秸秆直接还田效应分析（共7篇）
秸秆直接还田效应分析 篇1
农作物秸秆是农田土壤有机质的重要来源, 农作物秸秆中含有农作物生长需要的氮、磷、钾、镁和钙等营养元素, 可以作为农业生产中重要的肥料资源[1]。秸秆还田作为全球有机农业的重要环节, 主要通过增加土壤有机质和提高氮肥利用率来改善农田生产环境, 在维持农田土壤肥力、减少化肥使用、提高农业生产能力等方面具有积极作用, 同时也能减少氮素淋洗损失, 改善土壤结构板结和连作障碍等现象。据相关数据显示, 目前我国年产各类农作物秸秆约7 亿t, 其肥量相当于350 多万t氮肥、800 多万t钾肥、80 多万t磷肥, 但我国秸秆还田率不足50 %[2,3,4], 大量秸秆仍被直接露天焚烧或废弃在农田后任其自然腐烂, 这不仅造成资源浪费和环境污染, 而且对土壤生态系统也会造成不利影响。贺州市秸秆资源也较为丰富, 平均年产各类农作物秸秆约98.1 万t, 如果能得到有效利用, 将是一笔可观的生物肥力资源。因此, 我们通过实施 《贺州市农作物秸秆综合利用技术示范与推广》 项目, 开展秸秆还田小区试验, 探索稻草秸秆还田对贺州酸性水稻土培肥及水稻增产的影响, 为合理利用秸秆资源和有效培肥地力提供科学依据和建议。
1 材料与方法
1.1 供试品种
选用当地种植面积较广的水稻常规品种。
1.2 供试土壤
2014 年至2015 年, 分别在贺州市八步区莲塘镇桂水村、钟山县燕塘镇合群村、昭平县五将镇河井村、平桂管理区沙田镇马东村和鹅塘镇塘面村等5 处进行水稻秸秆还田小区定位试验。各试验地土壤的基本农化性状见表1。
1.3 试验设计
选择田面平整、肥力均匀、排灌方便、种植水平与当地生产水平相当的代表性田块。试验设置3个处理 (见表2) , 3 次重复, 采用随机区组排列, 各试验小区面积30 m2, 小区之间筑田埂并用薄膜包裹相隔。在每个试验地在水稻收割时进行连续产量调查和土样采集 (0~20 cm) 。
1.4 测定项目及方法
p H值: p H酸度计电位法 ( 水∶ 土=2.5 ∶1) ;有机质:重铬酸钾容量法;全氮:半微量开氏蒸馏法;速效磷: 0.5 mol /L Na CO3浸提, 钼锑抗比色法;速效钾:1 mol /L NH4OAC浸提30 min, 火焰光度法;缓效钾:1 mol /L消煮10 min, 火焰光度法。
1.5 数据计算及统计
使用Excel 2003 进行数据计算、统计、绘图, 使用SPSS13.0 for Windows软件进行统计分析, 并进行显著性检验。
2 结果与分析
2.1 秸秆还田对土壤有机质含量的影响
农作物秸秆中含有丰富的纤维素、木质素等富碳物质, 是形成土壤有机质的主要来源[5]。为明确水稻秸秆还田后对土壤有机质含量变化的影响, 分别选取2014 年和2015 年各试验地晚稻收割后土壤有机质含量进行分析, 结果见表3。从表3 可以看出, 不同试验地土壤有机质含量存在着较大的差异, 水稻秸秆还田后, 各试验地土壤有机质含量有着不同程度的提高, 与空白相比, 其差异均能达到显著水平 (P<0.05) 。处理3 与处理2 相比, 土壤有机质含量也有所提高, 但差异达不到显著水平。这表明秸秆还田能显著提高土壤有机质含量, 但添加腐熟剂对土壤有机质的提升效果不明显。
注:同列数据后不同小写字母表示差异在0.05水平显著, 下同。
选用表3 中处理1 和处理3 所对应的数据进一步比较分析, 分析结果见图1。从图1 可看出, 秸秆还田后有机质相对增量区域差异性较大, 相对增量在4.09 %~11.55 %之间, 不同试验区土壤有机质含量相对增量存在着不同程度的差异, 秸秆还田延续1 年后, 除河井村和马东村差异不显著外, 其他差异均达到显著水平;秸秆还田延续2 年后, 除合群村和河井村差异不显著外, 其他差异均达到显著水平。秸秆还田延续2 年 (2015 年) 后, 土壤有机质含量平均增加2.31 g /kg, 平均增幅为9.00 %, 其中, 第1 年 (2014 年) 平均增加1.59 g /kg, 平均增幅为6.32 %, 其增加量占总增量的68.83 %。这表明秸秆还田对土壤有机质含量提升效果与秸秆还田的持续时间有着密切的关系, 其提升效果主要体现在秸秆还田前期, 之后随着持续时间的延长, 有机质含量虽然有所增加, 但增幅明显变小。
此外, 秸秆还田后, 有机质含量原本较低的土壤, 其有机质含量有着较大幅度的提升, 部分差异达到显著水平。这表明对于有机质含量偏低的土壤, 秸秆持续还田, 不失为提升其有机质含量的一项有效措施。
2.2 秸秆还田对土壤养分含量的影响
秸秆是土壤改良物质, 并具有作物所需的N、P、K和微量养分元素[6]。表4 为2015 年晚稻收割后, 各试验地处理3 对应的土壤养分变化情况。从表4 可以看出, 秸秆还田2 年后, 各试验点土壤全氮、速效磷和速效钾含量都有着不同程度的增加, 其相对增量均存在着差异。相比对照, 秸秆还田2年后, 全氮平均增加0.06 g/kg, 平均增幅3.42 % (2.27 %~5.56 %) , 其中以桂水村增幅最大, 其次是合群村、河井村以及马东村;速效磷平均增加1.41 mg/kg, 平均增幅4.03 % (1 .81 % ~3. 45%) , 以河井村增幅最大, 其次是塘面村、合群村以及马东村;速效钾平均增加3.44 mg/kg, 平均增幅5.41 % (2.33 %~8.42 %) 。在养分变化中, 以速效钾含量的平均增幅最大, 且随着地区的不同, 变异也较大, 其次是速效磷含量, 由此可见, 在土壤普遍缺钾和磷的情况下, 水稻秸秆还田是补充土壤钾素和磷素的一项重要举措。
2.3 秸秆还田对水稻产量的影响
作物产量是评价农田措施最具说服力的综合指标[7]。从表5 可以看出, 秸秆还田的各处理水稻产量都有不同程度的提高, 其中, 处理2 和处理3 水稻产量均明显高于处理1, 差异都达到显著水平;处理3 水稻产量也高于处理2, 但是差异未达到显著水平。表明秸秆还田能显著提高水稻产量, 添加腐熟剂对水稻增产作用不大。
