南方蔗區(qū)甘蔗葉粉碎還田配套機(jī)具及技術(shù)模式分析

韋麗嬌，黃小樂(lè)，黃偉華，李明，吳文龍，葛暢

（1.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所，廣東 湛江 524091；2.廣東廣墾農(nóng)機(jī)服務(wù)有限公司，廣東 湛江 524300；3.廣東省湛江農(nóng)墾科學(xué)研究所，廣東 湛江 524000）

0 引言

甘蔗是我國(guó)主要的糖料作物，食糖中的90%以上來(lái)源于蔗糖，甘蔗產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展是我國(guó)食糖有效供給和國(guó)家食糖安全的重要保障[1-2]。我國(guó)大部分蔗區(qū)采取多年連續(xù)栽種方式，土壤養(yǎng)分虧缺，肥力退化，大量施用無(wú)機(jī)化肥，使得土壤物理性狀?lèi)夯寥缊F(tuán)粒結(jié)構(gòu)遭到破壞、容重變大、粘結(jié)、通氣不良，不利于甘蔗根系生長(zhǎng)，排水不暢，造成甘蔗單產(chǎn)降低，宿根年限縮短[3-5]。收獲期的甘蔗葉一般占蔗莖產(chǎn)量的12%～20%，甘蔗葉資源十分豐富[6]。因此，通過(guò)甘蔗葉還田利用是改良土壤、提高蔗園土壤肥力較為經(jīng)濟(jì)有效和低碳環(huán)保的技術(shù)途徑，甘蔗葉還田是解決廢棄物資源利用最直接最簡(jiǎn)單的技術(shù)，也是國(guó)家倡導(dǎo)和推廣的一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。

由于甘蔗葉量大、韌性強(qiáng)，甘蔗葉機(jī)械化粉碎還田存在收割后切碎長(zhǎng)度不達(dá)標(biāo)、還田過(guò)程不規(guī)范等引起的還田質(zhì)量不高等問(wèn)題，本文對(duì)現(xiàn)有粉碎覆蓋、粉碎混埋、粉碎深埋等不同甘蔗葉粉碎還田處理機(jī)具及其后續(xù)配套機(jī)具作業(yè)模式進(jìn)行研究，結(jié)合南方蔗區(qū)甘蔗葉機(jī)械化粉碎還田試驗(yàn)效果和經(jīng)驗(yàn)，探討分析配套技術(shù)模式的途徑和方法。

1 甘蔗葉還田技術(shù)模式分類(lèi)

1.1 甘蔗葉粉碎覆蓋還田技術(shù)模式

甘蔗葉粉碎覆蓋還田技術(shù)模式通過(guò)甘蔗葉粉碎還田機(jī)將地表甘蔗葉進(jìn)行充分粉碎，均勻拋撒至地面[7-8]，對(duì)宿根甘蔗進(jìn)行覆蓋，使甘蔗葉還田自然腐解改善土壤性能的同時(shí)，達(dá)到保水、防寒、防雜草等效果。該技術(shù)適用于我國(guó)甘蔗區(qū)留宿根甘蔗地。

1.2 甘蔗葉粉碎混埋還田技術(shù)模式

甘蔗葉粉碎混埋還田技術(shù)模式是指通過(guò)甘蔗葉粉碎還田機(jī)將地表甘蔗葉進(jìn)行充分粉碎，并均勻拋撒至地面，用深耕犁翻耕土壤將甘蔗葉埋到土壤里，再用旋耕機(jī)將土壤粉碎和甘蔗葉一起混合，或通過(guò)甘蔗葉粉碎混埋還田機(jī)將地表甘蔗葉進(jìn)行充分粉碎與土壤混合[9]，從而為后續(xù)甘蔗種植作業(yè)創(chuàng)造良好的作業(yè)環(huán)境。該技術(shù)適用于重新翻耕種植的甘蔗地，次年的宿根蔗甘蔗葉還田宜采取粉碎覆蓋模式。

1.3 甘蔗葉粉碎深埋還田技術(shù)模式

甘蔗葉粉碎深埋還田技術(shù)模式是指通過(guò)甘蔗葉粉碎還田機(jī)將地表甘蔗葉進(jìn)行充分粉碎，并均勻拋撒至地面，通過(guò)甘蔗葉粉碎深埋還田機(jī)或深耕犁，將甘蔗葉翻埋至耕作層以下[10]，為后續(xù)其他熱作物種植（大行距種植的香蕉、劍麻等）創(chuàng)造良好種床。該技術(shù)適用于重新翻耕種植的甘蔗地或者與其他作物（香蕉、菠蘿、劍麻等）輪作的甘蔗地，若繼續(xù)種植甘蔗，次年的宿根蔗甘蔗葉還田宜采取粉碎覆蓋模式。

