玉米秸稈機(jī)械粉碎還田技術(shù)應(yīng)用

王曉磊 吳鵬升

摘要 闡述了秸稈還田的必要性，同時(shí)從9個(gè)方面對秸稈還田進(jìn)行了綜述。結(jié)果表明，秸稈還田工作應(yīng)充分考慮秸稈還田的時(shí)間、粉碎度、病蟲害防御，以及還田后不同土壤的理化性質(zhì)變化、耕作制度和種植方式、不同土壤類型的還田方式等。

關(guān)鍵詞 玉米秸稈；還田技術(shù)；肥料化

中圖分類號 S233 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號 0517-6611（2017）06-0048-02

Discussion on Application of Corn Straw Mechanical Crushing Technology Returning to Field

WANG Xiao-lei， WU Peng-sheng

（Liaoyang Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Liaoyang， Liaoning 111000）

Abstract The necessity of returning straw to field was expounded， and the contents of returning straw to field were reviewed from 9 aspects. The results showed that straw returning work should take full account of time， straw crushing degree， pest defense， the change of physicochemical properties of different soil after returning， cropping system and planting modes， returning ways of different soil types.

Key words Corn straw；Returning technology；Fertilization

我國作物秸稈產(chǎn)出量每年高達(dá)7.0億t以上，其中玉米秸稈所占比例最高[1]，約2.2億t。目前，玉米秸稈的利用率很低，直接還田做肥料的僅占4.03%[2]，60.00%以上的秸稈都采用直接燃燒的形式處理，勢必造成資源浪費(fèi)和大氣污染，還存在一定的火災(zāi)隱患。研究表明，玉米秸稈含有豐富的營養(yǎng)，碳、氮、磷、鉀含量46.53%，有機(jī)質(zhì)含量15.00%以上[3]，利用方式主要有秸稈還田、飼料化和工業(yè)化3種形式。然而，焚燒秸稈屢禁不止的原因是農(nóng)民處理秸稈的成本過高，主要費(fèi)用集中在田間收集、運(yùn)輸?shù)绞召彽攸c(diǎn)，因此采用機(jī)械化把玉米秸稈就地就近直接還田是一條最快捷、大批量處理剩余秸稈的有效途徑[4]。秸稈機(jī)械粉碎還田技術(shù)是大面積實(shí)現(xiàn)“以田養(yǎng)田”、保護(hù)環(huán)境、建立高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)農(nóng)業(yè)的有效途徑[5]，是今后研究的重點(diǎn)，也是現(xiàn)階段防止秸稈焚燒最有效的手段，有利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。為了推進(jìn)玉米秸稈還田，筆者介紹了玉米秸稈機(jī)械粉碎還田技術(shù)應(yīng)用，力求快速實(shí)現(xiàn)其大面積推廣。

1 確定秸稈還田數(shù)量和最佳時(shí)機(jī)

秸稈成熟度越高，還田后腐爛的難度就越大，所需時(shí)間也越長，越早還田越有利于秸稈腐爛，但過早收割會(huì)對玉米造成減產(chǎn)，因此要研究探索合適的玉米收獲期。適時(shí)粉粹，玉米秸稈粉粹的最佳時(shí)期是玉米成熟摘完穗后，秸稈呈綠色，含水率在30%以上時(shí)進(jìn)行，此時(shí)秸稈易被粉粹和腐解，有利于釋放養(yǎng)分。

2 明確玉米秸稈最科學(xué)的粉碎度

玉米秸稈還田必須在粉碎后實(shí)施，整株秸稈是無法進(jìn)行還田的。秸稈粉碎度直接決定秸稈還田的質(zhì)量，有些地塊粉碎后的秸稈過長，長度大于10 cm，不利于耕翻，影響播種。然而，粉碎度越高，成本也越高。因此，要研究合理的粉碎度，同時(shí)玉米收割機(jī)能操作實(shí)施，應(yīng)一次性粉碎，降低成本。秸稈粉碎（切碎）長度應(yīng)為5～10 cm，留茬高度越低越好，撒施要均勻；粉碎秸稈的拋撒寬度以與割幅同寬為好，正負(fù)在1 m左右；秸稈破碎合格率大于90.0%；秸稈被土覆蓋率大于75.0%；根茬清除率大于99.5%。

