玉米作为世界上重要的粮食作物之一,随着玉米种植面积的不断扩大,每年产生的大量玉米秸秆处置问题成为农业发展面临的重要挑战,传统的玉米秸秆处理方式,如焚烧、随意丢弃等,不仅造成了资源的浪费,还对环境产生了诸多负面影响,如空气污染、土壤结构破坏等。玉米秸秆机械化还田技术的出现,为解决这一问题提供了有效的途径,该技术通过机械设备将玉米秸秆直接还田,使其在土壤中自然分解,转化为有机肥料,不仅提高了秸秆的利用率,还能改善土壤质量,促进农业的可持续发展。深入研究玉米秸秆机械化还田技术,对于提升农业生产效率、保护生态环境以及推动农业现代化进程具有重要的现实意义。
一、玉米秸秆还田机械化技术的优势
1、玉米秸秆机械化还田技术能够提高效率
玉米秸秆机械化还田技术借助现代化机械设备,能够在短时间内完成大面积玉米秸秆的还田作业,相较于传统的人工处理方式,机械化作业的速度大幅提升。机械化作业还能有效减少人工处理过程中的时间消耗和劳动力成本,在大规模玉米种植区域,采用机械化还田技术,可在收获季节迅速完成秸秆还田,为后续的农事活动争取宝贵时间,保障农业生产的高效衔接。这种高效的作业方式,不仅提高了劳动生产率,还能使农民从繁重的体力劳动中解放出来,有更多精力投人其他农业生产环节的管理中。
2、玉米秸秆机械化还田技术能够提高土地肥力
玉米秸秆中含有丰富的有机物质和营养元素,如氮、磷、钾、钙、镁等,当秸秆还田后,在土壤微生物的作用下,逐渐分解转化为腐殖质,腐殖质是土壤肥力的重要组成部分,它能够改善土壤结构,增加土壤的孔隙度,提高土壤的保水保肥能力。研究表明,连续多年实施玉米秸秆还田的土壤,其有机质含量可提高 0 . 1 % ~0 . 3 % ,土壤容重降低 ,土壤通气性和透水性明显改善,秸秆分解过程中释放出的氮、磷、钾等养分,能够为后续作物生长提供持续的养分供应,减少化肥的施用量,降低生产成本的同时,提高土壤的自然肥力,实现土壤的可持续利用。
3、玉米秸秆机械化还田技术能够保护生态环境
传统的玉米秸秆焚烧方式,会向大气中排放大量的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等污染物,严重影响空气质量,加剧雾霾天气的形成。而玉米秸秆机械化还田技术从源头上避免了秸秆焚烧带来的大气污染问题。此外,秸秆还田后,能够覆盖在土壤表面,减少土壤水分的蒸发,防止水土流失,在风蚀严重的地区,秸秆覆盖还能有效降低风力对土壤的侵蚀,保护土壤资源。同时,秸秆还田有助于改善土壤生态环境,为土壤微生物提供丰富的食物来源,促进土壤微生物的繁殖和活动,增强土壤生态系统的稳定性和功能,从而对整个生态环境起到积极的保护作用。
4、玉米秸秆机械化还田技术能够提质增产
通过玉米秸秆机械化还田,改善了土壤的物理、化学和生物性质,为作物生长创造了良好的土壤环境,肥沃的土壤能够提供充足的养分和适宜的水分条件,使作物根系能够更好地生长发育,增强作物的抗逆性,如抗旱、抗倒伏能力等。研究数据显示,在实施玉米秸秆还田的地块,玉米的根系长度和根量相比未还田地块分别增加 1 0 % ~ 2 0 % 和 1 5 %~3 0 % 。良好的根系发育有助于作物更好地吸收养分和水分,促进作物的生长和发育,提高作物的产量和品质。实践证明,长期采用玉米秸秆还田技术,可使玉米产量提高 5 % ~1 0 % ,同时,农产品的品质也得到显着提升,如蛋白质含量、含糖量等指标有所提高,满足了市场对优质农产品的需求。
