太湖秸稈機械化處理技術方案及實踐分析探討

摘 要：國內擁有較多的秸稈資源，秸稈是農業生產所得的產物，含有較多的氮、磷、鉀等各類營養成分。對秸稈資源進行有效處理，將其轉變成有用的資源，補充田間所需的養分，是資源化處理的重要路徑。由于秸稈量較大，嘗試使用機械設備進行集中處理，以此降低農戶人工處理量，展現機械化技術的助農生產優勢。

關鍵詞：太湖；秸稈；機械化處理

1 太湖縣秸稈機械化處理的技術方案

1.1太湖縣機械處理秸稈的技術大框架

針對部分耕地含水量不足的問題，嘗試采取秸稈還田法，改善區域耕地的各類問題，以油菜種植為例，探索可行的秸稈還田技術流程。太湖縣地區經過3年的秸稈機械還田處理，成功增加了油菜的產量，獲取了秸稈還田的技術收益，形成了秸稈機械處理的技術成果。

1.2 太湖縣機械處理秸稈的技術流程

（1）改進機械化流程。初期未使用農機設施時，各個秸稈處理流程均需農戶獨自完成。開溝深度有限，無法在犁底層位置，添加較多的秸稈資源，難以展現秸稈改善土質的功能。農戶生產中，使用的農機類型較多，拖拉機運行次數較多，極易產生犁底層，有礙于作物生長。此種生產模式中，機具運行時間需求較大，會消耗較多的能源。對此種秸稈處理體系進行技術優化后，可充分展現秸稈資源的利用價值。

（2）機械處理秸稈的技術方案。參照太湖縣的農業生產能力、南方氣候特點、地理方位的特殊性，在進行機械化秸稈生產時，融合了“三個因素”，聯合本土種植機制，結合農機裝備技術，適合于本土的農機引入經濟條件。秸稈機械還田的技術方法具體如下：以前茬機械產物為基礎，借助秸稈粉碎處理，將全部秸稈回用于地表，參照下茬作物的種植情況，秸稈還田處理時，采取埋茬處理方式，使秸稈與土壤處于充分混合狀態，再開展下茬油菜種植。可采取免耕播種設備，在未進行耕地的田塊內開展貼茬種植處理，讓秸稈全部覆蓋田間地層。秸稈還田時，需要補充氮肥，以此增強秸稈腐爛分解的整體速度，防止秸稈分解與油菜作物生長過程爭搶氮肥養分。配合相應的按壓處理方法，便于排除有害氣體。此種秸稈還田法的特點是能夠全部粉碎處理秸稈資源，使其處于均勻播撒狀態，參照下茬種植需求，合理選擇還田形式，比如水田式、免耕覆膜式等。

（3）建立機械處理秸稈的技術體系。參照機械化秸稈處理的技術方案，逐步確定農機處理的技術內容。在實踐中，為保證秸稈的資源處理質量，多數采取粉碎處理方法。填入溝內的秸稈，均勻添加一定量的化肥，以此增強土壤整治效果。使用的化肥類型較多，具體包括發酵菌劑、尿素等。各類肥料在添加時均以每平方公頃為單位，發酵菌劑添加量為33.5kg±2.5kg，硫酸鉀的補充量為448kg，尿素用量的參考值為300kg。秸稈、肥料填充完成后，在溝內回填一定量的土料。位于秸稈上方添加的土料，土體厚度不應小于10cm，以此保障次年油菜種植質量。起壟處理時，保證壟體結構的平整性。在進行秋季覆膜處理時，應防止次年春季覆膜性能不足問題，多數情況下，選擇覆膜的厚度為0.0065mm±0.0015mm。覆膜后進行打孔，將種子播入孔內，采取密植油菜的播種方法。