2 各模式機(jī)具配套系統(tǒng)

2.1 粉碎覆蓋還田機(jī)具配套系統(tǒng)

針對(duì)甘蔗不同種植階段、收獲方式，粉碎覆蓋還田機(jī)具配套系統(tǒng)技術(shù)路線以及采取的配套系統(tǒng)方案主要有2 種。

技術(shù)實(shí)施路線：甘蔗收獲→甘蔗葉覆蓋還田→甘蔗葉粉碎→宿根蔗平茬破壟施肥→宿根蔗中耕施肥培土。

方案1：甘蔗聯(lián)合收割機(jī)或人工收獲→甘蔗葉粉碎還田機(jī)（1GYF 系列）→宿根蔗破壟（平茬）施肥機(jī)（2CPK 系列、3ZPF 系列等）→甘蔗中耕施肥培土機(jī)（3ZSP 系列）。

方案2：甘蔗聯(lián)合收割機(jī)或人工收獲→甘蔗葉粉碎還田機(jī)（1GYF系列）→深松破壟（施肥）機(jī)（3ZSL系列等）→甘蔗中耕施肥培土機(jī)（3ZSP 系列）。

粉碎覆蓋還田機(jī)具配套作業(yè)技術(shù)參數(shù)如表1 所示。

表1 粉碎覆蓋還田機(jī)具配套作業(yè)技術(shù)參數(shù)

2.2 粉碎混埋還田機(jī)具配套系統(tǒng)

根據(jù)翻種甘蔗作業(yè)條件、不同農(nóng)戶(hù)需求，粉碎混埋還田機(jī)具配套系統(tǒng)技術(shù)路線以及采取的配套系統(tǒng)方案主要有4 種。

技術(shù)實(shí)施路線：甘蔗收獲→甘蔗葉覆蓋還田→甘蔗葉粉碎/混埋→深耕犁翻耕→旋耕機(jī)碎土→甘蔗種植。

方案1：甘蔗聯(lián)合收割機(jī)或人工收獲→甘蔗葉粉碎還田機(jī)（1GYF 系列）→深松旋耕聯(lián)合作業(yè)機(jī)（1SG 系列）→甘蔗種植機(jī)（2CZY 系列）。

方案2：甘蔗聯(lián)合收割機(jī)或人工收獲→甘蔗葉粉碎還田機(jī)（1GYF 系列）→淺翻深松機(jī)（1SL 系列）→旋耕機(jī)（1GQN 系列）→甘蔗種植機(jī)（2CZY 系列）。

方案3：甘蔗聯(lián)合收割機(jī)或人工收獲→甘蔗葉粉碎還田機(jī)（1GYF 系列）→鏵式犁（1L 系列）→圓盤(pán)耙（1BZ-B 系列）→甘蔗種植機(jī)（2CZY 系列）。

方案4：甘蔗聯(lián)合收割機(jī)或人工收獲→甘蔗葉粉碎混埋還田機(jī)（1GYFH-150 型）→1SL-240 型鑿式節(jié)能深松機(jī)→旋耕機(jī)（1GQN 系列）→甘蔗種植機(jī)（2CZY 系列）。

粉碎混埋還田機(jī)具配套作業(yè)技術(shù)參數(shù)如表2 所示。

表2 粉碎混埋還田機(jī)具配套作業(yè)技術(shù)參數(shù)

2.3 粉碎深埋還田機(jī)具配套系統(tǒng)

粉碎深埋還田機(jī)具配套系統(tǒng)技術(shù)路線為：甘蔗收獲→甘蔗葉粉碎→甘蔗葉深埋還田→寬窄行或者大行距種植的甘蔗、香蕉、劍麻等。

采取的配套系統(tǒng)方案主要有2 種。

方案1：甘蔗聯(lián)合收割機(jī)或人工收獲→甘蔗葉粉碎深埋還田機(jī)（1GYFS 系列）→深松旋耕聯(lián)合作業(yè)機(jī)（1SG 系列）→圓盤(pán)耙（1BZ-B 系列）→甘蔗種植機(jī)（2CZY 系列）或者開(kāi)溝（施肥）機(jī)（1 kg-系列）。

