許有尊　周永進(jìn)　孫雪原　胡敬年　秦廣泉　劉超　吳德華　吳然然　趙俠　吳利蘋　吳文革

摘要 針對(duì)當(dāng)前規(guī)模化生產(chǎn)水平和農(nóng)機(jī)動(dòng)力配套水平不同，在前期長(zhǎng)期定位試驗(yàn)和技術(shù)示范的研究成果基礎(chǔ)上，集成了以大規(guī)模生產(chǎn)大型動(dòng)力農(nóng)機(jī)配套的稻麥秸稈機(jī)械反旋滅茬旱耕旱整還田技術(shù)模式、針對(duì)中規(guī)模中等動(dòng)力機(jī)械配套旱耕水整還田技術(shù)模式、針對(duì)小農(nóng)戶的秸稈中小馬力機(jī)械旋耕還田技術(shù)模式的3套秸稈機(jī)械化還田技術(shù)模式。根據(jù)不同的生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)條件可靈活的選用適宜的模式組合，有效地解決了江淮稻麥秸稈還田水平低的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞 稻麥周年；秸稈還田；技術(shù)模式

中圖分類號(hào) S 23文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 0517-6611（2023）15-0022-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.15.006

Research on Mechanized Technology of Rice-wheat Annual Straw Returning in JiangHuai Region

XU You-zun， ZHOU Yong-jin， SUN Xue-yuan et al

（Rice Research Institute， Anhui Academy of Agricultural Sciences， Hefei， Anhui 230031）

Abstract In view of the different levels of current large-scale production and agricultural machinery power supporting， based on the research results of the previous long-term positioning test and technical demonstration， we integrated three sets of straw mechanization returning technology models. They were the technology models of rice and wheat straw mechanical reverse rotation stubble dry tillage returning for large-scale production of large-scale power agricultural machinery supporting;the technology models of dry tillage water returning for medium-scale medium-power machinery supporting;and the technology models of straw small and medium-power mechanical rotary tillage returning for small farmers. The combinations of appropriate models could be flexibly selected according to the different scales and conditions of production， which effectively solved the difficulty of low level of the rice and wheat straw returning in JiangHuai region.

Key words Rice-wheat anniversary;Straw returning;Technical mode

安徽江淮地區(qū)地處我國(guó)南北氣候過(guò)渡帶，是我國(guó)糧食的主要生產(chǎn)基地之一，稻-麥周年兩熟種植是區(qū)域糧食生產(chǎn)的主要種植制度。隨著科技水平的不斷提高，稻麥產(chǎn)量和秸稈資源量穩(wěn)步提升，據(jù)統(tǒng)計(jì)，安徽省常年水稻種植面積為247萬(wàn)～253萬(wàn)hm2，水稻秸稈量為1 600萬(wàn)～1 700萬(wàn)t，小麥常年種植面積280萬(wàn)～287萬(wàn)hm2，小麥秸稈量1 700萬(wàn)～1 800萬(wàn)t；其中，稻-麥周年種植面積約100萬(wàn)hm2，位居全國(guó)稻茬麥面積第2位，水稻和小麥產(chǎn)量分別約占全省水稻和小麥產(chǎn)量43%和32%，水稻和小麥的秸稈資源量分別約占全省水稻和小麥秸稈資源量的40%和36%。

