水稻秸秆还田高产耕层构建试验初报

王福义

（辽宁省农业机械化研究所，沈阳 110161）

为构建适合辽宁地区的水稻高产耕层机械化作业模式，辽宁省农业机械化研究所根据秸秆在耕层内的分布情况，设计多种秸秆全量还田机械化作业模式，并选择配套机具进行作业。通过观察分析秸秆残存对秧苗的影响，确定作业机具的适应性和可靠性，完善相关技术参数，形成一套完整的水稻高产耕层构建机械化作业模式。2018年春，针对秸秆在耕层内的分布情况，将作业过程设置为秸秆粉碎、高速旋耕埋茬、水泡田、打浆平地4个作业环节，旨在为构建秸秆还田高产耕层提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 试验地块自然因子

试验于水稻生产专业合作社试验地进行。试验地块地表平整，上年度收获后秸秆平放地表。根据合作社生产安排及农艺要求，试验于2018年4月3日——5月24日期间完成。

2017年收获后，秸秆整齐平铺于地表，过冬期间损失很少，符合全量还田要求，具体情况见表1。

表1 耕层秸秆残留情况Table 1 Residue of straw in ploughing layer

1.2 试验机具

针对秋季机收水稻秸秆整株铺放地表的情况，设计秸秆全量还田机械化作业模式，作业过程为：秋收后秸秆全量覆盖地表→春播前秸秆粉碎抛撒→高速旋耕掩埋秸秆→放水泡田→打浆平地。试验机具及其配套动力见表2。

表2 试验机具及其配套动力Table 2 Test machine and matched powder

1.3 数据采集点确定

试验地块单池尺寸为75 m×55 m，故取样点位置设置如图1所示。单点取样面积设定为1 m2（1 mx1 m）。

图1 数据采集点示意图Figure 1 Schematic diagram of data collection point

2 结果与分析

2.1 秸秆粉碎作业效果

4JH-168型秸秆粉碎还田机工作效率高，粉碎长度10 cm，抛撒均匀。采用雷沃1204拖拉机作牵引动力，动力输出轴转速 720 r／min，切刀轴转速 2 570 r／min，作业方向为垂直秸秆倒伏方向。

经现场取样测试，秸秆粉碎长度合格率到达90%以上，符合作业标准要求；秸秆抛撒均匀度为83%，达到标准（≥80%）要求。秸秆粉碎还田作业效果比2017年明显提高，这是因为拖拉机动力增加和更换新的粉碎刀片，解决了水稻秸秆切不断、缠刀等问题。抛撒均匀度明显提高的原因是作业期间风力小。

要取得良好的作业效果，需注意如下几点：动力满足作业需要（建议74.6 kW以上）；刀片及时更换；作业时风力小于3级，且秸秆充分干燥。

2.2 翻耕埋茬作业效果

秸秆粉碎后直接进行翻耕埋茬试验。由于2017年秸秆粉碎后直接旋耕埋茬的效果不理想，故增加翻耕环节，通过深翻（30 cm）把碎秸秆埋入土层还田。

作业试验结果显示，掩埋效果不理想。分析原因如下：1）动力不足。配置的1204拖拉机前驱动失效，影响翻耕效果；2）缠绕严重。采用7组犁结构，增加了缠绕可能性；3）作业速度慢，扣垡效果不好。

2.3 旋耕埋茬作业效果

2.3.1 1GK-210型旋耕机1GK-210型旋耕机具有碎土能力强、耕深稳定、耕后地表平坦、碎茬效果好等特点， 耕作效率可达 0.53～0.67 hm2／h， 作业深度达 20 cm；变速箱、开垦刀的使用寿命提高3～5倍，且不需要更换刀具就可同时用于旱田和水田灭茬整地。

翻耕埋茬作业后进行旋耕作业，与2017年直接旋耕作业相比，秸秆掩埋效果明显提高，若翻埋深度达25 cm以上，则效果更好。不足之处是增加的翻耕作业环节增加了机具进地次数及作业成本。

2.3.2 1GLZ-230A型履带自走式旋耕机秸秆粉碎抛撒后，直接采用1GLZ-230A型履带自走式旋耕机进行埋茬作业。1GLZ-230型履带自走式旋耕机由动力部件、履带式底盘部件、操纵部件、旋耕机部件组成，具有碎土能力强、耕后地表平坦等特点，主要为水作机具，在南方应用普遍。为验证此机具的旱旋埋茬性能，开展尝试性试验，试验效果较好，但相比水作有一定差距。

2.4 打浆作业效果

插秧前行打浆平地作业，作业后采集打浆深度、单位面积秸秆漂浮量进行还田效果测算，结果见表3。

表3 打浆平地作业试验结果Table 3 Test results of pulping level the land

由表2可知，打浆深度平均为14.4 cm。通过对地表秸秆的采集观察，秸秆量较作业前有所增加，分析原因是打浆作业将已经埋入土层中的秸秆搅动出来，并随着水量增加而增多。

2.5 插秧作业效果

插秧后观察秸秆残留情况，考察秸秆还田对机械插秧及缓苗的影响。通过对插秧后地表情况观察可知，残留秸秆并未影响机械插秧作业，秧苗也未出现倒伏现象；地表有气泡冒出，应是秸秆腐烂产生的。挖取耕层内秸秆可见，其已经开始腐烂发酵。

3 结论

作业试验结果表明，秸秆粉碎作业效果较好，1GK-210型旋耕机的旋耕埋茬作业效果优于1GLZ-230A型履带自走式旋耕机，但不足之处是作业环节及机具下地次数多。通过观察插秧后地表情况可知，残留秸秆未影响机械插秧作业，秧苗也未出现倒伏现象。该模式的整体作业效果较好，但仍有待进一步改良。