二、玉米秸秆机械化还田技术的应用要点
1、玉米机械化收获秸秆还田技术
玉米机械化收获秸秆还田是整个技术体系的首要环节,在选择玉米收获机械时,应优先选用具有秸秆粉碎功能的联合收获机,目前市场上常见的玉米联合收获机,其秸秆粉碎装置主要有甩刀式和锤爪式两种。甩刀式粉碎装置具有粉碎效率高、作业速度快的特点,适合在秸秆含水量较低的情况下使用;锤爪式粉碎装置则对秸秆的适应性更强,能够在不同含水量条件下较好地完成粉碎作业,收获机的割台高度应根据玉米植株的高度和
84农民致富友
土壤条件进行调整,一般控制在 1 0~1 5 c m ,以保证秸秆留茬高度适宜,便于后续的还田作业。秸秆粉碎长度也是关键参数,一般要求粉碎后的秸秆长度不超过 ,且长度均匀,以利于秸秆在土壤中的均匀分布和快速分解,在收获过程中,还应注意调整收获机的行进速度,一般控制在 3~5 k m / h ,确保收获和秸秆粉碎作业的质量。
2、种植田地土壤深翻深耕技术
土壤深翻深耕是确保玉米秸秆还田效果的重要技术措施,深翻深耕能够打破犁底层,增加土壤的耕层深度,改善土壤的通气性和透水性,为秸秆的分解和作物根系的生长创造良好的土壤条件。深翻深耕作业一般在玉米收获后进行,深度应根据土壤类型和作物生长需求确定,一般为 2 5~3 5 c m ,对于黏性土壤,可适当增加深翻深度,以改善土壤结构;对于沙性土壤,深翻深度可适当降低,避免造成土壤养分流失。在深翻深耕过程中,应使用大型拖拉机配套的深耕犁或深松机进行作业,深耕犁的入土角度和深度应根据土壤情况进行调整,确保深翻深度均匀一致。深松机则主要用于打破犁底层,其深松间距一般为 4 0~6 0 c m ,深松深度为 3 0~4 0 c m ,深翻深耕作业后,应及时进行耙地作业,将土壤耙碎、耙平,消除土壤中的大土块,为后续的播种作业做好准备。
3、种植田地旋耕施肥播种技术
旋耕施肥播种技术在玉米秸秆机械化还田体系中,是实现秸秆与土壤深度融合,并完成精准施肥与播种的核心环节,在开展旋耕作业前,需借助专业的土壤检测手段,如实验室土壤养分分析,精准测定土壤的肥力状况,同时结合目标作物的生长特性及养分需求规律,科学合理地确定施肥量。以常见的玉米种植为例,一般情况下,施入 的有机肥,这类肥料富含多种营养元素,能有效改善土壤结构,提升土壤肥力,搭配
的氮、磷、钾复合肥,为作物生长提供均衡的养分支持。施肥完毕,选用适配的旋耕机进行作业,旋耕深度通常设定在 1 5~2 0 c m 范围,这一深度既能保证肥料与秸秆充分混入土壤,又能避免对土壤原有结构造成过度破坏,旋耕机刀片转速与行进速度需依据实际土壤条件(如质地、湿度)以及秸秆量灵活调整。比如,在粘性较大的土壤或秸秆量较多时,适当降低行进速度、提高刀片转速,以确保秸秆与肥料均匀分散于土壤之中,达到理想的旋耕质量。待旋耕作业完成,应即刻开展播种作业,以免土壤水分散失或结构改变影响播种效果,播种时,严格参照作物品种特性及预定种植密度要求,精确调整播种机的播种量与行距,就玉米而言,常见播种行距控制在 5 0~6 0 c m ,株距因品种差异保持在 2 0~3 0 c m ,播种深度以 3~5 c m 为宜,如此,种子方能在适宜的土壤环境中,充分获取所需水分与养分,顺利萌发生长。