以各试验地处理3 对应的产量数量进一步分析得图2。从图2 可以看出, 秸秆还田对水稻的增产效果, 因区域的不同而存在较大差异, 增产率为2.31 %~6.77 %, 区域差异较大, 以桂水村和合群村的水稻增产效果最为明显, 其次是河井村, 其中秸秆还田1 年后桂水村和合群村水稻的增产率分别为6.32 %和5.16 %, 与其他3 个试验点相比差异达到显著水平。从整体来看, 秸秆还田第1 年和第2年分别平均增产5.02 %和6.84 %, 实际分别增产336 kg /hm2和474 kg/ hm2, 由此可见, 秸秆还田第1 年增产效应最为明显, 随秸秆还田年限的持续而增幅减缓。
3 结论与讨论
3.1 秸秆还田能显著提高土壤有机质含量
从整体来看, 秸秆还田持续2 年后, 有机质含量平均增加2.31 g/kg, 平均增幅为9.00 %。大多数研究表明, 秸秆直接还田是培肥土壤的重要方式, 长期施用秸秆土壤有机质提升效果更为明显[8], 其原因是, 秸秆还田后, 秸秆周围会有大量的微生物进行繁殖, 形成土壤微生物活动层[9]微生物活动产生了水解酶和氧化还原酶, 秸秆在水解酶的矿质化作用下, 分解产生了大量小分子物质和阴阳离子, 这些小分子物质及阴阳离子在氧化还原酶的作用下合成高稳定性腐殖质类物, 从而增加土壤有机质含量。
3.2 秸秆还田能有效提高土壤有效养分含量
秸秆还田并参与土壤生态系统的物质循环和能量循环是保持土壤自然肥力的重要因素[10]。秸秆还田2 年后, 各试验地土壤全氮、速效磷、速效钾和缓效钾含量都有着不同程度的增加, 其中, 全氮平均增加0.06 g/kg, 速效磷平均增加1.41 mg/kg, 速效钾平均增加3.44 mg/kg, 缓效钾平均增加1.69mg/kg。其原因是秸秆还田不仅可补充土壤养分的不足, 更重要的是为微生物与酶类提供能源与基质[10], 促进微生物生, 对提高氮素活性、溶磷和供钾起着决定性作用。提升程度可能也与土壤质地、气候因素、耕作管理、秸秆类型、还田量等多种因素有关。
此外, 秸秆还田对土壤速效钾含量的提高效果最为明显。这可能与还田秸秆类型有关, 禾本科作物秸秆, 特别是稻杆, 含钾量较高, 且为速效养分, 还田后能显著提高土壤有效钾含量[9]。
3.3 秸秆还田能显著提高水稻产量
秸秆还田可以提高作物产量已有相关报道[7,9,11]。本次试验结果表明, 秸秆还田对水稻的增产效果, 因区域的不同而存在较大差异, 增产率为2.31%~6.77 %, 区域差异较大, 其中, 秸秆还田第1 年和第2 年分别平均增产5.02 % (336 kg/hm2) 和6.84 % (474 kg/hm2) 。这可能与供试土壤肥力状况有着直接的关系。处于桂水村和合群村的试验点水稻增产效果最为明显, 但其土壤有机质以及有效态N、P、K含量均偏低, 通过秸秆还田, 有效地提高了土壤中有机质以及有效态N、P、K含量, 较大程度地改善了土壤理化性状, 从而大大提升了水稻增产效果。因此, 对于土壤肥力较低的土壤, 秸秆还田是一项有效的培肥增产措施。
摘要：以贺州当地常规稻为材料, 针对贺州市酸性水稻土, 通过2年 (2014-2015) 的田间定位试验, 研究了秸秆还田对土壤肥力及水稻产量的影响。试验结果表明:1秸秆还田能显著提高土壤有机质含量, 秸秆还田延续2年后, 有机质含量平均增加2.31 g/kg, 平均增幅为9.00%, 其中, 第1年 (2014年) 平均增加1.59 g/kg, 占总增量的68.83%;2秸秆还田能有效提高土壤有效养分含量, 全氮平均增加0.06 g/kg, 平均增幅3.42%, 速效磷平均增加1.41 mg/kg, 平均增幅4.03%, 速效钾平均增加3.44 mg/kg, 平均增幅5.41%;3秸秆还田能显著提高水稻产量, 秸秆还田第1年和第2年分别平均增产5.02%和6.84%, 增产效应以第1年为最明显, 此外, 秸秆还田对水稻的增产效应, 因区域的不同而存在较大差异, 以土壤肥力较低的土壤最为明显。
关键词：秸秆还田,酸性水稻土,土肥培肥,增产效应
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秸秆直接还田的研究进展 篇2
一、作物秸秆还田的作用
1. 作物秸秆还田培肥土壤
(1) 秸秆还田可提供植物生长必须的氮、磷、钾等大量元素及各种微量元素, 使土壤养分显著增加。一方面秸秆本身含有的元素必然增加土壤养分。另一方面, 作物秸秆在转化中可释放一些小分子有机酸, 可深解土壤中的矿物质, 使土壤中养分的有效性增加。在中性和碱性土壤中, 作物秸秆在分解过种中产生的二氧化碳, 特别是在渍水条件下产生的有机酸, 可提高土壤素的有效性。据试验, 每1/15公顷增施100千克小麦秸秆, 可使土壤全氮每年增加0.002%~0.0096%, 碱解氮每年增加0.8~4.08毫克/千克, 速效磷每年增加0.58~1.02毫克/千克, 速效钾每年增加2.04~6.1毫克/千克。作物秸秆的施用可提高土壤的保肥能力, 使营养阳离子吸附在腐殖质和土壤胶体表面, 防止营养成分随水淋失或与土壤中的一些阴离子生成难溶性盐, 而使作物难以吸收利用。
(2) 作物秸秆的施用提高了土壤耕层有机质含量, 提高土壤的生物活性和生化活性。长期施用作物秸秆对土壤有机质的增加有显著效果。在配施化肥的基础上, 秸秆还田能增加土壤有机质。每1/15公顷增放100千克小麦秸秆, 可使土壤有机质增加0.011%。其中尤以施用未腐熟秸秆处理效果最好, 可提高有机质含量9%~15%。同时, 可改善有机质的品质。土壤经有机培肥后, 土壤有机碳和土壤腐殖质碳级分及土壤全氮和腐殖质组分氮均有提高。同时还有研究表明:施入作物秸秆后, 改善了腐殖质的结合形态, 松结合态腐殖增加最明显。施用作物秸秆还可以提高土壤的转化酶、蛋白酶等多种酶的活性。如施入玉米秆后还可不同程度地提高土壤中过氧化氢酶、尿酶的活性。试验证明:玉米秸秆使土壤酶活性提高1倍以上, 并且未腐解的玉米秸秆使土壤酶活性增加的幅度显著大于腐解秸秆。作物秸秆还田除对微生物和酶的影响外, 还使蚯蚓等动物显著增加, 从而影响微生物量的增长。
2. 改善土壤物理性能
(1) 改善土壤结构, 增强土壤通透性。秸秆还田后经腐烂分解形成的腐殖质, 是土壤结构的胶结剂, 有利于土壤团粒结构的形成, 提高土壤团聚体和微团聚体的含量, 使土壤疏松、通透性好。施用作物秸秆能够提高耕层土壤孔隙度, 改善土壤通气状况, 降低土壤容重。同时, 施用作物秸秆可使土粒在破裂系数降低, 土壤微结构系数增加, 特征微团聚体组成比例明显下降。即使在有机质含量大于3%的土壤中, 施用作物残体仍有明显的改土作用。这也说明, 土壤肥力仅取决于土壤有机质含量, 更重要的是取决于土壤有机质的品质。
