秸稈溝埋還田技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望

鄭智旗，何　進(jìn)，張祥彩，鄭　侃

(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院/現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備優(yōu)化設(shè)計(jì)北京市重點(diǎn)試驗(yàn)點(diǎn)，北京　100083)

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秸稈溝埋還田技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望

鄭智旗，何進(jìn)，張祥彩，鄭侃

(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院/現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備優(yōu)化設(shè)計(jì)北京市重點(diǎn)試驗(yàn)點(diǎn)，北京100083)

摘要：秸稈溝埋還田技術(shù)是集一項(xiàng)農(nóng)田秸稈還田和土壤耕作相結(jié)合的新型技術(shù)體系。為此，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)，從秸稈溝埋還田的技術(shù)特點(diǎn)、效應(yīng)、配套機(jī)具及其存在的問(wèn)題入手，對(duì)秸稈溝埋還田技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了系統(tǒng)分析，提出了秸稈溝埋還田需要進(jìn)一步研究解決的問(wèn)題，以期為秸稈溝埋還田技術(shù)的研究和推廣提供有益的思路。

關(guān)鍵詞：秸稈；溝埋還田；效應(yīng)；機(jī)械化

0引言

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量約8億t，隨著作物產(chǎn)量的提高，秸稈過(guò)剩及不合理利用等問(wèn)題日趨突出。目前，我國(guó)秸稈還田技術(shù)仍面臨因秸稈焚燒造成的環(huán)境污染、長(zhǎng)期連續(xù)耕作造成的土壤耕層變淺、秸稈淺旋還田造成的土壤漏風(fēng)跑墑，以及秸稈粉碎還田質(zhì)量差等問(wèn)題[1-5]。隨著機(jī)械化秸稈還田技術(shù)的發(fā)展，在稻麥輪作區(qū)和北方干旱半干旱地區(qū)逐漸出現(xiàn)了一種新型秸稈溝埋還田技術(shù)。該技術(shù)是一種將全量秸稈安全還田和土壤局部輪換深耕有機(jī)結(jié)合起來(lái)的新型土壤耕作技術(shù)，并進(jìn)行了諸多試驗(yàn)推廣與配套機(jī)具的相關(guān)研究[6-7]。現(xiàn)有研究結(jié)果表明：該技術(shù)能有效緩解少免耕條件下秸稈難還田的矛盾，在改善土壤特性、增加土壤耕層深度、降低農(nóng)田碳排放、減輕秸稈焚燒帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題及增加農(nóng)民收入等方面具有正效益，具有推廣價(jià)值[8-11]。

目前，進(jìn)行了春玉米整稈溝埋還田、稻麥秸稈墑溝埋草還田等秸稈溝埋還田技術(shù)及效應(yīng)研究；但仍處于初期階段，還需要長(zhǎng)期試驗(yàn)跟蹤研究來(lái)積累資料以確定其正負(fù)效應(yīng)。秸稈溝埋還田需要秸稈收集、開(kāi)溝、埋草、覆土等多道工序，目前還是通過(guò)常規(guī)機(jī)械裝置單獨(dú)作業(yè)來(lái)完成，機(jī)械化程度低，需要大量使用人工埋草、覆土。其較高的生產(chǎn)成本限制了其發(fā)展，亟需研發(fā)一種一體化聯(lián)合作業(yè)機(jī)械。本文通過(guò)總結(jié)相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)秸稈溝埋還田技術(shù)的應(yīng)用情況及其對(duì)土壤特性、產(chǎn)量等方面的影響進(jìn)行系統(tǒng)分析，探討秸稈溝埋還田實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)仍需要進(jìn)一步研究解決的問(wèn)題，以期為秸稈溝埋還田技術(shù)的研究和推廣提供有益的思路。

