機(jī)械化秸稈還田技術(shù)及其應(yīng)用

1、一、農(nóng)作物秸稈綜合利用的背景一、農(nóng)作物秸稈綜合利用的背景 農(nóng)作物秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)品，主要包括稻秸、麥秸、玉米秸、油菜秸、大豆秸、棉花秸等，產(chǎn)量大，分布廣。作為一項(xiàng)重要的生物資源，我國(guó)的秸稈資源擁有量居世界第一，年產(chǎn)量約為6.5億噸，并且呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，預(yù)計(jì)到2010年可達(dá)7.26億噸。據(jù)2000年的統(tǒng)計(jì)資料，我國(guó)年產(chǎn)農(nóng)作物秸稈中約30%用作農(nóng)用燃料，27%用作飼料，23%用作工副業(yè)生產(chǎn)原料，67%直接還田，還有33%未被合理利用。 年份 秸稈總產(chǎn)量 直接還田 作為飼料 作為造紙?jiān)?用作能源 未被利用2000年 64792.3 4535.46 17744.7 2100 19437.69 213

2、81.462010年 72600 21780 21300 2800 25000 1720注：本表數(shù)據(jù)摘自中國(guó)生物質(zhì)資源可獲得性評(píng)價(jià)中國(guó)農(nóng)業(yè)部/美國(guó)能源部項(xiàng)目專家組。 秸桿焚燒不僅浪費(fèi)能源，污染環(huán)境，危害人體健康，造成土壤板結(jié)。而且影響交通安全，引發(fā)火災(zāi)，給國(guó)家和人民的生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重的威脅。具體而言：1、污染空氣環(huán)境，危害人體健康 有數(shù)據(jù)表明，焚燒秸稈時(shí)，大氣中二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物三項(xiàng)污染指數(shù)達(dá)到高峰值，其中二氧化硫的濃度比平時(shí)高出1倍，二氧化氮、可吸入顆粒物的濃度比平時(shí)高出3倍，相當(dāng)于日均濃度的五級(jí)水平。當(dāng)可吸入顆粒物濃度達(dá)到一定程度時(shí)，對(duì)人的眼睛、鼻子和咽喉含有黏膜的部分刺激較

3、大，輕則造成咳嗽、胸悶、流淚，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致支氣管炎發(fā)生。2、引發(fā)火災(zāi)，威脅群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全 秸稈焚燒，極易引燃周圍的易燃物，尤其是在村莊附近，一旦引發(fā)火災(zāi)，后果將不堪設(shè)想。 3、引發(fā)交通事故，影響道路交通和航空安全 焚燒秸稈形成的煙霧，造成空氣能見度下降，可見范圍降低，容易引發(fā)交通事故。 4、破壞土壤結(jié)構(gòu)，造成耕地質(zhì)量下降 焚燒秸稈使地面溫度急劇升高，能直接燒死、燙死土壤中的有益微生物，影響作物對(duì)土壤養(yǎng)分的充分吸收，直接影響農(nóng)田作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，影響農(nóng)業(yè)收益。 5、破壞環(huán)境形象 秸稈所形成的滾滾煙霧、片片焦土，對(duì)一個(gè)地區(qū)的環(huán)境形象是最大的破壞。秸稈焚燒的原因：1、農(nóng)村勞動(dòng)力減少 隨著農(nóng)村進(jìn)

4、城務(wù)工人員逐年增加，農(nóng)村勞動(dòng)力相對(duì)較少，夏收、夏種任務(wù)加重。尤其是小麥實(shí)行聯(lián)合收割機(jī)收獲后，聯(lián)合收割機(jī)在收割的過程中，給農(nóng)作物留茬高達(dá)30公分左右，麥稈隨著機(jī)械拋灑在田里，收拾費(fèi)工、費(fèi)力、費(fèi)時(shí)，使下茬作物無法耕種，農(nóng)戶為了搶農(nóng)時(shí)和下茬作物種植方便，就一燒了之。加上農(nóng)民有焚燒秸稈的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，認(rèn)為秸稈就地焚燒，等于給田地施加了草木灰。2、秸稈無處利用 隨著社會(huì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，農(nóng)村生活用能結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，生活用秸稈數(shù)量大幅度減少。化肥的大量使用，在一定程度上降低了秸稈漚肥還田率。這些傳統(tǒng)的秸稈利用方式逐漸被人們拋棄，而現(xiàn)代科學(xué)的秸稈利用方式和意識(shí)尚未建立起來。秸稈多年來得不到有效的利用，