在稻麥兩熟區(qū)，通過(guò)機(jī)械粉碎將水稻、小麥秸稈全部翻埋還田，可有效提高土壤內(nèi)的有機(jī)質(zhì)，增強(qiáng)土壤微生物活性，促進(jìn)作物根系發(fā)育，提高土壤肥力［1-6］；但秸稈還田方法不當(dāng)，也會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，如土壤病菌增加、作物病害加重及缺苗（僵苗）等不良現(xiàn)象等［7-11］；我國(guó)以前的生產(chǎn)狀況是以一家一戶的散戶和小面積生產(chǎn)為主，不適合大面積的機(jī)械作業(yè)，小面積的秸稈機(jī)械還田成本高，農(nóng)民不易接受而且技術(shù)不成熟；近年來(lái)，隨著農(nóng)村勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移、土地流轉(zhuǎn)進(jìn)程的加快以及秸稈禁燒等措施的出臺(tái)，規(guī)模化集約化生產(chǎn)和機(jī)械化輕簡(jiǎn)化生產(chǎn)逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位，如何在規(guī)?；a(chǎn)的基礎(chǔ)上，找出適宜稻麥兩熟區(qū)大面積機(jī)械化生產(chǎn)應(yīng)用的秸稈還田模式和技術(shù)措施，是有效解決江淮稻麥秸稈還田水平低，從而進(jìn)一步秸稈利用效率和作物生產(chǎn)效率，提高作物綜合生產(chǎn)水平的重要措施。

鑒于此，筆者在稻麥周年生產(chǎn)條件下，設(shè)置不同的秸稈還田模式比較，研究周年秸稈還田條件下存在的問(wèn)題和解決的對(duì)策，以期為規(guī)?；a(chǎn)條件下提出優(yōu)化的秸稈周年還田技術(shù)模式提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 稻麥周年秸稈全量還田存在的問(wèn)題

長(zhǎng)期定位試驗(yàn)和技術(shù)模式示范結(jié)果顯示，長(zhǎng)期秸稈還田可顯著提升土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和速效鉀含量，土壤容重也有所降低，稻、麥單季和周年產(chǎn)量也有顯著提升，但是在大面積生產(chǎn)中，在農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合、機(jī)械選型、新機(jī)具研發(fā)和耕作方式、秸稈粉碎以及配套肥水管理等方面依然存在不少問(wèn)題［12-14］。

1.1 農(nóng)民對(duì)秸稈還田的認(rèn)識(shí)不足

（1）因?yàn)榻斩掃€田對(duì)下季作物的播種/插秧產(chǎn)生不利影響，特別是水稻秸稈還田后對(duì)小麥的播種和齊苗產(chǎn)生的影響更大；通過(guò)生產(chǎn)和示范跟蹤調(diào)查分析表明，小麥秸稈全量還田，影響水稻返青活棵（圖1）；而稻草全量還田，影響小麥播種出苗，甚至抑制了小麥分蘗（表1）。稻-麥周年兩季秸稈不同還田組合方式的長(zhǎng)期定位試驗(yàn)結(jié)果表明，稻、麥兩季秸稈全量機(jī)械粉碎還田，短期內(nèi)對(duì)后茬作物立苗、群體構(gòu)建有不利影響；其中以稻麥兩季秸稈全量還田增產(chǎn)最為顯著。秸稈還田初期，由于秸稈腐解釋放出大量低分子量有機(jī)酸等有毒物質(zhì)，抑制了水稻根系的生長(zhǎng)，延緩了水稻的（機(jī)插）活棵立苗，抑制前期分蘗的形成、延緩葉齡進(jìn)程。同時(shí)水稻秸稈量大，如果作業(yè)質(zhì)量不能保證，全量還田會(huì)影響小麥的播種質(zhì)量。

（2）秸稈還田短期內(nèi)可能對(duì)作物生長(zhǎng)產(chǎn)生一定的不利影響，同時(shí)因秸稈可能攜帶病菌從而加重作物病蟲(chóng)害的發(fā)生概率，筆者調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，稻麥兩季還田的赤霉病、紋枯病和白粉病發(fā)病率分別是不還田的3.9、5.0和1.2倍；

（3）目前缺少高效率低成本的秸稈還田機(jī)械，秸稈還田增加了成本投入。

1.2 缺乏還田效果好的農(nóng)機(jī)具

目前生產(chǎn)中主要還是收割機(jī)收獲時(shí)粉碎拋灑后，通過(guò)旋耕機(jī)翻耕同時(shí)把秸稈翻埋入土壤中，翻埋的均勻度和埋茬效果有所欠缺，需要切實(shí)加強(qiáng)操作簡(jiǎn)便、性能優(yōu)異且工作效率高、應(yīng)用效果好、成本低的新機(jī)具的研發(fā)。

