玉米秸稈機械粉碎還田技術應用

王曉磊 吳鵬升

摘要 闡述了秸稈還田的必要性，同時從9個方面對秸稈還田進行了綜述。結果表明，秸稈還田工作應充分考慮秸稈還田的時間、粉碎度、病蟲害防御，以及還田后不同土壤的理化性質變化、耕作制度和種植方式、不同土壤類型的還田方式等。

關鍵詞 玉米秸稈；還田技術；肥料化

中圖分類號 S233 文獻標識碼 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

我國作物秸稈產出量每年高達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，勢必造成資源浪費和大氣污染，還存在一定的火災隱患。研究表明，玉米秸稈含有豐富的營養，碳、氮、磷、鉀含量46.53%，有機質含量15.00%以上[3]，利用方式主要有秸稈還田、飼料化和工業化3種形式。然而，焚燒秸稈屢禁不止的原因是農民處理秸稈的成本過高，主要費用集中在田間收集、運輸到收購地點，因此采用機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]。秸稈機械粉碎還田技術是大面積實現“以田養田”、保護環境、建立高產穩產農業的有效途徑[5]，是今后研究的重點，也是現階段防止秸稈焚燒最有效的手段，有利于農業的可持續發展。為了推進玉米秸稈還田，筆者介紹了玉米秸稈機械粉碎還田技術應用，力求快速實現其大面積推廣。

1 確定秸稈還田數量和最佳時機

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

2 明確玉米秸稈最科學的粉碎度

玉米秸稈還田必須在粉碎后實施，整株秸稈是無法進行還田的。秸稈粉碎度直接決定秸稈還田的質量，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，同時玉米收割機能操作實施，應一次性粉碎，降低成本。秸稈粉碎（切碎）長度應為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，腐解速率最快，土壤水分過高或過低腐解率均會降低。秸稈深翻還田可顯著提高玉米在田間的保苗率和成穗率，有助于植株對養分的吸收，進而促進高產[6]。然而，對秸稈掩埋的深度缺乏明確的定義，一般最少耕深要達到20 cm，才能保證秸稈翻入地下并蓋嚴。耕翻后要用重型耙耙地，有條件的地方應及時澆塌墑水。

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。隨著田間病殘體逐年增多，土壤含菌量不斷積累，呈加重發生趨勢；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。帶病的秸稈應銷毀或高溫堆腐后再施用。若采用藥劑滅殺的措施，應盡量采用生物藥劑防治，避免廣殺性農藥對秸稈發酵菌造成影響，形成秸稈腐熟障礙。

5 促進秸稈腐爛投入品的種類和數量

據研究，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出現反硝化作用，微生物吸收土壤中的速效氮素，把農作物所需的速效氮素奪走，使幼苗發黃，生長緩慢，不利于培育壯苗。因此，在秸稈還田的同時，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。可在秸稈粉碎后，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，秸稈降解還田后對土壤性狀有明顯改善作用[7-8]。③有機肥的投入，將有機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的變化

作物秸稈不同還田方式對土壤物理性質、化學性質的影響存在較大差異[9]，不同還田技術的利用效率也不同。合理的農作物秸稈還田方式能夠提高土壤有機質含量，改善土壤結構，培肥地力[10]，是一項具有重大經濟效益和社會效益的高效性技術。秸稈還田后土壤的變化已經成為有效利用資源和可持續發展的主要問題，近年來已引起世界各國普遍關注[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，具有改善土壤結構的作用[12]。秸稈還田能夠增加土壤有機質易氧化態和總有機碳含量，對穩定態有機碳影響不大。土壤全氮的變化趨勢與土壤有機質含量有明顯的相關性。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，及時掌握秸稈還田后土壤理化性質的變化，對下茬作物播種和施肥具有重要的指導意義。

7 不同土壤類型實施秸稈還田的模式

平原地區土層深厚，質地適中，農業生產條件好，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，會造成土壤墑情水大量損失，種子難以萌發的狀況，因此應采取秸稈粉碎后地表覆蓋的形式還田，進行免耕播種。山區土地高低不平，多采用人工采收，而該方式難以進行機械化粉碎直接還田，應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、鉀養分釋放速率也不相同，種植方式和耕作制度也應有所不同。若采用秸稈表面覆蓋還田的形式，應采用免耕播種的方式或者寬窄行種植，用機械將秸稈覆蓋到窄行上，從而達到適當休耕的目的[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]，在平原地區應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（非干旱和澇災年）情況下，可以將每季作物秸稈殘茬全部還田。多年實踐證明，連年秸稈還田，土壤肥力提高很快，作物生育、產量性狀也得到顯著改變，其增產效果有隨還田年次增加而提高的趨勢。

10 結語

秸稈還田涉及的問題還有很多，我國各地區的資源狀況、環境條件和經濟水平也不盡相同，今后要因地制宜地開展這項工作，結合當地的資源優勢和氣候條件進行研究，使秸稈還田逐步轉向產業化、常態化發展，為我國生態農業建設提供有力保障。

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