5、農(nóng)民從秸稈上獲得的收益有限，即便收集起來，也不知道怎么用，因而不愿意收集，致使農(nóng)作物秸稈出現(xiàn)大量剩余并直接導(dǎo)致露天焚燒。3、監(jiān)督、管理和綜合利用指導(dǎo)的力度不夠 由于認(rèn)識(shí)偏差，很多農(nóng)民認(rèn)為秸稈是廢棄物，而不是資源，因此開發(fā)利用的重視程度不夠，國(guó)家政策和資金扶持不夠，設(shè)備研究相對(duì)滯后，尤其是在茬口緊的多熟農(nóng)區(qū)，秸稈便捷處理設(shè)施配套明顯不足。 秸稈的綜合利用是一個(gè)世界性的課題，世界各國(guó)特別是發(fā)達(dá)國(guó)家已作了大量研究，取得了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展，它的應(yīng)用主要包括四個(gè)領(lǐng)域:飼料、燃料、肥料和工業(yè)原料。 而飼料和燃料的利用及其轉(zhuǎn)化技術(shù)，是工業(yè)化綜合利用的主要領(lǐng)域。（一）飼料 畜牧業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家早已利用秸稈飼料進(jìn)行養(yǎng)殖，取

6、得了良好的效果。如美國(guó)的飼喂秸稈的肉食轉(zhuǎn)化率達(dá)73%，澳洲達(dá)90%。他們采用先進(jìn)的冷壓成型技術(shù)，將秸稈切碎、搓揉，進(jìn)行鈉化或氨化調(diào)質(zhì)處理，添加微量元素和粘合劑，壓制成塊或顆料，便于貯藏和運(yùn)輸。這是秸稈飼料處理的發(fā)展方向。（二）燃料 以秸稈為主要原料的生物質(zhì)能的利用，是當(dāng)前技術(shù)創(chuàng)新的熱點(diǎn)之一，目前在秸稈發(fā)電、沼氣、成型燃料等方面已有一定的應(yīng)用。美國(guó)和西歐已將秸稈氣化技術(shù)廣泛用于區(qū)域取暖、餐飲等民用設(shè)施。丹麥?zhǔn)茄芯拷斩挵l(fā)電較早的國(guó)家，1988年誕生了世界上第一座秸稈生物燃燒發(fā)電廠，如今有130座秸稈發(fā)電廠遍及全國(guó)，秸稈發(fā)電等可再生能源占全國(guó)能源消費(fèi)量的24%，丹麥靠新興替代能源由石油進(jìn)口國(guó)成為石油

7、出口國(guó)。 工業(yè)用途方面 除傳統(tǒng)的紙漿生產(chǎn)外，又在其它領(lǐng)域，如乙醇的制取、建筑材料等得到一定的應(yīng)用。 從當(dāng)前和農(nóng)機(jī)的角度來分析，我國(guó)的秸稈綜合利用尚未進(jìn)入工業(yè)化的階段，有相當(dāng)?shù)慕斩捫枰繖C(jī)械化秸稈還田來消化。農(nóng)業(yè)部積極推進(jìn)的保護(hù)性耕作技術(shù)，05年的示范面積達(dá)866萬畝，“十一五”期間將從試驗(yàn)示范階段逐步轉(zhuǎn)入推廣階段，實(shí)施范圍進(jìn)一步拓展。在今后一段時(shí)期，機(jī)械化秸稈還田技術(shù)仍有較大的應(yīng)用空間。一、秸稈還田的方式 秸稈還田目前主要有三種方式： 秸稈直接還田 過腹還田 間接還田（一）秸稈直接還田1.機(jī)械粉碎翻壓還田 農(nóng)作物收獲后，在田間將秸稈切碎或高留茬直接翻入土壤，歸還農(nóng)田。此法常在水熱條件好，土地平

