玉米秸秆机械粉碎还田有关技术分析

安胜

摘 要：阐明了玉米秸秆机械粉碎还田的原因、优点和增产机理，指出了做好玉米秸秆的基本条件和农艺要求，揭示了当前玉米秸秆机械粉碎还田的技术问题和现状，提出了改变玉米秸秆机械粉碎还田的技术方案。

关键词：玉米秸秆；机械粉碎还田；翻转犁；深松机

中图分类号：S224.29文献标识码：Adoi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.09.021

0 引言

玉米秸秆机械粉碎还田是20世纪80年代在我国兴起的一种立足抑制地力下降，恢复土壤肥力，增加土壤有机质含量，促进土地生态平衡，维持农业可持续发展的重大农业工程措施。20世纪80年代初期的玉米秸秆还田方法，主要使用铡草机将玉米秸秆铡碎，由人工抛撒于田间，这种方法既浪费人力、物力、财力，又增加了人们的生产劳动强度，所获效果也事倍功半。大约到了20世纪90年代初期，随着科技进步和生产力水平的不断提高，逐步研制生产出了玉米秸秆粉碎还田机械，在玉米摘穗收获后，在田间用机械将秸秆粉碎直接还田，不仅极大地减轻了劳动强度，也取得了还田的好效果。但农机和农业科技人员并没有停留在这一水平上，一直致力于解决玉米秸秆无法消化的问题，不断用各种方法进行尝试，最大限度地避免或禁止烧秸秆现象。

与此同时，我国农机工业也获得迅猛发展，形成科研、教学、推广、使用之合力，在突破玉米机械收获长期徘徊的同时，也解决了玉米秸秆粉碎直接还田的问题。使用玉米联合收获机收获玉米，可适当选择不同的摘穗割台和切碎装置，从而实现了适合我国不同区域玉米种植模式的收获作业要求。

机械一次进地同时完成摘穗、输送、剥皮、装箱和秸秆粉碎还田的全程收获作业。既解决了玉米收获问题又解决了玉米秸秆粉碎还田问题。不仅减轻了农民的劳动强度，又大大提高了生产效率；不仅使收获作业时间缩短，腾出时间从事各种创收活动，增加了农民的收入，又使玉米秸秆还田得到充分利用，腐烂后增加了土壤有机质的含量，提高了土壤肥力，为玉米产量持续增加创造了条件。是一个可持续发展的技术措施，其推广前景十分广阔。因此，解决好玉米秸秆机械粉碎还田的有关技术问题是十分必要的。

1 实行玉米秸秆机械粉碎还田的必要性

我国的农业生产无论是南方还是北方，都在不断的往农田里投入化肥，依靠化肥确实可以提高粮食产量，但这种产量的提高是不可持续的，属于掠夺式经营，投入多、成本大，粮食附加值低，增产不增收。土壤长期缺乏有机质，产出能力越来越低。为了避免对耕地进行掠夺式经营，保证生态平衡，促进良性循环、增强农业发展后劲，特别是在粮食主产区的东北三省及内蒙大部分地区应积极引导农民坚持以有机肥料为主，化肥为辅的原则，大力发展和推广使用普及玉米秸秆机械粉碎还田技术。据多年实践和有关资料表明，玉米秸秆还田具有以下好处：

1.1 可提高土壤肥力

玉米的秸秆粉碎还田后能够增加土壤的生物活性，改善土壤中腐殖质的组成状况，使土壤中有机质含量明显增加。据试验测定，如果500 kg玉米秸秆还田后即相当于45.5 kg复合肥。1 hm2秸秆还田后相当于施入农家肥15 t。

1.2 可以保护地力

（1）提高地温。由于土壤中有机质增加了，促进了土壤中的微生物活动能力的增强，从而使土壤温度相对提高。苗期测定可提高地温7.5 ℃。

（2）蓄水力增加。土壤有机质增加后土壤的溶质减少，土壤的通气透水性加强，增强了抗旱保墒能力。据实验资料记载：玉米秸秆还田后可使0～20 cm土层的水分含量提高1.17个百分点，20～40 cm土层提高1.57个百分点。

（3）改善了土壤的物理性能，解决了多年施用化肥使土壤板结的问题，保持了土壤处于的疏松状态。

1.3 减少了化肥投入，降低了粮食生产成本

据业内人士推算，玉米秸秆还田数量增加和积累，土壤肥力提高，减少了化肥用量，相当于每亩减少化肥投入费用百元以上。三年以后每亩可增产15%左右。低产地块可增产30%左右。

1.4 减少劳动强度

玉米摘穗环节直接由玉米联合收获机来完成，随即将玉米秸秆直接粉碎抛向田间，一共省去了割、扒、捆、装、运、垛等农活工序，大大地减轻了农民秋天繁忙紧张的劳作之苦。

2 玉米秸秆机械粉碎还田技术方案

所谓玉米秸秆机械粉碎还田技术，就是以大马力轮式拖拉机配带秸秆粉碎机，在玉米收获摘穗后直接将放铺在地上的玉米秸秆进行粉碎撒于地表，或用玉米联合收获机收获玉米，同时进行秸秆粉碎还田，一次完成割倒、输送、摘穗、剥皮、装箱、秸秆粉碎多道工序。这项技术突破东北三省长期玉米收获的空白，也越来越被农民认可和接受。

