玉米秸稈機械化還田技術及效益分析

王雨森

(德惠市松花江鎮綜合服務中心，吉林 德惠 130309)

0 引言

吉林省德惠市玉米種植面積廣泛，擁有大量玉米秸稈，農戶為了省時省事，會將秸稈直接焚燒處理，不僅會污染環境，春季風大時燃燒秸稈，經常引發火災，造成嚴重的經濟損失。近年來，國家提倡應用玉米秸稈機械化還田技術，能夠緩解環境污染的問題，增加土壤的有機肥含量，節約肥料，為當地農業發展起到一定推動作用。

1 玉米秸稈機械化還田技術的應用要點

玉米秸稈機械化還田技術在示范推廣過程中，主要采用了玉米機械化收獲技術、秸稈還田技術、深耕深松技術及旋耕施肥播種復式生產技術。一是利用玉米聯合收割機，一次性完成收獲果穗、集穗和玉米秸稈直接粉碎還田處理。二是采用深耕犁，進行土壤耕翻和掩埋粉碎的玉米秸稈，培肥地力。三是使用旋耕施肥播種機一次性完成旋耕、滅茬、碎土、施肥等工序。

1.1 玉米機械化收獲秸稈還田技術

采用與春雨MC T70(4LZ-7)自走式谷物聯合收割機，配套天人4YG-8(TR1688D)、東聯4YS-6等玉米割臺進行玉米摘穗、脫粒；再利用大馬力拖拉機，配置通田1JHY-165秸稈粉碎還田機進行聯合作業，或采用4YZH-2型自走式玉米聯合收獲機進行聯合作業，一次完成玉米摘穗、集穗和秸稈粉碎還田[1]。

1.2 土壤深翻深耕技術

采用大馬力拖拉機，配套YT-1L430新型深耕犁，進行土壤深翻深耕，將粉碎后的玉米秸稈翻埋到土壤深處，這些粉碎的玉米秸稈在土壤內被微生物分解后，可以提高土壤的有機質含量。而微生物在進行分解時，能釋放出大量的磷元素和鉀元素，促使土壤中的氮、磷、鉀等養分提升，疏松土壤，增加土壤養分，最終達到提高土壤肥力的目的。

1.3 旋耕施肥播種技術

旋耕施肥播種技術是借助旋耕施肥播種機一次性實現旋耕、碎土、播種等工序，相比于傳統的方式，旋耕施肥播種技術能夠極大地節省時間，同時還能有效提高農作物產量。

1.4 增氮施肥技術

玉米秸稈中含有大量的纖維素，高達30%～40%，通過玉米秸稈機械化還田技術，可以增加土壤中碳元素的含量。這是由于土壤中大部分微生物的生長以碳元素為主，同時農作物在生長時，也需要一定量的氮素，通過增氮施肥技術，實現對土壤微生物的有效調節。這對降低土壤中的碳素比例，以及加速秸稈腐解都有著重要的作用，是確保農作物苗期生長旺盛的有效方法。在施肥過程中，提倡使用有機肥和無機肥相結合的方式，一般使用尿素、過磷酸鈣、硫酸鉀的比例為4∶5∶2，能夠使玉米秸稈很好地被分解[2]。

1.5 翻埋技術

采取玉米秸稈還田技術時，經過對土壤的翻耕，能夠增加土壤的含水量，提高土壤的品質。但如果在玉米秸稈機械化還田中沒有做到秸稈翻埋，反而會給土壤和農作物造成一定的破壞，主要因為玉米秸稈沒有完全翻埋，秸稈與土壤無法緊密貼合，而玉米種子因為扎根不牢固，會影響到種子的發芽生長。通常在玉米秸稈機械化還田后，需要立即進行旋耕并翻壓覆蓋秸稈，才能使秸稈、肥料和土壤均勻攪拌到10 cm深的土層中，確保秸稈快速分解，給玉米生長創造良好的條件。

