術(shù)及機(jī)械研發(fā)提供思路。

1 秸稈直接還田技術(shù)及農(nóng)機(jī)裝備研發(fā)應(yīng)用進(jìn)展

1.1 切碎勻鋪旋耕(翻埋)還田

雖然中國(guó)秸稈還田技術(shù)與還田機(jī)械研發(fā)工作起步較晚，但由于秸稈禁燒壓力加大，秸稈還田技術(shù)與還田機(jī)械研發(fā)與應(yīng)用步伐加快。目前，已形成較為完整的稻麥秸稈還田技術(shù)與機(jī)械裝備體系。

2010 年前，推廣使用的稻麥?zhǔn)崭顧C(jī)絕大多數(shù)不帶秸稈粉碎裝置，稻麥?zhǔn)崭詈缶粲?0 cm 以上高茬，秸稈機(jī)械還田需要著重解決破茬與秸稈切碎問(wèn)題。宗和文［13］綜述了當(dāng)時(shí)江蘇省秸稈還田機(jī)械的狀況，列舉了秸稈粉碎還田機(jī)、水旱兩用秸稈還田機(jī)、雙軸滅茬機(jī)等主推機(jī)型，均帶有秸稈粉碎裝置。此后，鹽城華旺機(jī)械制造有限公司研制了SGTN-180ZF 型新型稻麥秸稈還田機(jī)［14］，重點(diǎn)對(duì)變速箱體、刀軸總成、變速操縱結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，增加了撥檔正反轉(zhuǎn)和雙桿撥檔變速，提高了整機(jī)性能和秸稈還田(滅茬)效果。贛榆縣農(nóng)牧機(jī)械廠(chǎng)開(kāi)發(fā)了1GJQN-165 型秸稈粉碎-旋耕組合多用機(jī)，該機(jī)可一次完成秸稈粉碎、拋撒、旋耕碎土及秸稈覆蓋等多道作業(yè)工序，對(duì)壤土、粘土等土壤具有較好適應(yīng)能力，生產(chǎn)效率較高，平均作業(yè)效率可達(dá)0.48 hm2/h，作業(yè)技術(shù)性能優(yōu)良，秸稈切碎長(zhǎng)度為4.5 cm 左右，秸稈切碎合格率達(dá)98%，碎土率達(dá)77%，秸稈覆蓋率達(dá)92%［15］。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)了SGTN-180 型旋耕埋草施肥聯(lián)合作業(yè)機(jī)，該機(jī)采用雙輥配置，前輥正轉(zhuǎn)粉碎秸稈，后輥反轉(zhuǎn)旋耕，完成秸稈翻埋和碎土作業(yè)的獨(dú)特作業(yè)模式，有效提高覆蓋性能和降低功耗，并設(shè)計(jì)有施肥裝置，可完成播種前土壤整理的聯(lián)合作業(yè)［16］。此外，戴飛等［17］還設(shè)計(jì)了一種將秸稈腐熟菌劑噴撒與秸稈還田于一體的快速腐熟秸稈還田機(jī)，該機(jī)秸稈粉碎系統(tǒng)對(duì)噴施了腐熟劑的谷物秸稈進(jìn)行粉碎還田，完成聯(lián)合作業(yè)，腐熟劑噴施與機(jī)械粉碎兩者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，達(dá)到了還田秸稈快速腐熟的目的。

