近年来,安徽省滁州市南谯区积极推广农作物秸秆还田技术,将夏季农作物小麦和油菜,以及秋季农作物水稻和玉米都纳入秸秆还田范围内,在改善土壤结构、增加土壤有机质含量、保护农业生态环境方面取得了良好成效。本文对小麦、油菜、水稻、玉米的秸秆机械化还田技术要点进行了分析,阐述多种秸秆还田技术模式、技术流程、作业要求以及配套农机具,提出秸秆还田配套技术应用,期望对促进农业生产机械化、现代化发展有所借鉴参考。
一、小麦、油菜秸秆机械化还田技术
(一)小麦、油菜秸秆机械化还田技术种类
1、旱耕水整秸秆还田技术
本地区夏季农作物以小麦、油菜为主,因农作物安排种植时间较紧,所以在秸秆还田中采用旱耕水整方式,以满足夏季农作物茬口安排需求,节省秸秆还田时间。
(1)秸秆还田技术流程
使用联合收割机收获小麦、油菜后,将小麦、油菜秸秆切碎,均匀抛撒到田内,之后施入基肥,适当增加氮肥用量。使用还田机械旱作灭茬还田,还田后放水泡田,使用农机平田整地,再使用插秧机进行水稻插秧。
(2)秸秆还田作业要求
联合收割机在作业过程中的留茬高度不得超过15cm,均匀切碎秸秆,秸秆长度不得超过10cm。在联合收割机上加装抛撒装置,将切碎后的秸秆均匀抛撒到田间。
(3)配套农机具
①采用联合收割机配套秸秆切碎抛撒装置,一次性完成小麦或油菜收获、秸秆切碎作业;②使用功率在62千瓦及以上的拖拉机配合秸秆还田机械,以确保秸秆还田机械宽幅符合作业要求;③采用秸秆还田机配套反转灭茬旋耕机。
2、水耕水整秸秆还田技术
(1)秸秆还田技术流程
使用联合收割机收获小麦、油菜后,将小麦、油菜秸秆切碎,均匀抛撒到田内,之后施入基肥,适当增加氮肥用量。再放水泡田,使用秸秆还田机耕整地,之后用插秧机进行水稻插秧。
(2)秸秆还田作业要求
联合收割机在作业过程中的留茬高度不得超过15cm,均匀切碎秸秆,秸秆长度不得超过10cm,秸秆还田机作业深度不超过15cm。
(3)配套农机具
①采用联合收割机配套秸秆切碎抛撒装置;②采用大马力拖拉机配套相应宽幅的秸秆还田机械;③采用埋茬起浆机配套秸秆还田机。
3、犁旋秸秆还田技术
(1)秸秆还田技术流程
这种还田技术适用于农作物收获后留茬不超过20cm的地块,先使用联合收割机收获小麦、油菜,将小麦、油菜秸秆切碎,均匀抛撒到田内,再采用犁耕方式将秸秆混入耕层,施入基肥,基肥中增加氮肥用量。之后,放水泡田,使用旋耕机整地,再使用插秧机进行水稻插秧。
(2)秸秆还田作业要求
使用联合收割机秸秆还田时,前茬作物的秸秆长度不得超过15cm,留茬高度不得超过20cm;采用旋耕机整地时,旋耕深度不得超过22cm,要求耕深稳定性不小于85%,覆盖率不小于80%,碎土率不得小于80%。
(3)配套农机具
①采用联合收割机配套秸秆切碎抛撒装置;②根据田地土壤情况和铧犁数量配置相应马力的拖拉机;③采用普通旋耕机进行旋耕作业。
4、灭茬粉碎秸秆还田技术
此项秸秆还田技术适用于前茬作物收获后留茬高度不超过20cm且秸秆长度不超过30cm的耕作田块。受特殊因素影响,如果在秸秆还田作业中未能均匀抛撒秸秆,则可以采用灭茬粉碎秸秆还田技术进行补救。技术流程为:在使用水耕水整秸秆还田技术或使用旱耕水整秸秆还田技术时,针对未均匀抛撒的田块增加灭茬粉碎作业环节,使用灭茬粉碎机再次粉碎秸秆,其他作业流程不变。
