农机农艺融合技术在秸秆还田中的应用

陈观敏

摘要：秸秆是农业生产的重要附属产物，近年来，农业生产过程加强了对秸秆利用的工作力度，秸秆实现了多样化利用。由于科学技术的进步，更多可持续发展的农机农艺融合技术应运而生，为解决废弃秸秆造成的环境污染提供了强有力的技术支撑。农机与农艺技术既相互独立，又在实际应用中密不可分，只有在农业生产中将两者融合起来才能充分提高农业生产效率。农机技术主要是指在农业生产中为满足农艺操作而设计的农业机械装备等，农艺技术主要是指作物种植制度和相关技术。农机与农艺相结合要求在农业生产中实现农业机械与农艺要求相适应，构成高效协调的农业生产系统，保证农业生产以最低投入得到最高产出。

关键词：农机农艺；融合技术；秸秆还田

引言

秸秆还田技术体现出农业保护性工作的核心过程。传统的秸秆焚烧容易带来环境污染和安全隐患，使土壤表层焦化，降低土壤质量和空气质量。而通过秸秆还田覆盖技术，能够有效提高土壤中的有机质含量，加强微生物的活动，既提高了土壤肥力，又节省了化肥的使用量，降低了农业种植成本，因此现阶段秸秆还田覆盖技术已成为保护性耕作的重要技术体现。

1秸秆还田的作用

1.1秸秆培肥的价值

秸秆包含大量热量及作物生长必不可少的氮、磷、钾和微量矿物质元素，而纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质等均为秸秆的物质成分，相当于80%的秸秆干重，其也成为农业生产不可缺少的有机肥料。豆科作物秸秆含氮量高，而乔本科作物秸秆含钾量高。以100kg鲜秸秆为例，氮含量为0.48kg~0.50kg、磷含量为0.12kg~0.38kg、钾含量为1.0kg~1.67kg，换作氮肥、磷肥和钾肥的含量为2.4kg、3.8kg、3.4kg，秸秆还田选100kg作物，即将10kg标准肥施入土壤中，相应提升了土壤有机质含量0.03%。选择秸秆生物肥料增强了肥效，土壤由秸秆还田获取充足养分，避免大规模使用化肥。在物质、能量和养分之间秸秆发挥了载体作用，对其还田便是非常便利、环保、经济的培肥技术。这项技术可减少焚烧秸秆带来的大气污染，还可以培肥土壤，促使作物在比较理想的土壤内生长发育。

1.2秸秆还田对土壤养分的影响

秸秆腐解的同时释放大量养分。秸秆包含的氮素实际指贮存性氮素与结构性氮素，前者在秸秆内生存的媒介是硝态氮、铵态氮与大量小分子氨基酸。后者则是极难腐解的有机氮，这部分氮主要通过叶绿素、蛋白质、酶与核酸等形成。贮存性氮的占比极少，更易出现在土壤内；而秸秆氮素是结构性氮素不可或缺的成分，其主要由矿化的微生物产生。秸秆内磷接近60%是无机磷。剩下的则是非常不容易分解的有机磷，当土壤中出现秸秆内的磷素时，则以无机与有机两种形态存在，使土壤总磷量增加。秸秆中的钾素具体使K+，溶于水后到达土壤。另外，秸秆腐解整体速率并不统一，表现出前快后慢的特点，稻草腐解达90d对应的有机态氮矿化率为23.5%，玉米和水稻可吸收13%~14%。旱作秸秆还田达到40d后，土壤将接收以微生物呼吸方式输入的80%的碳。水田内秸秆腐解达15d后的腐解率达到一个峰值，经过90d腐解率为50%，小麦与水稻经秸秆还田124d后，提高腐解率至50%，同时氮素和磷素的释放率也提高至50%。因此，秸秆还田使土壤养分和肥力均得到明显的升高。