4、种植田地土壤增氮施肥技术
由于玉米秸秆在分解过程中会消耗土壤中的氮素,为了保证秸秆的正常分解和作物的生长需求,需要实施增氮施肥技术,在确定增氮施肥量时,应根据秸秆的还田量和土壤的基础肥力进行计算,一般来说,每还田 1 0 0 0 k g 玉米秸秆,需额外增施纯氮 增施的氮肥可选用尿素、碳酸氢铵等常见氮肥。在施肥方式上,可采用基肥和追肥相结合的方式。基肥在旋耕前施入,将氮肥与有机肥、复合肥等一起均匀撒施在土壤表面,然后通过旋耕作业将肥料混入土壤中,追肥则在作物生长的关键时期进行,如玉米的拔节期和大喇叭口期,可采用沟施或穴施的方式,将氮肥施入作物根系附近,便于作物吸收利用,增氮施肥技术的合理应用,能够有效调节土壤碳氮比,促进秸秆的快速分解,同时满足作物生长对氮素的需求。
5、玉米秸秆还田翻埋技术
翻埋技术作为玉米秸秆机械化还田的重要一环,旨在将粉碎后的玉米秸秆有效深埋于土壤之中,以此实现多重农业生产效益。该作业通常紧跟深翻深耕或旋耕作业之后开展,此时,土壤已具备一定的疏松度,为秸秆的翻埋创造了有利条件,在实际操作中,铧式犁与圆盘犁是常用的作业工具,铧式犁凭借其独特的犁铧结构,能够有力地将秸秆翻扣入土;圆盘犁则依靠旋转的圆盘,灵活地切碎并掩埋秸秆。关于翻埋深度一般严格控制在2 0~3 0 c m ,这一深度范围经过实践验证,既能保证秸秆完全被土壤覆盖,避免其暴露于地表影响后续农事操作,又能使秸秆处于适宜微生物活动的土壤环境,加速分解进程。在翻埋过程中,操作人员需密切留意并精细调整犁的入土角度和深度,通过调整入土角度,可确保秸秆在翻埋时能均匀地分布于土壤不同层次;合理控制深度,则能避免秸秆堆积或分布不均的情况,为秸秆在土壤中均匀分解奠定基础。完成翻埋后,及时进行镇压作业至关重要,镇压能够使土壤颗粒紧密包裹秸秆,增进两者之间的接触面积,为秸秆与土壤的融合创造优良条件,同时,镇压能有效减少土壤中的空隙,形成一层相对紧密的土壤结构。这不仅可以防止土壤水分因过多空隙而快速蒸发,还能提高土壤的保能力,为后续作物生长储备充足的水分,保障作物在生长过程中对水分的需求。
三、玉米秸秆还田机械化技术推广应用发展方向
1、加强玉米秸秆还田机械的创新
随着农业现代化的不断推进,对玉米秸秆还田机械的性能和适应性提出了更高的要求,加强玉米秸秆还田机械的创新研发,是推动该技术广泛应用的关键,一方面,应加大对新型秸秆粉碎装置的研发力度,提高粉碎效率和质量,使粉碎后的秸秆长度更均匀、细碎度更高,便于在土壤中快速分解。例如,研发具有自适应调节功能的粉碎装置,能够根据秸秆的含水量、密度等因素自动调整刀片的转速和角度,确保粉碎效果。另一方面,要注重研发与秸秆还田配套的多功能机械设备,如集秸秆粉碎、深翻、施肥、播种于一体的联合作业机械,减少农机具的进地次数,降低对土壤的压实程度,提高作业效率和质量,此外,还应加强对智能化、自动化秸秆还田机械的研究,利用物联网、大数据等技术,实现对机械作业参数的实时监测和远程控制,提高机械的智能化水平和操作便捷性。
2、因地制宜选择秸秆还田机械化技术模式