近年，隨著秸稈禁燒工作強(qiáng)力推進(jìn)，為防止秸稈及殘茬田間焚燒，聯(lián)合收割機(jī)生產(chǎn)企業(yè)加大了聯(lián)合收割機(jī)動(dòng)力配置，設(shè)計(jì)了秸稈粉碎拋撒裝置，同時(shí)，針對(duì)存量和新增的一般收割機(jī)，加快研發(fā)配套秸稈粉碎拋撒裝置［18］。河北省開(kāi)元實(shí)業(yè)公司研制出一種與小麥聯(lián)合收割機(jī)配套的秸稈粉碎拋撒機(jī)［19］，可對(duì)玉米、小麥、高粱等農(nóng)作物秸稈進(jìn)行粉碎，該裝置采用懸掛液壓升降方式，具有轉(zhuǎn)彎半徑小、對(duì)地塊的適應(yīng)性強(qiáng)、安裝方便等特點(diǎn)，與全喂入式聯(lián)合收割機(jī)配套使用，秸稈粉碎效果好，拋撒均勻，有利于后續(xù)農(nóng)田作業(yè)。江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院與江蘇大學(xué)等聯(lián)合開(kāi)發(fā)了一種秸稈粉碎拋撒裝置，可安裝到早期生產(chǎn)的聯(lián)合收割機(jī)上，使用該裝置，稻麥秸稈粉碎長(zhǎng)度為5 ～10 cm，拋撒幅寬與收割機(jī)割幅一致，均勻度達(dá)95%以上。丹陽(yáng)市木森農(nóng)機(jī)廠(chǎng)生產(chǎn)的秸稈勻撒裝置，與半喂入式聯(lián)合收割機(jī)(久保田、洋馬等機(jī)型)配套，可使秸稈均勻拋撒還田。興鵬機(jī)械廠(chǎng)生產(chǎn)的4DMQ-35A 稻麥秸稈切碎拋撒還田機(jī)，可配裝到全喂入式聯(lián)合收割機(jī)上，對(duì)水稻、小麥秸稈進(jìn)行切碎、拋撒還田，切碎長(zhǎng)度小于15 cm，拋灑幅度可達(dá)1.5 ～2.3 m。帶秸稈粉碎拋撒裝置的聯(lián)合收割機(jī)的廣泛應(yīng)用，從技術(shù)裝備上杜絕了田間秸稈焚燒，為秸稈還田提供了便利，大大推進(jìn)了秸稈機(jī)械還田技術(shù)的推廣與應(yīng)用。

在聯(lián)合收割機(jī)裝配秸稈粉碎拋撒裝置作業(yè)基礎(chǔ)上，秸稈還田機(jī)械則朝著提升秸稈翻埋質(zhì)量以及還田、耕整、施肥一體化方向發(fā)展。目前，江蘇省農(nóng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)已研制出用于水田作業(yè)的集秸稈翻埋、碎土、起漿、平地于一體的水田耕整機(jī)，用于旱地作業(yè)的集旋耕、埋茬、施肥、播種、覆土于一體的旋耕播種施肥機(jī)。其中用于水田作業(yè)的埋茬耕整機(jī)有:姜堰新科機(jī)械制造有限公司生產(chǎn)的1ZSD-300/325/350型埋茬耕整機(jī)、江蘇清淮機(jī)械有限公司生產(chǎn)的1GSM-180 ～280 型系列水田埋茬耕整機(jī)和1GSM-200 ～300 型系列水田埋茬起漿整地機(jī)。用于稻秸還田與耕整的機(jī)械有:灌云縣黃海機(jī)械有限公司生產(chǎn)的1GBF-12A 型秸稈條切條耕條播深施肥復(fù)式作業(yè)機(jī)，該機(jī)與中型拖拉機(jī)配套，集條切、條耕、條播、深施肥、鎮(zhèn)壓各種功能于一體;江蘇豐產(chǎn)有限公司生產(chǎn)的BFG-200 型旋耕(條耕)施肥播種機(jī)，該機(jī)一次作業(yè)能完成全量還田田塊的條耕條播或全幅旋耕、埋茬、施肥、播種、覆土作業(yè);姜堰市新科機(jī)械制造有限公司生產(chǎn)的1ZSB-180、200 型埋茬耕整施肥播種機(jī)，一次可完成稻秸稈全量還田、耕整地、小麥半精量播種、化肥深施、鎮(zhèn)壓等作業(yè)工序;江蘇潔瀾現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備有限公司生產(chǎn)的2BFG-12(8)(200)、2BFG-14(10)(230)、2BFGP-14(10)(230)旋耕施肥播種機(jī)可一次完成旋耕、施肥、開(kāi)溝播種、覆土、鎮(zhèn)壓等工序。

