玉米秸稈還田機械化技術(shù)及配套機具研究

劉偉

摘要：秸稈還田技術(shù)是國家重點推廣實施的一項重要環(huán)保農(nóng)業(yè)技術(shù)。闡述秸稈還田的作用與意義，介紹玉米秸稈還田機械化技術(shù)的內(nèi)容、技術(shù)要求、作業(yè)注意事項及配套機具情況，以期為該技術(shù)的推廣應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機械化；秸稈還田；玉米；技術(shù)；配套機具

中圖分類號：S233.1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2017）02-0054-03

土壤是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最重要的資源。我國人均占有耕地面積少，且耕地整體質(zhì)量偏低，這就形成了我國目前的耕作現(xiàn)狀：土地連年耕作得不到休養(yǎng)生息，農(nóng)民為追求產(chǎn)量大量施用化肥，土壤有機質(zhì)得不到補充地力逐年下降，土壤板結(jié)農(nóng)作物營養(yǎng)不良以及病蟲害多發(fā)等?？梢哉f，耕地越種越“瘦”，板結(jié)越來越重，土壤酸化和沙化逐步加劇。為了恢復(fù)土壤地力，改善耕地質(zhì)量狀況，應(yīng)大力推廣應(yīng)用秸稈還田技術(shù)。

1 秸稈還田的作用與意義

根據(jù)有關(guān)玉米種植區(qū)內(nèi)土壤有機質(zhì)平衡的研究結(jié)果，土壤有機質(zhì)的年礦化量為54.0～95.0 kg/667 m2，年積累量為28.0～96.0 kg/667 m2。如果年礦化量大于年積累量，要想維持土壤有機質(zhì)現(xiàn)狀，每年就必須補充54.0～95.0 kg/667 m2的有機碳；而要提高土壤有機質(zhì)含量，就必須補充更多的有機物質(zhì)。試驗表明：秸稈還田可以對土壤有機質(zhì)平衡起到重要作用。例如：每667 m2還田500 kg玉米秸稈，耕層土壤中有機質(zhì)就會有盈余；而沒有進行秸稈還田的地塊，其0～20 cm耕層土壤中有機質(zhì)就要虧損12.4～17.6 kg。

秸稈還田將大量秸稈埋入土壤中，秸稈中含有大量的有機質(zhì)，相當(dāng)于給土壤微生物提供了大量能源物質(zhì)，促使土壤中各類微生物繁殖和酶活性增強。據(jù)有關(guān)資料介紹：秸稈還田可以增加微生物數(shù)量18.9%，可增強接觸酶活性33.0%、轉(zhuǎn)化酶活性47.0%、尿酶活性17.0%。由于微生物數(shù)量和活性增強，直接加速了對有機物質(zhì)的分解和礦物質(zhì)養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化能力。秸稈在土壤微生物作用下，分解轉(zhuǎn)化成作物需要的氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素，同時產(chǎn)生纖維素、木質(zhì)素、多糖和腐殖酸等黑色膠體物。秸稈腐化分解不僅可提高土壤養(yǎng)分含量，還可促進土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成，降低土壤容重，增加土壤孔隙度，減輕土壤堿性，改善土壤理化性狀，提高土壤對水、肥、氣、熱的協(xié)調(diào)能力，提高蓄水保肥能力。

2 玉米秸稈還田機械化技術(shù)

玉米秸稈還田機械化技術(shù)是指在玉米收獲期間利用秸稈粉碎還田機將玉米秸稈直接粉碎就地拋撒于地表，再經(jīng)補氮處理后，通過旋耕或翻埋機具將粉碎的玉米秸稈埋入土壤中的一種作業(yè)技術(shù)。玉米秸稈還田作業(yè)可為農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展打下良好的物質(zhì)基礎(chǔ)：玉米秸稈中含有大量的有機物質(zhì)，埋入土壤后在適宜的溫度、水分等條件下，被土壤中的微生物快速分解，生成能夠被植物有效利用的有機質(zhì)和氮、磷、鉀等多種營養(yǎng)物質(zhì)；同時還可促進土壤微生物繁殖，提高其生物活性，增強土壤生物固氮能力，促進土壤的酸堿平衡，使土壤結(jié)構(gòu)趨于合理。機械化秸稈還田的主要特征是采用機械將秸稈粉碎、翻埋還田，與人工秸稈還田作業(yè)相比，工效可提高40～120倍，有利于搶農(nóng)時、減少環(huán)境污染、培肥地力、提高糧食產(chǎn)量，具有很好的社會效益和經(jīng)濟效益。