8、坦，機(jī)械化程度高的地區(qū)應(yīng)用。2.覆蓋還田 主要應(yīng)用于麥玉米或麥稻輪作區(qū)。即在麥、稻收獲后播種玉米、小麥，待出苗后，在行間覆蓋麥秸或稻秸。（二）過腹還田 將秸稈作為粗飼料，喂養(yǎng)反芻動(dòng)物（如牛、羊等），然后以糞便的形式還田。（三）間接還田 通過堆漚發(fā)酵有機(jī)肥。堆肥和漚肥都是利用作物秸稈與少量人畜糞尿共同堆積腐熟而成的有機(jī)肥。堆肥是在好氣條件下堆制而成，多用于北方；漚肥是在嫌氣條件下漚制而成，多用于南方。特別是漚制沼氣發(fā)酵肥，是增辟肥源、提高肥質(zhì)、獲取燃?xì)赓Y源的一種秸稈綜合利用的好方法。二、 機(jī)械秸稈還田的技術(shù)思路 根據(jù)建設(shè)綠色環(huán)保、資源節(jié)約型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的要求，結(jié)合農(nóng)機(jī)制造業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，制定合理的

9、秸稈機(jī)械化還田技術(shù)方案，大力推廣先進(jìn)、適用的秸稈還田機(jī)械，是發(fā)揮農(nóng)機(jī)化在建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村的作用的一項(xiàng)重要內(nèi)容。（一）主攻麥秸稈機(jī)械化還田，優(yōu)先處理“三夏”期間麥秸稈焚燒問題 在麥?zhǔn)占竟?jié)，收獲小麥的機(jī)器主要使用全喂入式聯(lián)合收割機(jī)。全喂入聯(lián)合收割機(jī)的技術(shù)性能適宜收割小麥，兼收水稻，具有效率高、損失低、易卸糧的特點(diǎn)，而且機(jī)具價(jià)格、維修費(fèi)用和作業(yè)收費(fèi)低于半喂入履帶式聯(lián)合收割機(jī)，利于搶收搶種，因此許多地區(qū)大多購置全喂入聯(lián)合收割機(jī)收獲小麥。 全喂入聯(lián)合收割機(jī)的割茬一般在30厘米左右，脫粒清選后的秸稈成紊亂狀條堆在田塊中，不利于后續(xù)的農(nóng)機(jī)作業(yè)。因此，使用帶秸稈拋撒裝置的全喂入聯(lián)合收割機(jī)，去除人工在田間鋪均

10、麥秸稈的環(huán)節(jié)，以方便后續(xù)的秸稈還田和播種作業(yè)。 采用機(jī)械水旋耕麥茬田耕整地，從技術(shù)角度來講，目前工藝和機(jī)具都已基本成熟。植稻前麥茬田的耕整地有鏵式犁耕翻、干旋耕、免耕和水旋耕等多種作業(yè)方式。經(jīng)多年的試驗(yàn)比較，以水旋耕為較好的耕整地工藝。水旋耕可使麥秸稈與泥土充分?jǐn)嚢?，耕作阻力比旱耕小三分之一左右，同幅寬的機(jī)型配套同樣的動(dòng)力，耕作深度可加深24厘米，或增加作業(yè)幅寬，并可實(shí)現(xiàn)多道工序的復(fù)式作業(yè)，提高生產(chǎn)效率，降低作業(yè)成本。（二）大力發(fā)展高性能聯(lián)合收割機(jī)，逐步緩解稻秸稈還田的壓力 稻秸稈的還田機(jī)械，現(xiàn)廣泛使用的50馬力級(jí)輪式拖拉機(jī)動(dòng)力不足，需逐步更新?lián)Q代； 稻秸稈具有相對(duì)較大的利用價(jià)值，如草簾、草包

11、等已在防寒、防汛等方面有廣泛的應(yīng)用。 重要的是加速高性能半喂入聯(lián)合收割機(jī)的推廣，近年來高性能半喂入聯(lián)合收割機(jī)發(fā)展快速，其低割茬、整秸稈、具有秸稈切碎裝置的優(yōu)良性能，使稻秸稈的綜合利用具有相當(dāng)?shù)撵`活性。 但是在近年內(nèi)，仍有部分高留茬稻秸稈在田中焚燒，特別是機(jī)場(chǎng)周邊、高速公路沿線、大中城市附近，禁燒呼聲強(qiáng)烈。解決的方案是: 選用反旋滅茬機(jī)，即增加旋切深度，又使掩埋和覆土得到加強(qiáng)，可獲得較好稻秸稈還田效果。但增加了功耗，降低了作業(yè)效率。 采用雙軸滅茬旋耕機(jī)進(jìn)行稻秸稈的還田耕整地作業(yè)。這種機(jī)型國(guó)內(nèi)已有多家生產(chǎn)廠制造，工作中采用前軸破茬，后軸旋耕的原理，能使泥土與稻秸稈充分?jǐn)噭?，耕深可達(dá)16厘米，是目前