在秸稈機(jī)械還田技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)，秸稈還田的農(nóng)藝技術(shù)也取得了一些成果。圍繞麥秸還田，總結(jié)出2 套不同的耕整技術(shù)方案:一是旱旋水整，先用中型拖拉機(jī)干旋埋草，曬垡3 ～5 d，然后上水浸泡2 ～3 d，耙耱整平;二是水旋耕整，麥草切碎分散后，泡田3 ～4 d，一次性旋耕埋草耕整。鄧建平等［20］比較了旋耕深度與碎草長(zhǎng)度對(duì)秸稈還田效果的影響，在旋耕深度分別為5 cm、10 cm、15 cm 時(shí)，一次性作業(yè)埋草率隨旋耕深度增加而提高，埋草率由68%提高到88%;碎草長(zhǎng)度為15 cm、30 cm 時(shí)，一次性耕整埋草率分別為87%和63%，兩者相差24 個(gè)百分點(diǎn);碎草長(zhǎng)度為5 cm 時(shí)，一次性埋草率達(dá)90%以上。趙伯康等［21］比較了泡水1 d、2 d 及3 d對(duì)秸稈還田效果、機(jī)械作業(yè)效率的影響，結(jié)果表明機(jī)械作業(yè)功效和埋草質(zhì)量均隨泡田時(shí)間的延長(zhǎng)而提高，浸泡3 d 的田塊作業(yè)機(jī)械每臺(tái)每天可作業(yè)2 hm2左右，耕整埋草率可達(dá)85%左右;在浸泡1 ～2 d 的田塊，由于土壤硬板，旋耕深度不夠，每臺(tái)每天僅作業(yè)0.53 ～0.67 hm2，且耕整埋草率僅60%左右。石祖梁等比較了不同土壤質(zhì)地條件下水旋與干旋動(dòng)力消耗，發(fā)現(xiàn)泡水旋耕較干旋可節(jié)省動(dòng)力13.7%，提高作業(yè)效率22.3%。陳才興［22］比較了不同留茬高度下麥秸還田的效果，認(rèn)為收割留茬越低，田面留草量越多，預(yù)埋性越差，半喂入式收割機(jī)留茬10 ～15 cm、全喂入式聯(lián)合收割機(jī)留茬30 cm 左右為宜，同時(shí)采用秸稈切碎裝置，將秸稈切成長(zhǎng)度為5 ～10 cm，可實(shí)現(xiàn)秸稈自動(dòng)分散于田面。張洪熙等［23］系統(tǒng)研究了不同稻作方式麥秸全量粉碎旋耕還田技術(shù)，在此基礎(chǔ)上，形成了不同稻作方式的麥秸粉碎旋耕還田的技術(shù)操作規(guī)程，其要點(diǎn)是:一要選好機(jī)型;二要灌好水層，一般以田面水層以高處見(jiàn)墩、低處有水為準(zhǔn);三要精心操作，使用中型拖拉機(jī)配套1ZSD 型埋茬耕整機(jī)時(shí)要調(diào)整好旋耕深度，力求一次性完成作業(yè)，使用手扶拖拉機(jī)時(shí)要橫豎旋耕2 遍，提高埋草耕整平整度。耕整后，豎立碎草露草量應(yīng)控制在1 m290 根之內(nèi)［24-27］。

隨著還田機(jī)械與農(nóng)藝技術(shù)的日臻完善及帶粉碎拋撒裝置的聯(lián)合收割機(jī)的廣泛應(yīng)用，秸稈粉碎旋耕全量還田，已成為江蘇省秸稈還田的主流技術(shù)，得到大面積推廣應(yīng)用。

1.2 超高茬麥套稻秸稈全量還田

麥田套播水稻栽培實(shí)踐源自于上世紀(jì)60 年代日本福岡正信的研究。上世紀(jì)70 年代，北京市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、山東省水稻研究所進(jìn)行麥田套播稻試驗(yàn)。上世紀(jì)80 年代，原江蘇農(nóng)學(xué)院、江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所開(kāi)展麥田套播稻研究［28］。上世紀(jì)90年代初，顧克禮等［29］系統(tǒng)地開(kāi)展了超高茬麥套稻秸稈全量還田與稻作技術(shù)研究。超高茬麥套稻秸稈全量還田技術(shù)的核心是小麥生長(zhǎng)后期套種水稻，麥?zhǔn)諘r(shí)留茬30 cm 以上，多余秸稈就地撒開(kāi)，或就近埋入麥田墑溝內(nèi)，任其自然腐解，麥田套播稻技術(shù)融免耕、套種、直播、秸稈還田于一體。麥田套播稻具有旱育稀植的特點(diǎn)，根系發(fā)達(dá)，單位面積總穎花量大，千粒質(zhì)量高，此外，還可以提高稻米加工與外觀(guān)品質(zhì)以及部分食味品質(zhì)［30-33］。王守紅等［34-35］和張家宏等［36］系統(tǒng)地研究了超高茬麥套稻栽培條件下雜草發(fā)生規(guī)律與防除技術(shù)，開(kāi)展了水稻不同生長(zhǎng)時(shí)期藥劑防治田間試驗(yàn)，提出“治早治小、封殺結(jié)合”的雜草防治措施，取得顯著效果。超高茬麥套稻麥秸全量還田技術(shù)自1995 年起開(kāi)始示范與推廣，目前已趨于完善，并已在生產(chǎn)中得到一定面積的推廣應(yīng)用。