（4）機械處理秸稈的重要技術節點。①收割油菜。在進行秸稈還田的技術操作中，需加強秸稈甄選，盡量選擇木質化不高、能夠腐爛的類型。當田間作物處于黃熟階段時，可進行摘穗操作。收割后，即可進行秸稈粉碎處理，粉碎完成的秸稈資源回用于田間，可顯著調節田間養分，使田間含水量符合繼續播種的要求，促使秸稈處于快速腐爛的狀態。油菜達到成熟階段時，運行油菜聯合收割農機，高效完成油菜收割處理。太湖縣運行的油菜聯合收割設施型號為4LYZ-2.5，其技術參數如表1所示。

此農機在運行時不會處理秸稈，可運行滅茬機處理，將秸稈壓倒在地表上，便于后續進行粉碎、深埋等處理。此設備設計階段以油菜秸稈特性為思考點，給出了“同軸異速”的方案，內部添加了秸稈粉碎程序。針對原有的脫粒滾筒，將其改變成兩種轉速方案。前期轉速不高，速度設計為18～25m/s，以此保證正常脫粒的運行質量。后期轉速滾筒，以處理油菜秸稈為目標，轉速設計為50～70m/s以內，以此保障油菜秸稈粉碎效果。此設備在運行期間，油菜會處于前期轉速段，進行脫粒、分離各類處理。秸稈會傳送至后期轉速段，進行秸稈粉碎處理。秸稈粉碎處理后，會依照旋轉刀片的處理方向，放出切割處理完成的油菜秸稈碎片，將其散落于種植區各處。

②機械開溝。在秸稈深埋時，需要挖一個較深的溝，保證足量的秸稈埋入土層，改善土壤結構整體的肥沃性，控制土壤容重量，切實增強土層蓄水性。開溝深度最小值為30cm，多數情況下不超過40cm。開溝寬度在50～100cm之間。保證開溝參數的平穩性，使田間各處回填的秸稈資源均衡。

③起壟整壟。在秸稈回填完成時，進行起壟整壟處理，將其整成梯形狀。壟體高度為20cm，壟下部區域的寬度在90～100cm之間，壟上部區域的寬度在70～80cm之間。此環節運行的農機為“開溝扶壟液壓翻轉犁”，機械設施型號為“TH-TLJ-40”，農機檔數有8個，農機重量為535kg。此農機擁有較多功能，適用于多種田間條件，比如果園、大棚、丘陵等，配有多樣性農機設施，包括播種機、開溝機、鏵犁等，能夠自動完成旋耕、開溝、抽水等各類操作，表現出較強的農業生產適用性。此農機配套設施較全，擁有較強的碎土性能。

④秸稈深埋補肥。由于太湖縣降水量充足，土壤內含水量較高，為增強秸稈腐蝕性，提高秸稈分解速度，需補充一定量的肥料，以此保證秸稈利用效果。在秸稈還田處理環節中，每平方公頃田間內秸稈翻壓量的最大值為4500kg。處理秸稈資源時，粉碎長度的檢查標準為“≥85%”。留茬處理時，其高度應控制在10cm以內。秸稈拋撒時，其拋撒不均勻性需控制在20%以內。相應添加各類肥料，以改善土壤養分。此環節主要運行的農機為“秸稈粉碎還田機”，此機械設施的喂入量為2000kg/s，割幅長度為1m，運行損失率為0.3%，設備質量為400kg。此設備體積不大、操作簡單，僅需一人即可操作，能夠全自動運行秸稈喂入、秸稈粉碎鍘切等各項操作。此設施運行能力為30～100馬力，留茬高度支持的范圍為5～15cm，切草長度的可調范圍為2～5cm。

