玉米秸秆机械化还田技术及效益分析

王雨森

(德惠市松花江镇综合服务中心，吉林 德惠 130309)

0 引言

吉林省德惠市玉米种植面积广泛，拥有大量玉米秸秆，农户为了省时省事，会将秸秆直接焚烧处理，不仅会污染环境，春季风大时燃烧秸秆，经常引发火灾，造成严重的经济损失。近年来，国家提倡应用玉米秸秆机械化还田技术，能够缓解环境污染的问题，增加土壤的有机肥含量，节约肥料，为当地农业发展起到一定推动作用。

1 玉米秸秆机械化还田技术的应用要点

玉米秸秆机械化还田技术在示范推广过程中，主要采用了玉米机械化收获技术、秸秆还田技术、深耕深松技术及旋耕施肥播种复式生产技术。一是利用玉米联合收割机，一次性完成收获果穗、集穗和玉米秸秆直接粉碎还田处理。二是采用深耕犁，进行土壤耕翻和掩埋粉碎的玉米秸秆，培肥地力。三是使用旋耕施肥播种机一次性完成旋耕、灭茬、碎土、施肥等工序。

1.1 玉米机械化收获秸秆还田技术

采用与春雨MC T70(4LZ-7)自走式谷物联合收割机，配套天人4YG-8(TR1688D)、东联4YS-6等玉米割台进行玉米摘穗、脱粒；再利用大马力拖拉机，配置通田1JHY-165秸秆粉碎还田机进行联合作业，或采用4YZH-2型自走式玉米联合收获机进行联合作业，一次完成玉米摘穗、集穗和秸秆粉碎还田[1]。

1.2 土壤深翻深耕技术

采用大马力拖拉机，配套YT-1L430新型深耕犁，进行土壤深翻深耕，将粉碎后的玉米秸秆翻埋到土壤深处，这些粉碎的玉米秸秆在土壤内被微生物分解后，可以提高土壤的有机质含量。而微生物在进行分解时，能释放出大量的磷元素和钾元素，促使土壤中的氮、磷、钾等养分提升，疏松土壤，增加土壤养分，最终达到提高土壤肥力的目的。

1.3 旋耕施肥播种技术

旋耕施肥播种技术是借助旋耕施肥播种机一次性实现旋耕、碎土、播种等工序，相比于传统的方式，旋耕施肥播种技术能够极大地节省时间，同时还能有效提高农作物产量。

1.4 增氮施肥技术

玉米秸秆中含有大量的纤维素，高达30%～40%，通过玉米秸秆机械化还田技术，可以增加土壤中碳元素的含量。这是由于土壤中大部分微生物的生长以碳元素为主，同时农作物在生长时，也需要一定量的氮素，通过增氮施肥技术，实现对土壤微生物的有效调节。这对降低土壤中的碳素比例，以及加速秸秆腐解都有着重要的作用，是确保农作物苗期生长旺盛的有效方法。在施肥过程中，提倡使用有机肥和无机肥相结合的方式，一般使用尿素、过磷酸钙、硫酸钾的比例为4∶5∶2，能够使玉米秸秆很好地被分解[2]。

1.5 翻埋技术

采取玉米秸秆还田技术时，经过对土壤的翻耕，能够增加土壤的含水量，提高土壤的品质。但如果在玉米秸秆机械化还田中没有做到秸秆翻埋，反而会给土壤和农作物造成一定的破坏，主要因为玉米秸秆没有完全翻埋，秸秆与土壤无法紧密贴合，而玉米种子因为扎根不牢固，会影响到种子的发芽生长。通常在玉米秸秆机械化还田后，需要立即进行旋耕并翻压覆盖秸秆，才能使秸秆、肥料和土壤均匀搅拌到10 cm深的土层中，确保秸秆快速分解，给玉米生长创造良好的条件。

2 玉米秸秆机械化还田技术的试验方法

2.1 试验条件

本试验667 m2土地，将其分为三块，其中一块作为对照田，另外两块分别采用整株深埋还田和粉碎还田的试验方式。对三块田进行试验时，确保土壤性状相同、水肥管理、作物品种及种植形式相同，试验中使用的相关机械化设备分别是1LF130覆盖型深耕犁、150型拖拉机、4F-1.5C型秸秆还田机等设备[3]。

2.2 试验过程

在玉米秸秆机械化还田技术中，首先将成熟的玉米采取人工摘穗的方式摘穗，随后将秸秆碳氮比调整为25∶1，可以保证秸秆的快速腐解。其次使用复式作业机组和拖拉机将玉米秸秆整株翻压在土壤内，确保耕深在20 cm以上，并且使用犁上安装合墒器进行合墒。最后使用拖拉机将地耙平后覆盖地膜，有利于保证碎土保墒，实验过程中，2块实验田使用玉米秸秆机械化还田技术，另1块对照田使用传统方法耕作[4]。

2.3 对玉米秸秆还田腐解率的测定

通常情况下，为了更好地探讨在不同条件下秸秆分解速率，需要设计出4种不同的处理方式，使用尼龙网袋将玉米秸秆模拟埋入土壤耕层中，每袋装40 g玉米秸秆，在每年的12月份埋入土壤中，随后每个月测定一次，其具体测定数据如表1所示。

表1 玉米秸秆在土壤中的分解测定

从表1中可以看出，12月份埋入土壤中的玉米秸秆，粉碎还田和整株深埋还田的分解速度各不相同，随着时间的推移，两种不同的还田分解速度也在发生变化，一般情况下，粉碎还田要比整株深埋还田速度快，但在之后的3—6月份，玉米秸秆的分解率已经越来越高，整株深埋还田腐解率要比粉碎还田更快。

