农机农艺融合技术在秸秆还田中的应用

张瑞胜

摘要：我国是个农业大国，农业为我国经济发展做出了很大贡献。在长期秸秆旋耕还田的情况下，有必要进行生态型犁耕深翻秸秆还田。稻麦周年两熟生产的区域可采用秋夏两季、以秋为主的犁耕深翻秸秆还田技术，依据土壤墒情，选择合适的技术路线和机具。作业前要进行犁的耕深、水平、正位等调整。

关键词：农机农艺；融合；技术；秸秆还田；应用

引言

中国有着十分丰富的玉米秸秆资源，且秸秆量每年还在成倍增长，尤其是农村秸秆富余量巨大，一些农民迫于农时考虑不得不丢弃或焚烧秸秆，带来严重的污染。当今已经颁布的焚烧秸秆禁令和综合利用秸秆政策，进一步推动了培肥土壤的秸秆利用方式的可持续发展。因此，秸秆资源培肥土壤的合理化应用为农业生产创造了巨大效益，是值得深入研究的问题。

1秸秆还田的作用

1.1提高土壤活性

玉米秸秆还田能够增加土壤中的微生物数量及促进其活性提升，加强各种微生物呼吸、纤维分解、氨化和硝化;提高耕层土壤的酶活性，改良土壤环境。另外，秸秆分解过程中能释放出二氧化碳，使土壤表层二氧化碳浓度提高，有利于加速近地面叶片的光合作用，在一定程度上还能够提高地温，改善作物初期生长环境。

1.2秸秆翻压还田和堆沤还田能减轻病虫害发生

秸秆还田对病害发生的影响与还田方式有关，其中覆盖还田降低土壤透气性，增加土壤温湿度，为病害的发生提供有利条件，因此覆盖还田病害发生更为严重。而翻压还田的病害发生率相对较轻，翻压能有效防止病害交互侵染的发生。研究发现翻埋还田能降低纹枯病菌在小麦和玉米之间的交互侵染。秸秆经过腐熟处理后再还田可降低病害的发生，秸秆堆肥的施用能够改变土壤生物群落的多样性，对枯萎病病原菌具有良好的抑制作用。不同的还田方式对害虫的发生也存在影响，秸秆还田免耕将加重作物虫害的发生。但秸秆还田过程中，机械粉碎秸秆能有效杀死秸秆中越冬的害虫，深翻也可以有效降低地下害虫的发生程度。

2农机农艺融合技术在秸秆还田应用中的问题

（1）秸秆粉碎的长度过长(要求小于10cm)，容易架空土壤，使土壤虚实不一，产生严重漏气现象。播种时容易落入因秸秆还田产生的空隙，使种子风干而不能发芽出苗，造成严重缺苗现象。另外体积过大的玉米秸秆也不易分解腐熟。

（2）玉米收获后，秸秆不能及时深翻还田，经风吹日晒而使秸秆中水分、养分流失，风干的玉米秸秆埋入土壤后也不容易分解腐熟。秸秆腐熟不好的地块土壤保墒能力下降，造成水土流失。

（3）翻埋深度不够，次年播种时影响作业质量。在播种时，埋深过浅的玉米秸秆在施肥铲和播种开沟器的作用下被翻出地面，产生拖堆，不但影响作业速度，而且容易漏播而缺苗。由于埋深过浅，幼苗生长的根系容易生长到正在腐熟分解的玉米秸秆上，导致根系被烧坏，影响幼苗发育，植株生长中后期还容易产生倒伏现象。

（4）在玉米秸秆还田同时，没有施加适量氮肥，导致次年作物植株因缺少氮元素而枯黄矮小，产量降低。

3农机农艺融合技术在秸秆还田中的应用途径

3.1技术路线

（1）联合收割机适时机收作业，秸秆切碎，并匀抛；桦犁深翻；撒施基肥；旋耕机等整地；机播，镇压；机开沟。

（2）联合收割机适时机收作业，秸秆切碎并匀抛；桦犁深翻；旋耕施肥播种复式机作业（含撒施基肥）；机镇压；机开沟。

（3）联合收割机适时机收作业，秸秆切碎并匀抛；撒施基肥；犁旋一体机作业；机播种，镇压；机开沟。

（4）犁耕水整时，联合收割机适时机收小麦，留低茬切碎，均匀抛撒；撒施基肥；铧犁、圆盘犁、犁旋一体机等深翻；旋耕机、重型耙碎垡（犁旋一体机省略此步）；泡田；平整起浆；沉实；机插。