12、稻秸稈還田作業(yè)性能較好的機(jī)型。在解決了輕型化設(shè)計(jì)之后，水田作業(yè)也可得到較好的效果。（三）推廣玉米秸稈機(jī)械化還田技術(shù) 玉米秸稈還田普遍采用的技術(shù)路線，是在玉米成熟期，采用人工摘穗，然后利用秸稈還田機(jī)直接將秸稈粉碎還田。為此技術(shù)配套的玉米秸稈粉碎還田機(jī)比較成熟，由錘爪或甩刀將秸稈粉碎，其長(zhǎng)度在10厘米以下。 雙軸傳動(dòng)的復(fù)式作業(yè)機(jī)械，能一次完成玉米秸稈粉碎、旋耕、播種小麥三項(xiàng)作業(yè)，可提高作業(yè)效率，減少拖拉機(jī)的進(jìn)地次數(shù)。 山東、河北等省是我國(guó)的玉米種植大省，玉米收獲機(jī)械的應(yīng)用已走在全國(guó)前列。除玉米收獲、秸稈還田在大面積上采用機(jī)械粉碎還田的方法外，玉米的聯(lián)合收獲機(jī)型趨于成熟。主要為兩種機(jī)型： 2行懸掛式

13、玉米聯(lián)合收獲機(jī)，一次完成摘穗、果穗升運(yùn)、集箱和秸稈粉碎還田作業(yè)； 3行自走式玉米聯(lián)合收獲機(jī)，一次完成摘穗、果穗升運(yùn)、集箱和秸稈粉碎還田作業(yè)。 懸掛式玉米聯(lián)合收獲機(jī)的技術(shù)性能基本可滿足玉米收獲和秸稈還田的需要，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格適中的優(yōu)點(diǎn)，并可提高50馬力級(jí)輪式拖拉機(jī)的利用率。在玉米種植面積不太大，而且田塊相對(duì)較小的地區(qū)，從農(nóng)村購買能力、動(dòng)力的保有量、經(jīng)營(yíng)管理水平綜合分析，在“十一五”期間推薦懸掛式玉米聯(lián)合收獲機(jī)為主導(dǎo)推廣機(jī)型。自走式玉米聯(lián)合收獲機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，性能好，作業(yè)效率高，并且應(yīng)用了液壓、機(jī)電一體化等高新技術(shù)，是今后發(fā)展的必然選擇。（四）油菜、棉花機(jī)械化秸稈還田尚待時(shí)日 油菜的收獲機(jī)械化目前

14、處于起步階段，棉花的收獲機(jī)械化還是空白，這兩種作物的收獲主要靠人工作業(yè)。分析認(rèn)為由于秸稈較硬，機(jī)械切碎的功耗必然較大，秸稈還田會(huì)有較大的難度，現(xiàn)實(shí)的考慮方案應(yīng)著眼于人工收獲后的秸稈綜合利用。 有機(jī)質(zhì)是土壤的重要組成部分，它不僅含有各種營(yíng)養(yǎng)元素，而且還是土壤微生物生命活動(dòng)的能源。此外，它對(duì)土壤結(jié)構(gòu)、耕性等理化也有重要的影響。一、土壤有機(jī)質(zhì)的來源（一）土壤有機(jī)質(zhì)的來源 土壤有機(jī)質(zhì)包括土壤中各種動(dòng)、植物殘?bào)w，微生物體及其分解和合成的有機(jī)物質(zhì)。嚴(yán)格地說，動(dòng)、植物殘?bào)w和動(dòng)物排泄物只能算作土壤有機(jī)質(zhì)的原料，而不是真正的土壤有機(jī)質(zhì)。真正的土壤有機(jī)質(zhì)叫做腐殖質(zhì)，它們主要是土壤微生物活動(dòng)的產(chǎn)物。各種動(dòng)植物殘?bào)w和