1研究現(xiàn)狀

1.1　主要模式

秸稈溝埋還田技術(shù)，是在作物收獲后，利用開(kāi)溝機(jī)在田間開(kāi)出秸稈填埋溝，將秸稈整稈或粉碎后埋入溝內(nèi)；每季埋草溝與上一季溝有一定間隔，以此類(lèi)推，幾年后實(shí)現(xiàn)全田開(kāi)溝、埋草一次；這樣就可以在實(shí)現(xiàn)秸稈全量還田的同時(shí)，達(dá)到了田塊深耕一次的目的[12]。秸稈溝埋還田的主要技術(shù)模式如表1所示。其中，“春玉米整稈溝埋還田技術(shù)(加地膜覆蓋技術(shù))”主要應(yīng)用于我國(guó)北方玉米區(qū)，在玉米行間開(kāi)溝，利用人工將玉米秸稈整株尾壓梢放入溝內(nèi)，能有效緩解因整稈覆蓋存在的早春地溫低的問(wèn)題，具備很好的聚肥蓄水功能[13- 14]。“旱地玉米土肥水聯(lián)合跨季節(jié)調(diào)控操作技術(shù)”與“春玉米整稈溝埋還田技術(shù)(加地膜覆蓋技術(shù))”技術(shù)工藝與模式類(lèi)似，尤其適用于玉米壟作區(qū)[15]?！皦劀下癫葸€田技術(shù)”廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)江流域稻麥輪作區(qū)，將傳統(tǒng)積肥方法與現(xiàn)代農(nóng)機(jī)作業(yè)和農(nóng)藝措施有機(jī)結(jié)合起來(lái)，在水田中開(kāi)溝填埋秸稈，能夠加快秸稈腐解、培肥土壤，同時(shí)埋草溝也能起到排水降漬的功能[12]，但工序多且多為人工作業(yè)。為解決這一問(wèn)題，目前開(kāi)展了稻麥聯(lián)合收獲開(kāi)溝埋草多功能一體機(jī)、秸稈粉碎深施還田機(jī)等樣機(jī)與關(guān)鍵部件的研制[16- 17]，逐步向機(jī)械化聯(lián)合作業(yè)方向發(fā)展。

1.2　主要效應(yīng)

國(guó)內(nèi)學(xué)者在秸稈溝埋還田對(duì)土壤物理性質(zhì)、土壤養(yǎng)分及作物產(chǎn)量等方面開(kāi)展了諸多研究。通過(guò)總結(jié)相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)(見(jiàn)表2)，秸稈溝埋還田能夠降低土壤容重，提高土壤水分利用效率和蓄水能力，改善微生物生存環(huán)境，提高作物產(chǎn)量[23-27]。

表1　秸稈溝埋還田技術(shù)主要模式及其技術(shù)要點(diǎn)

表2　秸稈溝埋還田對(duì)土壤特性及產(chǎn)量的影響

續(xù)表2

表中數(shù)據(jù)為秸稈溝埋還田相對(duì)于對(duì)照組的比例，“+”為增加，“-”為降低。

1.2.1土壤溫度

在北方玉米種植區(qū)采用整稈覆蓋存在早春地溫低的問(wèn)題，不利于幼苗的生長(zhǎng)，而采用秸稈溝埋還田能有效解決這一問(wèn)題[14]。秸稈溝埋還田對(duì)土壤溫度的影響與秸稈深施量和距離秸稈遠(yuǎn)近位置有關(guān)。常曉慧等[26]在黑龍江旱作玉米秸稈深施還田的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，秸稈深施還田提升土壤溫度效果最佳，且秸稈深施量越大，對(duì)其周?chē)寥罍囟鹊奶嵘Ч矫黠@；秸稈深施處周?chē)耐寥罍囟戎惦S著遠(yuǎn)離秸稈距離的增大而減小，呈線性規(guī)律變化，在氣溫較低時(shí)其變化率較小。另外，溝埋秸稈上層土壤溫度晝夜變化較大，下層變化較小，秸稈對(duì)下層土壤具有保溫作用[26]；在稻麥輪作區(qū)的試驗(yàn)研究也得出相似的結(jié)論[23]，但這種保溫作用對(duì)小麥生長(zhǎng)的影響有待于進(jìn)一步研究。

