農(nóng)作物秸稈及根茬的機(jī)械化還田技術(shù)

于志剛

摘 要：對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的秸稈和根茬進(jìn)行處理，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)順利進(jìn)行的有效保證，同時(shí)還能減少農(nóng)業(yè)生物資源的浪費(fèi)，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的危害。通過介紹農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對(duì)秸稈和根茬的機(jī)械化處理現(xiàn)狀，說明了常用的機(jī)械化處理方法，并強(qiáng)調(diào)了秸稈及根茬粉碎機(jī)械的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械；秸稈；根茬；還田

中圖分類號(hào)：S2335 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.10.055

農(nóng)作物的秸稈和根茬的機(jī)械化還田不僅能保證耕作和播種的順利進(jìn)行，還有利于土壤肥力的提升和耕層結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，更能夠提升資源利用率和環(huán)境保護(hù)效果，有利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在我國(guó)，每年的秸稈產(chǎn)量超過了6億t，秸稈作為寶貴的生物資源，農(nóng)業(yè)部門積極的對(duì)秸稈進(jìn)行了多方面的再利用工作，盡管秸稈的利用量在不斷增長(zhǎng)，但是每年仍有大量的未被處理的秸稈剩余，焚燒秸稈的問題還在不斷出現(xiàn)，既污染了環(huán)境又浪費(fèi)了資源。農(nóng)作物的根茬是農(nóng)業(yè)收割后的遺留物，必須對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚拍鼙ＷC農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的順利實(shí)施。粉碎還田是處理農(nóng)作物秸稈及根茬的最直接方式，近年來，相關(guān)的機(jī)械技術(shù)和產(chǎn)品越來越得到農(nóng)民的關(guān)注和認(rèn)可。

1 農(nóng)作物秸稈及根茬的處理現(xiàn)狀

對(duì)于秸稈的處理有多種方式，例如免耕播種、粉碎還田、青貯、秸稈顆粒飼料加工等，而對(duì)于根茬的處理通常都采用粉碎還田這一方法。隨著全世界在新能源研究領(lǐng)域的不斷突破，秸稈作為優(yōu)秀的生物質(zhì)能源得到了廣泛的關(guān)注。在大部分地區(qū)，秸稈及根茬利用最直接的方式就是肥料化，秸稈及根茬還田不僅有效解決了秸稈處理的問題，還有利于爭(zhēng)搶農(nóng)時(shí)和蓄水保墑。在我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)不斷進(jìn)步的前提下，秸稈還田的執(zhí)行方式也形成了一定的地域性特點(diǎn)。

在我國(guó)的北方地區(qū)秸稈粉碎后多采用覆蓋還田以及免耕播種為主的方式，根茬經(jīng)滅茬作業(yè)后埋入土中。由于北方地區(qū)冬季氣溫低、氣候干旱，秸稈翻埋還田難以腐爛降解，而將秸稈覆蓋于地表不僅能夠抵御嚴(yán)寒對(duì)土壤的影響，更能夠有效減少水土流失，增強(qiáng)土壤中的有機(jī)質(zhì)含量。在華北等氣候適宜的一年兩熟地區(qū)，多采用玉米秸稈粉碎后翻埋入土的方式，由于這些地區(qū)的溫濕度影響，秸稈腐爛所需時(shí)間較短，且破碎后的秸稈和根茬若不翻埋入土，表層殘余的殘?jiān)鼤?huì)影響作物的播種，且殘?jiān)采w會(huì)導(dǎo)致土壤中的種子和作物根部腐爛，影響農(nóng)作物的最終產(chǎn)量，因此，將秸稈翻埋能夠?yàn)樽魑锏纳L(zhǎng)提供充足的養(yǎng)分，并有效降低化肥農(nóng)藥的使用量，一舉多得。

