机械化秸秆还田技术

一、秸秆还田改土培肥原理

秸秆中含有的氮、磷、钾、镁、钙、硫等元素是农作物生长必需的主要营养元素，因此，秸秆也是丰富的肥料资源。秸秆中有机质含量平均为15%左右。据测定，湿玉米秸秆含氮量为0.61%，含磷量为0.27%，含钾量为2.28%。如每亩地还田秸秆1000千克，则可增加有机质150千克，每亩地一年若还田鲜玉米秸秆1250千克。则相当于4000千克土杂肥的有机质含量，含氮、磷、钾相当于18.75千克碳铵、10千克过磷酸钙和7.65千克硫酸钾，还能补充其它多种营养元素。故秸秆还田对于改良土壤有着积极的作用。

秸秆还田增产因素是多方面的，概括起来主要是养分效应、改土效应和改善农田生态环境效应。

（一）养分效应

1、提高土壤氮磷钾素养分含量及其利用率

秸秆还田后，土壤中氮磷钾素养分都有增加，其中尤以钾素的增加最为明显。

2、秸秆还田对土壤钾素平衡的影响及其增产作用

含钾高的各种植物残体都是生物钾肥，其作用是利用作物在其生育过程中吸收的土壤钾，以秸秆还田形式归还土壤，以供再利用，从而保持土壤钾的良性循环，试验证明秸秆还田后提供了大量的有效钾而导致作物增产。

3、秸秆还田对土壤有效硅的影响及其增产作用

硅虽然不是植物生长所需的大量元素，但若植物缺硅，茎秆及叶片的刚性就会减低，抗倒伏和抗病虫害的能力减弱，光合作用的能力下降，而秸秆还田是提供有效硅的一个来源。

（二）改土效应

秸秆还田重在改善土壤的团粒结构和理化性状。秸秆在耕翻入土之后，在分解过程中进行矿质化，释放养分，同时进行腐殖质化，使一些有机质化合物缩合脱水，形成更复杂的腐殖质，从而改善了土壤的结构及保水、吸水、粘结、透气、保温等性状，提高了土壤本身调节水、肥、温、气的能力。土壤有机质含量增加，养分结构趋于合理，可使其容重降低，土质疏松，通透性提高，犁耕比阻减小。试验证明原来耕翻性极差的粘土，满地大坷垃，拖拉机一档耕地，冒黑烟。而在秸秆还田后，二档作业不超负荷，土体构造明显改善。土壤的保水、透气、保温能力提高，吸水率相差10倍，地温提高1—2℃。实行秸秆还田后能够增加土壤有机质含量，降低土壤容重，增加土壤孔隙度，具有良好的改土作用。

另外，秸秆还田为土壤微生物提供了充足的碳源，促进微生物的生长、繁殖，提高了土壤的生物活性。

（三）优化农田生态环境效应

农田生态环境即作物生长环境，它包括农田气候，土壤水热状况，植物养分循环和杂草生长因素。生态环境的优劣直接影响作物生长，试验证明秸秆覆盖有保墒、调温，压草等多种作用。

1、保墒和调控田间温湿度

秸秆覆盖地面，干旱期减少了土壤水的地面蒸发量，保持了耕层蓄水量，雨季缓冲了大雨对土壤的侵蚀，减少了地面径流，增加了耕层蓄水量。覆盖秸秆隔离了阳光对土壤的直射，对土体与地表温热的交换起了调剂作用。

2、抑制杂草

农田覆盖秸秆有很好地抑制杂草生长的作用，秸秆覆盖与除草剂配合，提高了除草剂的抑草效果。

综上所述，秸秆还田增加了土壤养分，特别是钾素营养。增加土壤有机质，改良了土壤结构，容重下降，孔隙度增加。秸秆覆盖还有保墒、调温、抑制杂草生长、减轻盐碱等作用。这样就大大改善了土壤的水分、养分、通气和温度状况，优化了农田生态环境，为夺取作物高产、稳产、优质打下基础。