15、動(dòng)物排泄物進(jìn)入土壤后，將經(jīng)歷各種生物和化學(xué)的變化。在轉(zhuǎn)化過程中，有相當(dāng)大的部分從土壤中消失，剩下的部分，其化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)也或多或少的有所改變；同時(shí)，微生物的代謝活動(dòng)，也合成了很多新的有機(jī)化合物，包括微生物體細(xì)胞的各種有機(jī)化合物，各種代謝產(chǎn)物以及另一類特殊的高分子有機(jī)化合物，即腐殖質(zhì)。（二）作物對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收 作物必需的各種營(yíng)養(yǎng)元素的來源是不相同的。碳、氫、氧三種元素是作物通過光合作用從空氣和水中獲取，一般不需特殊供應(yīng)。其他的營(yíng)養(yǎng)元素主要是作物從土壤中吸收。此外，作物可以從降雨中獲得少量氮素。豆科作物借助根瘤菌的作用，能吸收空氣中的分子態(tài)氮素。但是，土壤對(duì)某些營(yíng)養(yǎng)的供應(yīng)量，并不都滿足作物的需要

16、。只有通過施用相應(yīng)的肥料來加以補(bǔ)充。 秸稈中的營(yíng)養(yǎng)元素來自于植物從土壤中的吸收，保存于植物體中。如果把秸稈歸還于土壤，那么這些營(yíng)養(yǎng)元素就又回到了土壤中，供下一季作物再度吸收利用，從而實(shí)現(xiàn)這些元素在土壤、作物間的良性循環(huán)。（三）秸稈還田的作用 秸稈還田可以改善農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，秸稈還田的增產(chǎn)機(jī)理主要表現(xiàn)在三個(gè)主面：養(yǎng)分效應(yīng)、改土效應(yīng)和改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境效應(yīng)。1、秸稈還田的養(yǎng)分效應(yīng) 作物秸稈的主要成分纖維素和是半纖維素。此外，還含有一定數(shù)量的木質(zhì)素、少量的蛋白質(zhì)及灰分和氮、磷、鉀、硅、鋅、硼、鐵、鈣、硫、錳、鎂等元素，其總量達(dá)30多種。 秸稈種類 主要營(yíng)養(yǎng)元素含量（風(fēng)干重計(jì)%） 碳

17、氮比（C/N） N P2O5 K2O麥秸 0.500.67 0.200.34 0.50.60 104.2稻草 0.63 0.11 0.85 61.8玉米秸 0.40.50 0.380.40 1.67 51.0油菜秸 0.56 0.25 1.13 -表3 秸稈還田后氮磷鉀的增加量 試驗(yàn)單位 處理 比CK全N 比CK速效磷 比CK速效鉀 提高% 提高mg/kg 提高mg/kg 中國(guó)農(nóng)科院 麥秸壓翻 0.009 2.12 13.4 定位試驗(yàn) 江蘇省農(nóng)科院 麥秸全量 0.01 4.5 20 還田 湖北省農(nóng)科院 麥秸壓翻 0.0078 0.75 15.64 定位試驗(yàn)2、秸稈還田的改土效應(yīng)（1）土壤有機(jī)質(zhì)

18、、容量和總孔隙度的變化 實(shí)行秸稈還田后，隨著有機(jī)質(zhì)進(jìn)入土壤，逐步分解礦化，部分殘留于土壤中形成穩(wěn)定的腐殖質(zhì)，能夠增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，降低土壤容重，增加土壤孔隙度。下表數(shù)據(jù)的變化，說明秸稈還田后土壤疏松，易耕作，秸稈還田有良好的改土作用。 處 理 有機(jī)質(zhì) 容重 毛管孔隙度 非毛管孔隙度 （%） （g/cm3） （%） （%） 麥秸還田 1.764 1.17 47.4 7.9 對(duì)照 1.626 1.28 46.2 5.5（2）對(duì)土壤微團(tuán)聚體和結(jié)合態(tài)腐殖質(zhì)的影響 土壤中0.25毫米的微團(tuán)聚體被認(rèn)為對(duì)土壤物理性質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)條件具有良好的作用。連續(xù)3年試驗(yàn)后，稻草還田10.25毫米團(tuán)聚體由18.60%提高到