⑤播種。太湖縣在甄選油菜種子時，主要選擇粒度較大、病害較少的品種，為高產、豐產提供技術條件。在前期去除了存在質量問題的種子，借助高錳酸鉀液體進行種子浸泡處理，以此提高播種成功性。泡種時，使液體濃度不高于5%。符合種植要求的油菜種子，對其進行曬干處理，使其獲取充足的陽光，便于有序健康生長。播種時，依據太湖縣氣候特征，定于10月，不可早播。播種時間定好后，綜合選擇播種方式。適用于太湖縣油菜種植的方法，有撒播、苗床等方法。苗床栽培時，需要使用一定量的基肥，改善種植環境。基肥的可選項較多，具體包括清糞水、復合肥等。在油菜種植之前，應保持田間濕潤性。在添加油菜生長所需的各類肥料后，需進行土地處理，使肥料與土地充分混合。再使用沙土包覆處理形式，確保油菜種植成功。在油菜發芽時，及時補充水分，維持土層含水量的充足。結合油菜田間實況，進行除草、補充肥料等處理。可借助機械播種設備，進行快速播種。結合太湖縣田間實況，綜合選擇合適的播種方案。太湖縣可采取淺層耕種、直接播種的方式，以此積極利用上茬油菜秸稈資源，相應控制播種支出。可采取“水稻+油菜”的間隔輪換生產方式，具有較強的栽培效果，能夠顯著增加油菜產量。積極融合免耕栽培技術，以此全面推行機械化種植，有效控制油菜播種成本，獲取較高的種植收益。

2 太湖縣秸稈機械化處理的技術實踐分析

2.1 太湖縣域概況

太湖縣內降水量充足，區域溫度平均值為16.4℃，區域內降水量約為1368.4mm/年。區域內光照時間約為1937.7h/年，溫度最大值達到40℃，溫度最小值為-12.7℃。秸稈機械處理研究組所劃定的試驗田，以中壤土為主，土壤堅實性測定均值為140N/cm3。利用上述秸稈處理技術，進行油菜機械種植實踐，從土壤養分、土層密實性、果實產量各個方面，逐一分析秸稈機械還田的技術實踐效果。

2.2 機械秸稈還田與改善土壤性能的關系

（1）土壤養分。2019年秋季秸稈機械還田的技術處理，在2020～2022年春季，分別測定土層養分。太湖縣土層含水量測定范圍為：試驗田土層0～40cm內。各年內試驗田土層含水量養分時，秸稈深埋位置處于30～40cm的土層區域，此處養分相比其他位置較少，主要是秸稈資源腐敗過程，會消耗較多的水和養分，致使部分土層養分變少。由此說明：在進行深埋秸稈時，此土層內需適當增加水分與養分，增強土層蓄水性，調節土壤養分組成。當秸稈養分較高時，高出土層自有的養分量和秸稈自身的養分會供給土壤，使秸稈與土層的養分逐漸均衡。這說明秸稈擁有豐富的營養，太湖縣選用的秸稈擁有較強的蓄水能力，且含有充足的養分，對于調整土層營養性具有一定的積極作用。2019年進行秸稈機械處理后，將其添加在試驗田土層中，試驗田內各處土層的養分量出現一定變化，此時秸稈與土層之間的養分互動尚未完成。2020年太湖縣內土壤養分量有所減少，此時試驗田內的養分總量并未發生較大變化。這說明秸稈深埋的機械技術方案成功發揮出秸稈蓄水優勢，給予太湖縣土層持續補充田間所需的水分，以此防止降水量變化帶來的耕種缺水問題。2020年存放秸稈層的土層緩慢吸收秸稈內的養分，補充油菜種植所需的養分。經過機械化技術實踐，在較深土層位置，回填較多的秸稈。利用液壓翻轉犁設備進行深化開溝，成功提高了土壤營養含量，使較多養分蓄存于秸稈處，當土壤養分不足時，自主吸收秸稈內的養分，以此保證田間土層養分量的平穩性。秸稈還田后，土壤N肥（55.12kg/mm2）、P肥（22.23kg/mm2）、K肥（121.1kg/mm2）含量均有一定增加。

