保护性耕作是一项节水节本、蓄水增肥、低碳节能、增产增效、可持续发展的环保型农业生产技术,其主要技术特征是:地表秸秆残茬覆盖+少免耕播种。秸秆还田是保护性耕作技术的关键技术措施之一,正确地搞好秸秆还田,对加快保护性耕作发展,提高保护性耕作项目建设质量,增加农民收益都具有十分重要的作用。
一、秸秆还田技术模式及技术要求
现行的秸秆还田模式有秸秆直接粉碎还田、秸秆残茬直接还田、整体秸秆覆盖还田、秸秆沤粪还田和秸秆过腹还田。保护性耕作技术主要适用于机械化秸秆直接粉碎还田和秸秆残茬直接还田。
1、机械化秸秆直接粉碎还田
秸秆直接粉碎的目的主要是提高播种机播种通过性和播种质量。主要应用于玉米秸秆和小麦等农作物秸秆粉碎还田。
玉米秸秆粉碎还田。玉米人工摘穗收获后,要求遗留在地表的秸秆直立或均匀铺放地表,用秸秆还田机对秸秆直接进行粉碎,或用配带秸秆粉碎装置的玉米联合收获机收获玉米,并对玉米秸秆直接进行粉碎。玉米秸秆粉碎质量要求:粉碎后的秸秆成丝状,平均长度小于10公分,玉米根茬高度小于8公分,碎秸秆地表覆盖均匀一致。玉米秸秆机械粉碎后,播种小麦采用两种模式,一是先进行旋耕整地,后进行旋播或条带免耕播种,播种质量较高,但生产工序多,生产成本较高;二是直接进行旋播或条带免耕播种,播种质量符合播种质量标准,播种后地表秸秆覆盖率较高,节水效果明显,生产成本较低,是保护性耕作技术推广的主推模式。
小麦秸秆粉碎还田。小麦高茬秸秆粉碎还田一般用于水地两熟地区。在小麦亩产大于400公斤的高产地区,小麦联合收获机留高茬(留茬高度大于25公分)收获小麦后,为解决玉米播种机播种通过性问题,先要进行小麦秸秆直接粉碎作业,再进行旋耕播种或免耕播种玉米。这种模式播种机播种通过性好,播种质量较高,但生产成本较高。在小麦亩产小于350公斤的地区,小麦联合收获机留高茬(留茬高度小于25公分)收获小麦后,一般不进行小麦秸秆直接粉碎作业,而是直接进行旋耕播种或免耕播种玉米,播种质量符合玉米播种质量标准要求,播种后地表大量秸秆覆盖,节水保墒效果较好,生产成本较低,这种模式在岐山县应用面积达到80%以上。小麦高茬秸秆不粉碎直接进行免耕播种玉米是保护性耕作重点推广的技术模式。
2、秸秆残茬直接还田
在旱地小麦生产区,小麦产量较低(亩产小于300公斤),小麦收获后,到小麦播种要经历三个月时间的休闲期,遗留在地表的小麦秸秆在较长时间的阳光、高温和雨水的联合作用,秸秆韧性和强度大大降低,对播种机播种通过性影响较小,所以一般不进行秸秆直接粉碎作业。小麦秸秆还田采用两种技术模式,一是小麦休闲期采用化学除草,播种时直接在小麦高茬覆盖地表进行免耕播种或旋耕播种小麦,播种后地表秸秆覆盖率高,蓄水保墒效果好,增产效果明显,生产成本较低,是保护性耕作技术推广的高标准模式;二是在小麦高茬覆盖地表直接进行旋耕整地,在小麦播种前15天左右内再进行一次旋耕整地,用常规播种机播种小麦,或播种前不再进行旋耕整地直接进行旋耕播种小麦。播种后地表秸秆覆盖率要求大于30%,旋耕深度要求小于8公分。
二、秸秆还田的应用效果
秸秆还田的主要目的是改善土壤结构,增加土壤有机肥,利用生物循环技术保护农业生态环境,实现农业可持续发展。在保护性耕作技术中秸秆还田主要以地表覆盖为主,其主要作用:
1、地表秸秆有效地遮档阳光直射地表,减弱地表空气流动,降低地温,减少土壤水分蒸发和地表土壤风蚀,提高土壤水分利用率,节约农业生产用水,增强作物抗旱能力;据试验对比,秸秆地表覆盖较地表裸露减少水分损失10—25%。
2、地表秸秆防止了大雨对地表直接冲击,造成土壤渗水毛细管封闭,渗水能力下降,水土流失,恶化环境;秸秆和根系形成了土壤渗水导管,提高了雨水渗透能力,减少地表雨水径流,最大限度地蓄住天上水;据试验对比,秸秆覆盖较传统土地耕翻地表大雨径流减少60%以上,雨水利用率提高10—15%。
