解決農作物秸稈焚燒的主要途徑是秸稈直接還田

董文赫

摘 要：近年來，大量的玉米秸稈在田間焚燒，污染環境，是造成春、秋季霧霾的主要原因。如何讓玉米秸稈重新“變廢為寶”，從根本上解決玉米秸稈綜合利用問題，成為各級政府和農業部門一項刻不容緩的議題。從吉林省秸稈覆蓋還田10年的研究經驗出發，引伸到梨樹縣秸稈覆蓋免耕栽培技術，探索出一條適合東北黑土地保護的農業可持續發展之路。

關鍵詞：秸稈覆蓋；免耕栽培；還田

中圖分類號：S345 文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.12.080

1 吉林省玉米秸稈綜合利用分析

吉林省是著名的黃金玉米帶，玉米秸稈產量大。其中30%直接或過腹還田，20%作為農用燃料，12%作工業或其他用途，近38%以上未被利用，剩余的秸稈造成了極大的資源浪費，也是農村重大火災隱患。

秸稈機械化還田、秸稈發電、秸稈氣化、秸稈飼料是當前吉林省玉米秸稈的主要利用方式。上述各種利用方法，除秸稈機械化粉碎還田和秸稈飼料方法外，其他利用方法都存在技術成熟度不足、投資較多、農民參與性差等問題。隨著近年來玉米機械化收獲技術推廣力度增加，實施秸稈還田的面積也在逐年增加，秸稈還田可以有效增加土地的有機質含量，長期實施不僅可緩解水土流失，還可減少化肥的使用量，達到節本增效的目的。可以說，秸稈還田是玉米秸稈綜合利用的最有效手段。但是傳統的種植方式在秸稈還田或秸稈覆蓋的條件下播種會受到影響，造成出苗不齊，土地透氣等弊端。

如何解決這一問題，中國科學院、中國農業大學等科研單位在梨樹縣研發的玉米秸稈覆蓋免耕栽培技術有效地解決了這一難題。結果表明：采用這一技術綜合利用玉米秸稈，實現玉米秸稈全部還田，方法最直接、操作最簡便、效果最明顯、成本最低廉，農民最易接受。

2 玉米秸稈還田的意義

2.1 改善土壤肥力

秸稈本身含有大量的有機碳、氮、磷、鉀等養分，秸稈常年覆蓋地表，一般當季可以腐爛至少1/3，每畝鮮玉米秸稈1200 kg相當于過磷酸鈣10 kg、硫酸鉀7 kg。這樣大量的有機質、養分進入土壤，改善了土壤團粒結構，增加了土壤養分，提高了土壤肥力。秸稈還田一年后土壤有機質含量相對提高0.05%～0.23%，速效鉀增加0.0468%，全磷平均提高0.03%。連續秸稈還田10年的耕地，耕層0～20 cm土壤有機質含量增加了12.91%。

2.2 改善土壤生物性狀

秸稈覆蓋減少了對土壤的擾動，最大限度保護了土壤，同時，耕作次數的減少，對保護土壤生物起到相當大的作用。在連續秸稈覆蓋7年地塊，每平方米蚯蚓的數量達到118條，是常規壟作的7倍。大量蚯蚓活動，使秸稈覆蓋條件下的土壤有著良好的孔隙度。從測量結果來看，表層5 cm處土壤容重為1.32左右，極適合玉米根系的生長。

2.3 提高土壤蓄水保墑的能力

在東北地區各秸稈覆蓋示范基地的實驗表明，由于作物秸稈覆蓋地表，減少了雨水地表徑流和水分蒸發，增加了土壤蓄水量。在2009年春旱嚴重情況下，秸稈覆蓋還田比常規壟作在出苗前可以增加近40%含水量；春播墑情極好的2012年春，秸稈覆蓋還田較常規壟作增加近20%的土壤含水量。

2.4 秸稈覆蓋還田可改善環境

目前，東北地區面臨嚴峻的環保形勢，風蝕、水蝕等造成耕作黑土層每年以1.5 cm的速度水土流失，如果不加以有效防治，大部分黑土層將會消失。秸稈覆蓋還田與傳統耕作相比，不需要清理秸稈，不旋地，不起壟，直接進行播種施肥。它減少了作業程序，提高了土壤的含水量，可以保護農田，減少揚塵，減輕了農田的風蝕和水蝕，有秸稈覆蓋的地塊要明顯好于常規耕作的裸地。

3 梨樹縣玉米秸稈地表覆蓋10年研究示范回顧

3.1 生產體系基地研究情況

2007年中國科學院沈陽生態所張旭東研究員牽頭，在梨樹縣中部黑土區梨樹鎮高家村建立了15 hm2試驗研究基地；2008年在梨樹縣西北部風沙區林海鎮揣洼村建立10 hm2試驗研究基地；2009年在梨樹縣風沙區四棵樹鄉付家街村建立了30 hm2試驗研究基地。

通過10年試驗研究，免耕秸稈覆蓋技術可提高土壤蓄水保墑的能力， 改善土壤生物性狀，同時可改善環境，節本增產增效顯著。

3.2 配套機械的研究與開發

2008年中國科學院長春地理所關義新研究員同梨樹縣康達農業開發有限責任公司共同研制玉米免耕播種機，滿足了秸稈覆蓋還田不整地免耕播種作業的要求，實現了一次作業，完成清理秸稈、開溝、施肥、播種、覆土、鎮壓等工序。2009年免耕播種機小批量生產，當年投放市場。2009年末，梨樹縣康達農業開發有限責任公司將該技術轉讓給吉林省康達農業機械有限責任公司，到2016年免耕播種機已經累計投放市場7659臺，在全國10個省區應用。2014年以來，眾多保護性耕作免耕播種機、深松機企業應運而生，產品不斷成熟，市場和技術推廣范圍遍及東北四省區。

