農機農藝融合技術在秸稈還田中的應用探究

農機農藝融合技術是新時期農業生產中廣泛應用的技術，具有解放勞動力、提質增效的優勢，結合農業生產模式選擇合適的農機，實現生產技術集成配套，相互配合完成作業行為。在實際工作中存在融合技術認識不足、農機與農藝匹配度等問題，嚴重影響作業效率，本文以農機農藝融合技術為出發點，詳細分析秸稈還田作業中的技術應用要點，以提高土壤肥力增加產量為目的，更好地落實技術應用。

農業是支撐我國經濟發展、維護社會穩定的關鍵領域，隨著人民生活質量的提升，對農業質量的需求也逐漸提升?，F代化農業已經實現機械化作業，并注重農機與農藝的融合，進一步提升農業質量，適應社會生產需求。但目前來看，針對農機農藝融合技術的應用存在一定問題，因此需要結合實際案例展開對技術融合的應用分析。

一、秸稈還田作用分析

1、提升土壤肥力

秸稈還田技術是農業生產中的常見技術，秸稈物質中具有很多常量因素可用于土壤肥力提升材料，如氮磷鉀鈣鎂等，若秋收后直接將秸稈成堆放置，可實現秸稈分解，為土壤增加有機質成分。除了直接分解外，針對一些產量較低的農田可對秸稈進行分解處理再還田，產生大量活性酶促進微生物生長，保證土壤酸堿度，確保養分結構合理，為后續種植栽培提供優質條件。此外，在秸稈還田后能夠促進微生物呼吸，降低密度實現通風換氣。

2、降低肥料使用優化環境

秸稈經過還田處理后能夠有效提升土壤肥力，經過還田的土壤，病蟲害率也會有所降低，大量常量元素的進入基本滿足作物的生長條件，極大緩解了整體肥力壓力。此外，秸稈還田普遍采用翻壓、覆蓋的方式，符合農藝需求，同時借助農機進行操作，避免以往直接燃燒秸稈的方式所帶來的土地環境破壞情況，提升土壤微生物活性，對于環境來說也是一種保障。

3、充分利用生物資源

秸稈還田過程從本質上來看屬于生物技術，充分利用農作物自身降低化肥使用量。以某農田100萬畝小麥、100萬畝玉米為例，根據不完全統計來看，其秸稈還田所產生的氮磷鉀素分別為0.6萬噸、0.4萬噸、1.5萬噸，同時為土地資源補充大量微量元素，降低污染，提升資源利用率。

二、秸稈還田配套農藝技術

1、創造秸稈腐解條件

還田所用的秸稈需要滿足木質化低、易腐爛的條件，再根據不同作物秸稈、土地條件等因素的差異性進行控制。一般來說，大型農場還田作業需要利用全部秸稈，在經過機械聯合收割后直接將作物秸稈粉碎同時拋灑到田間，再利用秸稈還田機械進行翻耕填埋處理。整個過程務盡可能做到“收、碎、翻耕”一體化落實。以玉米秸稈為例想要加速分解實現高效回填。從農藝角度來看，首先需保證玉米秸稈整體狀態不倒，選擇桿強、抗倒、脫水快的品種，做到密植。其次，利用切碎機切碎秸稈，長度控制在5—10cm即可。最后利用翻耕機，控制翻耕深度，約15—20cm，保證翻耕均勻，針對含水量低、地質粗的土壤可適當加深翻耕深度，為秸稈腐解創造條件。

2、注重水分含量及養分比例

秸稈還田技術能夠有效提升土壤養分供給，主要得益于參與秸稈分解活動的微生物含量，相關研究顯示，在秸稈腐解的過程需要滿足一定的水分和氮磷元素條件，因此需要對土壤情況進行調查和控制。首先需要保證水分含量在60%—80%，若土壤水分不達標，則需要在農機翻耕的同時進行灌溉補水。其次，需要對土壤的氮磷情況進行檢疫，可用7—10kg/667m2的尿素用于補充土壤氮元素，20—25kg/667m2的過磷酸鈣用于補充磷元素，從而實現對土壤碳氮比、碳磷比的控制。

3、因地制宜還田加強田間管理

秸稈還田農機農藝技術的應用原則在于因地制宜，結合實際情況采用不同技術。旱地種植盡可能采用邊耕、邊收、邊埋的方式，尤其玉米秸稈，可利用前期秸稈含水量多的優勢及時掩埋，有助于其快速腐解。相較于大豆、甜菜等秸稈，玉米和小麥的秸稈更加適合作為棉田基肥，可在晚秋季節進行耕埋。針對麥田高留茬的土地需要翻耕。針對肥料塊較多的土地應使用較多秸稈，反之薄地則不宜過多用量。