1.3 農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合技術(shù)存在欠缺

目前，生產(chǎn)中缺乏適應(yīng)大面積生產(chǎn)的秸稈還田配套技術(shù)，比如機(jī)械選型和動(dòng)力配備、秸稈翻壓時(shí)間和土壤墑情、秸稈切碎長(zhǎng)度與翻埋深度、肥料的運(yùn)籌和水分管理、秸稈腐解和養(yǎng)分釋放等均對(duì)秸稈還田的效果產(chǎn)生較大的影響，只有農(nóng)機(jī)技術(shù)和農(nóng)藝措施的高度融合才能規(guī)避不利風(fēng)險(xiǎn)，從而發(fā)揮出其優(yōu)勢(shì)。

2 稻麥周年秸稈還田技術(shù)規(guī)程

目前，隨著國(guó)家鼓勵(lì)新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體和規(guī)模化生產(chǎn)發(fā)展、土地流轉(zhuǎn)進(jìn)程的加快、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)、小田變大田等土地治理模式的推廣，迫切需要根據(jù)不同生產(chǎn)特點(diǎn)制定因地適宜的秸稈還田技術(shù)規(guī)程，從而為提高土地生產(chǎn)效率和全程機(jī)械化提供技術(shù)支撐。

為此，在前期長(zhǎng)期定位試驗(yàn)研究和技術(shù)模式大面積示范驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，針對(duì)當(dāng)前秸稈還田技術(shù)差和規(guī)?；?、機(jī)械化生產(chǎn)實(shí)際，筆者所在研究團(tuán)隊(duì)在機(jī)械化收割與秸稈粉碎、均勻拋灑一體化作業(yè)、機(jī)耕滅茬與秸稈旋埋方式方法、還田秸稈腐解機(jī)理與養(yǎng)分釋放規(guī)律、秸稈還田有毒物質(zhì)減排技術(shù)與大田水氣調(diào)控技術(shù)，以及秸稈還田條件下的肥料減量化技術(shù)等基礎(chǔ)上，優(yōu)化集成了3套適宜于不同機(jī)械化水平和生產(chǎn)條件的秸稈還田技術(shù)規(guī)程。

2.1 大馬力機(jī)械反旋滅茬旱耕旱整還田技術(shù)規(guī)程

本技術(shù)以大面積集約化生產(chǎn)且具備大型農(nóng)機(jī)動(dòng)力（≥62.5 kW）配置條件的大型農(nóng)場(chǎng)、大型農(nóng)業(yè)新型經(jīng)營(yíng)主體等為主要對(duì)象，主要技術(shù)流程為前茬機(jī)收秸稈切碎、均勻覆蓋→機(jī)械滅茬→大馬力旋耕機(jī)旋耕→旱耕旱整平田。

2.1.1 關(guān)鍵技術(shù)。

2.1.1.1 秸稈機(jī)收拋灑。

在聯(lián)合收割機(jī)粉碎機(jī)后加裝均勻拋灑裝置，控制秸稈拋灑力度、方向和范圍，提高拋灑均勻度；

留茬高度≤18 cm，秸稈粉碎長(zhǎng)度≤10 cm，粉碎長(zhǎng)度合格率≥85%，拋撒均勻度大于80%；

2.1.1.2 旋耕埋茬。

旱耕土壤含水量應(yīng)在15%～30%；通常前茬秸稈還田與大田耕整地作業(yè)同時(shí)進(jìn)行，主要使用大馬力拖拉機(jī)帶動(dòng)反旋滅茬旋耕機(jī)具進(jìn)行旋耕滅茬，避免或減少重耕、漏耕及小角度轉(zhuǎn)彎次數(shù)，兩次作業(yè)（縱橫向交叉）提高埋茬效果；旋耕埋茬深度≥15 cm，耕深穩(wěn)定系數(shù)≥85％，碎土系數(shù)≥90％。