1.3 開(kāi)溝埋草還田

秸稈機(jī)械溝埋還田技術(shù)，是在作物收獲后，用常規(guī)開(kāi)溝機(jī)在田間開(kāi)出墑溝，由人工將聯(lián)合收割機(jī)排出的秸稈埋入墑溝內(nèi)，每季埋草溝與上一季溝間距20 cm，以此類(lèi)推，幾年后實(shí)現(xiàn)全田開(kāi)溝一次，在實(shí)現(xiàn)秸稈全量還田的同時(shí)，能達(dá)到了田塊深耕一次的目的。鐘杭等［37］在對(duì)麥稈產(chǎn)生量、麥田溝形態(tài)與容積等數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上，認(rèn)為不論何種溝形均可容納所有麥稈，并于1999 年進(jìn)行了為期3 年的田間試驗(yàn)，結(jié)果表明，開(kāi)溝埋草還田比不還田對(duì)照略有增產(chǎn)，田溝內(nèi)的麥稈經(jīng)過(guò)一個(gè)晚稻生長(zhǎng)季的腐解，秋播清溝時(shí)已基本腐熟，因此認(rèn)為田溝埋草還田技術(shù)上是可行的。汪金平等［38］提出了雙季稻廂溝免耕秸稈還田方法，即開(kāi)廂起溝，廂溝寬0.35 m，廂溝深0.35 m，廂面寬2.30 m，油菜和早稻收獲后秸稈入溝，晚稻秸稈則覆蓋于冬作廂面上，每季作物播栽前清溝起淤，將溝中腐熟的秸稈和淤土撒在廂面上，可確保秸稈全量還田。

秸稈墑溝埋草還田技術(shù)，需要人工將秸稈埋入溝內(nèi)，在實(shí)踐中較為費(fèi)時(shí)費(fèi)工。針對(duì)這一難題，黑龍江省大田農(nóng)業(yè)機(jī)械制造有限公司研制了IUD-535 型機(jī)液壓五樺犁，其較強(qiáng)耕翻能力的半螺旋型曲面犁體，可將整株玉米秸稈扣翻在墊片下，覆蓋嚴(yán)密，無(wú)揚(yáng)茬漏茬［9］。陳玉倫等［39］設(shè)計(jì)了一種稻麥聯(lián)合收獲開(kāi)溝埋草多功能一體機(jī)，該機(jī)在收獲部位一邊收割、脫粒，一邊完成秸稈的向后輸送，并將秸稈從出草口經(jīng)導(dǎo)草裝置排出;與此同時(shí)，開(kāi)溝裝置對(duì)收獲后的土壤進(jìn)行開(kāi)溝，墑溝的位置與導(dǎo)草裝置對(duì)齊，使出草口排出的秸稈落入溝內(nèi)，達(dá)到機(jī)械化墑溝埋草的目的。在此基礎(chǔ)上，楊宏圖等［40］對(duì)稻麥?zhǔn)崭铋_(kāi)溝埋草一體機(jī)又作了改進(jìn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了導(dǎo)草疏草、分土導(dǎo)流等裝置，此外還設(shè)計(jì)了清溝鏟清土裝置，解決了開(kāi)溝埋草操作的安全性以及拋土走向和刀盤(pán)纏草堵草等問(wèn)題，保證了一次作業(yè)完成作物收獲、排草導(dǎo)草和開(kāi)溝填草等工序，整體作業(yè)效率可達(dá)0.127 ～0.327 hm2/h，使用可靠性78% 以上，時(shí)間利用率70%以上。查良玉等［41］改進(jìn)的東方紅904 雙盤(pán)開(kāi)溝機(jī)，在保證開(kāi)溝集中拋土基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)對(duì)埋溝進(jìn)行覆土，實(shí)現(xiàn)覆土后照常栽種，且埋草溝還具有排水功能，對(duì)小麥出苗及生長(zhǎng)無(wú)影響。