2 玉米秸稈機械化還田技術的試驗方法

2.1 試驗條件

本試驗667 m2土地，將其分為三塊，其中一塊作為對照田，另外兩塊分別采用整株深埋還田和粉碎還田的試驗方式。對三塊田進行試驗時，確保土壤性狀相同、水肥管理、作物品種及種植形式相同，試驗中使用的相關機械化設備分別是1LF130覆蓋型深耕犁、150型拖拉機、4F-1.5C型秸稈還田機等設備[3]。

2.2 試驗過程

在玉米秸稈機械化還田技術中，首先將成熟的玉米采取人工摘穗的方式摘穗，隨后將秸稈碳氮比調整為25∶1，可以保證秸稈的快速腐解。其次使用復式作業機組和拖拉機將玉米秸稈整株翻壓在土壤內，確保耕深在20 cm以上，并且使用犁上安裝合墑器進行合墑。最后使用拖拉機將地耙平后覆蓋地膜，有利于保證碎土保墑，實驗過程中，2塊實驗田使用玉米秸稈機械化還田技術，另1塊對照田使用傳統方法耕作[4]。

2.3 對玉米秸稈還田腐解率的測定

通常情況下，為了更好地探討在不同條件下秸稈分解速率，需要設計出4種不同的處理方式，使用尼龍網袋將玉米秸稈模擬埋入土壤耕層中，每袋裝40 g玉米秸稈，在每年的12月份埋入土壤中，隨后每個月測定一次，其具體測定數據如表1所示。

表1 玉米秸稈在土壤中的分解測定

從表1中可以看出，12月份埋入土壤中的玉米秸稈，粉碎還田和整株深埋還田的分解速度各不相同，隨著時間的推移，兩種不同的還田分解速度也在發生變化，一般情況下，粉碎還田要比整株深埋還田速度快，但在之后的3—6月份，玉米秸稈的分解率已經越來越高，整株深埋還田腐解率要比粉碎還田更快。

2.4 對土壤養分的影響

為了檢測玉米秸稈還田對土壤養分的影響，可以采取隨機取點的方式，將全耕層內的土壤進行混合裝袋，并對這些土壤養分進行測定[5]。由于秸稈還田處理的小區土壤養分與試驗前基本相同，但是整株處理的土壤養分則高于粉碎還田的土壤養分。相比玉米秸稈還田，有機質全氮、P2O5、K2O都得到了增加。玉米秸稈機械化還田能夠有效增加土壤中有機質和其他養分，有利于提高土壤的肥力。

2.5 對其他農作物的影響

玉米收獲后，輪作倒茬，下茬種植小麥、大豆等農作物，而將玉米秸稈進行機械化還田后，秸稈翻入土地20 cm的位置，而小麥、大豆的播種深度只有4～5 cm。當小麥、大豆播種后，玉米秸稈不會影響到小麥、大豆的正常生長，而隨著時間的推移，玉米秸稈被分解后，逐漸成為土壤中的養分，小麥、大豆也在這個過程中獲得了充足的養分，最后對小麥、大豆的產量進行檢測時，可以發現在玉米秸稈還田中種植的小麥、大豆，其產量要高于沒有玉米秸稈還田的土壤。

3 玉米秸稈機械化還田技術的應用效益

3.1 有利于促進農業產量的增加

采用玉米秸稈機械化還田技術，和對比試驗田相比，玉米秸稈還田的地塊蘊含有大量的有機物，在種植其他農作物，如小麥、大豆時，會提高小麥、大豆的產量，同時在種植玉米時，也可以使玉米的產量得到大幅度提升。