(2) 增加土壤保水能力改善热量状况。土壤含水率提高, 有利于作物抗旱。土壤矿物颗粒的吸水量最高为50%~60%, 腐殖质的吸水量为400%~600%。因此, 施用作物秸秆一般可使土壤持水量提高10倍左右。使土壤保水能力增加, 比热较大, 导热性好, 颜色加深较易吸热, 调温性好, 改善土壤热量状况。
实验表明, 经两年秸秆还田后土壤有机质提高0.1%~0.27%, 容重下降0.032~0.16/立方厘米, 土壤孔隙度增加2.0%~3.9%。全氮、速效磷分别提高0.002%~0.009%和0.4~5.3毫克/千克, 速效钾提高很大, 增加8.3~105.1毫克/千克平均比不还田处理提高38.8毫克/千克, 相当于一亩地多施5.8千克钾 (相当于一亩地多施10.9千克氯化钾) 。秸秆钾很容易分解释放并被作物吸收利用, 所秸秆还田对改良土壤、平衡土壤养分, 特别对被充土壤钾素的不足有重要意义。秸秆还田还有优化农田生态环境的效果, 其中以覆盖还田效果最为显著。覆盖秸秆, 冬天5厘米地温提高0.5~0.2℃, 夏天高温季节降低25~35℃, 土壤水分提高32%~45%, 杂草减少40.6%~24.9%。连续多年秸秆还田的耕地, 不仅能提高磷肥利用率和补充土壤钾素的不足, 地力亦可提高0.5~1个等级。秸秆还田后, 平均每亩增产幅度在10%以上。
3. 秸秆还田对作物产量、品质及抗性等方面的影响
作物秸秆作为有机肥的重要组成部分, 其突出的优点是能明显改善作物的营养及品质并增强抗病虫害的能力。研究表明:作物秸秆的施用对小麦籽粒蛋白质含量有显著的提高作用。还能显著降低白菜、菠菜可食部分的硝酸盐含量。改善作物抗性表现在抗病虫害、抗酸、抗盐和抗旱等多方面。对于旱地土壤, 除有些试验结果当季增产不明显外, 长期施用作物秸秆的其他年份都有显著的增产效果。有试验表明:根茬和茎秆还田对玉米苗期素质、生长期间叶面积动态、干物质积累及产量结构等生育指标均有良好效应, 对根系发育及植株抗旱能力影响尤为显著。研究表明;玉米秸秆还田后, 作物保苗率提高, 整齐度增加, 产量性状得到改善。有明显的增产效果, 增产幅度为7.8%~44.2%, 且以秸秆直接还田效果最佳。
总之, 作物秸秆还田后, 对土壤的培肥效果、理化性质、有机质含量、养分平衡, 作物产量和品质等方面都有较好的改善作用, 特别是长期施用效果更显著。
二、秸秆还田的主要方法
1. 机械粉碎直接翻压还田
平原地区可结合机械收割、尽量将秸秆切碎撒施, 再翻压入土中。
机械化秸秆还田技术, 就是在谷物收获后, 使用机械直接将收获后, 使用机械直接将收获后的秸秆粉碎翻埋或整秆编压还田。包括秸秆粉碎还田、根茬粉碎还田、整秆翻埋还田、整秆编压还田等多种形式, 可一次完成多道工序, 便捷、快速、成本低。及时处理大量秸秆, 避免腐烂焚烧带来的环境污染。其核心技术是采用种秸秆还田机械将秸秆直接还入田中, 使秸秆在土壤中腐烂分解为有机肥, 使大量废弃的秸秆直接变废为宝。
2. 覆盖还田
该方法又分为两种。第一种是人工覆盖还田方式, 在作物生长的一定时期时, (如小麦起身一拔节, 玉米拔节前) 在作物行间覆盖粉碎秸秆。如小麦覆盖还田是将小麦秸秆切碎6~10厘米, 在夏玉米、大豆、山芋田的苗期覆盖作物行间, 一般每亩用量200~300千克。能减少土壤水分蒸发, 有利于土壤保墒, 且能使杂草减少50%~60%, 此法可充分利用七、八、九月份高温多雨, 促进秸秆腐解, 既能供给玉米后期养分需要, 又为秋种提供了肥源。第二种是留茬套种残茬覆盖方式, 留茬套种一般在作物收获前15~20天将处理好的种子套种在行间, 收割时留茬15~20厘米待夏播作物出苗后, 刨茬1~2遍, 根茬即可铺散于土壤表面。高留茬一般1/15公顷可还田100~150千克。这种方式既减少了运输量, 又加快了脱粒速度, 省工节能, 且秸秆腐烂快, 保墒保肥作用较好, 可获得较好的肥效。
3. 高留茬还田
是在稻麦收割时留20~30厘米的茬柱, 用旋耕机直接灭茬还田。留高茬直接还田有以下几个突出优点:一省工, 提高了活化劳动和能源的投入效益;二是就地还田, 耕翻后茎秆外露少, 而且自然分布均匀, 提高了秸秆还田的质量和效果;三是由于简便易行效果好, 群众易于接受。其增产效果以亩留桩草320斤 (5.5~6寸高) 的增产效果最高。高留茬增加土壤有机质, 三季后于作物收获时取土祥化验分析有机质含量, 留桩还田200斤、300斤、400斤的土壤有机质, 分别比平泥割的相对高3.0%、4.8%、6.9%。留高桩四季后, 于收割时采土样化验结果分析, 而每亩留桩200斤、300斤、400斤的土壤有机质比平泥割的, 分别相对高15.2%、17.5%、14.9%。稻麦留桩草直接还田, 有利于土壤养分的积累和蓄, 改善了土壤养分状况。还使耕层土壤变松, 容重变小, 孔隙增多。留柱茬还田三季后测定土壤容重, 300斤、400斤处理比平泥割的分别下降1.4%和11.7%。由于土壤疏松, 减少厂耕作阻力, 耕作容易。
三、秸秆还田应注意的问题
1. 秸秆还田常见问题
秆秆还田操作不当, 就会出现出苗率低、苗黄、苗弱, 甚至死苗现象, 造成减产, 其原因主要有以下几个方面。碳氮比失调。秸秆本身碳氮比为65∶100, 而适宜微生物活动的磺氮比为2∶5, 秸秆还田后, 微生物在分解残体时与麦苗争夺土壤中的有效氮, 造成土壤中氮素不足。秸秆粉碎不符合要求。有的地块粉碎后的秸秆过长, 其长度大于10厘米, 不利于耕翻, 影响播种。土壤大小孔隙比例不合理。秸秆还田后, 土壤变得过松、大孔隙过多, 导致跑风, 土壤与种子下能紧密接触, 影响种于发芽扎根, 使小麦扎根不牢, 甚至出现吊根现象。
2. 提高秸秆还田技术
(1) 注意提高粉碎质量。秸秆粉碎的长度应小于10厘米, 并且要撒匀。对还田的地块一定要用旋耕机作业一遍, 使秸秆和土壤充分混合拌匀。此外, 还要用铧式犁将秸秆连同化肥、农家肥翻入l0厘米以下的土壤内以利播种。