1.2.2土壤水分

秸稈溝埋還田通過(guò)在田間開(kāi)溝填埋秸稈，可提高土壤的入滲速率，增加土壤蓄水空間和能力，提高降水或灌溉水的利用率。在北方半干旱地區(qū)，張海云等[28]通過(guò)玉米秸稈深埋試驗(yàn)得出：秸稈深施后試驗(yàn)地土壤含水量比對(duì)照地在0~60 cm深度平均提高1.3%~6.0%。孔德剛等[25]在實(shí)驗(yàn)室人工模擬降雨條件下對(duì)東北黑土地土壤深施大豆、玉米和水稻秸稈的試驗(yàn)得出：3種秸稈均能對(duì)土壤蓄水效果起到增強(qiáng)作用，隨著深施秸稈歷經(jīng)時(shí)間的延長(zhǎng)各種秸稈蓄水效果整體呈下降趨勢(shì)；在水平方向上，隨著距秸稈深施處距離的增加，土壤含水量逐漸減小。

在稻麥輪作區(qū)，秸稈溝埋還田對(duì)土壤水方面的研究側(cè)重點(diǎn)在于埋草溝的排水降漬效果。朱琳等[23]和查良玉等[2]研究水稻秸稈溝埋試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在降水結(jié)束后3天內(nèi)，埋草溝具有與排水溝相近的土壤降漬效果，利于改善土壤氧氣供應(yīng)狀況。喬海龍等[29]研究秸稈深層覆蓋對(duì)水分入滲及蒸發(fā)的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)：秸稈隔層能阻礙土壤重力水入滲，降低了土壤重力水由土壤上層向下層入滲的速率；同時(shí)，秸稈層隔斷了土壤的毛細(xì)管，使秸稈層以下土壤水很難通過(guò)土壤毛細(xì)管作用而向地表運(yùn)移并蒸發(fā)，在一定程度上對(duì)土壤深層的蓄水保墑?dòng)蟹e極作用。

由此可見(jiàn)，溝埋秸稈可以充分利用雨水或灌溉水在土壤中形成土壤水庫(kù)，具有提高作物供水量和延長(zhǎng)供水時(shí)間的作用；同時(shí)，埋草溝增加土壤透氣性，改善了土壤供氧狀況。

1.2.3土壤養(yǎng)分

秸稈的稈、葉、根中含有大量的氮、磷、鉀有機(jī)原料，將秸稈埋于農(nóng)田能有效提高土壤養(yǎng)分含量。在北方玉米區(qū)，張海云等[28]通過(guò)連續(xù)兩年的玉米秸稈深埋耕作試驗(yàn)得出，0~30cm土壤有機(jī)質(zhì)較對(duì)照提高0.244%，全氮增加0.019%，堿解氮、速效磷和速效鉀含量都有不同程度的提升。楊扎根等[14]和平全榮等[13]在春玉米整稈溝埋還田的試驗(yàn)中也得出類(lèi)似的結(jié)論：春玉米整稈溝埋加地膜覆蓋試驗(yàn)中有機(jī)質(zhì)提高2.8%，效果相對(duì)顯著；王喜燕等[30]在遼北地區(qū)旱地玉米的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)玉米秸稈深層還田處理能降低土壤容重0.75%~13.79%、增加土壤有機(jī)質(zhì)1.8%~46.27%、增加玉米產(chǎn)量4.7%~8.5%，且以20~40cm土層變化最為明顯；黃毅等[31]也得出產(chǎn)量增加18.16%的結(jié)論。

