玉米秸稈還田重要作用與機械化操作技術的應用探討

我國擁有著豐富的農作物秸稈，每年農業生產所產生的各類秸稈量達到了7億噸以上，玉米是我國重要的糧食性作物，玉米的產量和品質對保證糧食的安全有著很大的幫助。由于玉米的種植范圍廣，其秸稈的產量可達到每年3.5億噸，如何更加高效的處理和利用玉米秸稈，是現階段農業生產需要重點解決的問題，秸稈還田是世界普遍重視的一種農業資源回收利用方式，它能夠更好地培肥地力，杜絕秸稈在燃燒過程中對大氣、生態、土壤環境造成嚴重污染，同時還能夠增加土壤中有機質的含量，更好地改善土壤結構，增加土壤中有益菌群的數量和生物量，對下一茬作物的生長具有顯著的促進作用。本文主要結合實際工作經驗，探討了玉米秸稈還田機械化操作技術要點，希望對廣大同行有所幫助。

新時期，隨著農業現代化和農業機械化的不斷向前推進，農業秸稈綜合利用技術水平也在不斷的提升，秸稈還田機械的研制極大地提高了秸稈的利用效率和利用質量，減輕了秸稈在處理和利用過程中勞動強度較大的問題，促進了秸稈還田技術的高效普及和應用。

一、玉米秸稈機械化還田的現實意義

1、提高土壤有機質和養分含量

首先，玉米秸稈是一種豐富的有機物質，其中含有大量的碳、氮、磷等營養元素，機械化還田能夠直接將這些有機物質返還到土壤中，增加土壤的有機質含量。有機質是土壤肥力的重要組成部分，能夠提供養分供應，改善土壤結構，增強土壤保水保肥能力，促進土壤微生物活動等。其次，玉米秸稈機械化還田可以有效地減少農作物秸稈的露天焚燒和堆放，避免產生有害氣體和土壤污染物的釋放。焚燒秸稈會產生大量的煙塵和有害氣體，對環境和人體健康造成威脅。而堆放秸稈容易引發火災和病蟲害傳播。機械化還田可以完全解決這些問題，既減少了對環境的污染，又能夠有效地利用秸稈資源。最后，玉米秸稈機械化還田也能夠改善土壤結構，增加土壤保水和保肥能力。通過將秸稈還田，可以改善土壤質地，增加團粒狀結構，促進土壤通氣性和透水性，減少水分蒸發和水土流失，提高土壤保水能力。同時，秸稈的返還還能夠提供養分，滿足作物的生長需求，減少化肥的使用，降低農業生產對環境的負面影響。

2、改善土壤結構，提高土壤通透性

玉米秸稈是一種富含纖維素和木質素的有機材料，其中的纖維素能夠增加土壤質地的穩定性和固結性，有效改善土壤結構。當玉米秸稈分解后，其中的纖維素會形成膠束、菌絲等微小結構，促進土壤顆粒的團聚，形成較大的團粒狀結構，提高土壤的團粒穩定性和抗壓性，有利于水分滲透和根系生長。玉米秸稈機械化還田還可以改善土壤的通透性。秸稈還田可以增加土壤中的有機質含量，改善土壤的保水能力。有機質能夠吸附和保持水分，提高土壤的保水性。同時，秸稈的還田還可以增加土壤孔隙度和隙間連通性，促進土壤的通氣性和水分滲透性，提高土壤的通透性。這對于根系的生長發育和養分的吸收非常關鍵。此外，機械化還田能夠減少土壤的壓實和全年覆蓋，有利于改善土壤質量。通過將玉米秸稈直接還田，可以避免土壤被機械耕作和大幅度翻耕所帶來的壓實問題。壓實會導致土壤孔隙度減小，通氣性和水分滲透性下降。同時，秸稈的覆蓋可以防止土壤暴露在風蝕和水蝕的侵蝕下，保持了土壤的完整性和結構穩定性。

