水稻秸稈機(jī)械化全量還田試驗(yàn)與應(yīng)用
——試驗(yàn)篇

徐久升 呂宏靖

（1、遼寧省鹽堿地利用研究所，遼寧 盤(pán)錦 124000，2、遼寧省農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣總站，遼寧 沈陽(yáng) 110034）

農(nóng) 機(jī)

水稻秸稈機(jī)械化全量還田試驗(yàn)與應(yīng)用
——試驗(yàn)篇

徐久升1呂宏靖2

（1、遼寧省鹽堿地利用研究所，遼寧 盤(pán)錦 124000，2、遼寧省農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣總站，遼寧 沈陽(yáng) 110034）

水稻秸稈機(jī)械化全量還田項(xiàng)目針對(duì)水稻秸稈綜合利用模式（五化：肥料化、飼料化、原料化、基料化和燃料化）是優(yōu)勢(shì)最明顯的，秸稈就地利用省去摟草、打包、運(yùn)輸、加工、再運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)。秸稈全量還田后，到底對(duì)水稻機(jī)械化作業(yè)產(chǎn)生什么影響，對(duì)水稻生長(zhǎng)產(chǎn)生什么變化，通過(guò)秸稈100%還田，200%還田（極限試驗(yàn)）和秸稈焚燒處理的三種條件對(duì)比，分析秸稈全量還田后作業(yè)影響及土壤理化性變化及最終測(cè)產(chǎn)結(jié)果。

1 秸稈還田后作業(yè)效果分析

1.1 秸稈還田后對(duì)水耙地的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，使用滅茬機(jī)進(jìn)行水滅茬作業(yè)后，經(jīng)過(guò)滅茬機(jī)旋刀的切割與攪拌等，能夠?qū)⑷拷斩挸浞致癫卦谀酀{中，田面表層基本上看不到秸稈，在減少秸稈對(duì)水耙地影響方面的作用非常顯著。與焚燒處理相比，水耙地效果優(yōu)于焚燒處理方式，焚燒處理的表面有一定數(shù)量的根茬在地表，平均每平方米殘留根茬1～3個(gè)，而采用機(jī)械水滅茬整地則基本沒(méi)有根茬存在。從插秧前整地效果看，焚燒處理方式不如水滅茬處理，水滅茬田面更干凈，整地泥漿更軟，泥漿中硬塊更少，整地深度更大，這些都是有利插秧和水稻生長(zhǎng)的。

這說(shuō)明，焚燒處理如果不重視整地，同樣不能為水稻插秧、生長(zhǎng)創(chuàng)造良好的生長(zhǎng)條件。秸稈還田，雖然增加了整地難度，但只要選擇合適機(jī)械和作業(yè)方式，同樣能夠達(dá)到“平、凈、軟”等標(biāo)準(zhǔn)要求。

從實(shí)際過(guò)程來(lái)看，稻田全量秸稈干重一般350～500 kg，壓實(shí)體積只有0.4～0.5 m3，占耕層重量比或體積比都很小，理論上平均厚度不超過(guò)5 mm。特別是經(jīng)過(guò)滅茬機(jī)攪漿作業(yè)后，被立體分布在耕層中，在耕層土壤中更顯稀少。所以，要提高整地效果減輕秸稈影響，就要保證有效的整地深度不要少于12 cm，同時(shí)重視滅茬攪漿作業(yè)，消滅秸稈在地表集中、成片的問(wèn)題，危害水稻插秧作業(yè)和插后生長(zhǎng)。

整地后秸稈全量還田、200%全量還田取土樣調(diào)查表明，秸稈經(jīng)機(jī)械攪拌等作用后破碎嚴(yán)重、分布分散，對(duì)插秧和水稻生長(zhǎng)的物理危害妨礙插秧、阻礙發(fā)根都基本消除。

1.2 秸稈還田后對(duì)機(jī)插秧的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，100%全量和200%全量秸稈還田試驗(yàn)地重視整地作業(yè)，特別是采用水滅茬攪漿作業(yè)，將還田秸稈與耕層泥漿充分拌合，消除了還田秸稈集中、成片和在水面漂浮的現(xiàn)象，從插前整地效果看比焚燒秸稈試驗(yàn)地塊好。在“平”“凈”“軟”三項(xiàng)均比焚燒處理好，漏查率和漂浮率都低于焚燒處理。造成焚燒處理水耙地效果差的主要原因是，沒(méi)有經(jīng)過(guò)機(jī)械滅茬攪漿處理，根茬在水耙地時(shí)漂浮地表，調(diào)查表明每平米殘留1～3個(gè)根茬，客觀上增加了漏插和漂浮百分比。