(2) 是注意配合补施氮、磷、钾肥料。秸秆的C/N比较大, 初期分解时容易与作物争夺养分, 特别是氮素养分, 影响作物生长。配施速效氮肥后, 既能消除秸秆翻入土壤后对作物产生的危害, 又能促使微生物旺盛活动, 加速分解。又可为作物中后期生产提供各种养分。高产田普遍存在着“缺磷、少氮、钾不足”的现象, 按比例补施氮、磷、钾肥料, 可满足作物生长的需要, 提高作物产量。研究表明每100千克秸秆配施碳氨4.0~5.0千克, 过磷酸钙7.0~8.0千克, 硫酸钾2.0~3.5千克。同时结合浇水, 有利于秸秆吸水腐解。
(3) 注意浇足塌墒水。秸秆还田的地块, 土壤容易架空, 会影响秋播作物的正常生长。为塌实土壤, 加速秸秆腐化, 在整好地后一定要浇好塌墒水。如果怕影响秋播作物的适期播种, 也要在播后及时浇水。使土壤密实, 消除大孔洞, 种子与土壤紧密接触, 利于发芽扎根, 可避免吊根现象。
(4) 消灭病原体。带病的秸秆不能直接还田, 否则易发生病害, 对带病秸秆如水稻叶枯病、油菜菌核病、小麦、玉米黑粉病等的秸秆最好经高温发酵腐熟后还田, 以防止病害的蔓延。
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秸秆还田效应探讨 篇3
1 秸秆还田对土壤性质的影响
1.1 对土壤物理性状的影响
土壤由于受到自然降雨雨滴的直接冲击, 其孔隙度减小, 土壤团粒结构遭到破坏, 质地过于紧实。有研究表明[4,5,6,7], 秸秆还田能够改善土壤结构, 增加土壤总孔隙度、土壤饱和导水率, 降低土壤容重、减少土壤蒸发, 最终能够提高土壤的蓄水、保水能力, 而且发挥了土壤水库的调蓄作用, 从而增加土壤水分利用效率。也有研究[8,9]表明, 土壤容重及孔隙度不会因为秸秆还田而有所改善, 甚至还有结构破坏, 容重增加的结论。
1.2 对土壤化学性质的影响
秸秆还田能够增加土壤N、P、K和土壤有机质的含量。由于秸秆本身含有N、P2O5、K2O, 因此, 许多研究表明[10,11], 秸秆还田后在土壤水和微生物的共同作用下, 能增加土壤碱解氮、速效磷, 特别是可溶性钾的含量。也有研究表明还田的秸秆不仅能够增加土壤氮含量, 而且还能够促进固氮作用。秸秆还田对土壤有机质的积累极其重要, 能够明显增加土壤有机质的含量, 比传统耕作增加10%~30%。有研究表明[12], 在增加的有机质中, 主要为易氧化态有机质, 能提高土壤的供肥能力。
1.3 对土壤生物特性的影响
土壤微生物特性主要包括土壤微生物活性和土壤酶活性。土壤微生物大多是有机营养型, 因此含有有机能源的秸秆还田能够增加土壤微生物的量, 尤其是能增加活跃微生物的量。大量研究[13,14,15]也表明, 秸秆还田能够增加土壤脲酶、土壤碱性磷酸酶、土壤过氧化氢酶的活性。土壤微生物和土壤酶活性与土壤供肥特性密切相关, 秸秆还田后, 土壤中的微生物活性、酶活性均显著提高, 土壤的理化性状也会发生相应变化。
2 秸秆还田对作物生长发育和产量的影响
适量的秸秆还田可以改善土壤的水、肥、气、热状况, 使作物根系活性得到提高, 有利于作物的优质高产。大量研究[16,17,18]表明秸秆还田可以使作物的根系发育得以增强, 根条数多, 根系发达;同时还促进了地上部的生长生育, 增加了茎粗、叶面积和干物质, 增加了作物的叶绿素含量和光合速率, 并且提高了作物的衰老酶的活性, 从而减缓作物的衰老, 最终显著增加作物的产量。也有研究认为, 秸秆还田加重土壤病虫草害, 从而导致作物减产[19]。
3 结语
综上所述, 农作物秸秆还田可以提高土壤肥力, 促进作物增产, 对农业的可持续发展意义重大。未来对于秸秆还田的研究应该从以下几个方面着手:一是秸秆还田研究大多数局限于秸秆还田的培肥效果及对土壤性质的影响等方面, 对农作物生育特性及其产量形成等方面的研究颇少;二是目前研究主要集中在同一种还田方式在某一种作物上的应用, 对不同还田方式的应用效果和不同还田方式在不同作物上的应用效果还有待进一步研究;三是理论联系实际不够, 大多数研究主要集中在理论方面, 如何在不同地区选用不同的还田方式效果最好并且易于操作有待进一步的研究。
摘要：分析秸秆还田对土壤物理性状、化学性质以及农作物生长发育和产量的影响, 并综述了秸秆还田效应的研究进展, 进而提出一些秸秆还田需要深入研究的问题。
秸秆直接还田效应分析 篇4
安徽省阜阳市秸秆分布在全市各区、县,主要种类有小麦、玉米、大豆、水稻以及薯类、芝麻、油菜籽、棉花和花生秸秆。其中小麦、玉米、大豆和水稻秸秆占总量的80%以上。据市农业部门提供的数据,2012年各类农作物秸秆可收集资源量为432.55万t,其中夏熟195.01万t、秋熟237.54万t,分别占全年秸秆可收集资源总量的45.08%和54.92%。
阜阳市高度重视秸秆综合利用工作,近几年不断加大工作力度。全市各地在抓秸秆禁烧的同时,积极进行秸秆多形式利用的探索和实践,并从政策引导、技术推广、宣传教育和执法监管等方面采取了一系列措施,形成了多种利用模式并存,百花齐放的格局。
1.1 直接还田模式
1.1.1 秸秆直接还田的主要作用
(1)改善土壤结构,培肥能力,增加有机质含量,减少化肥用量
秸秆中含有大量的有机质、氮磷钾和微量元素,是农业生产重要的有机肥源之一。秸秆还田是补充和平衡土壤养分、改良土壤的有效方法,是高产田建设的基本措施之一,对于提高资源利用率,农业节本增效,提高耕地基础地力和农业的可持续发展具有重要意义。据研究,若实施一年两季秸秆还田,一年后土壤有机质含量相对提高0.05%～0.23%,速效钾肥增加468 mg/kg,土壤容重下降0.03～0.16 g/cm3,土壤孔隙度提高1.75%～7.00%。
(2)改善土地蓄水抗旱能力,提高作物产量
实施秸秆覆盖免耕技术后,与传统耕作相比,旱地玉米和小麦分别增产750 kg/hm2和450 kg/hm2,土壤含水量提高2%～4.5%,透水率提高40%～50%。
(3)保护环境,避免因秸秆焚烧带来的环境污染
秸秆焚烧会带来环境污染,解决秸秆利用的问题,秸秆直接还田是目前最现实、最易于推广操作的秸秆利用方式。
1.1.2 秸秆直接还田成功范例