3.2饲料化应用

作物秸秆中含有大量的纤维素，经过青贮、氨化处理以及菌株处理等技术处理，可用作饲料。秸秆饲料化技术难点在秸秆适口性差、消化利用率低。许多学者作出了积极探索。目前，研究多以菌种发酵为主，菌种处理以白腐真菌为典型菌种，其分泌H2O2酶、还原酶、甲基化酶、蛋白酶等酶系，能够降解木质素。证明了高温分解发酵可丰富秸秆中微生物多样性，不含致病菌，提高了秸秆消化率、改善适口性和营养价值。改良处理技术，将酶制剂(纤维素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶等)与菌制剂(植物乳杆菌、布氏乳杆菌)混合使用，有效打破玉米秸秆青贮饲料的木质素-纤维素-半纤维素复合体网状结构，改善秸秆青贮饲料的发酵品质，提高营养物质的保存量及反刍动物瘤胃对秸秆营养物质的降解率，从而提高秸秆的可利用率。为提升秸秆饲料的品质，采用酿酒酵母全细胞纤维素酶与乳酸菌混合处理秸秆，可提高纤维素酶酶解效率，有效减低秸秆中纤维素、半纤维素含量，酶解产物可加速乳酸菌发酵进程，全细胞酶可增加秸秆单细胞蛋白含量，实现玉米秸秆发酵效果、营养价值和利用效率的同步提升。

3.3加大政策扶持力度

秸秆处理及综合利用是国家在农业现代化发展方面重要任务，直接粉碎还田是主要方面，作为一项有利于农业发展的举措，政府部门应加大扶持力度。出资引进先进的相关技术，推出在秸秆还田上的惠民政策，如在购买大型秸秆粉碎还田机械上加大补贴，还田与离田补贴差别对待，加大秸秆直接还田补贴。扶持和培育发展农机大户，成立农机作业协会等农机服务作业组织，农机手同农户签订作业合同，以保证还田质量，保证粮食增产增收。

3.4原料化应用

秸秆原料化作为开发和利用农业废弃物再生能降解的复合材料，已成为当前研究一大热点，是农业废弃物重利用与减少污染源的有效途径之一。秸秆密度低、可再生性和生物可降解性强、价格便宜等诸多有点，促使其成为环保材料研究领域的新型来源。以热处理秸秆为增强纤维，以高密度聚乙烯(PE-HD)为基体，制备PE-HD/热处理秸秆复合材料。结果表明，与PE-HD/未热处理秸秆复合材料相比，经热处理复合材料吸水性能大幅度降低，秸秆和基体PE-HD形成了均匀复合，秸秆在长度方向形成了定向排列，有利于提高复合材料的力学性能。用硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)改性生物质废弃物玉米秸秆粉(CP)，制备iPB/CP复合材料改善其与聚合物的相容性。将天然秸秆粉碎后利用热力、机械以及催化剂的作用通过闪爆技术使其变为絮状纤维，促使纤维素细胞撕裂，从而改变了秸秆中粗纤维的整体结构和分子链的构造，纤维素分子断裂，木质素熔化，有利于微生物降解并提高了与其它物料的相溶性能。将干燥处理后的絮状秸秆纤维加入适量的改性剂、助剂进行搅拌、混合、耦合处理，采用复合合成技术工艺生产生物质降解树脂，该树脂含降解物为100%，可制作多种降解塑料产品。

结语

中国地域广阔，气候、土壤等生态条件各不相同，无法找到一种通用的秸秆还田方式。一部分地区热量条件不佳、雨水缺乏，导致玉米秸秆还田的腐解难度极大，降低了第二年的出苗率；而一部分地区降雨量较大，使土壤表层水分增大，难以保证玉米根系生长品质；在灌溉条件不佳的区域，秸秆与微生物发生吸水腐解而降低了土壤含水率，加重该地区的旱情。故而，需要农业科技人员结合各个生态区域的实际情况选择理想的玉米秸秆还田模式。

参考文献

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