開(kāi)溝埋草秸稈還田技術(shù)，在江蘇省的高沙土地區(qū)得到了一定面積的應(yīng)用。

1.4 秸稈覆蓋還田

秸稈覆蓋還田具有蓄水保墑、平抑地溫、保持水土、控制面源污染、抑制雜草等效應(yīng)，同時(shí)還具有改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤有機(jī)質(zhì)與礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)水平、增強(qiáng)土壤生物活性等培肥作用［42-46］。秸稈覆蓋還田作為一種土壤少免耕、秸稈處置利用以及防止水土流失、抑制雜草技術(shù)等被廣泛地應(yīng)用［47］。

在稻麥輪作地區(qū)，秸稈原位覆蓋還田主要包括麥田覆蓋稻秸與稻田覆蓋麥秸技術(shù)。鐘杭等［37］試驗(yàn)了2 種不同稻秸覆蓋播種小麥的方法，一是人工收割后，用除草劑除草，隔1 ～2 d 施肥，然后將麥種散播在田畦表面，再用稻秸均勻覆蓋，開(kāi)溝壓土;二是機(jī)械收割前3 ～5 d，先施肥，然后再套播麥種，收割后將秸稈直接覆蓋于田面，并耙勻、開(kāi)溝壓土。徐亞娣等［48］在水稻產(chǎn)量9 000 kg/hm2條件下，比較了覆蓋不同稻秸量對(duì)小麥生長(zhǎng)的影響，認(rèn)為還田量不宜超過(guò)50%，秸稈全量還田會(huì)影響小麥的出苗率。王麗明［49］認(rèn)為稻秸覆蓋量以3 000 kg/hm2為宜，并需要適當(dāng)增加小麥播種量。彭慶生等［50］試驗(yàn)了幾種不同秸稈覆蓋還田模式，在麥田，小麥播種蓋籽后化除，采用整株稻秸全量覆蓋后灌水，或淺旋耕后播種不蓋籽，直接覆蓋稻草后澆水等，均可保證小麥正常出苗;在稻田，水稻直播后采用麥秸全量覆蓋還田，要做好水肥與病蟲(chóng)草管理。李大明等［51］試驗(yàn)了麥秸覆蓋水稻旱作方法，認(rèn)為在水資源缺乏地區(qū)，秸稈覆蓋旱作是一種替代傳統(tǒng)淹水栽培的水稻栽培模式，也是一種稻田秸稈管理技術(shù)。

隨著勞動(dòng)力成本提高，人工覆草越來(lái)越難，機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)秸稈覆蓋還田受到了前所未有的關(guān)注。李朝蘇等［52］研制的2BMFDC-6 型半旋播種機(jī)，由手扶拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)，整機(jī)重量輕，動(dòng)土量少，能耗低，一次作業(yè)即可完成播種、施肥、蓋種等工序，省工高效。作業(yè)時(shí)只對(duì)播種帶進(jìn)行淺旋開(kāi)溝，種子撒落于播種溝內(nèi)，泥土、根茬和碎草混合蓋種，較好地解決了播種質(zhì)量和稻草還田問(wèn)題，田間性能試驗(yàn)結(jié)果表明，無(wú)論稻草是否還田，該機(jī)械都具有良好的適應(yīng)性和播種效果。揚(yáng)州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院2009 年研制的1GBF-12A 型秸稈條切條耕條播深施肥復(fù)合作業(yè)機(jī)，一次作業(yè)完成滅茬、淺旋、開(kāi)槽、播種、覆土、鎮(zhèn)壓等工序。此外，還有在普通少(免)條播機(jī)上，隔行撤除旋耕刀，達(dá)到秸稈覆蓋還田條件下條旋條播的目的?？姸降龋?3］在覆蓋量6 705 kg/hm2條件下，使用改進(jìn)的條耕條播機(jī)作業(yè)，播量為165 kg/hm2，播后開(kāi)墑溝，與秸稈粉碎旋耕還田及不還田比較，采取條耕條播的地塊產(chǎn)量相對(duì)稍高，同時(shí)，條耕條播模式在用工、能源消耗以及保護(hù)性耕作等方面具明顯的優(yōu)勢(shì)。但也有報(bào)道認(rèn)為，覆蓋還田特別是全量覆蓋還田效果較旋耕還田效果差［54-55］。李朝蘇等［52］等還比較了兩種稻秸粉碎方式(全喂入式聯(lián)合收割機(jī)粉碎、半喂入式聯(lián)合收割機(jī)粉碎)、4種秸稈還田量(0 t/hm2、4 t/hm2、8 t/hm2、12 t/hm2)對(duì)秸稈覆蓋還田效果的影響，結(jié)果表明，采用半喂入式收割機(jī)粉碎稻秸，下茬小麥的播種深度、種子有效覆蓋比例以及出苗均勻度均高于全喂入式處理，各生育階段群體質(zhì)量也優(yōu)于后者，產(chǎn)量較后者增加11%。