(二)小麦、油菜秸秆机械化还田技术配套技术要点
1、适时收获
在小麦成熟期,如果遇到干旱天气则需要在收割前5d向田内浇水,每公顷浇水量为450-600m3。机收小麦时,小麦含水量应在25%左右。机收抛撒小麦秸秆后,使用拖拉机翻压地块,翻耕深度不小于20cm,之后再耙平、播种玉米。一般情况下,机收小麦后的70%秸秆可以翻入土壤内,剩余30%秸秆用于覆盖表土,以达到保墒效果。在小麦秸秆还田中,每公顷田地的秸秆用量为3750-4500kg。
2、施肥技术
在农作物秸秆机械化还田后,为加速秸秆在田内的腐解速度,满足后续作物的种植需求,应在常规施用基肥的基础上适当增加氮肥用量,增加量按照每100kg秸秆增施1kg纯氮肥的标准进行确定。基肥、分蘖肥、穗肥之间比例为4∶4∶2,其中基肥中的氮肥尽量选用尿素、氨态氮,采用有机肥与化肥相结合的方式进行施肥,将混合后的肥料撒施到秸秆残体上,促使秸秆快速腐解。如果下茬作物为玉米,则要施足基肥,每公顷施入纯氮75kg,磷肥75-90kg,可以采用复混肥料,以保证氮肥用量充足。如果下茬作物为水稻,则每公顷施入纯氮30-45kg,施肥后放水浸泡2-3d,之后再施足底肥,使用旋耕机耕翻入土,确保水田平整后机插秧。
3、泡田技术
在放水泡田时控制水层厚度,一般为1-5cm,泡田1-2d,以确保秸秆还田作业时的水田低处有水覆盖,高处可见墩,要求机械化还田作业不会起水浪。如果水层厚度超过5cm,则会导致浮草增多,机械化还田时产生较强的水浪冲击力,可造成秸秆埋土效果较差,影响耕层的平整度;如果水层厚度小于1cm,则会出现土壤耕作层无法泡透、泡软秸秆的情况,影响埋茬效果。同时,还会增加秸秆还田机的作业负荷,导致还田后的田面不平整、不起浆;在泡田48h以上时,采用90千瓦功率的拖拉机与配套的埋茬起浆机进行作业,抹平田块,沉淀不小于24h,之后再机插秧。后茬为水稻种植时,在水稻进入返青期后进行露田脱水,增加土壤中的氧气含量,释放出有害气体,有利于促进水稻植株根系生长。在后续的栽培环节采用浅水勤灌栽培技术,使稻田处于干湿交替状态,确保水稻植株健壮发育。
4、土壤沉实技术
在耙平土壤之后,必须确保泥土得到适当的沉实,但此举不应妨碍后茬作物水稻的正常移栽。泥土沉实可以防止机插秧时出现飘秧、倒秧现象,保证后茬作物水稻的正常分蘖,提高水稻产量。秸秆还田的土壤沉实时间要略长于未进行还田的土壤沉实时间,根据土壤性质的不同,沉实时长也有所不同。一般情况,粘性土壤整地后沉实2-3d,砂性土壤沉实1d。
5、秸秆切碎装置的使用
秸秆切碎质量与小麦成熟程度、秸秆含水量以及小麦产量等因素相关。当小麦秸秆成熟度高、含水率低时,秸秆切碎装置容易切碎秸秆,保证摊铺均匀。反之,则会增大秸秆切碎装置的功率消耗,降低切碎质量。故此,秸秆还田作业应在小麦成熟度适宜的情况下作业。
二、水稻秸秆机械化还田技术
本地区秋季作物以水稻和玉米为主,在秸秆还田作业中水稻秸秆还田的作业难度相对较大,这是因为水稻秸秆数量大、秸秆腐熟期长,对农机具配置和农艺技术要求较高。在水稻秸秆还田作业中,如果土壤湿度偏高、粘性偏大,则都会增加机械化还田难度,导致秸秆还田机经常出现刀具缠草的现象,降低秸秆还田作业效率。故此,在水稻机械化还田中要根据土壤实际情况选择适合的秸秆还田技术,以提高作业效率。