阜阳市颍东区冉庙乡张湾村徐塘元自然村实施秸秆直接还田技术已有13年,秸秆还田率100%,村民在长期的秸秆还田实践中发现,秸秆还田的地块具有保墒、耐旱和不易倒伏的特点,且有土地不易板结、土壤有机质增加、肥力增强和增产效果明显的作用。常年农作物产量比其他地块高出20%以上,尤其是近年极端天气增多的情况下,则更显出秸秆还田的好处,12年小麦连续经历秋、冬、春3季连旱及初夏旱,在这样的严峻形势下秸杆还田的20多hm2(300多亩)小麦虽然只浇了一次水,但依然获得了丰收。经农技部门测算,平均产量达到7 500 kg/hm2,最高产突破了9 000 kg/hm2,几乎达到了颍东区小麦高产攻关示范田的产量。
1.2 离田处理模式
1.2.1 秸秆离田利用模式
(1)生物质发电
作为享受政府补贴的热电联产企业,安徽国祯生物质发电有限公司年均收购秸秆40万t。
(2)生物质有机肥
生物质有机肥是将打捆后的秸秆块投入发酵机后,再添加鸡粪、草木灰以及高温发酵菌种等材料,就可以生产。颍州区大丰收农业种植专业合作社就引进了两台高温高效自动发酵机,年可消化秸秆2万多t。
(3)秸秆饲料
秸秆富含纤维素、半纤维素及木质素等非淀粉类大分子物质。通过氢化、青贮、微贮及揉搓丝化等处理技术,增加秸秆饲料的营养价值,提高秸秆转化率,发展节粮型畜牧业。阜南县民族犇鑫生态养殖有限公司通过秸秆青贮饲喂奶牛,每年可消化约7 000t秸秆。临泉瓦店就有将秸秆粉末、小麦及玉米等原料加工成“羊面包”的利用模式。
(4)菌菇基料
目前,利用秸秆生产平菇、香菇、金针菇及鸡腿菇等技术已较为成熟。阜阳市德意农业科技有限公司一年利用300多万kg秸秆。
(5)燃料
秸秆可加工成颗粒炭条,增加热效,供应宾馆、饭店等单位。秸秆加工利用率90%,市场价可达1 100元/t。阜南胜天新能源公司机械加工生物质炭条生产线安装调试完毕后,日吞吐秸秆可达40t。
1.2.2 秸秆离田处理存在问题
(1)秸秆离田处理模式,增加了秸秆搜集、运输和贮存环节,每增加一个环节就增加大量成本。“从地头到厂里”的收购成本过高是一大难题。收购成本主要由机器投入、人力成本和运输成本几方面组成。农作物秸秆体积大密度小,占地大,加上农作物分散区域广,成熟时间不同,运输成本高。
(2)因为地势复杂、墒情原因,很多时候机器无法进入田间,多数企业只能雇人进行打捆、搬运,人力成本逐年增长。储存秸秆需场地,又有防霉变、防火等问题。秸秆体积大、质量小,不适合长距离运输,导致秸秆收购、贮存和运输比较困难。
(3)从实际情况看,一般秸秆收购半径在100 km左右是比较合适的。若秸秆利用项目容量太大或项目之间规划距离太近,都会对项目的正常运营造成非常不利的影响。建大型秸秆综合利用企业,附近的秸秆收集量往往不能满足企业消耗量,容易造成产能浪费。
(4)根据农林生物质的特点,秸秆存在收集难、贮存难、运输难和防火难4大难题,而且农作物秸秆属“集中收获,全年消费和利用”,存在贮存和供应不均衡的难题。
2 秸秆直接还田有利条件
2.1 政府重视
阜阳市历来重视秸秆综合利用工作,市政府与各县(市、区)政府签订了工作目标责任书,明确了工作目标和任务,对秸秆禁烧工作进行目标责任考核,考核结果纳入年度环保目标考核体系,与大气污染物总量减排考核、项目审批立项、区域限批、环保补助资金安排及农村生态创建等挂钩。同时加强执法检查,在秸秆禁烧期间开展集中督查。对焚烧严重的地方予以通报批评,造成人员伤亡、交通事故等严重后果的,严肃追究有关责任人责任。市政府对秸秆综合利用予以扶持,凡购买秸秆粉碎还田机械、打捆机械的,加大补贴力度,优先给予补贴。凡秸秆机械粉碎旋耕还田或打捆的,实施补贴300元/hm2,其中,市政府补贴150元/h m2,区政府(市开发区管委会)补贴150元/hm2,具体发放工作由农机部门组织实施。
2.2 机具支持
作物秸秆还田技术的完善和推广,离不开与之配套的机具作保障。随着新机具的不断研制成功,尤其是免耕播种机这一秸秆还田技术得以推广应用最关键机具之一的农机研制成功,使得秸秆直接还田全程机械化实施成为可能。农机购机补贴的实施,大中型农机具得以推广,目前,全市农机总动力达到676万kW,大中型拖拉机达到2.65万台,大中型拖拉机配套农具达到5.98万台(套),联合收割机达1.67万台。
2.3 技术配套
作物秸秆还田是农业生产先进技术之一,其核心技术和价值是通过配套实施少免耕技术,达到培肥土壤、抗旱增产,实现农业可持续发展的目的。由于不同农作物采用不同的耕作制度、农艺要求的复杂性、生产条件的多样性及种植习惯差别,决定了秸秆还田技术工艺体系的复杂与多样。就某一地区而言,一定要根据自身条件选择适合自己的技术工艺体系,并通过试验、示范验证技术工艺体系,使秸秆还田技术顺利实施并发挥出应有的效益。
近年来,粮食种植结构逐渐调整,阜阳市的种植模式为小麦一玉米与小麦一大豆两茬平作,属于一年两熟区作物秸秆还田技术模式,这一区域包括河南、山东及京津地区,这些省市实施秸秆还田技术已有多年,无论秸秆还田技术还是配套机械都已相当成熟,可以借鉴其技术模式在阜阳市试验推广。而阜阳市颍东区冉庙乡张湾村徐塘元自然村实施秸秆还田技术也已10多年,取得了很好的社会经济效益,可以示范推广。
3 几点建议
(1)秸秆综合利用确定以秸秆直接还田为主,其他方式为辅的利用模式
由于近年来秸秆还田机械的研制成功,秸秆还田各配套环节技术成熟,秸秆直接还田技术完善,可以推广应用。颍东区冉庙乡张湾村徐塘元村秸秆还田技术实施已10多年,实践证明,多年实施秸秆还田的地块具有保墒、耐旱和不易倒伏的特点,其土壤有机质增加,肥力耐力增强,增产效果明显。秸秆离田利用方式易受土壤墒情、劳动力、运输和储存等作业支出因素影响,不适于全面大面积推广。
(2)加大宣教力度
首先要宣传利弊,通过各种媒介方式宣传转变秸秆仅仅是农业副产品的传统观念,确立向重要农产品转化的理念。秸秆禁烧和综合利用有利于保持土壤生态平衡,改善大气状况,有益于城乡居民身心健康。秸秆禁烧和综合利用既能有效提高农业效益,增加农民收入,又能增加工业能源,促进交通安全,推动节能减排,发展可持续农业。其次要讲解、教授,通过广播、电视、网络、报纸、“阳光工程”培训及送科技下乡等有利时机大张旗鼓地宣传、讲解秸秆还田技术,提高农民秸秆综合利用技能,广泛发动农民自觉实行秸秆还田。最后要树典型,树立多个通过秸秆综合利用创业、致富的典型,以起到示范作用。
(3)建设秸秆还田示范点,示范促增长