3.2 有利于資源合理利用

玉米秸稈是玉米產品遺留下來的無用產物，玉米秸稈處理采用機械化還田技術后，可以使玉米秸稈經過發酵、腐解而轉化為有機質，從而實現土壤有機物質的積累，提高土壤的肥力。

3.3 有利于改善土壤的質量

使用玉米秸稈機械化還田技術，可以提高玉米的肥力外，還能提高土壤自身調節水分、空氣、肥料的能力。這是因為玉米秸稈中含有大量的氮、磷、鉀、硫等營養元素，玉米秸稈被分解后，這些營養元素流入到土壤中，能為其他農作物的生長提供營養，使農作物的產量得到提高。與此同時，玉米秸稈機械化還田技術還能改善土壤的理化性狀，使土壤具有保墑、吸水、透氣等性能，相比于化學肥料而言，玉米秸稈機械化還田技術對土壤有著更好的效果。

3.4 有利于減少病蟲害的發生

借助機械化的玉米秸稈還田技術，可以疏松土壤，能夠破壞農作物中蟲害的生存環境，從而達到減少病蟲害的目的[6]。而玉米秸稈還田后釋放出來的營養成分，也能形成一部分有機化合物，這在一定程度上可以實現對土壤中的水、肥、氣及溫度的作用，從側面降低了農作物病蟲害的發生。

3.5 有利于減少空氣污染并凈化生態環境

將玉米秸稈還田機械化技術應用在農業生產中，不僅可以提高土壤的基礎肥力，還能有效降低化學肥料的實際投入量。避免以往焚燒秸稈造成嚴重的空氣污染問題，使農業生態環境可以得到有效凈化。

4 玉米秸稈還田所使用的配套機具和基本要求

4.1 玉米秸稈還田機具

在玉米秸稈還田技術中，使用的東方紅802拖拉機，春耕機具為鏈軌車配1GN-230旋耕機，施肥播種使用2BF-4播種機進行播種作業。對于雜草和秸稈的粉碎，使用運輸機將秸稈撒于播種后的地表，并用大型輪式拖拉機配大型播種耕作機，嚴格按照窄行農藝要求進行播種作業。

4.2 還田基本要求

在玉米秸稈還田技術的基本要求中，做到對還田數量的適宜性，還田秸稈在300～350 kg·(667 m2)-1即可，還田量不宜過大，否則會影響到農作物根系的生長。在補施氮肥時，玉米秸稈還田后，需要適當的增施碳酸氫氨等速效氮肥，有利于快速降低土壤中碳氮的比例，有利于微生物的活動，實現對玉米秸稈的分解。在玉米秸稈還田前，對每畝田地施用20 kg尿素、25 kg過磷酸鈣、10 kg硫酸鉀進行耕翻，可以確保土地種植的農作物高產穩產。對于深翻秸稈粉碎的長度，要求小于10 cm的情況下，可以使用大型秸稈粉碎機進行粉碎，而秸稈粉碎與土壤攪拌均勻后，選用與之配套的播種機，能夠提高播種的質量，確保苗木茁壯生長。同時，在玉米秸稈還田后，需要適當的進行鎮壓澆水，這是由于玉米秸稈本身的吸水性和微生物分解都會吸水，會在一定程度降低土壤含水量，利用鎮壓的方式，可以使土壤更加密實，對應的孔隙大小比例更加合理，有助于使種子和土壤之間的接觸更加緊密，有利于植物的發芽扎根。在玉米秸稈還田過程中，應去除帶病菌的玉米秸稈，否則可能引起大規模的病蟲害現象，對于這類玉米秸稈，必須及時進行銷毀，采取如焚燒、過腹還田、沼肥還田等方式進行處理。

5 結語

為了提高土壤的肥力，同時又能更好地處理玉米秸稈，在玉米秸稈的處理中使用機械化還田技術，將玉米秸稈進行粉碎，可以確保翻耕土地及秸稈還田的質量，這是因為玉米秸稈不僅能增加土壤的有機質，培養土壤的肥力外，還能促進農作物的增產，使得農業生產的成本投入減少，具有非常良好的效果。研究結果表明玉米秸稈直接還田有顯著的改土和增產作用，玉米整株深埋還田具有省時、節能、增產的良好效果。