2.1 主要形式

秸稈還田按途徑可分為直接還田和間接還田。玉米秸稈還田機械化技術(shù)屬于直接還田作業(yè)，其通常有兩種作業(yè)過程。

1） 玉米摘穗后利用秸稈粉碎還田機粉碎秸稈進行還田作業(yè)：玉米摘穗—秸稈粉碎、拋撒—施肥—翻埋（或旋耕）—壓蓋。

2） 玉米聯(lián)合收獲機收獲后進行還田作業(yè)：玉米聯(lián)合收獲機—施肥旋耕（翻埋）—壓蓋。玉米聯(lián)合收獲機一次作業(yè)完成玉米收獲和秸稈粉碎拋撒的全部作業(yè)，作業(yè)速度快。

2.2 技術(shù)要求

玉米秸稈機械化還田作業(yè)質(zhì)量要求：1） 割茬高度≤8 cm；2） 莖稈切碎長度≤10 cm；3） 拋散不均勻率≤20%。

秸稈粉碎還田作業(yè)時，要注意選擇拖拉機合適的擋位作業(yè)，使秸稈粉碎效果達(dá)到理想狀態(tài)；注意調(diào)整還田機的留茬高度，嚴(yán)防漏切，特別注意不能在撞倒玉米秸稈后再粉碎，還田機粉碎工作部件的地隙宜控制在5 cm以上。

對粉碎后的玉米秸稈旋耕、翻埋時，應(yīng)適量增施氮肥和磷肥，以加快秸稈腐解，促其盡快變成有效養(yǎng)分。耕深以打破犁底層為宜，通過翻耕、壓、蓋，消除因秸稈造成的土壤架空，并及時澆水促使秸稈腐解。

2.3 注意事項

1） 玉米摘穗后，其秸稈含水率在30%以上，應(yīng)馬上對玉米秸稈進行粉碎和秋翻（旋耕），將秸稈埋入土中。這時翻入土壤的秸稈含水率較高，有利于秸稈快速分解；同時還可以避免粉碎后的秸稈因未及時埋入土壤而蒸發(fā)掉水分，甚至被風(fēng)吹跑，造成秸稈扎堆而不利于掩埋，影響來年播種作業(yè)。

2） 要使用無病蟲害玉米秸稈還田，以免傳播病菌、加重下茬作物病蟲害的發(fā)生。如果發(fā)現(xiàn)玉米秸稈存在較為嚴(yán)重的病蟲害，不能直接用來還田，而應(yīng)將帶病菌的玉米秸稈運出，進行無害化處理，避免病蟲害蔓延與傳播。

3） 秸稈粉碎作業(yè)時應(yīng)注意拖拉機擋位的選擇，保證將玉米秸稈粉碎長度控制在5 cm左右、不得超過10 cm，秸稈埋入土壤深度控制在15 cm以下。并且覆土要嚴(yán)、鎮(zhèn)壓要實，避免漏風(fēng)，以保證秸稈快速分解，不影響來年播種作業(yè)。

4） 配合施用氮、磷肥。玉米秸稈在腐解過程中，需要消耗氮、磷和水分，這樣可能造成土壤肥力不足，出現(xiàn)秸稈腐解過程與作物爭水、爭肥現(xiàn)象，影響作物生長發(fā)育。為避免上述情況出現(xiàn)，影響作物生長，應(yīng)在秸稈還田作業(yè)中施加一定量的氮、磷化肥。建議每667 m2還田玉米秸稈不超過500 kg，施氮 5.0 kg、純磷1.5 kg，以保證秸稈腐解過程中對氮和磷的需求。

5） 深耕或深旋耕時可選擇高留茬，即留茬高度為15～20 cm。

6） 秸稈翻埋還田時，翻埋深度要達(dá)到20～25 cm，通過翻、蓋、壓等措施消除土壤被秸稈架空的現(xiàn)象。

7） 旋耕或耙地滅茬，應(yīng)使秸稈均勻分布于耕層中。在還田作業(yè)中應(yīng)把玉米根茬破開，并再次破碎較長的莖稈，以便能夠細(xì)碎化秸稈，保證秸稈在土壤中充分腐解，不影響來年播種作業(yè)。

8） 秸稈腐解是通過土壤中的微生物完成的，微生物生存繁殖需要土壤有適宜的含水率。土壤過于干燥不利于微生物的繁殖，影響秸稈腐解速度。所以土壤墑情不好時，應(yīng)進行灌水。