2.1.1.3 旱整平田。

小麥秸稈還田后，水稻季使用大馬力拖拉機(jī)牽引圓盤耙、旋耕機(jī)、釘齒耙進(jìn)行整地作業(yè)，耙透、耙實(shí)、耙平，達(dá)到播種作業(yè)要求；耙地應(yīng)先重耙破碎垡片，后輕耙平地，重耙耙深15～20 cm，輕耙耙深10～15 cm，耙地時(shí)相鄰兩行間應(yīng)有10～20 cm的重疊量，耙地整平后（高低差不超過(guò)3 cm）上水泡田，淀漿沉實(shí)后種植水稻；

2.1.1.4 播種。

水稻秸稈還田后，小麥季宜選擇旋耕施肥播種開(kāi)溝鎮(zhèn)壓一體機(jī)進(jìn)行復(fù)合式作業(yè)。

2.1.2 配套技術(shù)。

2.1.2.1 有毒物質(zhì)減排技術(shù)。水稻季活棵后連續(xù)多次排水露田（一次 2～3 d），透氣增氧，促進(jìn)土壤氣體交換和秸稈腐解產(chǎn)生的有害物質(zhì)的揮發(fā)釋放，降低秸稈還田對(duì)秧苗的不利影響；之后淺水勤灌，干濕交替，透氣增氧，開(kāi)挖豐產(chǎn)溝，中心溝與圍溝相通、內(nèi)外溝配套，確保灌排及時(shí)，提前烤田，促進(jìn)根系發(fā)育和分蘗成穗。

2.1.2.2 肥料減量?jī)?yōu)化。連續(xù)還田2～3年后單季總用肥量可逐漸減低，其中氮肥可減少10%～20%，鉀肥降低20%～30%；優(yōu)化氮肥運(yùn)籌，底肥中增施速效氮，減少中期氮肥用量，中氮后移，增施穗粒肥。

2.1.2.3

秸稈快速腐解技術(shù)。調(diào)整基肥中速效氮肥比例（增施尿素或者二銨等速效氮肥，按每100 kg秸稈施用0.5～1.0 kg純氮），調(diào)節(jié)碳氮比促進(jìn)秸稈快速腐解，避免秸稈腐爛形成生物奪氮；有條件的可以在翻耕前增施生物腐熟劑15～30 kg/hm2。

2.2 中馬力機(jī)械旱耕水整還田技術(shù)規(guī)程

該技術(shù)以中等規(guī)模生產(chǎn)面積、中等農(nóng)機(jī)動(dòng)力（18.4～62.5 kW）配置條件的適度規(guī)模經(jīng)營(yíng)的農(nóng)業(yè)新型經(jīng)營(yíng)主體等為主要對(duì)象，主要技術(shù)流程為前茬機(jī)收秸稈切碎、均勻覆蓋→中型動(dòng)力機(jī)械旋耕→旱耕水整平田。

2.2.1 關(guān)鍵技術(shù)。

2.2.1.1 秸稈機(jī)收拋灑。

在聯(lián)合收割機(jī)粉碎機(jī)后加裝均勻拋灑裝置，控制秸稈拋灑力度、方向和范圍，提高拋灑均勻度；留茬高度≤15 cm，秸稈粉碎長(zhǎng)度8～10 cm，粉碎長(zhǎng)度合格率≥85%，拋撒均勻度大于80%；

2.2.1.2 旋耕埋茬。

小麥秸稈還田種植水稻：使用中等馬力拖拉機(jī)帶動(dòng)旋耕機(jī)旋耕，避免或減少重耕、漏耕及小角度轉(zhuǎn)彎次數(shù)，兩次作業(yè)（縱橫向交叉）提高埋茬效果；旋耕埋茬深度≥12 cm；