在稻麥輪作區(qū)，楊振權(quán)等[32]研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用機(jī)械將稻秸稈深施于水田土層內(nèi)，秸稈中的碳、氮、磷、鉀養(yǎng)分釋放比秸稈地表面施速率高，殘留量少，可培肥地力。蔣植寶等[27]通過(guò)3年5茬的埋草試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，大量秸稈持續(xù)還田明顯改善了土壤的理化性狀，相對(duì)對(duì)照組其有機(jī)質(zhì)增加8.21%、全氮增加9.41%、速效磷增加15.5%、速效鉀增加10.1%，效果顯著。吳俊松等[10]設(shè)置不同深度的秸稈集中溝埋試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，水稻秸稈還田深度20cm和還田深度40cm分別降低了0~10cm和0~20cm土壤有機(jī)質(zhì)含量，增加了10~30cm和20~50cm土壤有機(jī)質(zhì)含量，相對(duì)對(duì)照組4.5年平均增加土壤有機(jī)質(zhì)含量5%~12%。另外，扶明英[33]在研究稻麥秸稈集中溝埋對(duì)土壤養(yǎng)分淋失的影響發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于對(duì)照組氮素、磷素的截留率分別提高了3.91%~14.8%和6.55%~17.24%，提高了養(yǎng)分利用效率，減少環(huán)境污染。李妍[34]利用盆栽模擬試驗(yàn)也同樣發(fā)現(xiàn)，適宜的還田量和還田深度能夠減少氮磷的淋失，減少環(huán)境污染，以麥秸埋量5kg/m2、稻秸埋量10kg/m2，埋深為20~35cm效果最佳。但是，作物秸稈由于C/N 比值較大，溝埋還田時(shí)，要配施適量速效性氮肥調(diào)節(jié)C/N，否則容易出現(xiàn)微生物與作物爭(zhēng)氮現(xiàn)象，從而影響農(nóng)作物正常生長(zhǎng)發(fā)育[33]。

1.2.4作物產(chǎn)量

秸稈溝埋還田對(duì)作物產(chǎn)量的影響研究報(bào)道相對(duì)較多，均初步表現(xiàn)出增產(chǎn)的積極作用，這可能是由于秸稈溝埋還田使得土壤有機(jī)物大量增加，同時(shí)溝埋還田的方式使得土壤通氣性較好，有利于作物根系的生長(zhǎng)，因而能夠增加產(chǎn)量[10, 27-28]。在北方玉米區(qū)，張海云等[28]研究秸稈深埋蓄水抗旱能力的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，秸稈深埋相對(duì)于常規(guī)田在平水年增產(chǎn)80.7%，而在干旱年增產(chǎn)達(dá)229.4%，成效尤為顯著。楊扎根等[14]、平全榮等[13]和李改香等[18]也發(fā)現(xiàn)春玉米在整稈溝埋還田模式下表現(xiàn)出增產(chǎn)效益，增幅為8.19%~46%。在稻麥輪作區(qū)，吳俊松等[10]的研究結(jié)果表明水稻秸稈溝埋還田能夠增加小麥產(chǎn)量，并且溝埋還田深度為20 cm時(shí)，增產(chǎn)效果最佳。扶明英等[33]研究小麥秸稈集中深埋深度和埋草量對(duì)水稻生長(zhǎng)及其產(chǎn)量影響的結(jié)果表明：適宜還田量和還田深度能夠使水稻增產(chǎn)，建議埋草量為5kg/m2、埋深為35cm為最佳處理組合。

另外，在稻麥輪作區(qū)也進(jìn)行了秸稈溝埋還田模式對(duì)土壤CO2排放通量[35]及農(nóng)田凈碳排放[11]等方面的研究，初步表明：稻麥區(qū)秸稈機(jī)械集中溝埋還田較常規(guī)還田儲(chǔ)碳能力強(qiáng)，在一定程度上緩解了在短時(shí)間內(nèi)向大氣中排放大量的CO2，具有固碳減排潛力，但仍需要長(zhǎng)期試驗(yàn)跟蹤研究來(lái)積累資料以確定其正負(fù)效應(yīng)；在遼河地區(qū)鹽堿土、內(nèi)蒙古河套平原、蘇北平原等地進(jìn)行的利用秸稈深埋造夾處理，能夠抑制鹽分表聚，降低耕作層鹽分含量，從而起到土壤鹽漬障礙消減的積極效果[36-38]。

1.3　配套機(jī)具

目前,關(guān)于秸稈溝埋還田技術(shù)配套機(jī)具的研究還處于研發(fā)階段，主要通過(guò)采用或改進(jìn)現(xiàn)有的常規(guī)開(kāi)溝機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)田間機(jī)械化開(kāi)溝作業(yè)[2]，或者通過(guò)與聯(lián)合收獲機(jī)、覆土裝置、秸稈粉碎裝置或根茬粉碎裝置配合，實(shí)現(xiàn)秸稈收集、開(kāi)溝、埋草、覆土一體化機(jī)械作業(yè)[16-17]。

