玉米秸秆机械化粉碎还田技术的应用

王开生

我国最大种植面积的作物是玉米，而玉米秸秆属于农业生产的副产品，近些年来随着种植结构的改变，玉米秸秆的产量也随之升高，因此为了减少资源的浪费，减轻对环境的污染，实现农业的可持续发展，需不断提高玉米秸秆的综合利用率。玉米秸秆综合利用的主要途径包括机械还田、秸秆青贮氨化、秸秆固化等方式，其中机械化还田的适应范围最广，占据玉米秸秆总利用面积的50%以上。

玉米秸秆机械化粉碎还田技术是指在收获玉米的同时，采用机械的方式将秸秆粉碎泼洒在田间且及时进行掩埋的一项技术，是我国在20世纪80年代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，促进土地生态平衡，促进粮食增产，维持农业可持续发展的重大农业工程，是一项显著提高经济效益和社会效益的实用农机新技术，广泛的应用在玉米的种植生产过程中。秸秆机械化粉碎还田完成后在温度、水分等条件的共同作用下，被微生物腐熟、分解转化成氮、磷、钾、有机物等微量元素和营养物质，可有效增强土壤对温度、水分及空气的调控能力，培增肥力，改善土壤团粒结构，为下茬作物的持续增产做铺垫。

1.1 培肥地力，改善土壤团粒结构和微生物活动环境

农作物秸秆是丰富的肥料资源，其中包含农作物必需的营养元素（氮、磷、钾、钙、硫等）。完成秸秆还田后，适时播种，随着秸秆还田的连年积累，土壤的改善效果更加明显。资料显示，新鲜的玉米秸秆中含氮0.48%、磷0.38%、钾1.67%，还含有镁、钙、硅等微量元素，直接粉碎还田后相当于施用350～450公斤氮肥、180～225公斤磷肥、450～675公斤钾肥，当碎秸秆在土壤内分解腐烂后，土壤有机质含量增加，通气性提高，耕作层土壤容重降低，微生物活性增强，土壤团粒结构及保水、肥、温、气的能力得到改善，贮存水分、养分能力增强，养分结构趋于合理土质疏松。

1.2 蓄水保墒

秸秆粉碎还田可有效改善雨水渗入土壤，提高土壤含水量，减少水分蒸发，更有利于抵御干旱，涵养水分。

无论是南方还是北方，我国的农业生产都是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化粉碎还田技术。据多年实践和有关资料表明，玉米秸秆还田具有以下好处。

2.1 增加土壤活性

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公斤玉米秸秆还田后即相当于45.5公斤复合肥。1公顷秸秆还田后相当于施入农家肥15吨。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。

2.2 可以保护地力

秸秆还田后土壤中的有机质含量增加，溶质减少，通气透水性增强，抗早保墒能力增强，微生物活动能力增强，土壤温度升高，苗期测定可提高地温7.5℃。据实驗资料记载，玉米秸秆还田后可使20厘米以下土层的水分含量增加1.17%，20～40厘米土层增加1.57%。

2.3 减少化肥投入，降低粮食生产成本

秸秆机械化粉碎还田不仅可减少化肥使用量且提高作物产量，还可节省劳作成本，省去割、集、捆、运等操作工序。

3.1 合理，统筹安排

统一由相关部门安排、管理、协调，各部分配合协作，发挥推广部门的作用，严格按照制定方案执行。

3.2 集中投入，合力建设

要求由政府指导，整合资源和项目，集中投入资金，政府、企业与农民多方合力建设。

3.3 结合科技，规模生产

坚持结合现代农机技术和先进的工艺体系，突出节能高效，规模高产及生态环保理念。

3.4 抓住重点，因地制宜

时刻把工作积极性高、财力保障得力、较高的机械化程度和干群积极性作为项目实施的必备条件。

4.1 机具作业要求

在满足下茬农作物的种植基础上，严格遵守操作流程，根据种植模式，地表平整和土壤坚实度等情况调节作业深度；根据秸秆的特点和长势，选择和调整合适的作业速度。

4.2 秸秆粉碎时间

为了确保秸秆中的水分得到充分利用，应结合实际发展趋势，适时提早进行秸秆粉碎，最佳时间是在秸秆呈青绿色，实际含水量超过30%时，此时的秸秆含糖量高，自身含水率大、更容易粉碎，还田后的腐烂速度快。