要多方筹措,抓示范点建设,以点带面,推动秸秆利用向纵深发展。每个乡镇都要以合作社、种粮大户为基础建立秸秆还田示范点,对农户实施技术示范,政府给予相应的保障措施和支持政策。同时建议市政府协调有关部门加强对土地流转中种粮大户的监管,种粮大户、合作社等类持有大面积土地的种植者应带头实施秸秆直接还田,一经发现焚烧秸秆者,应扣除各类财政补贴,并取消各类先进性奖励的申报资格。通过建设成功的示范点,提高农民和全社会投资农作物秸秆还田项目的积极性,不断加快秸秆还田总量增长步伐。
(4)合理布局
建议抓紧制定农作物秸秆综合利用的中长期全面规划。为此,要进一步开展农作物秸秆资源调查,摸清资源情况和利用现状,基本建立较完善的秸秆还田、收集及储运体系,基本形成布局合理、多元利用的秸秆综合利用产业化格局。避免秸秆利用项目盲目上马,由于秸秆收集、运输、储存等问题造成“吃不饱”现象。
(5)科技支撑
在提高秸秆综合利用科技含量上下功夫。要建立秸杆综合利用技术研究、推广平台,可以农机、农艺等方面技术人员为基础,组建市、县、区秸秆综合利用技术研发、推广中心,着力解决秸杆转化利用中的共性和实用技术难题,为阜阳市大规模、工业化和综合利用秸秆提供技术支持。
(6)加大政府投入,发挥农机购置补贴的引导作用
秸秆直接还田效应分析 篇5
目前的秸秆还田机具多数是由旋耕机演变而来, 变化的内容无非是: (1) 在刀子的形状、结构、大小及排列上做文章; (2) 机具的结构及传动方式的改变。主要弊端是产品功能单一, 功耗高, 同时需在田里作业两遍, 效率低, 不利于土地保护, 影响农作物生长。所以研制新型多功能或复式秸秆还田机, 满足市场和农业生产的需要, 就成为农机工作者的迫切任务。现介绍三种新型多功能秸秆还田机, 其在秸秆还田机大家族中, 应该说可以占有一席之地。
1 三种新型多功能秸秆还田机的适用范围
(1) SGTN-180ZF型新型稻麦秸秆还田机。适于旱田稻秸秆高、低留茬还田, 稻秸秆切碎还田, 旋耕作业以及麦秸秆水田埋茬 (草) 耕整作业的专用机械。
(2) SGTN-200BS型新型稻麦秸秆还田机。适于旱田稻麦秸秆高、低留茬灭茬还田, 稻麦秸秆切碎 (或粉碎) 还田, 旋耕作业以及麦秸秆水田埋茬 (草) 耕整还田的专用机械。
(3) 1ZSMS-200型双轴水田埋茬 (草) 耕整机。适于对水稻栽插前田块内高、低秸秆留茬及秸秆全量进行直接还田整地的专用机械。既适用于经稻麦全喂入和半喂入联合收割机收割的田块, 也可用于旱地旋耕和免耕盖籽作业, 是水旱两用型埋茬耕作整地机械。
2 作业特点
(1) SGTN-180ZF型、SGTN-200BS型新型稻麦秸秆还田机为水旱两用机, 机手自行适当调整后, 也可以作旋耕机用, 具有多功能作业的特点。
(2) 1ZSMS-200型双轴水田埋茬 (草) 耕整机为水田机, 主要用于水田作业。水田作业时, 一遍耕作即可完成耕翻、碎土、埋茬 (秸秆) 、起浆、平地等工序;合适时该机也可用于旱田作业, 一遍作业就能达到耕翻、碎土、复埋秸秆的目的。
(3) 上述三种机型工作效率高, 结构紧凑。
3 结构特点
新型稻麦秸秆还田机在设计技术上突破了原有秸秆还田机单一作业性能特点, 而且在结构上也有其自身创新的特点。
3.1 新型稻麦秸秆还田机
(1) 设计思路。将单独的旱田灭茬机、水田埋茬 (草) 机两种机型合二为一, 形成单机型、多功能新型稻麦秸秆还田机。
(2) 结构特点。两款机型最典型的特点为中间传动箱体内部结构设置中间拨叉机构, 一是改变转速方向的正反转换档机构;二是改变转速大小的高低速换档机构。通过产品结构的巧妙设计, 实现产品的一机多用、水旱秸秆还田。在拖板下侧焊有再次埋茬碎土的装置并配有压泥板使地表平整。结构采用高箱框架式结构, 龙门旋架加斜梁与整个框架大梁浑然一体, 易保证整机受力平衡、刚性及强度;刀轴采用对称的法兰结构, 维修互换方便;动力由减速箱传动两侧刀轴;旋耕灭茬刀采用对称分布, 螺旋排列;减速箱体前方装有犁铧式防漏耕装置。
(1) SGTN-180ZF新型稻麦秸秆还田机。机具采用的是中间齿轮传动, 通过手工操作档位, 传递到齿轮箱体内拨叉, 实现最终转速的正转和反转, 即正转实现秸秆水田埋茬、耕整、平地, 反转实现旱地灭茬作业。反转时, 拆卸原有的拖板部件, 更换疏泥 (草) 栅栏结构。
(2) SGTN-200BS新型稻麦秸秆还田机。机具采用的是中间齿轮传动, 通过手工操作档位, 传递到齿轮箱体内拨叉, 实现最终转速的高、低速正转, 即高速实现旱地覆埋秸秆还田及旋耕作业、低速实现水田埋茬 (草) 耕整作业。
(3) 换档机构结构。由输入伞齿轮轴, 正、反转伞齿轮, 换档滑套, 高、低速固定齿轮, 高、低速滑动齿轮, 一轴, 二轴和箱体等组成。
正、反转伞齿轮通过轴承安装在一轴上, 换档滑套通过花键套装在一轴上, 高、低速固定齿轮固定安装在一轴上, 高、低速滑动齿轮通过花键套装在二轴上, 输入伞齿轮轴同时带动正、反转伞齿轮, 通过改变换档滑套的位置实现正、反转换档, 通过改变高速滑动齿轮或低速滑动齿轮的位置实现高、低速换档, 在旋耕灭茬过程中, 当灭茬刀轴上缠绕杂草时, 使灭茬刀轴反转, 能方便地解除缠绕在其上的杂草, 提高旋耕灭茬效果和效率, 对于不同类型的植物秸秆可选用不同旋耕转速来实现灭茬方案。
3.2 双轴水田埋茬 (草) 耕整机
(1) 设计思路。将单轴水田秸秆还田耕整机耕作两遍 (第一遍为耕作翻土, 第二遍为埋茬、起浆) 的原理应用到一台机器上, 该机型采用旋耕刀轴 (俗称前刀轴) 进行耕作翻土, 埋茬刀轴 (俗称后刀轴) 进行埋茬、起浆, 一遍作业相当于单轴水田秸秆还田耕整机两遍作业的效果。
(2) 结构特点。采用两侧齿轮传动, 中间齿轮箱将动力通过两个万向节, 分别传递到两侧齿轮箱, 实现最终转速的双轴同时正转。即前轴用于旋耕、碎土;后轴用于水田埋茬 (草) 、起浆或旱田覆埋秸秆还田作业。
(1) 两根刀轴即前刀轴 (旋耕刀轴) 、后刀轴 (埋茬刀轴) 。旋耕刀轴旋转时向后抛出的泥土、水分、秸秆等物质不能直接落到埋茬刀轴的埋茬刀上, 因为旋耕刀轴的抛出物质如果没有落到地面, 而抛向埋茬刀轴, 则埋茬刀轴进行再次伴和的效果无法体现, 也就无法完成最终伴和过程, 所以该新型结构在两根刀轴中间设置了一块隔板, 隔板离旋耕刀轴的距离应能保证旋耕刀轴抛出的物质正好撞击在隔板上, 并落到地面上, 然后等待埋茬刀轴将已落地的物质再次挖起并抛向后面的挡土板上, 进行二次击碎, 泥、水、秸秆只有通过此二次耕翻、伴和, 才能发挥碎土、起浆、复埋秸秆的作用。