不同機(jī)械作業(yè)方式整地效果也有明顯差別，其中平拿地高刀水旋埋茬機(jī)作業(yè)后水耙地和插秧作業(yè)效果最好，插后漂浮率小于2%，漏插率小于2%；沃揚(yáng)雙軸旱旋機(jī)旱旋滅茬水耙地和插秧作業(yè)效果最不好，平地后田面稻茬較多，插后漂浮率約3%～4%，漏插率4%左右；普通水旋埋茬機(jī)作業(yè)后水耙地和插秧作業(yè)效果好于沃揚(yáng)雙軸旱旋機(jī)旱旋滅茬作業(yè)效果，平地后田面稻茬較少，插后漂浮率小于3%，漏插率小于3%。

2 秸稈還田后土壤理化性改變分析

2.1 秸稈還田后在耕層腐爛變化對(duì)土壤的影響

從泡田整地開(kāi)始，還田秸稈處于埋在泥水的環(huán)境中，在微生物作用下開(kāi)始腐爛，調(diào)查證明表層泥中秸稈腐爛比深層的快，這是因?yàn)楸韺訙囟雀哂欣谖⑸锘顒?dòng)。在耕層土壤環(huán)境中存在分解秸稈的微生物群落，在不施腐熟劑情況下耕層秸稈也會(huì)腐爛分解。整地泡田后30天秸稈可被分解15%～20%，60天被分解至55%～65%，90天可被分解至85%～90%。在通常條件下，分布淺層的秸稈當(dāng)季被分解可達(dá)95%以上，殘留到下一季很少，只有在10～15 cm深度以下的秸稈分解慢一些，能夠保留至下一年，但埋在深層的秸稈所占的比例少，約為總量5%～10%。

表1 秸稈還田試驗(yàn)不同時(shí)期耕層土壤速效氮磷鉀有機(jī)質(zhì)檢測(cè)結(jié)果

秸稈分解伴有微量硫化氫產(chǎn)生，在腐爛高峰期有氣體生成溢出，在100%和200%全量秸稈還田的試驗(yàn)地這種現(xiàn)象非常明顯，焚燒處理的對(duì)照田則基本沒(méi)有觀察到。秸稈腐爛分解過(guò)程中對(duì)耕層泥土環(huán)境也有顯著影響，外觀表現(xiàn)為耕層泥土由換黑色變?yōu)榛液谏休p微的硫化氫臭味。田間秸稈越多產(chǎn)生反應(yīng)越大，田面表層會(huì)越顯灰黑，產(chǎn)生的氣泡越多。

2.2 秸稈還田后對(duì)耕層速效氮磷鉀和有機(jī)質(zhì)含量的影響

對(duì)試驗(yàn)地塊耕層土壤定期進(jìn)行取樣檢測(cè)，主要定量檢測(cè)項(xiàng)目有速效氮、磷、鉀和土壤有機(jī)質(zhì)含量，2016年當(dāng)季檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

在6月21日和9月20日速效氮磷鉀含量出現(xiàn)兩個(gè)峰值，表明是施肥的效果，與實(shí)際很相符，由于出穗后施肥不當(dāng)才導(dǎo)致試驗(yàn)地200%與100%全量秸稈還田后期表現(xiàn)出貪青，結(jié)實(shí)率、千粒重偏低。耕層土壤速效氮磷鉀與秸稈還田關(guān)系不明顯，主要受施肥影響。

從土壤有機(jī)質(zhì)結(jié)果來(lái)看，秸稈還田能夠補(bǔ)充土壤有機(jī)質(zhì)的代謝消耗，200%與100%全量秸稈還田地塊有機(jī)質(zhì)含量保持春季整地前的水平；100%全量秸稈還田土壤有機(jī)質(zhì)比年初提高5.12%，對(duì)照焚燒處理的有機(jī)質(zhì)比春季征地前下降8.81%。

2.3 秸稈還田后對(duì)水稻秧苗返青和生長(zhǎng)發(fā)育的影響

插秧后200%與100%全量秸稈還田與對(duì)照焚燒處理返青階段沒(méi)有明顯差別，在發(fā)根、葉片顏色、株高基本一致。返青到分蘗出穗期發(fā)育指標(biāo)調(diào)查結(jié)果見(jiàn)表2、表3。

表2 分蘗至齊穗田間水稻總莖數(shù)調(diào)查結(jié)果 單位：株/穴

表3 分蘗至齊穗田間水稻株高調(diào)查結(jié)果 單位：cm/穴

從分蘗速度比較，對(duì)照從6月14日至6月28日平均每日莖數(shù)增加速率為：（31.6－5.7）÷14＝1.85株/（日·穴），同理200%全量秸稈還田為1.43株/（日·穴），100%全量秸稈還田為1.86株/（日·穴）；結(jié)果證明插后分蘗長(zhǎng)勢(shì)表現(xiàn)為：