3、增加土壤酶活性

有機物質是土壤中酶活性的主要底物，它們能夠為土壤中的酶提供能量和營養物質，從而促進酶的活性。當玉米秸稈分解并返還到土壤中時，其中的碳、氮、磷等元素會轉化為有機質，為酶的生長和代謝提供了必需的物質基礎，從而提高了土壤酶活性。另外，玉米秸稈機械化還田還可以促進土壤微生物的生長和代謝，進而提高土壤酶活性。土壤中的酶主要由微生物產生，玉米秸稈的還田可以為微生物提供豐富的碳源和營養物質，刺激土壤中微生物的活動，促進它們的繁殖和代謝過程。微生物的繁殖和代謝不僅能夠增加土壤酶的產量，同時也能夠分解土壤中的有機質，釋放出更多的底物供酶反應使用，進一步提高酶活性。此外，玉米秸稈機械化還田還可以改善土壤的生境環境，有利于酶的穩定性和活力。農田中經常進行的耕作和施肥等操作會導致土壤質地的改變，對酶的生長和存活產生負面影響。然而，當玉米秸稈還田時，它能夠覆蓋在土壤表面，形成一層保護層，減少了土壤暴露在外部環境中的變化，保持了較為穩定的土壤濕度、溫度和pH值等，有利于酶的穩定性和活力的維持。

4、實現作物的提質增效

玉米秸稈是一種豐富的有機物質，其中富含碳、氮、磷等多種養分元素。通過機械化還田，將秸稈直接返還到土壤中，可以有效地將這些養分元素回收利用，提供作物生長所需的養分供應。相比于常規的秸稈處理方法，如焚燒或堆肥，機械化還田能夠減少養分流失，實現養分的最大化利用，降低農業生產成本。有機質是土壤的重要組成部分，對土壤肥力和農作物生長具有重要影響。通過將秸稈還田，可以增加土壤的有機質含量，改善土壤結構，促進土壤肥力的積累和提升。有機質能夠提高土壤保水保肥能力，增強土壤表層的保水和保肥能力，為作物提供更穩定的水分和養分供應。此外，玉米秸稈還田能夠改善土壤水肥環境。秸稈的還田可以形成覆蓋層，減少土壤表面的蒸發，保持較穩定的土壤濕度。這有利于提高作物對水分的利用效率，降低作物對灌溉水資源的需求。同時，秸稈的還田也可以增加土壤的保水能力，提高抗旱能力，減少由于水分脅迫導致的作物產量和品質下降。

二、玉米秸稈還田機械化技術

1、明確玉米秸稈還田技術標準

在進行玉米秸稈機械化還田操作過程中，將玉米秸稈鍘成3-6cm長的短節，或采用機械粉碎，以免秸稈過長土壓不實，影響作物出苗與生長。玉米秸稈還田后，由于秸稈本身吸水和微生物分解吸水會降低土壤含水量，因此要及時澆水，以促使秸稈與土壤緊密接觸，防止架空。土壤微生物在分解作物秸稈時，需要一定的氮素營養，因此要在秸稈還田前適量施用氮肥，以促進秸稈的分解和土壤養分的釋放。將秸稈翻耕入土壤中，有利于秸稈與土壤充分混合，加速秸稈分解和土壤熟化過程。秸稈還田后，要定期監測秸稈分解情況，如發現分解不良，可及時采取措施，如添加秸稈腐熟劑等。根據土壤肥力和作物需求，合理控制秸稈還田量，避免秸稈過多導致土壤負擔過重，影響作物生長。

2、玉米秸稈機械化還田作業技術要求

①配合施用氮磷化肥

在利用秸稈還田機械開展還田作業時，農作物秸稈在腐蝕過程中，會與各種微生物爭奪速效養分，這就會造成養分供給不足，特別是氮元素供給不足，因此在秸稈還田過程中，可以通過補施化肥來解決這一問題。通常玉米秸稈的氮磷比一般在80～100∶1，為此在秸稈還田操作過程中，為了保證更好的腐熟發酵，應該攝入適量的氮肥，對于磷缺乏的土壤應該補充磷粉。根據研究結果判定玉米秸稈腐熟發酵過程中所需要的碳氮磷比一般在100∶4∶1左右，一般每畝還田秸稈500kg，就需要補充純氮4.5kg，五氧化二磷1.5kg。