為解決秸稈覆蓋還田條件下耕作與施肥難處，吉林省康達(dá)農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司研制了一種全秸稈覆蓋免耕追肥機(jī)，作業(yè)時(shí)一次完成切斷秸稈、開(kāi)溝、深施化肥、覆土鎮(zhèn)壓等多道工序，不拖堵，入土效果好，施肥深度大，翻動(dòng)土層大，傷根少，具有極好的抗旱和提高肥料利用率的效果。解決了普通追肥機(jī)在有秸稈覆蓋免耕情況下不能追肥的難題［56］。同時(shí)，還研制了全秸稈覆蓋免耕深松機(jī)，一次作業(yè)可完成切斷秸稈、深松、碎土等工序［57］。江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院與江蘇省農(nóng)機(jī)試驗(yàn)鑒定站等單位，研發(fā)了稻田套種小麥與秸稈覆蓋所需的播種、開(kāi)溝等裝置，已試制了樣機(jī)。

目前，稻套麥秸稈覆蓋還田技術(shù)在江蘇省蘇南地區(qū)應(yīng)用面積較大，隨著稻秸切碎拋撒勻鋪技術(shù)的普及與秸稈覆蓋配套機(jī)械的研發(fā)，稻套麥秸稈覆蓋還田技術(shù)將會(huì)在更多農(nóng)區(qū)得以推廣應(yīng)用。

2 秸稈直接還田技術(shù)存在問(wèn)題及展望

綜上所述，經(jīng)過(guò)近30 年的努力，在引進(jìn)消化與自主創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，無(wú)論是配套于聯(lián)合收割機(jī)的秸稈粉碎拋撒裝置或開(kāi)溝裝置及秸稈粉碎、滅茬、耕整、施肥、播種一體機(jī)的研發(fā)與制造，還是配套于秸稈機(jī)械還田的農(nóng)藝技術(shù)，都取得長(zhǎng)足的進(jìn)步，但在秸稈“如何還下去”方面，仍存在以下問(wèn)題:(1)秸稈粉碎拋撒效果未達(dá)理想程度，拋撒的秸稈仍呈條狀分布，尤其是稻秸，因其含水量高、柔軟、相互纏繞，拋撒后成條成團(tuán)現(xiàn)象仍十分普遍，影響了后續(xù)埋草作業(yè);(2)隨著水稻產(chǎn)量提高、秸稈產(chǎn)生量增加，缺少配套的深旋機(jī)械，現(xiàn)有機(jī)械難以滿(mǎn)足稻秸產(chǎn)生量高于9 750 kg/hm2時(shí)全量全耕層均勻還田的需要;(3)各地土壤類(lèi)型、質(zhì)地及氣象條件、農(nóng)作制度等存在差異，還缺少秸稈還田技術(shù)適宜性的研究，在秸稈還田技術(shù)推廣應(yīng)用中難以避免一些負(fù)效應(yīng)的產(chǎn)生;(4)水稻收獲季節(jié)越來(lái)越遲，稻套麥秸稈覆蓋全量還田技術(shù)需求會(huì)越來(lái)越大，與此相應(yīng)的播種機(jī)、開(kāi)溝機(jī)以及水稻收割、小麥播種一體機(jī)等裝備及配套農(nóng)藝技術(shù)亟待研發(fā);(5)現(xiàn)有的秸稈還田機(jī)械質(zhì)量、運(yùn)行穩(wěn)定性、作業(yè)效率均有待進(jìn)一步提高。因此，就稻麥秸稈直接還田技術(shù)而言，需要在秸稈粉碎勻拋、全耕層埋茬、覆蓋還田等方面，加大技術(shù)攻關(guān)與加快研發(fā)步伐，同時(shí)，加大現(xiàn)有技術(shù)推廣應(yīng)用與普及的力度，通過(guò)農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝相合與相互促進(jìn)，真正地將“秸稈直接還田”這篇文章做好、做大、做優(yōu)，為秸稈綜合利用與禁燒工作提供持續(xù)技術(shù)支撐。

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