水稻秸稈機械化全量還田試驗與應(yīng)用
——試驗篇

徐久升 呂宏靖

（1、遼寧省鹽堿地利用研究所，遼寧 盤錦 124000，2、遼寧省農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)推廣總站，遼寧 沈陽 110034）

農(nóng) 機

水稻秸稈機械化全量還田試驗與應(yīng)用
——試驗篇

徐久升1呂宏靖2

（1、遼寧省鹽堿地利用研究所，遼寧 盤錦 124000，2、遼寧省農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)推廣總站，遼寧 沈陽 110034）

水稻秸稈機械化全量還田項目針對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)勢最明顯的，秸稈就地利用省去摟草、打包、運輸、加工、再運輸?shù)拳h(huán)節(jié)。秸稈全量還田后，到底對水稻機械化作業(yè)產(chǎn)生什么影響，對水稻生長產(chǎn)生什么變化，通過秸稈100%還田，200%還田（極限試驗）和秸稈焚燒處理的三種條件對比，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 秸稈還田后對水耙地的影響

試驗結(jié)果表明，使用滅茬機進行水滅茬作業(yè)后，經(jīng)過滅茬機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，而采用機械水滅茬整地則基本沒有根茬存在。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的。

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

從實際過程來看，稻田全量秸稈干重一般350～500 kg，壓實體積只有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5 mm。特別是經(jīng)過滅茬機攪漿作業(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，同時重視滅茬攪漿作業(yè)，消滅秸稈在地表集中、成片的問題，危害水稻插秧作業(yè)和插后生長。

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)機械攪拌等作用后破碎嚴(yán)重、分布分散，對插秧和水稻生長的物理危害妨礙插秧、阻礙發(fā)根都基本消除。

1.2 秸稈還田后對機插秧的影響

試驗結(jié)果表明，100%全量和200%全量秸稈還田試驗地重視整地作業(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地塊好。在“平”“凈”“軟”三項均比焚燒處理好，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，沒有經(jīng)過機械滅茬攪漿處理，根茬在水耙地時漂浮地表，調(diào)查表明每平米殘留1～3個根茬，客觀上增加了漏插和漂浮百分比。

不同機械作業(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%；沃揚雙軸旱旋機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；普通水旋埋茬機作業(yè)后水耙地和插秧作業(yè)效果好于沃揚雙軸旱旋機旱旋滅茬作業(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土壤的影響

從泡田整地開始，還田秸稈處于埋在泥水的環(huán)境中，在微生物作用下開始腐爛，調(diào)查證明表層泥中秸稈腐爛比深層的快，這是因為表層溫度高有利于微生物活動。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 秸稈還田試驗不同時期耕層土壤速效氮磷鉀有機質(zhì)檢測結(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地這種現(xiàn)象非常明顯，焚燒處理的對照田則基本沒有觀察到。秸稈腐爛分解過程中對耕層泥土環(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?，有輕微的硫化氫臭味。田間秸稈越多產(chǎn)生反應(yīng)越大，田面表層會越顯灰黑，產(chǎn)生的氣泡越多。

2.2 秸稈還田后對耕層速效氮磷鉀和有機質(zhì)含量的影響

對試驗地塊耕層土壤定期進行取樣檢測，主要定量檢測項目有速效氮、磷、鉀和土壤有機質(zhì)含量，2016年當(dāng)季檢測結(jié)果見表1。

在6月21日和9月20日速效氮磷鉀含量出現(xiàn)兩個峰值，表明是施肥的效果，與實際很相符，由于出穗后施肥不當(dāng)才導(dǎo)致試驗地200%與100%全量秸稈還田后期表現(xiàn)出貪青，結(jié)實率、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。

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

2.3 秸稈還田后對水稻秧苗返青和生長發(fā)育的影響

插秧后200%與100%全量秸稈還田與對照焚燒處理返青階段沒有明顯差別，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)果證明插后分蘗長勢表現(xiàn)為：

100%全量還田＞對照焚燒＞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＜對照焚燒0.457；成穗率200%全量還田84.5%＞100%全量還田79.4%＞對照焚燒68.8。

造成200%全量秸稈還田分蘗長勢不強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年試驗在6月15日至21日進行了排水噴藥除稗草，也是不利因素之一；與100%全量秸稈還田試驗結(jié)果相比，該處理分蘗長勢非常正常，好于對照和前者，表明100%全量秸稈還田不會對水稻正常生長發(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)于對照焚燒處理和200%全量秸稈還田的地塊。

3 秸稈還田后對當(dāng)季水稻產(chǎn)量的影響

2016年對試驗地塊進行了測產(chǎn)，并對產(chǎn)量構(gòu)成因素進行了取樣調(diào)查，結(jié)果見表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，會伴有有害物質(zhì)生成，危害不明顯，需要下一年進行更深入細致調(diào)查檢測。

4 技術(shù)應(yīng)用建議

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

建議大力推廣埋茬起漿機，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。

建議補貼地塊作業(yè)機車安裝GPS作業(yè)補貼監(jiān)管系統(tǒng)，與人工抽查配合，可實現(xiàn)高效核查工作，大大降低勞動強度。

嚴(yán)格控制收割割茬，建議全喂入收割機在20 cm以內(nèi)，半喂入收割機控制在15 cm以內(nèi)。收割機要安裝秸稈拋灑器，段長在8 cm以內(nèi)，確保拋灑均勻，無秸稈打堆現(xiàn)象。使用大馬力收割機作業(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，滿足實際生產(chǎn)需求。

加大宣傳力度，配合秸稈禁燒工作，形成長效管理機制，促進科學(xué)開展。

5 需進一步試驗調(diào)查研究的問題

首先2016年受試驗條件限制，對水稻還田秸稈腐爛分解產(chǎn)生有害物定性、定量調(diào)查檢測進行的不深入，特別是有害物對耕層污染指標(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。

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

最后是定點觀測還田秸稈殘留調(diào)查觀測。