机械化秸秆还田

2010年5月第一节概述第二节秸秆还田的方式与技术思路第三节土壤有机质与秸秆还田的作用第四节麦秸秆还田技术第五节麦秸秆还田后的水田管理第一节概述我国秸秆综合利用情况根据2007年我省公布的统计资料，我省水稻总面积约3342万亩，三麦总面积约3306万亩，稻麦总产量2810万吨，年产秸秆3700万吨(含油菜、玉米秸秆等)。秸秆中含有大量的有机质、氮磷钾和微量元素，其中豆科作物秸秆含氮较多，禾本科作物秸秆含钾较丰富，作物秸秆提供的养分约占我国有机肥总养分的13％～19％，是农业生产重要的有机肥源。我省秸秆资源分布单位（万吨）二、江苏省秸秆还田与利用的现状三、秸秆焚烧的危害及原因近年来，秸秆并未得到有效的利用，焚烧现象时有发生。秸秆焚烧造成了资源浪费，使生态失衡，污染了环境，会引发火灾，机场、高速公路被迫关闭，造成交通事故，引发人类多种疾病。农作物焚烧的散发物VOCNOXSOXCO散发物公斤/吨秸秆1.03.10.734.7注：VOC——挥发性有机化合物农业持续稳产、高产，农作物秸秆总量增加，但综合利用，特别是工业化的利用滞后，秸秆出现过剩；随着农民收入的增加，生活水平和生活质量的提高，农民增加使用化肥和燃煤（气），减少使用秸秆作肥料和燃料；受农业机械性能和作业效率的影响，秸秆留茬过高，灭茬耕整地机械和免（少）耕播种机械在部分地区尚未得到大面积推广。四、国外农作物秸秆综合利用的发展趋势世界各国特别是发达国家秸秆的综合利用，主要包括四个领域（4F）:1.饲料（Fodder）2.燃料（Fuel）3.肥料（Fertilizer）4.工业原料(FeedStock)在工业用途方面，除传统的纸浆生产外，又在其它领域，如乙醇的制取、建筑材料等得到应用。第二节秸秆还田的方式与技术思路根据建设绿色环保、资源节约型现代农业和江苏省农业机械化发展“十一五”规划，稻麦秸秆机械化还田是当前秸秆综合利用的主要方式之一。为此，结合省情和农机制造业现状及发展趋势，制定合理的秸秆机械化还田技术方案，大力推广先进、适用的秸秆还田机械，是发挥农机化在建设社会主义新农村的作用的一项重要内容。(一)秸秆直接还田1.机械粉碎翻压还田农作物收获后，在田间将秸秆切碎或高留茬直接翻入土壤，归还农田。2.覆盖还田主要应用于麦—玉米或麦—稻轮作区。即在播种出苗后，在行间覆盖秸秆。(二)过腹还田将秸秆作为粗饲料，喂养反刍动物，然后以粪便的形式还田。(三)间接还田通过堆沤发酵有机肥。1.联合收割机的选配在麦收季节，收获小麦的机器主要使用全喂入联合收割机。割茬一般在30厘米以下，脱粒清选后的秸秆成紊乱状条堆在田块中，不利于后续的农机作业。因此，使用带秸秆切碎抛撒装置的全喂入联合收割机，去除人工在田间铺匀麦秸秆的环节，以方便后续的秸秆还田和播种作业。2.水田秸秆还田插秧前麦茬田的耕整地有铧式犁耕翻、干旋耕、免耕、水旋耕等多种作业方式。经多年的试验比较，以水旋耕为较好的耕整地工艺。秸秆还田作业现场秸秆还田效果3.旱地秸秆还田采用秸秆粉碎机，把联合收割机作业后的留茬和抛撒的秸秆粉碎，然后再用旋耕机作业，或采用双轴秸秆粉碎旋耕机复式作业，一次完成秸秆粉碎和旋耕作业。1.大力发展高性能半喂入联合收割机；2.用55～75马力轮式拖拉机逐步更新换代50马力轮拖,配套反旋灭茬机；3.采用双轴灭茬旋耕机；4.推广稻茬田少(免)播麦的保护性耕作；5.部分地区推广板茬机播技术。旋耕灭茬平田机反旋灭茬机作业效果1.玉米秸秆粉碎还田机的应用在玉米成熟期，采用人工摘穗，然后利用玉米秸秆粉碎还田机直接将秸秆粉碎还田。2.复式作业机具的应用锤爪双轴传动的复式作业机具，能一次完成玉米秸秆粉碎、旋耕、播种小麦三项作业可提高作业效率，减少拖拉机的进地次数。甩刀3.玉米联合收获机的应用一次完成摘穗、果穗升运、集箱和秸秆还田作业。（1）悬挂式玉米联合收获机特点：2～3行作业，与轮拖配套，价格适中。