（2）土壤緊實性。測定土壤緊實性時，分別從植株行間距、植株間隔等位置分別測定土壤緊實性。太湖縣測定土壤緊實性的結果是在0～44.88cm之間。測定期間，測量間隔長度的最小值為2.5cm。利用壓力計的顯示數據kPa，客觀反映土壤緊實性。測量時，主要測定試驗田0～50cm范圍內，每10cm為一個區間，每個位置重復測定至少3次，獲取各處土壤緊實性的平均結果。一般耕作方法的土壤緊實性處于310～1600kPa以內，機械處理深埋秸稈技術后，土壤緊實性處于500～1300kPa以內。使用土壤緊實性參數，旨在客觀評判土壤屬性。在秸稈機械處理后的田區內，0～20cm土壤緊實性相對較高，20～50cm范圍內的土壤緊實性相比一般土層較低。0～10cm范圍內的土壤會因土層深度增加，土壤緊實性相應增長。10～30cm區間內的土壤在土層深度增加時，其緊實性逐漸變小。30～50cm區段內的土壤，土層越深，土體緊實性再次升高。試驗田內的土壤緊實性最大值分布在5～10cm的土層區域。經過數據對比發現：未添加秸稈的地層中，會因為種植活動，土壤緊實性逐漸變小；而深埋秸稈的地層內，并不會發生土壤緊實性變小的情況，整體土壤密實性的變幅較小。

（3）油菜產量。太湖縣采取大壟多行密植播種方法，2019年進行秸稈機械處理，深層挖溝，放入較多的秸稈后，進行覆膜種植。2020年、2021年均處于免耕種植狀態。結合土壤養分情況，2022年再次進行一次秸稈換填，深埋土層的機械技術處理，以此持續發揮秸稈機械技術的積極作用。此種技術方案顯著增強了油菜生長性能，確保密植種植收益，有效利用了田間土地，打造出通風性較高、透光性較強的田間生態條件，以此最大程度地利用光能、水肥各類資源，獲取較高的油菜產量。秸稈機械深埋技術試行后，單位試驗田內的穗數、穗粒數、千粒重均有一定增加，籽粒產量大約提高了10%。這說明秸稈機械深埋技術可用于太湖縣進行油菜增收計劃，以期獲取更多的油菜果實。

（4）油菜果實質量。太湖縣秸稈機械深埋技術實踐中，在油菜植株高度方面，相比一般耕作的植株高出了大約17cm，徑粗大了0.08cm，出苗成功性提高了23.03%。這說明合理運用秸稈機械深埋技術能夠有效改善土層養分，切實補充太湖縣油菜植株生長所需的各類養分，加速植株代謝，使其處于較好的生長狀態。

2.3 秸稈機械處理還田的技術效果

（1）運行機械農機，能夠深挖土層，挖出適合大量秸稈還田的空間，便于進行秸稈還田處理。液壓翻轉犁、收割農機各類機械設施的運行能力較為平穩，太湖縣進行機械生產、秸稈處理時，并未發生設施故障問題，整體工作性較好。

（2）耕作后土層平整性較好。太湖縣試驗田測定各處的平整性時并未發現平整性不足問題，測定結果符合種植要求，有助于作物生長。

3 結論

（1）收割油菜、機械開溝、整壟、播種各個環節，均需運行機械農機，一體化營造秸稈深埋、機械處理的有利條件，以此充分利用秸稈資源，用于改善土層性能，保證種植收益。

（2）機械粉碎秸稈、機械深層挖溝、機械深埋的各個技術處理有效調節了太湖縣田間深土層的養分，切實發揮出秸稈補充養分的優勢。

（3）機械處理秸稈，將其回用于試驗田后，能夠防止種植活動帶來的土壤緊實性變小問題，更好地維持土壤緊實性。

（4）秸稈機械處理技術用于太湖縣區種植后，試驗田內的籽粒產量相比一般耕作田的產量增加了大約10%，增收效益突出。

（5）在秸稈機械深埋技術實踐中，太湖縣油菜植株生長狀態較好，出苗成功性顯著提高。