在推广玉米秸秆还田机械化技术时,充分考量不同地区自然条件、土壤类型、种植制度与经济发展水平的差异,因地制宜选择适配的技术模式,是实现秸秆高效还田与农业可持续发展的关键。北方干旱半干旱地区,水资源稀缺是农业生产面临的严峻挑战,在此类地区,提升土壤保水保肥能力成为秸秆还田技术模式选择的核心,秸秆覆盖还田结合深松技术是理想之选。秸秆覆盖于土壤表面,如同给大地披上一层“防护衣”,可有效减少阳光直射,降低土壤水分蒸发量,配合深松技术,打破长期耕作形成的犁底层,改善土壤通气性与透水性,使得土壤蓄水能力大幅提升,为作物生长提供更稳定的水分与养分供给。南方多雨地区,降水充沛但易引发土壤积水与渍害问题,高茬还田结合旋耕排水技术模式能较好应对这一状况。将玉米秸秆高茬留田,保留一定高度的秸秆茬,可减缓雨水对土壤的直接冲击。随后通过旋耕,将部分秸秆埋入土壤,增加土壤有机质,与此同时,起垄排水,在田间构建合理的排水系统,及时排出多余积水,改善土壤排水条件,避免作物根系因长时间浸泡在水中而受损。平原地区地势平坦开阔,土地集中连片,为大规模机械化作业提供了得天独厚的条件,推广高效的联合收获秸秆还田一体化技术模式,可实现玉米收获、秸秆粉碎还田等多个环节一次性完成,极大提高作业效率,降低生产成本。而山区和丘陵地区,地形复杂,地势起伏较大,大型机械设备难以施展。因此,需选用小型、轻便且适应性强的秸秆还田机械与技术模式。例如,小型背负式秸秆粉碎还田机,其体积小巧,便于在狭窄田块和坡地操作,再结合人工辅助作业,灵活应对复杂地形,确保秸秆还田工作顺利进行。
3、加大秸秆还田机械化技术的宣传力度与政策补贴目前,部分农民对玉米秸秆还田机械化技术的认识不足,存在疑虑和抵触情绪,这在一定程度上阻碍了该技术的推广应用。因此,需要加大秸秆还田机械化技术的宣传力度。通过举办技术培训班、现场演示会、发放宣传资料等多种形式,向农民普及玉来秸秆还田的好处、技术要点和操作方法,提高农民对该技术的认知度和接受度。同时,政府应加大对秸秆还田机械化技术的政策补贴力度,对购买秸秆还田机械设备的农民给予适当的购机补贴,降低农民的购机成本;对实施秸秆还田作业的农户给予作业补贴,提高农民实施秸秆还田的积极性。此外,还可以建立示范推广基地,通过示范带动作用,让农民亲眼看到秸秆还田机械化技术的实际效果,引导农民主动采用该技术。
玉米秸秆机械化还田技术作为一种绿色、环保、高效的农业生产技术,在提高农业生产效率、增加土地肥力、保护生态环境以及实现作物提质增产等方面具有显着优势,通过对玉米机械化收获秸秆还田、土壤深翻深耕、旋耕施肥播种、增氮施肥及翻埋等关键技术要点的准确把握和应用,能够有效实现玉米秸秆的资源化利用,促进农业的可持续发展。在未来的推广应用过程中,应加强玉米秸秆还田机械的创新,不断提高机械的性能和适应性;因地制宜选择合适的秸秆还田机械化技术模式,以满足不同地区的农业生产需求;加大宣传力度与政策补贴,提高农民对该技术的认知度和积极性。通过各方的共同努力,推动玉米秸秆机械化还田技术在更大范围内得到应用,为我国农业的现代化、绿色化发展做出积极贡献。在实际应用中,还需不断总结经验,针对出现的问题及时进行技术改进和优化,进一步提升玉米秸秆机械化还田技术的应用效果和经济效益。
(作者单位:719100陕西省榆林市横山区农业综合执法大队;719100陕西省榆林市农业机械推广服务中心)