19、32.28%，增加373.5%，而0.01毫米的團(tuán)聚體則減少50%（3）對(duì)土壤還原性物質(zhì)總量的影響 水稻田秸稈由于長(zhǎng)期在水下浸泡，隨著秸稈的礦化，釋放養(yǎng)份的同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生有機(jī)酸、甲烷、硫化氫等，這些物質(zhì)積累太高會(huì)對(duì)植物根系產(chǎn)生毒害作用。 秸稈全量還田的土壤中還原性物質(zhì)總量高于對(duì)照，尤以前期較為明顯，這和前期漬水有關(guān)，30天以后隨著擱田、耘田，還原性物質(zhì)總量與對(duì)照差異基本接近。因此，在水田中，水漿管理要淺灌，勤灌，耘田，適時(shí)烤田，以便增加土壤通透性，及時(shí)排除秸稈腐解過程中產(chǎn)生的有害氣體。3、秸稈還田的改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境效應(yīng)（1）保墑和調(diào)控田間溫濕度 秸稈覆蓋地面，干旱期減少了土壤水分的地面蒸發(fā)量，保

20、持了耕層蓄水量；雨季緩沖了大雨對(duì)土壤的侵蝕，減少了地面徑流，增加了耕層蓄水量。覆蓋秸稈隔離了陽光對(duì)土壤的直射，對(duì)土體與地表溫?zé)岬慕粨Q起了調(diào)劑作用，但覆蓋后會(huì)使地溫有所降低，因此如何適量覆蓋秸稈，必須得到足夠的重視。（2）抑制雜草 農(nóng)田覆蓋秸稈有很好的抑制雜草生長(zhǎng)的作用，與除草劑配合，可提高除草劑的抑草作用，并對(duì)土壤水份的蒸發(fā)有明顯的抑制。4、秸稈還田的增產(chǎn)效果 秸稈還田是一項(xiàng)有效的增產(chǎn)措施，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，一般都在10%以上。堅(jiān)持常年秸稈還田，不但在培肥階段可獲增產(chǎn)，而且后效明顯，有持續(xù)的增產(chǎn)作用。 表5 秸稈還田對(duì)作物產(chǎn)量的影響 處 理 2000年/kg/畝 2001年/kg/畝 單晚 大麥

21、 單晚 大麥 未還田 509.0 200.0 544.8 212.8半量還田 539.0 217.0 565.0 232.9全量還田 526.2 224.0 571.0 247.5 在病蟲害暴發(fā)區(qū)的感病攜蟲稻麥秸稈不宜直接還田。人們知道，在土地上焚燒秸稈是最普通的滅菌和滅蟲方法。而且秸稈燃燒后剩下的草木灰，鉀的含量比較豐富，如稻草灰可達(dá)8%左右。因此，將感病攜蟲秸稈焚燒還田，是這種情況下的特殊還田形式。但要注意，由于草木灰是一種堿性肥料，不宜施于鹽堿地。一、麥秸稈機(jī)械化還田的工藝路線（一）全量還田 使用帶有秸稈切碎裝置的聯(lián)合收割機(jī)收獲小麥，并將碎秸稈均勻鋪撒于田中，然后進(jìn)行耕整地作業(yè)。（二）高

22、留茬半量還田 聯(lián)合收割機(jī)收獲小麥時(shí)，留茬高度為30cm以下，直立保留田中，取走已切割下的秸稈，或部分鋪勻于田中，再進(jìn)行耕整地作業(yè)。 耕整地作業(yè)的常用機(jī)械有秸稈還田機(jī)、鏵式犁、旋耕機(jī)、驅(qū)動(dòng)耙等，作業(yè)方式又分為水整和旱整兩種，各地可因地制宜選用。 圖2 水旋秸稈還田耕整地作業(yè)工藝 這種一年一茬麥秸稈的全量或半量還田，是集機(jī)械收割、水、旱田后續(xù)作業(yè)、肥料運(yùn)籌等綜合農(nóng)機(jī)農(nóng)藝配套處理秸稈技術(shù)，它既保持土壤的理化性能，減少焚燒，又使稻秸稈得到了充分利用，普及推廣了免（少）耕機(jī)條播技術(shù)。 二、秸稈還田機(jī)械的主要結(jié)構(gòu)與工作原理（一）主要結(jié)構(gòu) 我們知道，水田麥秸稈還田機(jī)是從旋耕機(jī)發(fā)展改進(jìn)而成。因此，這里簡(jiǎn)介旋耕