2.1 工艺流程

这项技术的工艺流程是：秋季摘穗后将秸秆用粉碎还田机直接粉碎并抛撒在地面，然后用圆盘耙重耙一遍，第二年可直接用免耕播种机直接播种；如果没有免耕播种机可用旋耕机旋耕一遍，再用普通播种机进行播种；如果用玉米联合收获机收获玉米，则可直接完成秸秆粉碎任务。可用免耕播种机在第二年春天进行播种，如果没有免耕播种机，则可用普通播种机在旋耕的基础上进行播种。

2.2 增产机理

玉米秸秆机械粉碎还田技术，对土壤环境条件的水、肥、气、热进行合理调节，形成了最有利作物生长的坏境，保证了作物的正常生长不受挫折。水是作物生长必不可少的，作物生长和蒸腾需要水，传输营养也需要水。粉碎后的秸秆覆盖地表，冬季阻滞风雪，夏季减少降雨经流，同时阻隔阳光直射，减少蒸发，起到蓄水保水作用，为作物生长提供水分并形成良性循坏。肥是作物生长所需的营养物质。秸秆粉碎还田，秸秆中的有机质、有效元素随雨水入渗土壤，增加了土壤肥力。气是秸秆粉碎还田后，耙或旋耕使土壤表层松动，增加了土壤的总孔隙度，使土壤通透性好，促进了作物根系呼吸作用和微生物活动。热是作物生长不可缺少的，是作物生活条件之一，秸秆粉碎还田覆盖地表，不会影响地表温度过大，相反，前期幼苗虽生长缓慢一些，但后期生长加快。所有上述条件的具备为促进玉米产量增加奠定了物质基础和环境条件。

2.3 基本条件和农艺要求

2.3.1 基本条件

（1）使用自走式玉米联合收获机收获玉米，将玉米秸秆直接粉碎抛撒地表，随后用翻转犁对土壤进行深翻。春天使用园盘耙对翻后的地表进行耙地作业，使之达到播种状态。

（2）使用自走式玉米联合收获机收获玉米，将玉米秸秆直接粉碎还田，随既用大马力拖拉机配带深松机对土壤进行深松。春季再用大马力拖拉机配带旋耕机旋耕，使之达到播种状态。

（3）使用自走式玉米联合收获机收获玉米，然后再用大马力拖拉机配带深松旋耕联合整地机进行整地作业。使之达到播种前的状态。

（4）玉米收获过程中，经常检查秸秆切碎装置，更换磨损严重的切碎刀片，使之达到农机技术要求，满足农艺要求。

（5）随机多备用秸秆切碎刀片。

（6）玉米收获作业前要培训好农机手，作业前要进行机收实验，达到会调整、会排除玉米收获机及秸秆切碎装置的一般故障。

（7）机组要配足配齐人员，每台机组最好配备3～4人，至少配备2～3人，做到歇人不停车，尽量缩短收获期。

2.3.2 农艺要求

（1）玉米收获时间，东北地区要在9月25—10月15日左右。

（2）玉米收获后，要及时进行相应的深翻、深松或深松旋耕联合整地作业，达到播种前状态，深翻深松达到25 cm以上，深松深度要达到30～40 cm；联合整地深松要达到35 cm左右，旋耕深度达到18～20 cm，达到播前状态。

（3）玉米秸秆粉碎长度不大于5 cm，粉碎后均匀覆盖地表。

（4）玉米收获后进行的整地最好安装有深施化肥装置，同时深施底肥，头两年作业每亩施用的混合肥料不应小于50 kg；第三年适当减之，每隔3年深翻或深松一次。

2.4 适时把握玉米秸秆还田时间

由于东北地区秋季昼夜温差较大，从南到北，无霜期不尽相同，收获时间大体应在9月25日左右开始，最早在9月20日前后开始收获，最晚在10月1日开始收获。到10月20日基本结束。总之，各地应根据当地自然特点适时进行玉米收获或进行玉米秸秆粉碎还田。

秋收时如遇连雨天应停止收获，待田间风干后视情况收获；但对于沙性土质的地块应根据雨量情况进行收获作业，特别是使用勇猛牌玉米联合收获机作业，则更具有顶雨作业的优势（大雨除外）。

2.5 严格控制收获行走速度

因为收获速度过快，容易出现收不净，损失浪费粮食；切碎秸秆效果会受到很大影响，所以必须控制好机车作业速度。

2.6 保证秸秆粉碎质量

秸秆粉碎的越细越好，秸秆粉碎长度在5～10 cm以下的量应占覆盖地表的85%以上，切碎长度一般以不大于5 cm为宜。不得超过12 cm。

2.7 及时整地

粉碎后的地表应立即实施整地，最好是在收获秸秆还田后随即进行整地作业。玉米秸秆及时深埋地下，并均匀与土壤混合，趁青、趁湿粉碎的秸秆不易散失掉水分和糖分，在地下可以加速其腐烂分解。

（1）用大型轮式拖拉机配带翻转犁及时对收获后土壤和粉碎后秸秆的地块进行深埋深翻。

（2）用大型轮式拖拉机配带深松机及时对收获后和粉碎后的玉米秸秆的地块进行深松作业，然后及时进行旋耕作业，以翻埋粉碎后的秸秆，也有利于春季播种作业。

（3）用大马力轮式拖拉机配带深松旋耕联合整地机对收获和粉碎后秸秆的地块进行深松旋耕作业，为春季播种作业创造条件。