水稻秸稈還田種植小麥：使用中等馬力拖拉機(jī)帶動(dòng)旋耕機(jī)旋耕，深旋耕埋茬 1 次，淺旋耕 1 次，旋耕埋茬深度≥12 cm。

2.2.1.3 平田。

小麥秸稈還田后，水稻季田面上水2～3 cm，使用拖拉機(jī)帶動(dòng)水田埋茬起漿機(jī)等進(jìn)行整平作業(yè)；水整后的機(jī)插大田應(yīng)適度沉實(shí)，砂質(zhì)土沉實(shí)0.5～1.0 d，砂壤土沉實(shí)1.0～1.5 d，壤土一般需沉淀2～3 d，較黏土需沉實(shí)2 d以上，利于有害氣體排放；泥漿沉實(shí)達(dá)到泥水分清，泥漿深度5～8 cm，水深1～3 cm。避免深水爛泥造成機(jī)插時(shí)壅水壅泥等現(xiàn)象；水整后大田地表平整，田塊高低差不超過(guò)3 cm；沉實(shí)后應(yīng)進(jìn)行封閉除草。

2.2.1.4 播種。

水稻秸稈還田后，小麥季宜選擇旋耕施肥播種開(kāi)溝鎮(zhèn)壓一體機(jī)進(jìn)行復(fù)合式作業(yè)。沒(méi)有復(fù)合式一體機(jī)推薦使用帶圓盤開(kāi)溝機(jī)的播種機(jī)，開(kāi)溝深度一般為20～30 cm，溝寬15～20 cm，墑寬2.5～3.0 m，要求做到溝溝相通、三溝配套，橫溝與田外溝渠相通，開(kāi)溝土均勻拋撒在墑面，溝直墑平；播種后及時(shí)用專門的鎮(zhèn)壓器鎮(zhèn)壓2遍，提高鎮(zhèn)壓效果利于種子發(fā)芽出苗，提高抗旱抗寒、抗凍能力。

2.2.2 配套技術(shù)。配套技術(shù)同“2.1.2”。

2.3 中小馬力機(jī)械水耕水整還田技術(shù)規(guī)程

該技術(shù)以小規(guī)模生產(chǎn)面積、中小型農(nóng)機(jī)動(dòng)力（≤18.4 kW）配置條件的普通農(nóng)戶等為主要對(duì)象，主要技術(shù)流程為前茬機(jī)收秸稈切碎、均勻覆蓋→小型動(dòng)力機(jī)械旋耕→水耕水整平田。

2.3.1 關(guān)鍵技術(shù)。

2.3.1.1 秸稈機(jī)收拋灑。

在聯(lián)合收割機(jī)粉碎機(jī)后加裝均勻拋灑裝置，控制秸稈拋灑力度、方向和范圍，提高拋灑均勻度；

留茬高度≤12 cm，秸稈粉碎長(zhǎng)度6～8 cm，粉碎長(zhǎng)度合格率≥85%，拋撒均勻度大于80%。

2.3.1.2 旋耕埋茬。

水耕水整的田塊泥腳深度小于30 cm，且具有較好的通過(guò)性，不致造成下陷。水耕水整時(shí)，田塊地表應(yīng)平整，并提前1～2 d放水泡田，水量應(yīng)浸沒(méi)泥土，并保持3～5 cm水層；

小麥秸稈還田種植水稻：使用小馬力拖拉機(jī)帶動(dòng)旋耕機(jī)2次旋耕，使秸稈與泥土混勻，旋耕埋茬深度≥10 cm，秸稈翻埋率≥85％；

水稻秸稈還田種植小麥：使用中小馬力拖拉機(jī)帶動(dòng)旋耕機(jī)旋耕，深旋耕埋茬 1 次，淺旋耕 1 次，旋耕埋茬深度≥12 cm。

2.3.1.3 平田。

小麥秸稈還田后，水稻季田面上水2～3 cm，使用小型拖拉機(jī)或者手扶拖拉機(jī)耕耙地2～3次，再用埋茬起漿機(jī)等進(jìn)行整平作業(yè)；水稻秸稈還田后，小麥季使用施肥、播種、開(kāi)溝、鎮(zhèn)壓一體機(jī)進(jìn)行復(fù)合式作業(yè)。