23、機(jī)的工作原理，以便對(duì)秸稈還田機(jī)有深刻的了解。 旋耕機(jī)是一種由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)旋耕刀輥完成耕、耙作業(yè)的耕耘機(jī)械，它能切斷植被并將其混合于整個(gè)耕作層內(nèi)。旋耕機(jī)于十九世紀(jì)中葉問世，至今已有100多年的歷史。我國(guó)于50年代末開始進(jìn)行試驗(yàn)研究，到70年代初完成與當(dāng)時(shí)國(guó)產(chǎn)各類拖拉機(jī)的系列旋耕機(jī)設(shè)計(jì)，并得到推廣應(yīng)用。 旋耕機(jī)一般由機(jī)架、傳動(dòng)部分、刀輥、擋泥罩及限深裝置等部分組成。如圖3所示1、萬向節(jié)總成 2、懸掛架總成 3、機(jī)罩 4、傳動(dòng)箱總成 5、刀軸總成 6、擋土板 7、后拉桿總成 8、平地板 （二）工作原理 拖拉機(jī)與旋耕機(jī)機(jī)掛接后，拖拉機(jī)的動(dòng)力經(jīng)傳動(dòng)輸出軸，萬向節(jié)總成傳至傳動(dòng)箱總成的小錐齒軸，經(jīng)過一對(duì)錐齒輪減

24、速并改變方向，再通過一對(duì)圓柱齒輪(中間有過橋齒輪)減速，通過輸出花鍵軸將動(dòng)力傳遞到刀軸總成，使刀軸總成旋轉(zhuǎn)。 刀軸的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)旋耕刀入土、切土、向后上方拋土，在切土的同時(shí)，將秸稈切入土中，并同時(shí)拋向擋土板，土塊碰撞擋土板進(jìn)一步擊碎、細(xì)化，與秸稈、泥水?dāng)嚢韬螅善降匕骞纹?。（一）分類與特點(diǎn)秸稈還田機(jī)械可分為三類：第一類秸稈粉碎還田機(jī)。 主要用于直立和鋪放的玉米、高梁、棉花秸稈的粉碎，兼用于稻麥秸稈的粉碎。第一類機(jī)型的技術(shù)特點(diǎn)： 秸稈粉碎機(jī)原設(shè)計(jì)專用于玉米、高梁、棉花等高大、硬秸稈的粉碎，經(jīng)實(shí)踐，生產(chǎn)廠家對(duì)秸稈粉碎部件錘爪進(jìn)行了較大的改進(jìn)，由整體錘爪換成動(dòng)定刀組合的5片“Y”型刀片，利用動(dòng)、定刀的速

25、度差更能有效地將秸稈粉碎，刀片的表面焊合耐磨合金，大大提高了刀片的使用壽命，秸稈的粉碎長(zhǎng)度，硬秸稈在100mm以下，小軟秸稈在150mm以下。這樣的作業(yè)效果符合下道工序的犁耕或旋耕滅茬的作業(yè)要求。第二類雙軸型旱田滅茬旋耕機(jī)。 可一次完成對(duì)玉米、高梁、棉花等的破根茬和旋耕復(fù)合作業(yè)。第二類機(jī)型的技術(shù)特點(diǎn)： 雙軸滅茬旋耕機(jī)是近年來為秸稈還田作業(yè)而設(shè)計(jì)的新機(jī)型、它對(duì)于玉米、高梁、棉花等高大、硬秸稈的前軸破茬后軸旋耕復(fù)合作業(yè)有獨(dú)特的優(yōu)越性，解決了普通單軸旋耕對(duì)高大、硬秸稈破根茬作業(yè)效果差的問題。生產(chǎn)廠家將刀軸的“T”型刀座改成異型刀座，使得刀座與刀軸的垂直關(guān)系改為非垂直關(guān)系，增加了滑切長(zhǎng)度，使滅茬效果更