在因地制宜選擇農機農藝技術時，還需加強田間管理，在秸稈還田作業后需要對土地進行后續的管理，包括補水灌溉、深埋、鎮壓等行為，消除土壤架空情況同時幫助秸稈加速腐解。進行土壤情況分析，明確有機酸積累情況，可適當使用堿性肥料降低有機酸危害，如草木灰。

4、有病秸稈剔除

部分帶有病菌的秸稈在回田之前并未經過高溫發酵，會導致病菌被帶入到土壤中，誘發農作物疾病。其中比較常見有棉花枯萎病、小麥赤霉病、水稻稻瘟病等，在落實秸稈還田工作時，切忌使用此類存在病源的秸稈，需要進行剔除，或利用堆積沼氣的方式剔除，或直接燃燒使用。針對已經存在病菌的土地，還需利用對應藥物進行土地養護，避免影響后續種植作物的健康生長。

三、秸稈還田配套農機技術

秸稈還田工作的勞動強度相對較大，而機械化作業能夠有效提升作業效率和質量，需要與農藝相結合，更好地發揮其質效。

1、秸稈還田旋耕機

相比于其他旋耕機，秸稈還田旋耕機結構別無二致，正轉旋耕，反轉還田，工作構成主要包括刀管軸、刀片、刀座等；傳動部件包括萬向節、齒輪箱、傳動箱；輔助部件包括懸掛梁、主梁、側板、擋泥導向罩以及平土拖板等。其中還田刀作為秸稈深埋的主要工具，其自身參數對于秸稈還田作業效率和質量存在一定影響。在實際應用中需要對刀輥進行科學裝配，選擇排列組合方式來提升機具作業性能，同時配合農藝確保排列符合秸稈還田作業需求，延長使用壽命降低功耗。目前針對反轉旋耕的排列內容研究較少，因此，需要對刀具排列展開思考，主要可分為以下幾種：

（1）雙人字排列，穩定性較高，但受力波動大，且埋秸稈效果差，作業過程振動大，對刀具破壞程度較大；

（2）正人字排列，主要被應在耕機正旋轉部門，碎土率較低且穩定性差；

（3）人字排列，耕深穩定性、破土率均比較差，無法滿足桔梗還田土地平整度需求；

（4）螺旋式排列，碎土率較高且穩定性強，刀具受力波動較小，性能較好。

秸稈還田對于旋耕機作業質量具有一定要求，包括耕深情況、作業穩定性，土壤后拋情況以及對刀輥功耗的影響。為進一步滿足農藝需求，促進農機和農藝的融合，應對機械設備部件進行完善，需要通過設置刀具寬度來控制作業過程的前拋土粒數、后拋土粒數以及刀輥扭矩，試驗結果如表1所示：

根據表1內容能夠發現，刀寬逐漸增加的同時，后拋土粒數隨之增加，從較短寬度向較長寬度增加時，后拋數目增加迅速，一旦寬度增加到較高水平時，數目增加速度也會隨之降低。刀具寬度增加的同時，刀輥扭矩也在提高。除了刀具寬度外，其彎曲角度也是影響前、后拋土粒數和刀輥扭矩的關鍵，將其指標匯總為表2所示：

根據表2內的數據能獲得土粒數與刀具彎折線角度之間的規律，結合彎折線角度的變化能夠發現，彎折度數越大，對應的前、后拋土粒數少，刀輥扭矩也越小。這種單因素實驗方式能夠直接展現桔梗還田旋耕機部件最佳參數設置，再利用虛擬方針比對最佳參數，當刀具在79mm、彎曲線角度在56°和81°時，能夠實現最佳作業效果。

2、甩刀式碎土滅茬機

甩刀式碎土滅茬機在秸稈還田作業中發揮重要作用，其結構與水平橫軸式旋耕機相似，但其刀具位置并不是甩刀而是刀齒，相較于旋耕機的固定式結構，滅茬機的結構在用途上與旋耕機存在一定差異，能夠用于水田、旱地，功能較全面，且按垅作業，實現土壤粉碎，消除作物根茬。甩刀式碎土滅茬機主要利用鉸鏈連接轉軸，通過持續性旋轉的方式切斷莖稈后拋，借助旋轉慣性實現對硬土塊、草皮以及作物根茬的切割破碎。機械工作部件主要為甩刀，包括L型、錘爪型、直刀型等，其功效如下：