1.3.1開(kāi)溝機(jī)具

開(kāi)溝作業(yè)是秸稈溝埋還田技術(shù)實(shí)施過(guò)程中的一項(xiàng)重要步驟，直接關(guān)系到溝埋還田質(zhì)量的好壞。我國(guó)通過(guò)自主研究和借鑒國(guó)外相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，逐漸形成了適合我國(guó)國(guó)情的開(kāi)溝機(jī)系列，主要有鏵式、圓盤(pán)式、鏈齒式和螺旋式等開(kāi)溝機(jī)[22, 40]。其中，鏵式犁開(kāi)溝機(jī)開(kāi)溝效率高，但受牽引動(dòng)力和開(kāi)溝質(zhì)量等因素的影響，只能用于開(kāi)小型淺溝，逐步被旋轉(zhuǎn)式開(kāi)溝機(jī)所取代；圓盤(pán)式開(kāi)溝機(jī)開(kāi)溝質(zhì)量好，但是常規(guī)開(kāi)溝機(jī)拋土較遠(yuǎn)，存在覆土難的問(wèn)題，需要在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)[40-41]。查良玉等[2]在常規(guī)東方紅904雙盤(pán)開(kāi)溝機(jī)檔土板上焊接合適的擋土板(見(jiàn)圖1)，開(kāi)溝性能良好，碎土率高，解決了秸稈機(jī)械溝埋還田埋草后覆土難的問(wèn)題?？椎聞偟萚42]、張儒等[43]根據(jù)秸稈深施還田要求借鑒深松鏟結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一種螺旋式秸稈深施裝置(見(jiàn)圖2)，并對(duì)深施裝置的受力和輸送能力進(jìn)行了測(cè)試分析。

圖1　改進(jìn)的雙圓盤(pán)開(kāi)溝機(jī)

1.懸掛架　2.液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)　3.料箱　4.秸稈輸送裝置　5.機(jī)架

1.3.2聯(lián)合作業(yè)機(jī)

陳玉侖[17]在現(xiàn)有聯(lián)合收割機(jī)上加裝開(kāi)溝導(dǎo)草裝置，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)，一次作業(yè)即可完成稻麥作物聯(lián)合收獲、開(kāi)溝和秸稈入溝還田等工序。楊宏圖[22]在其基礎(chǔ)上為開(kāi)溝裝置配備單獨(dú)的動(dòng)力裝置，并進(jìn)行了開(kāi)溝裝置和部分結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)，改進(jìn)后的一體機(jī)(見(jiàn)圖3)整機(jī)作業(yè)效果良好，達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)的效果。張儒[16]設(shè)計(jì)了一種多功能秸稈還田機(jī)(見(jiàn)圖4)，由秸稈撿拾裝置、秸稈粉碎裝置、根茬粉碎裝置和秸稈深施裝置等組成，可以一次完成秸稈撿拾、切碎、深施以及根茬粉碎多道作業(yè)工序；但僅完成了多功能秸稈還田機(jī)的總體設(shè)計(jì)與部分關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)及秸稈深施裝置性能的試驗(yàn)研究，仍需進(jìn)一步深入研究。王瑞麗等[19]根據(jù)“土肥水跨季節(jié)調(diào)控”技術(shù)的需要，研制了深耕合壟施肥機(jī)(見(jiàn)圖5)，可實(shí)現(xiàn)深開(kāi)溝、化肥深施及起壟整壟聯(lián)合作業(yè)，配合聯(lián)合收獲機(jī)作業(yè)可實(shí)現(xiàn)秸稈深埋還田。田間測(cè)試結(jié)果表明：該機(jī)能夠滿(mǎn)足秸稈深埋還田的農(nóng)藝要求。

圖3　改進(jìn)后的稻麥聯(lián)合收割開(kāi)溝埋草一體機(jī)

1.秸稈切碎裝置　2.秸稈喂入裝置　3.主機(jī)架　4.前輪

1.肥箱　2.施肥器　3.機(jī)架　4.調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)　5.連接桿