3、秸秆内寄生有大量虫卵和病菌,覆盖地表通过长时间阳光紫外线辐射和伏天高温、冬天严寒灭杀,有效地抑制了病虫害的发生。
4、秸秆分解腐烂,增加了土壤有机肥力,改善了土壤结构,减少了化肥用量,提高了粮食产量和品质;据试验对比,连年秸秆覆盖还田,土壤有机质含量年递增0.02—0.03%,粮食增产8—10%,干旱年份增产幅度高达28%以上。
5、地表秸秆抑制了杂草生长和冬天提高地温,促进小麦分蘖和安全越冬。
6、秸秆地表覆盖还田防止了秸秆焚烧废弃,浪费资源,污染环境。
三、秸秆还田机选型与配套
目前,秸秆还田机型号繁多,性能各具特点,型号标注一般为:4+机具特征—作业幅宽,如:4JQ—200型秸秆还田机,4代表第4类农业机械,属于收获机械类;J代表秸秆;Q代表粉碎(切碎);200代表作业幅宽200公分。秸秆还田机按粉碎刀片形式大致划分为三大类:锤爪式、Y 型刀片式和直型刀片式。选择秸秆还田机时,首先根据拖拉机动力大小选择秸秆还田机作业幅宽,以保障秸秆还田机能够正常使用,获得最佳的使用经济性;其次根据农作物秸秆性质选择秸秆还田机粉碎刀片型式,以保障秸秆还田机作业的适应性,获得较好的粉碎质量和较高的生产效率;最后根据秸秆还田机生产厂家选择售后服务好、产品质量可靠的名优产品,以保障秸秆还田机作业的可靠性。
1、秸秆还田机动力配套
秸秆还田机作业动力消耗较大,粉碎转速对粉碎质量影响较大,因而拖拉机动力相对秸秆还田机所需动力一定要有较多的动力储备。一般秸秆还田机作业幅宽160-165公分,配套拖拉机动力70-75马力;秸秆还田机作业幅宽170-180公分, 配套拖拉机动力为80-90马力;秸秆还田机作业幅宽200公分,配套拖拉机动力大于95马力。
2、秸秆机粉碎刀片型式的选择
锤爪式:锤爪式刀片秸秆还田机粉碎效果较好,适应性较强,作业动力消耗较大,对质量较轻的秸秆粉碎能获得较好的粉碎质量和较好的动力性和经济性,一般适用于小麦秸秆和旱地玉米秸秆(干秸秆)的粉碎作业。刀片更换和维修成本较高。
Y型刀片:Y型刀片秸秆还田机粉碎效果较好,适应性较强,作业动力消耗较小,对质量较重的秸秆粉碎作业能够获得较好的粉碎质量和较好的动力性和经济性,一般适用于水地玉米秸秆粉碎(青秸秆)作业。刀片更换和维修成本较低。
直型刀片:直型刀片秸秆还田机粉碎效果较好,作业动力消耗较小,对质量较轻的秸秆粉碎作业具有较好的动力性和经济性,一般适用于小麦秸秆的粉碎作业。
四、存在的问题与对策
1、秸秆还田机质量问题
秸秆还田机最大的质量问题是轴承容易损坏,机具振动较大,粉碎刀片容易磨损,维修成本较大。秸秆还田机振动较大是因为粉碎刀轴转动不平衡所致;轴承若作业面积在1000亩内就损坏,属于轴承质量问题或是粉碎刀轴转动不同心所致;若粉碎刀片作业面积小于400亩就损坏,属于刀质量问题;这些问题都应和生产厂家联系,由生产厂家负责更换或维修解决。对于Y型粉碎刀片正常磨损后,一是可以将刀片翻转安装后继续使用,二是在刀片磨损最大位置堆焊耐磨材料,提高刀片使用率和降低维修成本。
2、秸秆还田机使用调整问题
秸秆还田机使用调整不正确造成作业质量下降,加快秸秆还田机部件损坏。秸秆还田机刀片离地表的距离为5公分左右,若过低容易造成粉碎刀吃土现象,增大动力消耗,加快粉碎刀片磨损,过高容易造成秸秆粉碎质量降低,留茬高度过高。通过调整秸秆还田机镇压轮位置达到技术要求。
秸秆还田机与拖拉机联接安装后要保证还田机左右前后水平,否则容易造成粉碎刀片离地表距离过高或过低。通过调整拖拉机左右吊杆和中央拉杆长度达到技术要求。 秸秆还田机作业中,秸秆粉碎刀片距离地表高度由镇压轮来限制,拖拉机液压手柄就放在浮动位置,否则容易造成秸秆粉碎刀片距离地表高低不确定,影响粉碎质量。作业时,拖拉机油门就放到大油门,以保证秸秆还田机应有的转速,否则影响秸秆粉碎质量。秸秆还田机要按照使用说明书要求,定时保养维护。
编辑 刘早生 责任编辑 杨嘉