(一)水稻秸秆机械化还田技术种类
1、犁耕深翻水稻秸秆还田技术
(1)秸秆还田技术流程
使用联合收割机收获水稻,将水稻秸秆切碎均匀抛撒到田内,之后施入基肥,适当增加氮肥用量。采用一体化农机完成秸秆还田、施肥、播种、镇压作业,再使用机械开沟。
(2) 秸秆还田作业要求
联合收割机作业时对前茬作物的留茬高度不得超过20cm,秸秆切碎长度不得超过30cm,还田深度不小于15cm,秸秆还田覆盖率不低于80%。
(3)配套农机具
①采用联合收割机作业,在收割机上加装秸秆切碎抛撒装置,配备大马力拖拉机和灭茬粉碎机。②采用复式作业机完成旋耕、播种、施肥、镇压一体化作业。
2、反转灭茬水稻秸秆还田技术
(1)秸秆还田技术流程
使用联合收割机收获水稻,将水稻秸秆切碎均匀抛撒到田内,之后施入基肥,适当增加氮肥用量。在此后使用反转灭茬机进行灭茬还田,再用播种机精量播种和镇压,最后进行机械开沟。
(2)秸秆还田作业要求
联合收割机对前茬作物秸秆切碎后抛撒,秸秆切碎长度不超过10cm,留茬高度不超过15cm,秸秆还田覆盖率不小于80%,还田深度不小于15cm。
(3)配套农机具
①采用联合收割机,在收割机上加装秸秆切碎抛撒装置,配备大马力拖拉机和反转灭茬机。②采用复式作业机完成旋耕、播种、施肥、镇压一体化作业。
3、灭茬粉碎水稻秸秆还田技术
(1)秸秆还田技术流程
此项技术适用于受特殊原因影响未能均匀抛撒水稻秸秆的地块,技术流程为:先使用联合收割机收获水稻,将水稻秸秆切碎均匀抛撒到田内,再使用灭茬粉碎机进行灭茬处理,之后施入基肥,适当增加氮肥用量。最后,采用复式作业机完成秸秆还田、施肥、播种、镇压作业,以及机械开沟作业。
(2)秸秆还田作业要求
联合收割机对水稻秸秆切碎后抛撒,秸秆切碎长度不超过30cm,留茬高度不超过20cm,秸秆还田覆盖率不小于80%,还田深度不小于15cm。
(3)配套农机具
①采用联合收割机,在收割机上加装秸秆切碎抛撒装置,配备大马力拖拉机和灭茬粉碎机。②采用复式作业机完成旋耕、播种、施肥、镇压一体化作业。
(二)水稻秸秆机械化还田配套技术要点
1、还田技术
不同收割机收割水稻后会留下不同高度的留茬和不同长度的秸秆,在还田时需根据实际情况确定不同的还田方法,具体包括:
(1)标准留茬
如果田块留茬高度不超过15cm且秸秆切碎长度为6cm左右,则可以采用旋耕和开沟一体机完成还田,也可以用旋耕圆盘播种机直接播种。
(2)较高留茬
如果田块留茬高度在15-30cm之间且秸秆切碎长度在10cm左右,则可以采用普通旋耕机旋耕2遍,之后再用播种机播种。
(3)超高留茬
如果留茬高度超过30cm且秸秆切碎长度为6cm左右,则需采用功率为90千瓦马力拖拉机与旋耕灭茬机对超高留茬进行灭茬处理,之后再播种小麦等作物。
(4)非标准留茬
当采用全喂入收割机收割水稻时,因留茬较高所以很难切碎秸秆,导致田间秸秆呈堆状铺撒,不利于后续播种。针对这种情况,可以采用功率为90千瓦以上的拖拉机配套粉碎灭茬机先灭茬再播种,或者采用拖拉机配套反旋耕灭茬机进行灭茬。
2、收获与播种技术