3 確定不同土壤條件下秸稈掩埋深度

有研究表明，埋深5 cm的秸稈腐解速度最快，埋深15 cm稍慢，覆蓋在表面的最慢。就土壤質(zhì)地而言，覆蓋在表層的秸稈，輕壤土的腐解速度最快，中壤土次之，重壤土最慢；翻壓在土壤中的秸稈，中壤土、重壤土中腐解較快，而輕壤土中腐解較慢。秸稈腐解需要適宜的水分，玉米秸稈在土壤含水量為16%～20%時(shí)，腐解速率最快，土壤水分過高或過低腐解率均會(huì)降低。秸稈深翻還田可顯著提高玉米在田間的保苗率和成穗率，有助于植株對養(yǎng)分的吸收，進(jìn)而促進(jìn)高產(chǎn)[6]。然而，對秸稈掩埋的深度缺乏明確的定義，一般最少耕深要達(dá)到20 cm，才能保證秸稈翻入地下并蓋嚴(yán)。耕翻后要用重型耙耙地，有條件的地方應(yīng)及時(shí)澆塌墑水。

4 病蟲害的防御

還田秸稈中有多種病原菌和害蟲的卵、幼蟲、蛹等，如玉米螟的蟲卵、葉斑病、瘤黑粉病。隨著田間病殘?bào)w逐年增多，土壤含菌量不斷積累，呈加重發(fā)生趨勢；未腐熟的秸桿有利于地下害蟲（蠐螬、螻蛄、金針蟲等）取食、繁殖和發(fā)生。因此，如何消滅病原體是秸稈還田中必須考慮的問題。帶病的秸稈應(yīng)銷毀或高溫堆腐后再施用。若采用藥劑滅殺的措施，應(yīng)盡量采用生物藥劑防治，避免廣殺性農(nóng)藥對秸稈發(fā)酵菌造成影響，形成秸稈腐熟障礙。

5 促進(jìn)秸稈腐爛投入品的種類和數(shù)量

據(jù)研究，秸稈直接還田后，適宜秸稈腐爛的C/N為20∶1～25∶1，而秸稈的C/N均較高，玉米秸稈為53∶1。該C/N在秸稈腐爛過程中會(huì)出現(xiàn)反硝化作用，微生物吸收土壤中的速效氮素，把農(nóng)作物所需的速效氮素奪走，使幼苗發(fā)黃，生長緩慢，不利于培育壯苗。因此，在秸稈還田的同時(shí)，要配合使用加速秸稈腐熟的投入品，主要分為3類：①氮素投入，秸稈還田后土壤中氮素不足，使得微生物與作物爭奪氮素，秸稈分解緩慢?？稍诮斩挿鬯楹?，旋耕或耕地以前在粉碎的秸稈表面撒施碳酸氫銨50 kg或尿素20 kg，然后耕翻。②秸稈腐熟劑，其關(guān)鍵是找到合適的降解秸稈的菌種。降解秸稈的菌種在不同的土壤和溫度條件下有所不同，其中以木霉屬真菌分解能力較強(qiáng)，秸稈降解還田后對土壤性狀有明顯改善作用[7-8]。③有機(jī)肥的投入，將有機(jī)肥撒施到粉碎的秸稈上，也有助于加速秸稈的腐熟還田。