（1）L型，主要運用在質量較脆的玉米秸稈，利用切割和打擊的方式對其進行粉碎；

（2）直刀型，主要運用在小麥、水稻等質量輕小且容易打碎的作物秸稈上，粉碎過程以切割為主；

（3）錘爪型，應用在大型機具上，具有傳動慣性大的優勢。

四、案例分析

近年來，我國農業領域對于農機農藝融合模式的摸索逐漸增多，以某農業合作社為例，在落實秸稈還田作業時實現作物收割、秸稈粉碎、土壤翻耕、粉碎物填埋一系列行為，有效降低以往防火電荒情況，降低污染問題。以該區域旋耕作業方式展開分析，在土壤含水量低于25%時適墑作業，首先制定詳細的技術路線，為：聯合收割機作業→作物機收和秸稈粉碎→均勻平鋪粉碎物在土壤表面→有機物料和尿素撒施→土壤深松→深耕機耕翻并整平處理。

根據農藝要求落實農機處理環節，需要做到以下幾點：

（1）精細收獲，聯合收割機需要配置滅茬裝置，確保將農作物秸稈徹底粉碎，尤其作物根部，應做好深度處理。收獲機械運行速度控制在6—8km/h，保證勻速行駛，整個過程盡可能避免田間暫停情況，完成一次收割后在地頭處卸糧。

（2）翻地過程需做到不重不漏且無塹溝，并保證地面平整度。

（3）耙地作業進行2—3次，確保土壤翻松，做到不漏耙，相鄰部分重合20cm左右，旋耕深度控制在12—15cm。

（4）起壟施肥后需要進行鎮壓，針對基礎地塊需保證每2—3年超深松一次，深度控制在30—40cm。

本次農業合作社秸稈還田作業前期存在部分問題，主要為還田數量、秸稈粉碎程度、整地效果以及病蟲害等方面問題?；谵r藝技術，秸稈粉碎過程存在機械調試問題導致作業效率下降，部分秸稈分解較快，而部分秸稈粉碎效果不佳使得翻壓工序延長，會產生隔離層不利于作物生長。一些未被全面粉碎的秸稈會導致土壤縫隙增大，影響作物發芽率，造成斷垅問題。此外，還存在微生物過多搶走氮元素問題，常規的碳氮比為25∶1，而土地實際碳氮比達到80∶1，會影響后續農作物的生長，部分區域出現秸稈病菌寄生問題導致病蟲害大量擴散。造成以上情況的原因可歸納為農機與農藝融合不佳問題，需要進一步加強農藝技術在農機技術中的應用，從兩個角度對秸稈還田作業進行優化。

五、技術改進

針對農機農藝技術融合在秸稈還田作業中的應用，需要進一步加強農藝技術的滲透，再科學利用農機完成作業，降低問題影響。

1、精準把握還田時間和數量

小麥最佳還田時間為開種前7—14天，玉米最佳還田時間為終止前1個月，針對還田量的控制應根據當地實際情況，包括土壤氮磷鉀養分、含水量等。一般情況下，土壤肥力正常且生產作物經濟系數在28%—45%之間時需要全部還田，對于部分肥力較差的土壤，需要縮短還田與作物種植之間的時間，同時減少還田量。

2、明確粉碎標準

針對秸稈的粉碎質量需要明確其標準，控制在5—10cm以內，不宜過長或過短，粉碎后需均勻平鋪為后續工作打下基礎，適當撒施腐解劑，一般為1.5kg/667m2，再進行土壤深翻，提升秸稈腐解效果。

3、優化整地工序

在農藝技術的基礎上落實農機技術，先利用旋耕機完成整地工序，確保土壤翻耕深度在15cm以上，根莖粉碎率控制在70%，完成一次橫向深耕后再進行縱向深耕，若條件充足，需充分耙透土地，再進行壓實鋪平。

4、完善田間管理

針對案例秸稈還田作業中存在的質量問題，需要選擇合適設備，由于其秸稈分解程度不足及存在未分解的秸稈情況，需要做好農藝技術應用，利用機械設備完成開溝后需要利用撒施灌溉設備讓土地攝入水分，同時施加氮肥，并在基本的基肥中增加10kg的尿素，有效提升秸稈腐解效率，保證充分的氮元素。在進行管理時需時刻關注土壤情況，尤其冬季前后，需要保證墑情，土地再次出現雜草情況，需要利用圓盤耙和旋耕機進行深松。此外，還需關注病蟲害問題，由于部分秸稈自身帶有蟲卵病菌，需要在秸稈還田作業后期田間管理過程中進行“一噴三防”，有效抑制病蟲害問題的滋生及蔓延。

綜合來看，機械化秸稈還田能夠有效提升土壤肥力，降低環境污染，減少化肥用量。相關實踐也表明農機農藝技術的融合仍舊處于不斷摸索和發展的階段，需要加強對農藝的關注及滲透，不斷完善技術應用。在落實這種保護性耕作模式的同時也需要根據土地實際情況完善機具，做好相關參數的控制。本次研究重點分析秸稈還田中所應用的農藝技術和農機技術，并結合案例分析現存問題，作為新時期的農業領域工作者務必不斷完善技術應用，解決相關問題。