方案2：甘蔗聯(lián)合收割機(jī)或人工收獲→甘蔗葉粉碎還田機(jī)（1GYF 系列）→深耕犁（1 L 系列）→深松旋耕聯(lián)合作業(yè)機(jī)（1SG 系列）→甘蔗種植機(jī)（2CZY 系列）或者開(kāi)溝（施肥）機(jī)（1 kg 系列）。

粉碎深埋還田機(jī)具配套作業(yè)技術(shù)參數(shù)如表3所示。

表3 粉碎深埋還田機(jī)具配套作業(yè)技術(shù)參數(shù)

3 技術(shù)模式實(shí)施效果

為研究甘蔗葉還田處理方式對(duì)土壤及甘蔗生長(zhǎng)帶來(lái)的影響，2012 年開(kāi)始，在廣東省湛江市雷州龍門(mén)鎮(zhèn)金星農(nóng)場(chǎng)建立100 畝（1 畝=0.067 hm2）試驗(yàn)示范基地，進(jìn)行不同甘蔗葉還田技術(shù)（焚燒-對(duì)照、粉碎、混埋、深埋）對(duì)比試驗(yàn)[11]。不同甘蔗葉還田配套技術(shù)土壤檢測(cè)結(jié)果和甘蔗生產(chǎn)效果如表4 和表5 所示，數(shù)據(jù)來(lái)源于2013 年和2020 年檢測(cè)結(jié)果平均數(shù)據(jù)。

表4 不同還田技術(shù)模式土壤指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

表5 不同還田技術(shù)模式甘蔗生長(zhǎng)檢測(cè)指標(biāo)

續(xù)表

由表4 可知，甘蔗葉還田對(duì)土壤的綜合影響是比較顯著的，土壤情況得到明顯的改良，pH 值越來(lái)越接近甘蔗生長(zhǎng)的最佳條件，有機(jī)質(zhì)的含量明顯增加，氮、磷、鉀三大土壤常量元素的積累也顯著提高，并且驗(yàn)證了甘蔗葉粉碎覆蓋還田和粉碎深埋還田帶給土壤的綜合效應(yīng)優(yōu)于焚燒還田，粉碎覆蓋還田與粉碎深埋還田差別不大，粉碎混埋效果比較明顯。在蔗葉不同還田方式與焚燒對(duì)改良土壤效果試驗(yàn)中，蔗葉還田一段時(shí)間后土壤表層和深層土中的速效 N、P、K 含量都有所提高，而焚燒蔗葉處理表層和深層土壤的速效 N、P、K 含量則有所下降。

由表5 可知，甘蔗葉焚燒處理的甘蔗枯心率（甘蔗枯心率指甘蔗受蟲(chóng)害影響的程度）比較高，居于4.5%～6.0%之間，甘蔗葉粉碎覆蓋還田和粉碎深埋還田處理模式的蟲(chóng)害效果相當(dāng)比較輕，整體情況表明連續(xù)多年甘蔗葉還田沒(méi)有出現(xiàn)病害加重的現(xiàn)象。甘蔗的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)情況表明，粉碎深埋的處理模式比其他處理模式表現(xiàn)效果要好一些，但是處理過(guò)程相對(duì)難度和要求也高，從投入配套機(jī)具成本和作業(yè)效率等方面綜合考慮，粉碎混埋處理模式也可考慮。

4 結(jié)語(yǔ)

基于甘蔗葉機(jī)械化粉碎還田不同配套機(jī)具的特性，在南方不同地形地貌、生產(chǎn)農(nóng)藝、品種類(lèi)型的種植區(qū)，按照“簡(jiǎn)便快捷，高效安全，節(jié)本利用”的原則，針對(duì)甘蔗葉粉碎還田選用適宜還田配套技術(shù)系統(tǒng)，結(jié)合各機(jī)具的作業(yè)范圍、作業(yè)效果和作業(yè)茬數(shù)等進(jìn)行替代技術(shù)及選型配套應(yīng)用。與實(shí)際甘蔗生產(chǎn)種植模式緊密結(jié)合，實(shí)施甘蔗葉還田的每個(gè)地區(qū)可選型配套1～2 件（套）適宜機(jī)具系統(tǒng)，使機(jī)械化甘蔗葉粉碎還田配套技術(shù)模式真正發(fā)揮最佳效果，進(jìn)一步促進(jìn)甘蔗葉還田的推廣應(yīng)用。