2农机农艺融合技术在秸秆还田中的应用

2.1生态型犁耕深翻的秸秆还田技术

犁耕深翻能够使土壤耕层加深，土壤疏松，土壤的孔隙度增多，土壤蓄水能力增强，犁底层被打破，土壤板结被解决；犁耕深翻还可以熟化土壤，改善土层性质，使农作物的耕作层变厚、疏松，土壤结构改善，土壤通气性增强，土壤保墒性好，土壤中的肥、水、气、热相互协调，有利于种子发芽生长，促进农作物的根系向深生长和向横生长，有效增加农作物根系的数量和密度；犁耕深翻能掩埋有机肥料，把地表的杂草、秸秆、害虫以及有害菌埋进土地的深层，起到清除杂草、消灭土壤中的病虫害的作用。（1）机收前10d断水，遇雨及时排水，土壤的含水率大于35%时，不适宜进行桦犁深翻，宁迟勿烂。（2）肥料运筹在保持总氮量不变的基础上，氮肥适当前移，在基肥中要增施10%的氮肥，以利秸秆的快速腐解。犁耕深翻还田作业的耕作深度≥18cm（第一次犁耕深翻的田块不宜超过20cm）、秸秆覆盖率≥90%。

2.2秸秆腐熟剂技术应用

秸秆还田促进了微生物活动。相关研究表明，秸秆还田给土壤微生物增添了大量能源物质，微生物数量和各类酶活性也相应增加，微生物数量可增加17.5%～21.3%，接触酶活性可增加28.6%～32.5%，转化酶活性可增加31.9%～42.6%，脲酶活性可增加17%，土壤养分的有效性也有所提高。我国北方地区主要是温带大陆性气候，夏季温热，冬季寒冷。不利于微生物的繁殖，收获后的还田秸秆在冬季低温环境下很难分解，自然分解需要１～２年，秸秆分解过程中需要消耗土壤中的氧气，土壤缺氧易导致农作物根系腐烂。未经处理的秸秆直接还田，容易导致病虫害的发生。秸秆腐熟剂是解决秸秆分解慢的有效途径，秸秆熟腐后还田可以解决秸秆直接还田带来的不利影响。秸秆腐熟剂的作用机理，就是有机物被微生物分解代谢，秸秆腐熟剂菌群组分生物活性较高，可以高效利用秸秆堆肥初期被水淋溶下来的有机物快速繁殖生长，繁殖过程中释放的酶及各种促生长因子，分解纤维素、半纤维素，加快腐解，将大分子物质转化为可被农作物吸收的小分子物质如，氮、磷、钾等大量元素和钙、镁、锰、钼等中微量元素。通过加速秸秆循环利用，来改良土壤结构、培肥地力。秸秆腐熟剂在国外使用比较广泛的已形成规模化、产业化秸杆腐熟剂的方式是将秸秆用生物快速腐熟技术发酵后制作成有机肥，然后再施到土壤中，利用高新技术手段，利用菌种的培养和生产、智能化控制设备等完成秸秆的堆腐和生物发酵等过程制成有机肥，此模式的优点是周期短、腐熟效率高、产量好，可大规模工厂化生产。

2.加快配套还田设备的联合攻关

在秸秆还田过程中，容易出现谷物根茬残留、粉碎不彻底等问题，加大新型机械设备推广工作，鼓励农机厂考虑农户诉求，制造专门适用于秸秆还田作业的农用机械，解决农机农艺不配套的问题，实现预期还田的要求。同时，目前一些地区仍因地势问题未配置秸秆还田的专业农用机械，阻碍了秸秆还田的发展进程，要因地制宜地研发适合独特山区、沟谷地势的小型秸秆还田机械，将机械发放到农用机械资源相对匮乏的地区，保证每一个进行农业生产的村镇都配备秸秆还田机械。提高秸秆还田机械化程度，鼓励农机合作社和农户购买适合于的配套大型或中型动力的拖拉机、粉碎机、还田机和旋耕机等高性能还田机械设备，以更优质地处理质地坚硬的秸秆，基本实现农业全机械化，推动发展秸秆还田工作。定期进行秸秆还田及其他农业设施的检修、维护保养和调试工作，以确保机械设备的正常使用，确保秸秆还田的效果。

结语

秸秆还田是改善农田生态环境、实现资源循环利用和农业可持续发展的重要举措。必须要提出更加合理完善的具体对策，加大秸秆还田技术推广力度，加快配套还田设备的联合攻关，加强资金补贴和政策支持，使秸秆还田效益和水平得到提升，进而实现秸秆还田可持续发展。

参考文献

［1］王鸿山．农机农艺融合技术在秸秆还田中的应用［J］．南方农机，2022，53(4):66－68．

［2］牟力．农机农艺融合技术在秸秆还田中的应用研究［J］．新农业，2021(16):23．

作者简介：

陈观敏（1990.4），男，壮族，广西来宾人，大专，助理工程师，主要从事县级农业农村局干部的工作。