3 玉米秸稈還田作業(yè)主要機具

3.1 玉米聯(lián)合收獲機秸稈粉碎裝置

玉米聯(lián)合收獲機均配有玉米秸稈粉碎裝置，其可將進入聯(lián)合收獲機的玉米秸稈粉碎后拋撒于地表，完成玉米秸稈粉碎和拋撒作業(yè)。玉米聯(lián)合收獲機的秸稈粉碎裝置按結(jié)構(gòu)特性可分為“甩刀式”和“滾刀式”。其作業(yè)時都是對玉米秸稈進行砍、切、搓、撕，直接將秸稈粉碎和拋撒，以滿足后續(xù)旋耕（翻埋）作業(yè)的要求。這種切碎裝置主要用于玉米等秸稈粉碎，具有方便、經(jīng)濟、高效等優(yōu)點。

3.2 玉米秸稈還田機

玉米秸稈還田機由輪式拖拉機驅(qū)動，通過拖拉機后三點懸掛與拖拉機掛接，工作動力來源于拖拉機后輸出軸，一般為臥式單軸結(jié)構(gòu)。該機具主要由機架、中間變速箱、傳動軸、側(cè)皮帶傳動、刀軸、限位輥等組成。刀軸上安裝有切削刀具，切削刀具常見的有錘爪、彎刀和直刀。工作時，刀軸高速旋轉(zhuǎn)，帶動軸上切削刀具對地面上的玉米秸稈進行高速的砍切、搓撕，并將部分秸稈帶入粉碎室，被定刀進一步砍切、揉搓和撕裂，粉碎后的秸稈被均勻地拋撒在地面。玉米秸稈的留茬高度受還田機限位輥的控制，通過調(diào)節(jié)限位輥的角度，使留茬高度為4～5 cm。該機具的主要缺點是不能解決玉米根茬的粉碎問題。

3.3 雙軸滅茬整地機

雙軸滅茬整地機由輪式拖拉機驅(qū)動，通過拖拉機后三點懸掛與拖拉機掛接，工作動力來源于拖拉機后輸出軸，通常為臥式雙軸結(jié)構(gòu)。該機具主要由機架、中間變速箱、萬向傳動軸、側(cè)傳動箱、前后刀軸等組成。前刀軸為滅茬刀軸，安裝有滅茬刀，滅茬刀呈螺旋排列，滅茬深度5～8 cm；后刀軸為整地刀軸，安裝有整地刀，耕深可達(dá)17 cm。工作時，前刀軸對玉米根茬進行粉碎，后刀軸進行旋耕整地，將粉碎后的秸稈旋入土壤中。該機具為復(fù)式作業(yè)，減少了機具進地次數(shù)，作業(yè)效率高，適用于壟作玉米根茬粉碎還田作業(yè)。

3.4 玉米秸稈和根茬粉碎還田聯(lián)合機

玉米秸稈和根茬粉碎還田聯(lián)合機是在秸稈還田機的基礎(chǔ)上增加根茬粉碎刀軸，為雙軸臥式結(jié)構(gòu)。該機具主要由中間變速箱、萬向傳動軸、側(cè)傳動箱、前后刀軸、機架和限位輥等組成。前刀軸為秸稈粉碎刀軸，用于粉碎地面秸稈，切削刀具為錘爪或彎刀；后刀軸為滅茬刀軸，用于粉碎玉米根茬和旋耕。該機具可將玉米秸稈及根茬粉碎后旋耕還田。

4 結(jié)語

玉米秸稈機械化還田技術(shù)能夠較好地解決玉米秸稈的出路問題，避免因秸稈廢棄霉?fàn)€和焚燒造成的環(huán)境污染，同時又可培肥地力、減少化肥施用量、提高化肥利用率、促進土壤形成良性循環(huán)，保證農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展。該技術(shù)的推廣應(yīng)用既能提高糧食產(chǎn)量、增加農(nóng)民收入，又能促使旱作農(nóng)業(yè)區(qū)生態(tài)趨于好轉(zhuǎn)，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

參考文獻

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Research on Maize Straw Mulching Mechanization Technique

and the Matched Machine

LIU Wei

（Huludao Agricultural Machinery Technology Extension Center， Huludao Liaoning 125000， China）

Abstract： Straw mulching technique is an important agricultural technique for environmental protection which is mainly popularized and implemented in China. This paper expounded the effect and significance of straw mulching， and introduced the content， technical requirement and working attentions of maize straw mulching mechanization technique and the situation of matched machine， in order to provide reference for the popularization and application of the technique.

Key words： agricultural mechanization； straw mulching； maize； technique； matched machine