2.3.1.4 播種。

水稻秸稈還田后，小麥季宜選擇旋耕施肥播種開(kāi)溝鎮(zhèn)壓一體機(jī)進(jìn)行復(fù)合式作業(yè)。沒(méi)有復(fù)合式一體機(jī)推薦使用帶圓盤開(kāi)溝機(jī)的播種機(jī)，開(kāi)溝深度一般為20～30 cm，溝寬15～20 cm，墑寬2.5～3.0 m，要求做到溝溝相通、三溝配套，橫溝與田外溝渠相通，開(kāi)溝土均勻拋撒在墑面，溝直墑平；播種后及時(shí)用專門的鎮(zhèn)壓器鎮(zhèn)壓2遍，提高鎮(zhèn)壓效果利于種子發(fā)芽出苗，提高抗旱抗寒、抗凍能力。

2.3.2 配套技術(shù)。配套技術(shù)同“2.1.2”。

3 秸稈還田技術(shù)模式應(yīng)用效果分析

針對(duì)上述秸稈還田技術(shù)模式，筆者在白湖農(nóng)場(chǎng)等地開(kāi)展技術(shù)模式比較研究，以驗(yàn)證技術(shù)模式效果，為進(jìn)一步優(yōu)化完善技術(shù)模式提供依據(jù)。

由表2可知，大馬力機(jī)械反旋滅茬旱耕旱整還田技術(shù)模式，小麥秸稈還田時(shí)粉碎長(zhǎng)度9.4 cm，拋撒均勻度84.5%，機(jī)械耕作深度18.4 cm，碎土系數(shù)91.2%，秸稈翻埋率88.3%；同一田塊水稻秸稈還田時(shí)粉碎長(zhǎng)度9.7 cm，拋撒均勻度85.6%，機(jī)械耕作深度19.1 cm，碎土系數(shù)92.9%，秸稈翻埋率89.6%；中馬力機(jī)械旱耕水整還田技術(shù)，小麥秸稈還田時(shí)粉碎長(zhǎng)度8.7 cm，拋撒均勻度83.9%，機(jī)械耕作深度16.4 cm，碎土系數(shù)88.4%，秸稈翻埋率85.4%；同一田塊水稻秸稈還田時(shí)粉碎長(zhǎng)度8.6 cm，拋撒均勻度84.7%，機(jī)械耕作深度16.7 cm，碎土系數(shù)89.7%，秸稈翻埋率86.1%；

由上述結(jié)果來(lái)看，技術(shù)模式成熟度較高，生產(chǎn)應(yīng)用性較強(qiáng)，可以根據(jù)不同生產(chǎn)水平和機(jī)械動(dòng)力的要求，靈活選擇相應(yīng)的技術(shù)模式，適應(yīng)于大面積的多樣化生產(chǎn)應(yīng)用，可以有效改善土壤環(huán)境，提升地力，滿足當(dāng)前生產(chǎn)需求，具有較好的推廣價(jià)值。

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基金項(xiàng)目 國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2022YFD2301400）；安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年英才計(jì)劃項(xiàng)目（QNYC-201904）。

作者簡(jiǎn)介 許有尊（ 1982—） ，男，山東淄博人，副研究員，博士，從事水稻栽培生理及水稻農(nóng)機(jī)農(nóng)藝研究。*通信作者，研究員，博士，從事作物栽培及生理生態(tài)技術(shù)研究。

收稿日期 2022-12-07；修回日期 2023-02-13