2014年，新研牧神股份有限公司按寬窄行秸稈覆蓋玉米收獲的要求，合作研究專用玉米收獲機。實現留高茬30～50 cm，秸稈切成10～30 cm段，集中鋪放在窄行。兩臺樣機通過作業試驗，達到了技術標準，滿足了寬窄行秸稈覆蓋收獲的要求。

2016年，根據吉林省玉米寬窄行秸稈覆蓋免耕播種的技術需要，研發改造摟草機，清理部分秸稈實現條帶休閑免耕，解決了寬窄行秸稈覆蓋還田免耕播種的難題。

3.3 免耕條件下配套耕作方式的研究

2010年中國農業大學在梨樹縣泉眼溝村建立了占地面積10 hm2的試驗研究基地，主要研究：免耕條件下行距的最佳配比、免耕條件下深松方法和措施、秸稈覆蓋的比例以及建立作物輪作制度體系等。

3.4 玉米秸稈覆蓋免耕技術體系的示范推廣endprint

2007年梨樹縣農業技術推廣總站與中國科學院沈陽應用生態研究所等單位合作，建立秸稈覆蓋示范田。2012年成立產、學、研結合的“黑土地保護與利用科技創新聯盟”，在東北四省區建立37個試驗示范基地，2017年累計推廣秸稈覆蓋面積80萬畝，輻射150萬畝。

通過幾年來的示范，該項技術增產增收效果明顯。一是節本增效。較常規生產成本降低10%以上，單產提高5%以上；二是防止土壤風蝕和水蝕減少水土流失；三是保護土壤水分、減少蒸發，提高作物抗旱能力，在遇到階段干旱年景，可以延緩旱情5至7天；四是保持和提高地力，腐爛后變成腐殖質，腐殖質轉化后為土壤補充養分。五是秸稈覆蓋免耕地塊抗倒伏作用效果明顯。

玉米秸稈覆蓋免耕技術實施過程中，收獲后秸稈覆蓋地表情況如圖1所示，春季免耕播種如圖2所示，覆蓋免耕條件下出苗情況如圖3所示。

4 玉米秸稈覆蓋還田經驗總結

4.1 建立玉米秸稈覆蓋全程機械化技術生產體系。

建立以玉米專用免耕機械播種、條帶休耕式收獲機、摟草機為核心，配套集成品種優化、高效施肥及病蟲草害綜合防治技術于一體的全程機械化玉米生產技術模式，實現了農機與農藝、土壤耕作措施與高產高效栽培于一體。

4.2 關鍵農機具產品定型并形成產業化

免耕播種機、深松機、收獲機、摟草機這四類專用機具的成功研發改進，結合東北玉米生產秸稈量大、施肥量高、秸稈硬度大、種植行距等特點，開發了具有自主知識產權的系列產品，達到了國內領先，突破了推廣普及的瓶頸，滿足了免耕種植的需要。

4.3 技術研究聯盟初步形成

充分發揮優勢，將科研單位、大專院校、技術推廣部門、農機制造企業整合在一起，形成技術攻關小組，創建黑土地保護與利用科技創新聯盟，既各司其職、各展其能，又高度統一、協作互動。

一是由中科院沈陽生態研究所負責全程機械化玉米秸稈覆蓋免耕栽培技術體系研究，為該技術的推廣提供理論依據和技術支持。

二是由中國農業大學等院校組織教師及研究生開展技術研究、技術集成和技術指導。

三是由吉林省康達農業機械有限公司、北京德邦大為科技股份有限公司、新研牧神等企業開展免耕配套機械、收獲機械研究，并按生產體系技術要求進行改進創新，構筑物質基礎。

四是利用農技推廣網絡構建技術推廣平臺，建立示范基地，通過開展各類宣傳和技術培訓活動，促進這項技術的推廣。

4.4 建立土壤恢復和環境保護的新型耕作制度

構建秸稈覆蓋生產技術體系，革新了傳統耕作制度，形成了秸稈覆蓋免耕、固碳培肥、抗旱保墑等多種技術模式，在遏制土壤退化、防止秸稈焚燒方面做出了重要貢獻；獲得了農業專家、農業推廣部門及農民的認可，徹底改變根深蒂固的傳統耕作觀念，解決了秸稈焚燒的難題，實現了秸稈最有效的利用，是環保型農業傳統耕作制度向秸稈覆蓋還田免耕技術的重大轉變。

4.5 示范基地實現網絡化

通過合作單位的共同協作，建立了中科院沈陽生態研究所梨樹鎮高家村示范基地、中國農大吉林梨樹實驗站泉眼溝示范基地等國家級示范區，在吉林、遼寧、內蒙古、黑龍江等地設立輻射試驗示范基地，開展相關試驗，研究、總結，促進秸稈覆蓋還田免耕技術在其它區域的推廣應用。

5 目前存在的問題及將來發展方向

目前，秸稈覆蓋還田呈現良好的勢頭，但農民應用過程中，普遍存在秸稈覆蓋還田較少的情況，這在改善土壤質量方面會影響效果，因此，應結合禁止焚燒秸稈的法律法規，加大宣傳力度、增加秸稈覆蓋還田免耕地塊作業補貼政策支持，保證秋收后地里有適量的秸稈覆蓋，這樣，幾年之后，土壤性狀就會有很大改善，環境得到有效治理，黑土地得到保護，農業實現可持續發展。endprint