二、机械化秸秆还田技术

（一）机械化秸秆粉碎还田作业流程图和工艺路线

1、作业流程图：

2、工艺路线：

⑴机械化玉米秸秆还田工艺路线

摘穗——机械粉碎秸秆——补氮——灭茬——耕整地——播种。

⑵机械化小麦秸秆还田工艺路线

联合收获——麦秸覆盖还田或切碎覆盖还田——免耕播种夏玉米——喷施除草剂。

（二）机械化还田机具选配和作业要求

1、玉米机械化还田使用的主要机具和作业要求

动力机械：4Y型自走式与36.8千瓦（50马力）以上配套的背负式玉米联合收割机；国产36.8千瓦以上轮式动力机械。

还田机械：4F系列、1L系列、4Q系列、4JH系列、4JCBQ型鞭式与大中拖拉机配套秸秆粉碎还田，与小型拖拉机配套的秸秆切碎灭茬机和秸秆粉碎机（喂入式）。

耕1整地机械：1L-330、1L430、1L335、秸秆还田犁；IBY-18片圆盘耙、深松旋耕机、全方位深松机、机引镇压器。

播种机械：各种型号带圆盘开沟器的小麦播种机。

⑴摘穗：玉米成熟趁秸秆青绿及时摘穗，并连苞叶一起摘下。

⑵切碎：摘穗后秸秆青绿及时用动力机械配带秸秆切碎机切碎秸秆。切碎后秸秆长度不大于10厘米；茬高不大于5厘米，防止漏切。

⑶补氮：秸秆粉碎后进行补氮，是机械化秸秆还田非常重要的环节，要求亩增纯氮2公斤左右。将氮肥撒于秸秆粉碎后的田间。除应正常施底肥外，亩增施碳铵12公斤或尿素4——5公斤即可。

⑷灭茬：用耙或旋耕机作业，在切碎根茬的同时将秸秆、化肥与表层土壤充分混合。

⑸深耕翻埋和压实：用36.7千瓦（50马力）以上拖拉机牵引1L-330、1L430、1L335型机引犁，或改后的1L悬挂中型铧犁深耕，深耕不小于20厘米。耕后镇实。通过耕翻、压盖消除因秸秆造成的土壤架空，为播种创造条件。

⑹播种：用2B-12型、2BTXB-7型等圆盘开沟器小麦播种机播种，播种深度3—5厘米，覆土镇压严紧，种粒破碎率不大于0.5%，田间无漏播、地头无重播、断条率不大于5%。

⑺注意病虫害防止：秸秆还田后，形成大量未腐烂的有机物，为病虫害提供了条件，因此，可在小麦播种时采用药剂拌种。

⑻浇水：玉米秸秆在土壤中腐解时需要水量较大，如不及时补水，不仅秸秆腐解缓慢，还回与麦苗争水。因此，要浇好封冻水，沉实土壤，以缓解冻害。这对秸秆还田的冬小麦尤为重要。来年春季要及时早浇小麦返青水，促使秸秆腐解，保证麦苗正常生长发育。

2、小麦机械化秸秆切碎还田使用的主要机具设备和作业项目要求

小麦联合收获机配置XFP系列和4LFJQ型秸秆粉碎机、各种型号机引秸秆粉碎机、夏玉米免耕播种机、喷雾机（器）。

⑴联合收割：用联合收割机收麦，麦茬高度不大于25厘米。

⑵切碎：使用联合收割机自带的秸秆切碎装置或联合收割机配套的4LFJQ型、XFP、4LZP系列茎秆粉碎机、拖拉机佩带秸秆粉碎机粉碎秸秆，麦秸切碎长度不大于15，铺撒均匀。

⑶免耕播种：由小四轮拖拉机牵引的3BM-3、2BTY-3型或由36.8千瓦（50马力）以上轮式拖拉机牵引的2BQM-6A型免耕播种机，机播玉米。播深2.5—4.5厘米，种肥施于种粒一侧3—5厘米，深于种子3—5厘米，覆土镇实。种粒破碎率不大于0.5%，空穴率小于0.5%，田间无漏播，地头无重播。

⑷喷施除草剂：使用手动或小拖拉机配置的机动喷雾器喷除草剂。按药物说明书进行配比。不能过浓，不能重喷，防止药害。

三、机械化秸秆还田新的作业模式

（一）       整秆还田

1、      机械化作业工艺

玉米秸秆整株还田就是在玉米摘穗后秸秆直立状态下，小四轮拖拉机配带1L—130型单铧犁（旧式铧犁也可改造），大拖配带1LF4(3)30犁耕地时，拖拉机轮子将秸秆压在犁过的墒沟内，耕翻埋入土中，达到秸秆还田的目的。