旋耕刀轴位于机具前端且安装或焊接有刀座, 每个刀座上安装有一把旋耕刀或标准旋耕刀或单向埋茬刀;埋茬刀轴位于机具中后部位置, 且安装或焊接有刀座, 每个刀座上安装有一把双向埋茬刀或两把单向埋茬刀或者只安装一把单向埋茬刀, 每个刀座上埋茬刀 (除一把单向埋茬刀) 的两个侧翼其侧弯方向相反, 正弯方向相同。
(2) 埋茬侧边箱体、旋耕侧边箱体分别位于埋茬刀轴、旋耕刀轴的两侧 (即机具左、右两侧) , 其最终传动方式为侧边箱体侧边传动。
(3) 平地板底部焊有压草刀, 压草刀的作用是机具在进行最后一道平地工序即利用平地板进行平整地表的同时, 将残留的少量秸秆压入泥土中。
(4) 前后刀轴呈现低、高转速。前刀轴 (旋耕刀轴) 由于在未耕地上进行作业, 负荷较大, 刀轴的转速设计较低, 埋茬刀轴在已耕地上进行作业, 负荷较小, 转速设计较高, 高、低速转速通过双轴结构予以实现, 同时也确保了机具埋茬、起浆功能的实现, 这也是单轴水田秸秆还田耕整机结构上无法实现的。
(5) 由于旋耕刀轴切削未耕地, 所以不设打浆杆, 埋茬刀轴切削已耕地, 所以安装了三根打浆杆以增加起浆效果。
4 技术参数 (见表1、2、3)
注:幅宽允许增减5~10 cm, 幅宽以实际耕作幅宽为准
注:幅宽允许增减5~10 cm, 幅宽以实际耕作幅宽为准
注:幅宽允许增减5~10 cm, 幅宽以实际耕作幅宽为准
5 技术实现
(1) 总体概括。产品的实现, 必须由产品结构的实现来完成, 而结构的实现, 必须建立在设计的基础上, 而所设计的结构在制造技术上必须能实现, 在功效性能上具有领先性, 零配件市场能采购到, 安装、拆卸、维护和修理能简便、易行、合理。目前上述三种机型, 基本能完成技术实现上的要求。
(2) 在制造上的技术实现。三种机型的的传动箱体是各企业自行设计并具有自主主权的结构部件, 通过委外加工得以实现。三种机型与旋耕机属同宗产品并在其基础上改进而成, 所以在工艺、工装上具有相对通用的优越性、继承性, 故三种机型对同系列其他产品零部件的引用程度较高。
玉米秸秆还田免耕栽培效应初探 篇6
1 材料与方法
1.1 供试品种
供试玉米品种为正大619。
1.2 供试土壤
土质为棕色石灰土, 肥力均匀, 上茬为秋玉米。
1.3 试验设计与实施
试验设3个处理 (见表1) , 每个处理三次重复, 共9个小区, 每个小区面积20 m2, 每个小区播种105株, 播种密度为52500株/hm2, 区组内采取随机排列, 周围设保护行。试验在大化县大化镇流水村巴雷屯进行, 于2004年2月7日播种, 7月6日收获。各处理之间除栽培方式不同外, 施肥和其它管理水平均一致。
2 结果与分析
2.1 不同栽培方式下玉米的抗旱效果
2004年大化县受春旱为害较为严重, 3月4—21日连续出现旱情, 根据3月19日田间调查, (调查结果见表2) 在同一重复, 每个处理随机连续调查10株。秸秆还田免耕栽培的玉米叶片为5.1叶, 叶片较绿, 10株都没有萎蔫迹相。免耕栽培的玉米叶片为4.7叶, 叶片绿色, 10株有2株有萎蔫迹相, 萎蔫率为20%。翻耕栽培的玉米叶片为4.3叶, 叶片淡绿色, 苗较矮, 10株有6株有萎蔫迹相, 萎蔫率为60%。由此可见, 秸秆还田免耕栽培的抗旱效果非常显著。
注:表中数据是在同一重复随机连续调查1 0株所得, *代表有萎蔫迹相株。
注:表中数据均为收获时通过随机连续取样1 0株来考种取平均值而得, 其中免耕平均是处理1和处理2平均。
单位:kg
2.2 不同栽培方式对玉米生物性状与产量结构的影响
试验结果表明 (见表3) , 与翻耕栽培 (处理3CK) 相比, 免耕栽培 (处理1和处理2) 的玉米株高、茎粗分别平均提高4.28%、2.27%, 其中秸秆还田免耕栽培 (处理1) 更明显, 分别提高5.84%、4.55%;免耕栽培处理的穗位高、穗长、穗粗分别平均提高4.16%、1.83%、3.66%, 其中秸秆还田免耕栽培处理分别提高4.21%、2.62%、4.88%;免耕栽培处理的穗行数、行粒数分别平均提高2.24%、4.74%, 其中秸秆还田免耕栽培处理分别提高2.99%、7.86%。
2.3 不同栽培方式对玉米产量的影响
试验结果表明 (见表4) , 与翻耕栽培 (CK) 相比, 玉米免耕栽培处理产量平均提高6.04%, 其中秸秆还田免耕栽培处理每hm2增产651 kg, 增幅9.23%。免耕秸秆还田处理比免耕秸秆不还田处理每h m 2增产450 kg, 增6.21%。
2.4 经济效益分析
秸秆还田免耕栽培产量7701 kg/hm2, 比翻耕栽培产量7050 kg/hm2, 增产651 kg/hm2, 按当年玉米价格1.4元/kg计, 增加产值911.4元/hm2, 免耕栽培每hm2可节省翻犁人工30个工日, 按每个工日30元计, 共节支900元/hm2, 减去秸秆还田多增加15个工日450元, 总节支增收1361.4元/hm2, 经济效益显著。
免耕栽培产量7251 kg/hm2, 比翻耕栽培产量7050 kg/hm2, 增产201 kg/hm2, 按1.4元/kg计, 增加产值281.4元/hm2, 加上减少翻犁人工费投入900元/hm2, 总增加纯收入1181.1元/hm2。
3 小结与讨论
通过试验结果表明, 玉米秸秆还田免耕栽培处理具有较强的抗旱能力, 这是因为该技术除播种之外不进行任何耕作, 改翻耕土壤的传统耕作方式为免耕栽培, 提高了天然降雨入渗率, 增加土壤含水量, 同时利用作物秸秆残茬覆盖地表, 在培肥地力的同时, 根茬固土, 保护土壤, 减少风蚀、水蚀和水分无效蒸发[2,3], 提高了玉米的抗旱能力。秸秆还田免耕栽培技术为玉米创造良好的生态环境, 有利于玉米的生长 (株高与茎粗比翻耕分别提高5.84%与4.55%) , 为玉米高产营造了良好的产量结构 (穗行数与行粒数比翻耕分别提高2.99%与7.86%) , 减少劳动力、机械设备和能源的投入, 提高劳动生产率, 可节本增收1361.4元/hm2, 社会、经济、生态效益显著。
参考文献
[1]黄拔程, 刘永贤, 陈德威, 等. 广西玉米免耕栽培的研究现状与发展前景[J]. 现代农业科技, 2008, 22: 204-205.