100%全量還田＞對(duì)照焚燒＞200%全量還田

從分蘗末期7月7日至拔節(jié)抽穗8月5日，分蘗死亡消減的速率分比為：200%全量還田0.175＜100%全量還田0.3＜對(duì)照焚燒0.457；成穗率200%全量還田84.5%＞100%全量還田79.4%＞對(duì)照焚燒68.8。

造成200%全量秸稈還田分蘗長(zhǎng)勢(shì)不強(qiáng)的原因之一可能是受耕層秸稈還田量大的影響，根部土壤環(huán)境不良肥料養(yǎng)分吸收利用不充分的結(jié)果。2016年試驗(yàn)在6月15日至21日進(jìn)行了排水噴藥除稗草，也是不利因素之一；與100%全量秸稈還田試驗(yàn)結(jié)果相比，該處理分蘗長(zhǎng)勢(shì)非常正常，好于對(duì)照和前者，表明100%全量秸稈還田不會(huì)對(duì)水稻正常生長(zhǎng)發(fā)育有不利影響。從群體結(jié)構(gòu)和生物產(chǎn)量，100%全量秸稈還田表現(xiàn)都優(yōu)于對(duì)照焚燒處理和200%全量秸稈還田的地塊。

3 秸稈還田后對(duì)當(dāng)季水稻產(chǎn)量的影響

2016年對(duì)試驗(yàn)地塊進(jìn)行了測(cè)產(chǎn)，并對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素進(jìn)行了取樣調(diào)查，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 產(chǎn)量構(gòu)成因素調(diào)查結(jié)果

100%全量秸稈還田重視整地滅茬抓好關(guān)鍵環(huán)節(jié)，完全能夠消除秸稈還田帶來(lái)的不利影響，能夠保證整地、平地質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)，保證插秧質(zhì)量和水稻正常返青、分蘗，并獲得良好高產(chǎn)結(jié)果。

還田秸稈在微生物作用下腐爛分解，會(huì)伴有有害物質(zhì)生成，危害不明顯，需要下一年進(jìn)行更深入細(xì)致調(diào)查檢測(cè)。

4 技術(shù)應(yīng)用建議

秋季深翻地的冬季機(jī)械配備建議采用130馬力以上大底盤(pán)輪式拖拉機(jī)開(kāi)展秋翻作業(yè)。鏵式犁作業(yè)應(yīng)在土壤含水率30%以內(nèi)進(jìn)行，單向斜置圓盤(pán)犁應(yīng)在土壤含水率40%以內(nèi)進(jìn)行，否則扣筏效果不理想，秸稈覆蓋差。雙向?qū)χ檬綀A盤(pán)犁作業(yè)不納入作業(yè)補(bǔ)貼范圍。

建議大力推廣埋茬起漿機(jī)，配合秋翻地地塊春季整平作業(yè)，可有效掩埋殘茬、平整土地。

建議補(bǔ)貼地塊作業(yè)機(jī)車安裝GPS作業(yè)補(bǔ)貼監(jiān)管系統(tǒng)，與人工抽查配合，可實(shí)現(xiàn)高效核查工作，大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

嚴(yán)格控制收割割茬，建議全喂入收割機(jī)在20 cm以內(nèi)，半喂入收割機(jī)控制在15 cm以內(nèi)。收割機(jī)要安裝秸稈拋灑器，段長(zhǎng)在8 cm以內(nèi)，確保拋灑均勻，無(wú)秸稈打堆現(xiàn)象。使用大馬力收割機(jī)作業(yè)，一般在80馬力以上，確保割茬低、拋灑均勻、夾帶損失少。

大力推廣兩旋一翻或三旋一翻輪耕制度，滿足實(shí)際生產(chǎn)需求。

加大宣傳力度，配合秸稈禁燒工作，形成長(zhǎng)效管理機(jī)制，促進(jìn)科學(xué)開(kāi)展。

5 需進(jìn)一步試驗(yàn)調(diào)查研究的問(wèn)題

首先2016年受試驗(yàn)條件限制，對(duì)水稻還田秸稈腐爛分解產(chǎn)生有害物定性、定量調(diào)查檢測(cè)進(jìn)行的不深入，特別是有害物對(duì)耕層污染指標(biāo)缺乏數(shù)據(jù)證明，在2017年應(yīng)當(dāng)增加土壤氧化還原單位、含氧量等一些環(huán)保指標(biāo)的調(diào)查檢測(cè)。

其次是應(yīng)當(dāng)增加施用秸稈腐熟劑處理，作為試驗(yàn)內(nèi)容，弄清腐熟劑對(duì)秸稈腐爛分解的作用和利弊。

最后是定點(diǎn)觀測(cè)還田秸稈殘留調(diào)查觀測(cè)。