整株还田的机械化工艺是：玉米摘穗→深耕开沟→秸秆顺沟压倒→深耕翻埋→施肥整地→小麦机播（要按铺倒秸秆方向作业）。

2、      技术要点

秸秆整株还田机械化作业工艺的每个环节，都具有具体的技术要求，作业过程中，注意农艺要求，作业质量等因素，达到较理想的效果。

（1）选择恰当整株还田时间

在玉米基本成熟，不影响产量的情况下，应尽量在玉米株叶青绿时进行，以便保持秸秆水分和养分。

（2）注意土壤墒情

土地墒情要好，可在玉米收获前浇水一次，有利于小麦播种和秸秆腐烂。

（3）玉米秸秆铺放要均匀，作业时前进速度要快。

为了保证整株秸秆倒后的翻垡效果，即秸秆应铺倒在犁沟底，拖拉机作业速度较常规作业速度要快。单铧犁可配带分禾器，理顺秸秆，深埋覆盖效果更好。

（4）深耕和整地

耕深要求在20㎝以上，使秸秆翻埋良好。土地耕翻后要、压实，消除因秸秆造成的土壤架空，达到无明暗坷垃，土碎地平，为播种创造良好条件。

（5）合理施肥

玉米秸秆在土壤中腐解时，要吸收土壤中原有的氮、磷和水分。据经验，玉米秸秆腐解过程中需要的碳、氮、磷的比例为100：4：1左右，因秸秆中这三种元素的比例为100：2：0.3左右。因此，当底肥不足时，就会出现与农作物争肥现象，影响作物生长发育。为此，可在耕翻埋青时或小麦播种前施加一定量氮磷肥。一般每亩还田秸秆1500㎏，需要12㎏碳铵和磷肥，以便加速秸秆腐解。

（6）小麦播种

小麦播种要尽量使用园盘式开沟器播种机，避免锄铲式开沟器钩挂根茬或秸秆造成雍土，影响播种质量。

（二）使用常规机的秸秆还田作业法

这种机械秸秆还田耕作方法是：还田一遍→耕翻→旋耕整地→播种，主要特点是成本低。

介绍如下：

1、还田农艺规范

（1）秸秆粉碎：玉米收获后立即粉碎，以秸秆青绿时还田最好，作业时由大型拖拉机带还田机，前进速度5—7㎞/h(挂1档)。

（2）耕整地：大型拖拉机带轻型5铧犁耕遍，旋耕机旋一遍。主机前进速度不宜过快（1档为好），相对加快了旋转刀片的转速，以利将秸秆与土壤搅拌均匀，解决了碎秸秆浮于地表而影响播种的问题。

（3）播种：改靴式播种机为园盘式播种机播种，园盘式播种机解决了碎秸秆堵塞而造成小麦缺苗段垅的问题。

（4）追施化肥、浇越冬水，同时亩追施碳铵10—15㎏，以保证苗全苗壮。

2、机具选型

选用36.8千瓦(50马力)以上拖拉机和轻型5铧犁、旋耕机,秸秆还田机可选用4Q—1.5A型秸秆粉碎机。

3、新式秸秆还田耕作方法的特点

（1）还田质量好。

（2）机具更换次数少，且利用了常规机型，方便省时，可争取更多还田作业时间。

（3）收费低。还田一亩，耕作费用40元左右，群众接受。

（4）小麦苗齐苗壮，一般基本每亩为16—18万株，年后分蘖可达70—80万株。

（三）“一还一旋加圆盘”一大厂县作业模式

大厂县农机局经过实践总结了“5111配套田，两还两旋加圆盘，一撒一压浇冻水，环环落实保高产”（即：每500亩地配一台秸秆还田机、一台旋耕机、一台切片式小麦播种机；秸秆还田两遍→旋耕两遍→圆盘式小麦播种机播种；秸秆还田后旋耕前每亩地撒10斤尿素，播种后镇压一遍，上冻前必须浇足冻水）技术路线。

在引进了新型4JCBQ—150鞭式秸秆还田机后，作业技术路线简化为“一还一旋加圆盘”。即还田一遍→旋耕一遍→圆盘式小麦播种机播种。由于4JCBQ—150鞭式秸秆还田机具是技术路线中的核心机具，具有粉碎秸秆和破茬的双重作用，做出了种床，作业中可减少一遍还田作业工序和一遍旋耕作业工序，使每亩作业费用降低10—15元，可控制在40元以下，作业环节少，作业效率大为提高。

