孟 欣,沈卓群
(遼寧省農(nóng)業(yè)機械化研究所,沈陽 110161)
據(jù)統(tǒng)計,我國農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量約為8 億t,其中可回收的秸稈資源量約為7 億t。 農(nóng)作物秸稈屬于有機質(zhì)含量相對較高的物料,其粗有機物含量占比80%左右。 秸稈還田能夠有效提升耕地有機物料歸還量,保持土壤活力[1]。對此,國家近年來采取一系列政策措施, 推動我國農(nóng)作物秸稈綜合資源化利用率不斷提高。其中,直接還田是農(nóng)作物秸稈利用的最簡單方法,具有簡單、方便、快捷、省工的特點,是遼寧農(nóng)作物秸稈資源化利用技術(shù)應(yīng)用的最普遍模式。用農(nóng)作物秸稈及殘茬覆蓋地表,結(jié)合少耕或免耕方法,能夠減少農(nóng)田土壤侵蝕和保護(hù)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境。推廣秸稈還田技術(shù)不僅是減少秸稈焚燒的重要措施,而且是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略抉擇[2]。
多年淺旋、深翻等不合理耕作方式,使農(nóng)田土壤性狀不斷惡化,主要表現(xiàn)為土壤結(jié)構(gòu)變差,有機質(zhì)、全氮、速效鉀等養(yǎng)分含量快速下降。以遼寧為例,玉米收獲后至翌年春播前,有長達(dá)7 個月的耕地休閑期。 裸露的地表使富含養(yǎng)分的表土和土壤水分流失,導(dǎo)致土壤越來越瘠薄,保水保肥性能不斷減弱。 秸稈直接還田可以增加土壤有機質(zhì),釋放出氮、磷、鉀等養(yǎng)分,是補充和平衡土壤養(yǎng)分、培肥地力的有效辦法,還能改善土壤理化性狀,提高土壤生物活性,具有減少風(fēng)蝕、水蝕、保水、保土、保護(hù)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境的作用[3]。 為此,遼寧省制定并出臺了《遼寧省黑土地保護(hù)性耕作行動計劃實施方案(2020—2025 年)》《遼寧省縣級高標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)性耕作應(yīng)用基地建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》《遼寧省2021 年黑土地保護(hù)性耕作項目實施方案》《遼寧省2022 年黑土地保護(hù)性耕作項目實施方案》等推進(jìn)黑土地保護(hù)的政策措施,全面推行以秸稈覆蓋還田、免(少)耕播種為主要內(nèi)容的保護(hù)性耕作技術(shù)。各地在原有試驗示范的基礎(chǔ)上,實行整村、整鄉(xiāng)推進(jìn)和集中連片實施。
農(nóng)作物秸稈直接還田主要有秸稈翻埋還田和秸稈覆蓋還田兩大類,是遼寧地區(qū)農(nóng)作秸稈資源化利用的重要措施之一。 在秸稈直接還田技術(shù)模式上,遼寧省以玉米為重點,兼顧大豆、花生、雜糧、小麥等作物,并根據(jù)秸稈覆蓋地表程度和地理特點,主要推廣秸稈大量覆蓋還田免(少)耕播種技術(shù)類型、秸稈部分覆蓋還田免(少)耕播種技術(shù)類型以及秸稈少量覆蓋還田免(少)耕播種技術(shù)類型,涵蓋3 種技術(shù)類型11 種技術(shù)模式,詳見表1。
表1 遼寧主推秸稈還田技術(shù)模式Table 1 Mainly promote straw returning technology mode in Liaoning province
其中, 秸稈少量覆蓋是指地表播種前有秸稈覆蓋,但覆蓋率在30%以內(nèi);秸稈部分覆蓋是指地表播種前秸稈覆蓋率在30%~60%之間; 秸稈大量覆蓋是指地表播種前秸稈覆蓋率在60%及以上。 各地在確定秸稈還田模式時,應(yīng)根據(jù)土壤、水分、積溫、種植方式、經(jīng)營規(guī)模等實際情況,因地制宜,優(yōu)化選擇。
秸稈覆蓋還田可以減少地表裸露面積,防止大風(fēng)帶走水分和表土,解決春季風(fēng)沙大、墑情不足等問題,保土、保水、增肥效果明顯。 該模式的技術(shù)路線為:機械收獲+秸稈覆蓋還田→免耕/少耕播種→病蟲草害防治。 根據(jù)生產(chǎn)實踐,影響秸稈覆蓋還田效果的主要因素有還田時機、割茬高度、秸稈鋪放、翻埋效果、整地質(zhì)量等。
作物秸稈青綠時及早還田并耕翻入土,利于秸稈粉碎、腐解和轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C質(zhì)肥料。 一般小麥秸稈留茬高度≥20 cm,玉米留茬高度≥30cm。 玉米秸稈粉碎長度≤10 cm,小麥、水稻秸稈粉碎長度≤5cm,長度合格率90%以上。 秸稈均勻鋪撒可避免播種機作業(yè)時產(chǎn)生擁堵現(xiàn)象。
若采用秸稈翻埋還田模式,犁耕深度應(yīng)≥25cm。秸稈混埋還田時,旋耕深度應(yīng)為15~20 cm,整地深度為 10~12 cm。 在實施秸稈還田的前 1~2 a,應(yīng)在相應(yīng)地塊增施氮肥,一般增施尿素5~10 kg/667 m2。 同時,部分肥力不足的地塊還應(yīng)補施磷鉀肥和硫肥。
近年來,我國相繼研發(fā)出多種類型的玉米秸稈還田機具,例如秸稈及根茬粉碎還田機、根茬粉碎及掩埋機、根茬粉碎深松(施肥)起壟機、水田秸稈還田機等。從結(jié)構(gòu)型式看,還田機具主要以臥式、側(cè)邊傳動為主。從適應(yīng)性看,秸稈還田機具的適應(yīng)性尚需加強,雖然能夠滿足玉米秸稈還田作業(yè)要求,但對小麥、水稻秸稈還田作業(yè)的適應(yīng)性較差。
在保護(hù)性耕作巡回指導(dǎo)過程中發(fā)現(xiàn),部分地區(qū)尤其在干旱、半干旱地區(qū)常常因為農(nóng)機裝備配套不完整而導(dǎo)致秸稈還田覆蓋率較低,無法體現(xiàn)保護(hù)性耕作的技術(shù)優(yōu)勢。 根據(jù)秸稈還田推廣應(yīng)用要求,應(yīng)以技術(shù)創(chuàng)新為出發(fā)點,開發(fā)復(fù)式作業(yè)機型,如收獲+秸稈粉碎還田、秸稈粉碎還田+旋耕+深松等形式,以減少拖拉機進(jìn)地次數(shù)。同時,提高機具安全性和作業(yè)可靠性,凸顯稈粉碎還田機械化技術(shù)的綜合效益。
遼寧地區(qū)推廣應(yīng)用秸稈還田技術(shù)實踐表明,作物秸稈直接還田是當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常見的一種秸稈處理方式和培肥地力措施[4],是實現(xiàn)秸稈資源化利用和黑土地保護(hù)的有效技術(shù)途徑。 在技術(shù)實施過程中,應(yīng)以保障糧食穩(wěn)產(chǎn)豐產(chǎn)為目標(biāo),遵循多覆蓋、少動土的原則,盡量增加農(nóng)作物秸稈覆蓋量[5]。 需要關(guān)注的是,農(nóng)作物秸稈直接還田方式雖然增肥、 增產(chǎn)效果顯著,但秸稈還田方法不當(dāng),會出現(xiàn)病害發(fā)生加重和缺苗等各種問題。