②秸稈還田時期的選擇

玉米秸稈機械化還田作業的時間選擇應根據當地具體氣候條件和作物生長周期來確定。一般而言，玉米秸稈機械化還田作業通常在玉米收獲后進行。建議在玉米收割后盡快進行機械化還田，以充分利用玉米秸稈的養分，并為下一輪種植做好準備。還田作業應根據當地土壤濕度情況來選擇時間。如果土壤過濕或下雨天氣，可能會影響機械操作效果和土壤結構，建議等待土壤適宜時再進行作業。同時，應避開風速較大、干燥和高溫的天氣，以免引發火災。此外，還田作業的時間也要避開當地可能出現的旱季或有病蟲害傳播風險的季節。此外，還田作業的時間也需考慮下一輪作物的種植安排。確保還田的時機不會影響下一輪作物的正常生長和發育。

③秸稈還田量和留茬高度

在秸稈還田量確定過程中可以根據土壤有機質含量、養分狀況、pH值等指標，合理確定秸稈還田量。有機質含量較高的土壤可適當減少秸稈還田量，以避免過量秸稈導致土壤負擔過重。同時也需要根據種植作物的種類和產量需求，合理確定秸稈還田量。例如，對于小麥等需求較多養分的作物，可適當增加秸稈還田量。或者根據秸稈的種類、產量、含水率等因素，合理確定秸稈還田量。優質秸稈可適當增加還田量，劣質秸稈應減少還田量。留茬高度是指秸稈粉碎后留在土壤表面的長度。合理的留茬高度有利于保護土壤結構，防止水土流失，同時有利于秸稈分解和作物生長。通常情況下，每畝秸稈還田量可在1000-2000kg左右，留茬高度在3-5cm。

3、機械操作要點

①作業前的機械檢查

玉米秸稈機械化還田作業前的機械檢查是確保機械設備正常運行和減少故障發生的重要步驟。在正式作業之前應該檢查機械設備的外觀是否完好，包括車體、車輪、鋤頭等部件是否存在磨損、變形、裂紋等問題。查看發動機的油位、冷卻液水平是否正常，并確保所有傳動系統（如傳動皮帶、鏈條等）無松動和磨損。明確刀具（如鋤頭、刀片）是否磨損、斷裂或需要更換。同時，檢查其他關鍵零部件（如剎車、離合器、撞板等）的運行情況。檢查機械設備的潤滑油、液壓油等液體是否充足，并確保潤滑系統正常運行，電氣系統的電線連接是否牢固，開關、燈具等電器設備是否正常工作。確保機械設備的安全裝置完好，包括剎車、緊急停車開關、防護罩等。重點檢查方向盤、轉向器是否正常，懸掛系統是否有松動或磨損現象。明確輪胎的胎壓和磨損情況，確保輪胎充氣正常并沒有大面積磨損或裂紋。此外，在機械化還田作業前，要確保操作人員了解和熟悉機械設備的使用說明書，并遵循相關操作規范。如果有需要，可以咨詢農機專家或機械設備生產廠家的建議和指導。