（四）“三个1”作业模式

保定市农机局农机处重点推广了如下作业模式：还田一遍→1L—355型秸秆还田犁翻耕→耙压一遍→播种。其技术路线的核心机具是1L—355型秸秆还田犁，由于犁柱加高，犁体加大，翻垡效果好，秸秆和根茬均被翻于犁沟底。1L—355型犁适配动力为55以上拖拉机。如为50马力拖拉机，可选配1L—330型秸秆还田犁。

由于作业环节少，亩作业费用也大大降低，是一套经济性较好的作业技术路线。

四、还田机的使用与维修

还田机的正确使用和保养是延长其使用寿命，避免机具和人身事故，保证切碎质量，提高劳动生产率的必要措施。

（一）机具作业前的准备

1、万向节的安装必需注意三点：①应保证还田机在工作与提升时，方轴、套管及夹叉既不顶死，又有足够的配合长度。②万向节装配位置若方向装错，则会产生响声，使还田震动加大并易引起机件损坏。③与铁牛—55型拖拉机配套时油缸旁边的支撑杆应改为扁铁，以不影响万向节转动为易。

2、还田机与拖拉机联接后，应首先调整还田机的横向、纵向水平和作业留茬高度。即调节拖拉机悬挂左右斜拉杆，使还田机左右成水平。调节拖拉机上悬挂拉杆长度，使还田机纵向接近水平。

3、地轮的调整是移动地轮轴在机架侧板上的相对位置。应根据土壤干湿、坚实度、作物种植形式、地表平整状况酌情调整。

4、作业前首先检查各部零件是否完好，紧固件有无松动，并按使用说明书要求加注齿轮油和润滑油。

5、检查完毕后，应进行空载试运转5—10min,确认各部件运转状况良好后，方可进行作业。

（二）机具作业

1、作业时，应先将还田机提升至刀片离地面约20—25㎝高度时（悬挂提升位置不能过高，以免万向节偏角过大造成损坏）接合动力输出轴，转动1—2min,挂上作业档，缓慢松放离合器踏板（若用铁牛—55型拖拉机时需使用二级离合器），同时操作液压升降调节手柄，使还田机逐步降至所需要的留茬高度，随之加大油门，投入正常作业。

2、作业时，禁止刀片打土，防止无限增加扭矩，引起故障。若发现刀片打土时，应调整地轮离地高度或拖拉机上悬挂拉杆长度。

3、转弯前应将还田机提升（注意不可提升过高），转弯后方可降落工作。还田机提升、降落时应注意平稳，工作中禁止倒退，路上运输时必须切断拖拉机后输出动力。

4、注意人身安全。机具运转时，机后严禁站人或靠近旋转部位。

5、合理选择作业速度，对不同长势的作物，采用不同的前进速度。

6、作业时应注意清除缠草，避开土埂、树桩等障碍物。地头留3—5m的机组回转地带。

7、作业时听到有异常声响应立即停车检查，排除故障后方可继续作业。检查万向节、刀片及齿轮箱等部件时，必须先切断动力。

8、作业中，应随时检查皮带的张紧程度，以免降低刀轴转速而影响粉碎质量或加剧皮带磨损。

（三）机具的保养

1、齿轮箱中应加齿轮油，添加量不允许超过油尺刻线的上限。注意工作前检查油面高度，经常保持润滑油的清洁，及时放出沉淀到齿轮箱底部的脏物。要求每年作业结束保养机具时，清洗齿轮箱更换润滑油，各需注黄油处每班次（作业10h）应加注黄油一次。

2、作业中，酌情及时清除机壳内壁上的粘集土层，以防加大负荷和加剧刀片磨损。

3、检查刀片磨损情况。必须更换刀片时，要注意保持刀轴的动平衡。一般方法是个别更换时，要尽量对称更换，成组更换时（锤爪应成组更换），要将刀片按质量分级，刀片质量差不大于10g，同一质量级的刀片方可装在同一刀轴上。

4、作业结束后，清理、检修整机，各轴承内要注满黄油，各部件作好防锈处理。机具不要悬挂放置，应将其放在事先垫好的物体上，停放干燥处，并放松皮带，不得以地轮为支撑点。