2.4 对土壤养分的影响

为了检测玉米秸秆还田对土壤养分的影响，可以采取随机取点的方式，将全耕层内的土壤进行混合装袋，并对这些土壤养分进行测定[5]。由于秸秆还田处理的小区土壤养分与试验前基本相同，但是整株处理的土壤养分则高于粉碎还田的土壤养分。相比玉米秸秆还田，有机质全氮、P2O5、K2O都得到了增加。玉米秸秆机械化还田能够有效增加土壤中有机质和其他养分，有利于提高土壤的肥力。

2.5 对其他农作物的影响

玉米收获后，轮作倒茬，下茬种植小麦、大豆等农作物，而将玉米秸秆进行机械化还田后，秸秆翻入土地20 cm的位置，而小麦、大豆的播种深度只有4～5 cm。当小麦、大豆播种后，玉米秸秆不会影响到小麦、大豆的正常生长，而随着时间的推移，玉米秸秆被分解后，逐渐成为土壤中的养分，小麦、大豆也在这个过程中获得了充足的养分，最后对小麦、大豆的产量进行检测时，可以发现在玉米秸秆还田中种植的小麦、大豆，其产量要高于没有玉米秸秆还田的土壤。

3 玉米秸秆机械化还田技术的应用效益

3.1 有利于促进农业产量的增加

采用玉米秸秆机械化还田技术，和对比试验田相比，玉米秸秆还田的地块蕴含有大量的有机物，在种植其他农作物，如小麦、大豆时，会提高小麦、大豆的产量，同时在种植玉米时，也可以使玉米的产量得到大幅度提升。

3.2 有利于资源合理利用

玉米秸秆是玉米产品遗留下来的无用产物，玉米秸秆处理采用机械化还田技术后，可以使玉米秸秆经过发酵、腐解而转化为有机质，从而实现土壤有机物质的积累，提高土壤的肥力。

3.3 有利于改善土壤的质量

使用玉米秸秆机械化还田技术，可以提高玉米的肥力外，还能提高土壤自身调节水分、空气、肥料的能力。这是因为玉米秸秆中含有大量的氮、磷、钾、硫等营养元素，玉米秸秆被分解后，这些营养元素流入到土壤中，能为其他农作物的生长提供营养，使农作物的产量得到提高。与此同时，玉米秸秆机械化还田技术还能改善土壤的理化性状，使土壤具有保墒、吸水、透气等性能，相比于化学肥料而言，玉米秸秆机械化还田技术对土壤有着更好的效果。

3.4 有利于减少病虫害的发生

借助机械化的玉米秸秆还田技术，可以疏松土壤，能够破坏农作物中虫害的生存环境，从而达到减少病虫害的目的[6]。而玉米秸秆还田后释放出来的营养成分，也能形成一部分有机化合物，这在一定程度上可以实现对土壤中的水、肥、气及温度的作用，从侧面降低了农作物病虫害的发生。

3.5 有利于减少空气污染并净化生态环境

将玉米秸秆还田机械化技术应用在农业生产中，不仅可以提高土壤的基础肥力，还能有效降低化学肥料的实际投入量。避免以往焚烧秸秆造成严重的空气污染问题，使农业生态环境可以得到有效净化。

4 玉米秸秆还田所使用的配套机具和基本要求

4.1 玉米秸秆还田机具

在玉米秸秆还田技术中，使用的东方红802拖拉机，春耕机具为链轨车配1GN-230旋耕机，施肥播种使用2BF-4播种机进行播种作业。对于杂草和秸秆的粉碎，使用运输机将秸秆撒于播种后的地表，并用大型轮式拖拉机配大型播种耕作机，严格按照窄行农艺要求进行播种作业。

4.2 还田基本要求

在玉米秸秆还田技术的基本要求中，做到对还田数量的适宜性，还田秸秆在300～350 kg·(667 m2)-1即可，还田量不宜过大，否则会影响到农作物根系的生长。在补施氮肥时，玉米秸秆还田后，需要适当的增施碳酸氢氨等速效氮肥，有利于快速降低土壤中碳氮的比例，有利于微生物的活动，实现对玉米秸秆的分解。在玉米秸秆还田前，对每亩田地施用20 kg尿素、25 kg过磷酸钙、10 kg硫酸钾进行耕翻，可以确保土地种植的农作物高产稳产。对于深翻秸秆粉碎的长度，要求小于10 cm的情况下，可以使用大型秸秆粉碎机进行粉碎，而秸秆粉碎与土壤搅拌均匀后，选用与之配套的播种机，能够提高播种的质量，确保苗木茁壮生长。同时，在玉米秸秆还田后，需要适当的进行镇压浇水，这是由于玉米秸秆本身的吸水性和微生物分解都会吸水，会在一定程度降低土壤含水量，利用镇压的方式，可以使土壤更加密实，对应的孔隙大小比例更加合理，有助于使种子和土壤之间的接触更加紧密，有利于植物的发芽扎根。在玉米秸秆还田过程中，应去除带病菌的玉米秸秆，否则可能引起大规模的病虫害现象，对于这类玉米秸秆，必须及时进行销毁，采取如焚烧、过腹还田、沼肥还田等方式进行处理。

5 结语

为了提高土壤的肥力，同时又能更好地处理玉米秸秆，在玉米秸秆的处理中使用机械化还田技术，将玉米秸秆进行粉碎，可以确保翻耕土地及秸秆还田的质量，这是因为玉米秸秆不仅能增加土壤的有机质，培养土壤的肥力外，还能促进农作物的增产，使得农业生产的成本投入减少，具有非常良好的效果。研究结果表明玉米秸秆直接还田有显著的改土和增产作用，玉米整株深埋还田具有省时、节能、增产的良好效果。