②規范作業環節

首先，明確秸稈粉碎機的作業指標。秸稈粉碎機的粉碎效果直接影響到還田效果，因此其作業指標尤為重要。主要技術指標包括：粉碎粒度、粉碎速度、喂料速度等，其中，粉碎粒度應根據還田要求進行調整，一般控制在3-6cm；粉碎速度和喂料速度需要保證秸稈的充分粉碎，同時避免過快導致粉碎不均勻。其次，還田機的作業指標。還田機是將粉碎后的秸稈均勻撒在田間的機械，其作業指標主要包括：撒施均勻度、作業速度等。其中，撒施均勻度是評價還田效果的重要指標，應保證在90%以上；作業速度需要根據田間情況調整，以保證秸稈覆蓋均勻。再次，翻耕機的作業指標。翻耕機是將秸稈翻埋入土壤中的機械，其作業指標主要包括翻耕深度、翻耕均勻度等。其中，翻耕深度需要根據土壤情況和作物需求進行調整，一般控制在20-30cm；翻耕均勻度應保證在90%以上，以保證秸稈與土壤充分混合。最后，土壤肥力檢測設備的作業指標。在秸稈還田過程中，需要對土壤肥力進行檢測，以便調整秸稈還田量和還田方法。土壤肥力檢測設備的作業指標主要包括：檢測精度、檢測速度等。其中，檢測精度需要達到相關標準要求；檢測速度需要滿足生產需要，以提高作業效率。

③檢修養護

機械作業結束后，應對機械進行日常保養，包括清潔、潤滑、緊固等。確保機械各部件清潔，無灰塵、泥土等污物；檢查潤滑油量，及時添加潤滑油；檢查機械各部件連接是否牢固，如有松動及時緊固。根據機械使用時間和使用情況，定期對機械進行詳細檢查。主要檢查項目包括：機械各部件的磨損情況、連接螺栓的緊固情況、傳動部件的潤滑情況、電氣系統的運行情況等。對于檢查中發現的問題，應及時進行維修或更換。在秸稈機械化還田作業中，一些部件容易磨損，如刀片、皮帶、鏈條等。需要定期檢查這些易損件的磨損情況，發現磨損過快、損壞等情況時，應及時更換。隨著秸稈機械化還田技術的不斷發展，應關注新技術、新工藝的應用，對機械進行技術升級。這有助于提高機械作業效率和還田效果，降低作業成本。對于操作人員，應定期進行培訓，提高操作技能。培訓內容主要包括：機械結構、操作方法、維護保養等方面的知識。通過培訓，使操作人員能夠熟練掌握機械操作技能，減少因操作不當導致的機械故障。

④明確注意事項

在開機前，應對機械進行全面檢查，確保各部件連接牢固，潤滑系統正常，電路系統完好。同時，應檢查刀片、皮帶、鏈條等易損件的磨損情況，及時更換磨損嚴重的部件。在秸稈機械化還田作業過程中，應控制合適的作業速度，避免過快導致粉碎不均勻，還田效果差；過慢則影響作業效率，增加作業成本。作業速度應根據田間情況、機械性能和操作經驗進行調整。作業過程中，應保持均勻喂料，避免秸稈粉碎機過載。同時，還應定期檢查秸稈粉碎機內部堵塞情況，如有堵塞應及時清理。根據土壤肥力、作物需求和秸稈質量，合理確定秸稈還田量。還田量過大可能導致土壤負擔過重，還田效果差；還田量過小則不能充分利用秸稈資源，影響還田效果。在翻耕過程中，應控制合適的翻耕深度，以保證秸稈與土壤充分混合。翻耕深度過淺可能導致秸稈覆蓋不均勻，還田效果差；翻耕深度過深則可能損壞機械，增加作業成本。在作業過程中，應遵守安全操作規程，確保人身安全。操作人員應佩戴安全帽、手套等防護用品，避免在機械運行過程中進行調整和維修。同時，應定期檢查機械安全防護設施，確保其完好。

綜上所述，玉米秸稈還田機械化處理可以更好地維持農業的生態條件，通過機械化粉碎方式能夠顯著提高土壤的肥力，更多的營養元素支持農作物的生長發育。未來在推廣和普及玉米機械化秸稈還田技術過程中，應該加快構建專門的技術指導部門，通過財政補貼，使農民群眾更加愿意應用機械化設備實施秸稈還田操作，在此基礎上也需要進一步加強技術指導和技術宣傳，落實農村地區秸稈監察職責，嚴格規范農作物秸稈機械還體驗操作技術，確保現代化的農機裝備能夠在廣大農業生產地區得以有效的推廣和應用。