[2]李新举, 张志国, 邓基先, 等. 免耕对土壤生态环境的影响[J]. 山东农业大学学报, 1998, 29 (4) :520-526.
秸秆直接还田效应分析 篇7
1. 主要技术内容
小麦秸秆切碎直接还田技术是在小麦联合收获作业时, 对秸秆进行直接切碎, 并均匀抛撒的还田技术。采用带秸秆切碎和抛撒功能的小麦联合收割机, 或在小麦联合收割机出草口处, 装配专门的秸秆切碎抛撒装置进行联合收获作业, 一次完成小麦切割喂入、脱粒清选、收集装箱、秸秆切碎抛撒等作业工序。
免耕抢茬播种技术就是在小麦收获后的地块上, 不耕翻土壤, 采用玉米免耕播种机直接进行播种的技术。采用玉米免耕播种机一次进地, 完成开沟、深施肥、播种、覆土、镇压等作业工序。
2. 小麦秸秆切碎直接还田技术要点
(1) 选择机具近几年来, 出厂的小麦联合收割机在出草口处, 都设计了秸秆切碎器安装接口。优先选择与小麦联合收割机同一生产企业生产的秸秆切碎器;其次选择具有“农业机械推广鉴定证书”的产品, 确保产品质量。选择的切碎器要与联合收割机动力相匹配。从试验示范情况看, 对喂入量2 kg/s, 发动机在70马力 (51.5 kW) 以上的小麦联合收割机, 均可配备秸秆切碎器。
(2) 安全试运转秸秆切碎器安装后, 检查各部保护装置, 人员撤到安全位置后, 空运转10～20 min, 检查工作部件是否运转良好, 皮带松紧程度是否合适。无问题后, 再进行负荷作业。
(3) 作业指标要求小麦秸秆切碎长度≤15 cm, 切断长度合格率≥95%, 抛撒不均匀率≤20%, 漏切率≤1.5%。
(4) 检查保养秸秆切碎器转速和冲击频率较高, 每班次 (8 h) 要保养1次, 各运动部位加注润滑油, 调整皮带张紧度;每工作40 h, 应检查各运动部件间隙、紧固件紧固程度, 调整维修后再工作;使用完毕后, 应清除壳体内外杂物, 拆下皮带, 壳体内部涂油, 以备来年再用。
(5) 注意作业负荷秸秆量过多或湿度较大时, 应降低收获速度, 确保切碎效果。
(6) 安全使用作业时, 禁止任何人跟随在切碎器后方。切碎机防护装置不能私自拆除、改装;旋转部件不准增速。发生震动或异响时, 应立即停机检查;检查时, 必须关闭发动机并拔下钥匙。
(7) 及时更换刀片刀片磨损或丢失将造成切碎器震动, 切碎质量下降, 应及时更换同型号、同质量的刀片。
3. 玉米免耕抢茬播种技术要点
(1) 选用优良品种选择纯度高的一代杂交、耐密品种, 种子纯度≥98%。结合当地播种和收获时间, 重点选择夏玉米主导品种。大力推广鲁单948、聊玉18号、莱农14号、鲁单9002、天泰10号等耐密型优质高产良种。播种前适时对所用种子进行药剂拌种、包衣或浸种处理, 提高种子发芽率, 预防病虫害。
(2) 选择机具推荐使用进入国家和省支持推广和购置补贴产品目录的免耕播种机。玉米免耕播种机有气吸式精量播种机、仓转式穴播机和窝眼轮式条播机, 可根据经济条件和需求进行选择。实施玉米精量播种, 可不用间苗, 玉米种子发芽率要超过95%, 确保玉米播种质量。
(3) 增加种植密度玉米种植密度要与品种要求相适应, 一般播量在2.5～3.5 kg/0.067 hm2, 耐密紧凑型玉米品种密度要达到4 200～4 700株/0.067 hm2, 大穗型品种密度应为3 200～3 700株/0.067 hm2, 高产田适当增加。
(4) 规范玉米种植行距根据农艺和玉米机收要求, 坚持农机与农艺相结合的原则, 大力推广玉米等行距免耕播种, 播种行距一般在60～70 cm, 以利玉米机收和提高产量。在行距一定的情况下, 通过调整播种株距, 达到不同玉米品种所要求的种植密度。
(5) 正确调整机具按照使用说明书, 正确调整排种 (肥) 器的排量和一致性, 确保种植密度;调整镇压轮的上限位置, 保证镇压效果;调整播种机架水平度, 确保播种深度一致。
(6) 适时抢墒播种从鲁西南到胶东半岛, 玉米播期以6月1日-20日为宜。收获小麦后及时抢墒播种, 最好当天收获当天播种, 促进玉米早发。墒情差时, 可先播种后灌溉;旱作区应抢墒播种。
(7) 控制播种深度在墒情合适的情况下, 播种深度一般控制在3～5 cm, 沙土和干旱地区播种深度应适当增加1～2 cm。
(8) 种肥合理施用施肥深度一般为8～10 cm, 与种子上下垂直间隔距离在5 cm以上, 最好肥、种分施在不同的垂直面内。肥料以颗粒状复合种肥为好, 施肥量10～20 kg/0.067 hm2。为减少用工, 有条件的地区, 可选用缓释肥, 随播种作业一次性施足。
(9) 先行试播正常作业前, 要试播一个作业行程。检查播种量、播种深度、施肥量、施肥深度及有无漏种漏肥现象, 并检查覆土镇压情况, 必要时进行适当调整。
(10) 作业中注意观察随时观察秸秆堵塞缠绕情况, 发现异常, 及时停车排除和调整。机组在工作状态下不可倒退, 地头转弯时应降低速度, 在划好的地头线处及时起升和降落。