（2）自走式玉米联合收获机特点：3行以上作业，结构紧凑，性能好，效率高，应用了液压、机电一体化技术，价格较贵。（3）互换割台联合收获机特点：可降低成本，一机多用。自走式玉米联合收割机悬挂式玉米联合收割机第三节土壤有机质与秸秆还田的作用土壤有机质，亦称为腐殖质。包括土壤中各种动、植物残体，微生物体及其分解和合成的有机物质。主要是土壤微生物活动的产物。二、作物对营养元素的吸收碳、氢、氧三种元素是作物通过光合作用从空气和水中获取。其他营养元素主要是作物从土壤中吸收。秸秆中的营养元素来自于土壤，保存于植物体中。秸秆还田可将营养元素供下季作物再吸收，从而实现营养元素在土壤、作物间的良性循环。秸秆种类主要营养元素含量（风干重计％）碳氮比（C/N）N%P%K%小麦秸秆0.6170.0711.01787水稻秸秆0.8260.1191.70861.8玉米秸秆0.8690.1331.11251油菜秸秆0.8160.1401.8571.土壤有机质、容重和总孔隙度的变化能够增加土壤有机质含量，降低土壤容重，增加土壤孔隙度。2.对土壤团聚体和结合态腐殖质的影响使土壤中1～0.25毫米的微团聚体提高，小于0.01毫米的微团聚体减少，对土壤的物理性质和营养条件具有良好的作用。3.对土壤还原性物质的影响秸秆还田的土壤中还原性物质总量高于对照，因此在水田中，水浆管理要浅灌、勤灌、耘田、适时烤田，及时排除秸秆腐解过程中产生的有害气体。秸秆还田效果分析表项目对照田块秸秆还田田块全氮（％）0.2080.229速效磷（mg/kg）7.411.7速效钾（mg/kg）90.1110.2有机质（％）1.6261.764毛管孔隙度（％）46.247.4容重（g/cm3）1.281.171～0.25毫米团聚体（％）18.632.281～0.01毫米团聚体（％）20.0210.02水稻亩产量（kg）509.0526.2大麦亩产量（kg）200.0224.01.保墒和调控田间温湿度秸秆覆盖地面，可减少水分蒸发，缓冲雨水对土壤的侵蚀，减少地面径流，增加了蓄水层。隔离了阳光对土壤的直射，会使地温有所降低。2.抑制杂草与除草剂配合使用，可提高抑草作用。有研究表明，麦秸秆还田，可提高稻米的品质。即提高加工、外观、营养、蒸煮、食味的品质。秸秆还田是一项有效的增产措施。“八五”期间中国农科院，西南农业大学，湖北农科院等单位进行的秸秆还田试验结果表明，实行秸秆还田后一般都能增产10％以上，统计全国60多份材料，增产范围在-4.8～83.4KG/亩，平均增产15.7％。秸秆还田对作物的影响注意：在病虫害爆发区的感病携虫秸秆不易直接还田。焚烧秸秆是最普通的灭菌和灭虫方法，由于草木灰是一种碱性肥料，不易施于盐碱地。处理2001年kg/亩单晚大麦单晚大麦未还田509.0200.0544.8212.8半量还田539.0217.0565.0232.9全量还田526.2224.0571.0247.5第四节麦秸秆机械化还田技术（一）全量还田使用带有秸秆切碎装置的联合收割机收获小麦，并将碎秸秆均匀铺撒于田中，然后进行耕整地作业。（二）高留茬适量还田联合收割机收获小麦时，留茬高度为30厘米以下，直立保留于田中，取走已切割下的秸秆，或部分匀铺于田中，再进行耕整地作业。小麦机械化收获配秸秆切碎装置或半喂入联合收割机收割小麦无秸秆切碎装置的联合收割机收割小麦水稻机插秧秸秆还田机械一次两遍完成秸秆还田平整地作业撒施基肥人工将草撒匀留高茬、秸秆切碎撒于田面田间条状铺草放水泡田薄水层(一)主要结构主要结构图1.万向节总成2.悬挂架总成3.机罩4.传动箱总成5.刀轴总成6.挡土板7.后拉杆总成8.平地板(二)工作原理拖拉机与旋耕机挂接后，拖拉机的动力经传动输出轴，万向节总成传至传动箱总成的小锥齿轴，经过一对锥齿轮减速并改变方向，由一对圆柱齿轮减速，再通过输出花键轴将动力传递刀轴总成，使刀轴总成旋转。刀轴的旋转带动旋耕刀入、切土、向后上方抛土，在切土的同时，将秸秆埋入土中，并将土块抛向挡土板，使土块进一步击碎细化，与秸秆、泥水搅拌后，由平土板刮平。