适时收获水稻,收获时土壤含水率不得超过25%,以免因土壤含水率过高增加联合收割机的作业负担。在农机作业过程中,根据田块地形确定作业路线,不得出现漏耕、重耕等问题;在田内地表整平后,高低差控制在3cm以内;在播种小麦时,秸秆还田的小麦播种量要比未还田的小麦播种量多出1-2kg。
三、玉米秸秆机械化还田技术
(一)玉米秸秆机械化还田技术种类
1、玉米秸秆旋耕还田技术
(1)秸秆还田技术流程
使用玉米联合收割机摘穗,切碎秸秆,选用旋耕机一次性完成灭茬、旋耕、还田、覆盖。
(2)秸秆还田作业要求
旋耕机将玉米秸秆旋入土中,要求耕深不小于15cm,深耕合格率不低于85%,壤土碎土率不低于60%,黏土碎土率不低于50%,耕后地表平整度低于5.0cm。
(3)配套农机具
采用玉米联合收割机、旋耕机、拖拉机,要求拖拉机的悬挂装置、牵引力与旋耕机相匹配。
2、玉米秸秆深翻还田技术
(1)秸秆还田技术流程
使用玉米联合收割机摘穗,切碎秸秆,选用铧式犁一次完成深耕、混匀、翻埋,使秸秆完全埋入耕层内。
(2)秸秆还田作业要求
使用铧式犁深耕作业,将玉米秸秆深翻入土,耙平镇压,耕深不小于25cm,在深翻过程中要避免将大量秸秆翻入耕层。
(3)配套农机具
采用玉米联合收割机、单铧或多铧犁、拖拉机,要求拖拉机的悬挂装置、牵引力与铧式犁相匹配。
(二)配套技术要点
1、秸秆粉碎与翻埋
在操作秸秆粉碎还田机进行作业时,合理选择拖拉机的作业速度挡位,并对留茬的高度进行适当调整,确保秸秆的粉碎长度不超过10厘米。秸秆粉碎还田机的刀具离地至少5cm,避免刀具直接打击到地面上造成损坏。当施入化肥后需立即旋耕,对粉碎后的秸秆进行翻埋。如果此时土壤墒情不足,则应结合灌水进行翻埋。
2、施肥技术
在玉米秸秆还田时,秸秆会争夺土壤中的速效养分,尤其是争氮现象较为严重。这就要求在秸秆还田后适当增施氮素化肥,并对缺磷的田块适当补充磷肥。在玉米秸秆腐解过程中,碳、氮、磷的比例一般为100∶4∶1,每公顷还田秸秆为7500kg时,需要增施纯氮67.5kg、纯磷25.5kg。
3、翻埋时间
在秸秆还田作业期间,应于玉米收割后立即将秸秆耕翻入土,减少秸秆中的水分散失。在保证玉米产量的前提下及时摘穗,尽量趁秸秆处于青绿状态时摘穗,此时秸秆含水率在30%以上,容易被破碎和加速腐解。在翻埋作业时,土壤含水量为田间持水量60%时较为适合,有助于秸秆快速腐解,增加土壤养分。
4、秸秆还田量
根据地块实际情况和下茬作物播期确定还田量,当地块肥力不足、播期较近时适当减少秸秆还田量;当地块肥力较好、播期较远时可以增加秸秆还田量,或者采用全部还田作业方式,以提高秸秆利用率。
5、其他技术要点
在平整田地后,田内高低落差控制在3cm以内;与未进行秸秆还田的田地相比,在秸秆还田的田地播种下茬作物小麦时需适当增加播种量,以达到高产目标;播种后镇压土壤,如果土壤含水率偏低,则需要及时浇水,以确保下茬作物小麦种子出齐苗。
综上所述,在农作物秸秆机械化还田中要结合本地区的实际生产情况选择适合的秸秆还田技术,合理确定秸秆还田的最佳时间段,遵循切碎、均抛、深埋的原则保证秸秆还田作业质量。秸秆机械化还田作业要优选联合收割机、秸秆切碎抛撒装置、拖拉机、旋耕机、铧犁、反转灭茬机等农机具,规范操作各种农机具,使农机具与农艺技术良好配合,从而提高农作物秸秆机械化还田作业质量。
(作者单位:239050安徽省滁州市南谯区农业机械化管理中心)