6 秸稈還田后土壤理化性質(zhì)的變化

作物秸稈不同還田方式對土壤物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)的影響存在較大差異[9]，不同還田技術(shù)的利用效率也不同。合理的農(nóng)作物秸稈還田方式能夠提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤結(jié)構(gòu)，培肥地力[10]，是一項(xiàng)具有重大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的高效性技術(shù)。秸稈還田后土壤的變化已經(jīng)成為有效利用資源和可持續(xù)發(fā)展的主要問題，近年來已引起世界各國普遍關(guān)注[11]。研究表明，秸稈還田能夠降低土壤容重，增加土壤總孔隙度，具有改善土壤結(jié)構(gòu)的作用[12]。秸稈還田能夠增加土壤有機(jī)質(zhì)易氧化態(tài)和總有機(jī)碳含量，對穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳影響不大。土壤全氮的變化趨勢與土壤有機(jī)質(zhì)含量有明顯的相關(guān)性。由于秸稈中鉀素含量豐富，還田后對土壤鉀素平衡有重要意義。試驗(yàn)表明，秸稈還田能夠增加土壤速效鉀含量，耕作方式對土壤速效鉀含量影響不大。土壤速效鉀含量呈明顯的季節(jié)性變化。秸稈還田能夠增加土壤全鉀含量。從一定程度上講，秸稈還田能緩解土壤鉀耗竭狀況。因此，及時(shí)掌握秸稈還田后土壤理化性質(zhì)的變化，對下茬作物播種和施肥具有重要的指導(dǎo)意義。

7 不同土壤類型實(shí)施秸稈還田的模式

平原地區(qū)土層深厚，質(zhì)地適中，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件好，其中，壤土地可以采用深耕的方式將秸稈深翻掩埋還田，黏土地采用深耕+旋耕的方式將秸稈深埋還田[13]，沙土地土壤含水量小，若將秸稈深翻還田，會(huì)造成土壤墑情水大量損失，種子難以萌發(fā)的狀況，因此應(yīng)采取秸稈粉碎后地表覆蓋的形式還田，進(jìn)行免耕播種。山區(qū)土地高低不平，多采用人工采收，而該方式難以進(jìn)行機(jī)械化粉碎直接還田，應(yīng)采取田間堆漚的形式還田。

8 秸稈還田后種植形式和耕作制度

秸稈還田方式不同，氮、磷、鉀養(yǎng)分釋放速率也不相同，種植方式和耕作制度也應(yīng)有所不同。若采用秸稈表面覆蓋還田的形式，應(yīng)采用免耕播種的方式或者寬窄行種植，用機(jī)械將秸稈覆蓋到窄行上，從而達(dá)到適當(dāng)休耕的目的[14]。也有研究表明，秸稈表面覆蓋還田與深翻比較，秸稈中的氮、磷、鉀養(yǎng)分釋放較快，更利于作物吸收[15-16]，其中，鉀的釋放速率最快，磷次之，氮最慢[17]。而王允青等[18]研究表明，秸稈中磷的釋放率最大，氮次之，鉀最小。袁玲等[19]研究表明，秸稈還田能顯著提高鐵、鋅等微量元素含量。秸稈還田后，采用土埋還田腐解率最大[20]，在平原地區(qū)應(yīng)盡量采用深翻掩埋還田的形式，這樣既不影響正常種植作物，又不改變種植形式和耕作習(xí)慣，還有利于加速秸稈腐熟。

9 同一田塊秸稈連年還田

一般在正常年景（非干旱和澇災(zāi)年）情況下，可以將每季作物秸稈殘茬全部還田。多年實(shí)踐證明，連年秸稈還田，土壤肥力提高很快，作物生育、產(chǎn)量性狀也得到顯著改變，其增產(chǎn)效果有隨還田年次增加而提高的趨勢。

10 結(jié)語

秸稈還田涉及的問題還有很多，我國各地區(qū)的資源狀況、環(huán)境條件和經(jīng)濟(jì)水平也不盡相同，今后要因地制宜地開展這項(xiàng)工作，結(jié)合當(dāng)?shù)氐馁Y源優(yōu)勢和氣候條件進(jìn)行研究，使秸稈還田逐步轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)化、常態(tài)化發(fā)展，為我國生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)提供有力保障。

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