2存在的問(wèn)題

2.1　模式與效應(yīng)研究

綜合現(xiàn)有研究文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，秸稈溝埋還田在改善農(nóng)田土壤結(jié)構(gòu)和環(huán)境條件、增加土壤有機(jī)碳的含量、促進(jìn)作物生長(zhǎng)和增產(chǎn)等方面均初步表現(xiàn)出正效應(yīng)。較多學(xué)者對(duì)秸稈溝埋還田技術(shù)的關(guān)鍵要素進(jìn)行了研究，主要包括秸稈溝埋深度、溝埋量、施肥量及催腐劑量等方面(如李妍[34]、吳俊松等[10]、高文玲等[35]、李芙容等[37])；但不同地區(qū)因研究目標(biāo)、環(huán)境、土壤等因素的不同，得出的研究結(jié)論及其效應(yīng)也差別較大，較難形成簡(jiǎn)單易行的推廣模式。受研究資料缺乏的限制，溝埋的秸稈層對(duì)土壤溫度、水分、養(yǎng)分等特性的調(diào)控機(jī)制仍不明確，還需要長(zhǎng)期試驗(yàn)跟蹤研究來(lái)積累資料以確定其正負(fù)效應(yīng)及其調(diào)控機(jī)制。

秸稈溝埋還田方式對(duì)秸稈層附近土壤的特性影響較為明顯，而對(duì)上層土壤的影響與常規(guī)耕作的秸稈不還田處理相當(dāng)?？紤]到目前作物秸稈量較大，對(duì)開(kāi)溝要求較高，可以考慮進(jìn)行多種秸稈還田方式組合，如將秸稈部分溝埋還田，部分秸稈地表覆蓋還田或淺旋混合還田等，這樣可以充分發(fā)揮各秸稈還田方式的優(yōu)勢(shì)，最大程度地獲取經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

另外，秸稈溝埋還田技術(shù)模式及其效應(yīng)的研究應(yīng)充分考慮機(jī)械化作業(yè)能否實(shí)現(xiàn)及其實(shí)現(xiàn)的難易程度，應(yīng)盡可能降低機(jī)械化的作業(yè)難度。

2.2　機(jī)械化作業(yè)

一般秸稈溝埋還田需要進(jìn)行開(kāi)溝、埋草、覆土、鎮(zhèn)壓等多道工序。在單項(xiàng)作業(yè)方面，開(kāi)溝、覆土和鎮(zhèn)壓作業(yè)基本上可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)；而埋草作業(yè)目前仍基本上依靠人工完成。在聯(lián)合作業(yè)方面，主要有兩個(gè)研究方向：①開(kāi)溝作業(yè)與作物收獲機(jī)組合。在收獲機(jī)后掛載開(kāi)溝裝置，實(shí)現(xiàn)作物秸稈粉碎的同時(shí)直接利用導(dǎo)草裝置將其導(dǎo)入溝內(nèi)；之后再利用其它機(jī)械進(jìn)行埋草溝的覆土鎮(zhèn)壓以及聯(lián)合整地、播種等作業(yè)。②開(kāi)溝作業(yè)與秸稈粉碎機(jī)、聯(lián)合整地機(jī)等組合。在人工摘穗或聯(lián)合收獲后，利用秸稈撿拾裝置和粉碎裝置將秸稈(整稈或初步粉碎秸稈)粉碎并導(dǎo)入所開(kāi)溝內(nèi)，同時(shí)可進(jìn)行覆土、整地和播種等工序。目前，這兩個(gè)方向都有相關(guān)研究，但都處于研發(fā)改進(jìn)階段。筆者認(rèn)為，在作物聯(lián)合收獲機(jī)后面掛載開(kāi)溝裝置，無(wú)論是采用收獲機(jī)的原有動(dòng)力還是專(zhuān)門(mén)配套動(dòng)力，都勢(shì)必會(huì)對(duì)收獲機(jī)的動(dòng)力性能和作業(yè)效率產(chǎn)生影響，應(yīng)該將開(kāi)溝裝置作為整個(gè)一體機(jī)的一部分，重新進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力優(yōu)化。而將開(kāi)溝裝置與秸稈粉碎、輸送和整地裝置聯(lián)合，整個(gè)裝備可以是自走式的或者是后懸掛的，通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化，可以提高整機(jī)性能和作業(yè)效率，但需要特別注意開(kāi)溝、導(dǎo)草和覆土3個(gè)作業(yè)工序的配合。另外，秸稈溝埋還田聯(lián)合作業(yè)機(jī)也可以同時(shí)考慮增施氮肥或者催腐劑等。