4.3 秸秆粉碎适宜

一般秸秆的粉碎长度在10厘米以上，更容易与土壤混合均匀。要提高秸秆切割覆盖率，注意调整作业挡位和留茬高度，防止漏切；设备与地面间的距离控制在5厘米以上，确保设备的安全性。还田数量过大或还田不均匀会降低分解速度，影响根系生长，出现秸秆微生物与幼苗争抢养分的现象，影响作物产量。

5.1 提高土壤有机质含量，改善土壤环境

秸秆中含有大量在农作物生长过程中所必需的营养元素（氮、磷、钾、硫等），秸秆粉碎还田后经过微生物腐解转化成易被吸收的营养物质，能够有效补充所需养分，增强土壤的固氮能力，促进土地的酸碱平衡，土壤环境得到改善。

5.2 病虫害减少，改善土壤结构

玉米秸秆机械化粉碎时，表层土壤被机械搅动至疏松，病虫害的生存环境遭到破坏，逐渐减少。秸秆还田释放出的养分使得部分有机物形成腐殖质，结构复杂，土壤的基本结构受到影响，自身的的温、肥、水、气的调节能力得到改善。

5.3 减少空气污染，净化生态环境

秸秆机械化粉碎还田技术可有效降低肥料使用量，提高土壤基础肥力，避免了传统焚烧方式造成的环境污染、空气污染等问题，使得生态环境得以净化，切实的解决了玉米种植过程中产生的秸秆问题。

在进行秸秆还田作业中，尽量注意对行收获，时刻观察行进速度和发动机动力情况，当发动机超负荷时应降低前进速度，缓慢前进，注意整体操作的流畅度，避免作业时出现堵塞、卡顿的情况；确保作业质量，时刻观察地表是否平整和果穗高度，及时调整作业高度；时刻观察果穗是否充满，及时安排卸车，避免出现溢出或卡堵情况。收获机械在作业中不可倒退，在转弯时需将秸秆还田机提起，无论行走快慢，需时刻采取大油门作业，对田块中的垄台、沟渠予以平整，对不显眼障碍（如水井、电杆拉线等）提前做好标志，安全作业且保证作业质量。

7.1 趁青粉碎

适当提早收获，完成收获后第一时间开始粉碎，趁青将秸秆粉碎，加快秸秆分解，尽量避免糖分损失，提高土壤养分。

7.2 加施少量氮、磷化肥

玉米秸秆的腐解过程需要从土壤中吸收水分，氮素和磷素。若出现底肥不足的情况，腐解秸秆会与农作物争抢肥、水，影响农作物的生长发育。若每0.067公顷还出秸秆500公斤，大约需增施纯氮4.5公斤和纯磷1.5公斤。

7.3 及时采取后续作业

秸秆粉碎完成后应立即对土地进行深翻，均匀分散的与土壤混合，更有利于秸秆腐解，避免在地表集堆的现象出现。

8.1 经济效益

秸稈还田可充分利用土壤水分，节约农业生产用水，提高农作物的抗旱能力。有实验表明：与深翻土地相比，秸秆还田可提高15%～18%的雨水利用率；与裸露地表相比，秸秆还田可减少30%～40%的水分损失。测定结果显示，每100公斤鲜玉米秆中含0.48公斤氮，1.67公斤钾，相当于2.4公斤氮肥、3.4公斤钾肥。

8.2 改善土壤的物理性能

秸秆还田之后，其中含有的多糖物质可加快形成土壤微团粒，增加土壤中水稳定团聚体，土壤对水分、温度和空气的调控能力得以提高，土壤空隙度提高5%，土壤容重平均下降0.12%。土壤中的微生物具有较强的生长繁殖能力，可加快溶解释放土壤有机质中的矿质化和难溶性养分。