I.秸秆粉碎还田机用途：旱田中玉米、高粱、棉花等秸秆的粉碎，兼用于麦稻秸秆的粉碎。特点：工作部件为锤爪或甩刀。刀轴转速高,切碎效果好。2.双轴型灭茬旋耕机用途：一次完成对玉米、高粱、棉花的秸秆还田。特点：前轴破茬、后轴旋耕，耕层较深，埋茬效果较好，功耗较大。3.水(旱)埋茬耕整机用途：水田灭茬耕整地。特点：加装了横向压草板，提高了埋草和起浆率；两节弹性平土板，提高了平土效果。可配置具有独立转角、拓展和提升功能的液压装置。4.手拖配套秸秆还田机用途：水田灭茬耕整地。兼用旱地。特点：与手扶拖拉机配套。具有正、反转、多转速功能，适用于中、小田块作业。（一）选择与中小型拖拉机配套的高效低耗秸秆还田机械。（二）新型秸秆还田机械的特点是正旋埋草、带水旋耕，选择机械效率高和埋草效果好的机型。（三）旱旋耕改为带水旋耕，减轻了机械负荷和动力消耗，特别是提高了旋耕埋草田面平整度，降低了机械作业成本，选择油耗低的机型。(四）建议在省购机补贴目录中选择。作业质量以能满足机插秧、机直播为标准。项目耕深cm耕深稳定性%耕后地表平整度cm地表植被覆盖率%起浆浓度%功率消耗指标值8-12≥90≤3≥80≥75≤85%额定功率（一）撒施基肥★在水田条件下，土壤氮固定的临界含量为0.54%。★补充氮量=还田秸秆量×（0.54%－秸秆含氮量）。★麦秸秆含氮量在0.5%左右，因此，在水稻生长过程中不会出现严重的缺氮症状。★但为了加速还田秸秆的腐解，提高当年的还田效果，在还田作业时要配合施肥。六、麦秸秆机械还田作业方法在总施肥量与不还田土壤肥料用量保持基本一致的基础上，以每100公斤秸秆增施纯氮0.5kg为宜，并根据基:蘖:穗肥比为4:2:4施用基肥。以选择铵态氮或尿素为好，并提倡有机肥、无机肥结合，均匀撒施在秸秆残体上。(二)放水泡田施好基肥后立即放水泡田，浸泡时间以泡软秸秆、泡透土壤耕作层为准。秸秆一般在放水浸泡12小时后基本软化，软化后的秸秆易于和泥浆搅拌均匀，浸足水分软化后的秸秆一般不会直立于田间或漂浮于水面。上水泡田（三）机具作业要点1.万向节的安装；2.秸秆还田机的横向、纵向水平调整；3.作业前各部件的检查；4.作业时的注意事项；5.作业时的水层控制；6.作业方式。1.万向节的安装应保证机具工作和提升时，方轴、套管及夹叉既不顶死，又有足够的配合长度。右图为三种型号拖拉机万向节方轴与方套的选配表。拖拉机型号方轴长度（MM）方套长度（MM）上海-50300200铁牛-55/60300200东方红-75/805504002.秸秆还田机的横向、纵向水平调整调节拖拉机悬挂机构的左右斜拉杆成水平，调节拖拉机上悬挂杆长度，使其纵向接近水平。旋切刀的作业深度应根据土壤坚实度、作物农艺要求、地表平整状况进行调整。3.作业前各部件的检查紧固件无松动，转动件灵活。各部件加注齿轮油、润滑油、黄油。检查完毕后，空运转5～10分钟，确认各部件运转良好，方可进行作业。4.作业时的注意事项将机具提升至旋切刀离地面20～30cm，转动1～2分钟，挂上作业档，缓慢放松离合器，随之加大油门投入正常作业。转弯时应将机具提升，转弯后方可降落。工作时禁止倒退。如需倒退，应切断拖拉机输出动力。随时检查皮带的松紧度，并及时调整。及时清除机具内部的土层和残草。严禁非操作人员靠近机组或跟在机后。要严格控制水层，以还田作业时水层田面高处见墩、低处有水，作业不起浪为准，水深1－3cm；水层过深，浮草增多，作业时水浪冲击过强，影响秸秆掩埋效果和耕整平整度差；水层过浅，土壤耕作层泡不透，秸秆泡不软，作业后田面不平整、不起浆。作业时采取横竖两遍作业，一次完成埋草和平整地。第一遍顺田间长度作业，避免漏耕，可适当重耕，以提高埋草效果；第二遍可采用“绕行法”找平，并适当提高作业速度，一次两遍完成埋草和平整地。注意：要根据拖拉机动力、还田机具配备和土壤情况确定工作档位。一般第一遍2