整體上，單項(xiàng)機(jī)械化開(kāi)溝作業(yè)在小塊農(nóng)田或者設(shè)施農(nóng)業(yè)還將繼續(xù)存在，而大田種植中，對(duì)聯(lián)合作業(yè)一體機(jī)的需求將逐漸增強(qiáng)。

3結(jié)論與展望

秸稈溝埋還田通過(guò)開(kāi)溝填埋秸稈，可以彌補(bǔ)高產(chǎn)田秸稈還田不均勻、翻耕困難、不易全量還田等缺點(diǎn)，而且能夠有效改善農(nóng)田土壤結(jié)構(gòu)和環(huán)境條件，增加土壤有機(jī)碳的含量，并初步表現(xiàn)出促進(jìn)作物生長(zhǎng)和增產(chǎn)的能力，具有推廣價(jià)值。但目前秸稈溝埋還田模式與效應(yīng)研究仍處于初期階段，需要長(zhǎng)期試驗(yàn)跟蹤研究來(lái)積累資料以確定其正負(fù)效應(yīng)和對(duì)土壤的調(diào)控機(jī)理。秸稈溝埋還田配套機(jī)具處于研發(fā)改進(jìn)階段，還沒(méi)有成型的一體機(jī)配套機(jī)具產(chǎn)品，生產(chǎn)成本高，推廣難度大。

因此，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)秸稈溝埋還田技術(shù)的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益研究，從系統(tǒng)角度對(duì)整個(gè)技術(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。同時(shí)，充分利用其對(duì)土壤養(yǎng)分、水分等因素的正效應(yīng)，探索適宜的農(nóng)業(yè)物資投入量(肥料等)和灌溉模式。在區(qū)域上，從稻麥輪作區(qū)和北方春玉米區(qū)向其他典型農(nóng)業(yè)區(qū)進(jìn)行推廣，進(jìn)行區(qū)域適應(yīng)性研究；加大配套機(jī)具的科研經(jīng)費(fèi)支持，研發(fā)出一種性能良好的聯(lián)合作業(yè)一體機(jī)；通過(guò)農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝融合與相互促進(jìn)，實(shí)現(xiàn)秸稈溝埋還田技術(shù)的全面推廣。

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A Review on Technique for Straw Ditch-buried Returning Field

Zheng Zhiqi, He Jin, Zhang Xiangcai, Zheng Kan

(College of Engineering/ Beijing Key Laboratory of Design and Optimization in Modern Agricultural Equipment, China Agricultural University, Beijing 100083, China)

Abstract：The technique for straw concentrated ditch-buried returning to field is a new technology system combining straw returning with soil cultivation. This article systematically analyses the technique of straw concentrated ditch-buried returning field form technical characteristics, applied effect, ancillary machines and existing problems, combing with related literatures. Some issues on straw concentrated ditch-buried returning field are presented as well, to provide useful ideas about research and popularization of the technology of straw concentrated ditch-buried returning field．

Key words：straw; concentrated ditch-buried; applied effect; mechanization

中圖分類(lèi)號(hào)：S233.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-188X(2016)09-0010-07

作者簡(jiǎn)介：鄭智旗(1985-)，男，河南新蔡人，博士研究生，(E-mail)zhiqizheng@163.com。通訊作者：何進(jìn)(1979-)，男，湖南婁底人，副教授，博士，(E-mail)hejin@cau.edu.cn。

基金項(xiàng)目：公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專(zhuān)項(xiàng)(201503136)；教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(IRT13039)

收稿日期：2015-08-14