2 秸稈機(jī)械化粉碎還田

對(duì)于秸稈的機(jī)械化粉碎還田主要有兩種形式，一是由收獲機(jī)械直接將秸稈進(jìn)行粉碎，并將粉碎秸稈拋撒于田間，現(xiàn)代化的玉米收獲機(jī)和谷物聯(lián)合收獲機(jī)能夠在收割作物的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)秸稈的粉碎作業(yè)工作，再由免耕播種或機(jī)械化翻耕作業(yè)實(shí)現(xiàn)秸稈還田。二是在作物收獲結(jié)束后，通過拖拉機(jī)帶動(dòng)秸稈粉碎還田機(jī)械進(jìn)入田間作業(yè)，通過機(jī)械結(jié)構(gòu)將直立或者放鋪的秸稈進(jìn)行打碎。秸稈粉碎還田機(jī)械主要是通過拖拉機(jī)的后動(dòng)力輸出軸，為粉碎機(jī)械的刀軸提供動(dòng)力，刀軸在快速旋轉(zhuǎn)下利用刀片對(duì)秸稈進(jìn)行破碎，新型的粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)還在粉碎殼體內(nèi)部焊接了固定刀片，利用剪切作用強(qiáng)化對(duì)秸稈的粉碎效果?，F(xiàn)階段的秸稈粉碎機(jī)械常用結(jié)構(gòu)包括了錘爪式、甩刀式、動(dòng)定刀組合式三種。

3 滅茬機(jī)械的作業(yè)原理

滅茬機(jī)械是在農(nóng)作物收割完成后，對(duì)農(nóng)作物殘余的根茬進(jìn)行破碎的農(nóng)業(yè)機(jī)械。針對(duì)于耕作方式的不同，滅茬作業(yè)可分為壟作滅茬和平作滅茬兩大類。壟作滅茬在機(jī)械化作業(yè)中能夠一次達(dá)到粉碎根茬和松化土壤的作用，且能保持原有的壟形。壟作根茬粉碎機(jī)械通常由多個(gè)圓型刀盤安裝成為一組刀盤總成，作業(yè)根據(jù)拖拉機(jī)動(dòng)力的差異來選擇刀盤總成的數(shù)量，作業(yè)時(shí)刀盤總成對(duì)準(zhǔn)種植行前進(jìn)，利用刀片的旋轉(zhuǎn)切入土中，將根茬切碎并疏松土壤。平作根茬粉碎通常使用旋耕滅茬機(jī)進(jìn)行，旋耕滅茬機(jī)通常由旋耕刀軸和滅茬刀軸兩大主要部件組成，先通過滅茬刀軸對(duì)土壤中的根茬進(jìn)行不斷的旋切，再通過轉(zhuǎn)向相反的旋耕刀軸進(jìn)行旋耕作業(yè)，優(yōu)化土壤耕層，提高土壤的蓄水保墑能力。

4 免耕播種機(jī)械化作業(yè)

免耕播種是在耕地表面有秸稈殘?jiān)采w的情況下直接進(jìn)行的播種作業(yè)形式，所使用的農(nóng)業(yè)機(jī)械為免耕覆蓋播種機(jī)。與傳統(tǒng)的播種作業(yè)相比，免耕播種的工作環(huán)境更為復(fù)雜，這不僅要求免耕播種機(jī)擁有普通播種機(jī)的功能，還要求能夠在地表有秸稈覆蓋和農(nóng)作物根茬殘留的情況下實(shí)現(xiàn)播種，免耕播種機(jī)的作業(yè)必須在未經(jīng)翻耙整地的條件下進(jìn)行，以避免秸稈殘茬對(duì)播種部件的堵塞。免耕播種的開溝器具備優(yōu)秀的開溝和破茬能力，能夠在盡量少的翻動(dòng)土壤前提下，為播種開辟優(yōu)質(zhì)的種溝，并保證播種機(jī)工作時(shí)的播種深度一致，播種完成后還要進(jìn)行可靠的鎮(zhèn)壓，保證土壤均勻覆蓋種子并可靠壓實(shí)，以提高種子的出苗率。

經(jīng)過多年的努力，我國(guó)在農(nóng)作物秸稈和根茬的機(jī)械化處理技術(shù)上取得了良好的成績(jī)，不僅研究和生產(chǎn)了大量的實(shí)用設(shè)備，還在提升農(nóng)民觀念和秸稈應(yīng)用意識(shí)上做了大量工作，秸稈根茬處理機(jī)械的發(fā)展，還應(yīng)以地區(qū)的氣候和實(shí)際情況為基礎(chǔ)，更多地考慮環(huán)境和能源因素，生產(chǎn)和制造具有區(qū)域性特點(diǎn)的先進(jìn)機(jī)型，將秸稈粉碎和滅茬的機(jī)械自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高，保證秸稈利用的高效性和根茬處理的科學(xué)性。