26、好。機(jī)器的滅茬深度達(dá)58cm，耕深可達(dá)16cm。在解決了輕型化設(shè)計(jì)之后，水田作業(yè)也可得到較好的效果。第三類水旱兩用埋茬耕整機(jī)。 主要用于水田的耕整地作業(yè)，可一次完成水旋、埋茬、起漿、平整等4項(xiàng)作業(yè)。兼用于旱田的秸稈粉碎還田作業(yè)。第三類機(jī)型的技術(shù)特點(diǎn)： 水旱兩用埋茬耕整機(jī)是近年來，為適用于水耕滅茬而發(fā)展起來的。為了適應(yīng)水田作業(yè)，原旱耕一節(jié)擋泥板改進(jìn)成兩節(jié)彈性平土板，以增加平田功能。在原旱耕旋耕機(jī)刀軸上加裝了橫向壓草板，這種壓草板加強(qiáng)了埋草功能，提高了埋草率。旋切刀片的回轉(zhuǎn)半徑減小，正切刃與側(cè)切刃的交叉角變大，刀寬細(xì)窄。刀的排列由于考慮到加裝壓草板的需要，由原螺旋排列變?yōu)榫鶆虬说确纸徊媾帕?，這種排

27、列方式有可能造成旋切的不穩(wěn)定。另有一種“燕尾”型刀片，可使埋草性能得到進(jìn)一步的提高。在此基礎(chǔ)上，又對(duì)平地裝置進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，這種裝置具有液壓控制的獨(dú)立的轉(zhuǎn)角、拓展和提升功能，可根據(jù)田塊的高低、墑溝等情況運(yùn)土平地。（二）典型秸稈還田機(jī)簡(jiǎn)介1、1ZSD-200型埋茬耕整機(jī) 該機(jī)采用中間傳動(dòng)正旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，由拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸用萬向節(jié)與埋茬耕整機(jī)第一錐齒輪連接，通過一對(duì)錐齒輪改變90傳動(dòng)方向，并通過2對(duì)平齒輪傳遞動(dòng)力使刀軸旋轉(zhuǎn)。一次作業(yè)能完成耕翻、埋茬（秸稈、雜草）、碎土、起漿、平地等多道工序，達(dá)到水稻機(jī)械化種植耕整地的農(nóng)藝要求。 表6 技術(shù)參數(shù)表生產(chǎn)企業(yè)：姜堰市新科機(jī)械制造有限公司 配套動(dòng)力（馬力） 5

28、0 水田耕深（厘米） 812 旱田耕深（厘米） 68 起漿溶度（%） 80 植被覆蓋率（%） 85 耕后地表平整度（厘米） 3 生產(chǎn)率（畝/小時(shí)） 8102、1GSP-200型旋耕復(fù)式作業(yè)型 水田平整機(jī) 該機(jī)具是將旋耕作業(yè)和水田平整作業(yè)結(jié)合在一起的復(fù)合作業(yè)機(jī)械，由旋耕裝置，水田平整裝置，平整裝置液壓調(diào)整機(jī)構(gòu)等組成，可一次完成帶水旋耕、碎土、起漿、平整地作業(yè)，能形成符合中小苗機(jī)插秧要求的田塊，省工省時(shí)，節(jié)本降耗。 表7 技術(shù)參數(shù)表 配套動(dòng)力（馬力） 5065 生產(chǎn)率 （畝/小時(shí)） 7.5 平整幅寬（米） 3.6 平整度 （厘米） 2 埋茬率（%） 94 生產(chǎn)企業(yè)：灌云縣黃海機(jī)械有限公司3、SGT

29、N-200型雙軸滅茬旋耕機(jī) 該機(jī)利用前刀軸滅茬,后刀軸旋耕,結(jié)構(gòu)緊湊,整機(jī)剛性強(qiáng),碎茬覆蓋好,油耗較低,對(duì)土壤濕度適應(yīng)范圍廣，工作效率較高。 表8 技術(shù)參數(shù)表 配套動(dòng)力(kW) 58.873.5 工作幅寬（M） 200 埋茬深度（CM） 58 旋耕深度（CM） 1016 旋耕刀軸轉(zhuǎn)速(RPM) 224 滅茬刀軸轉(zhuǎn)速(RPM) 476 工作效率（k/h） 0.40.67 生產(chǎn)企業(yè)：江蘇銀華春翔機(jī)械制造有限公司4、1GSH-110型水旱兩用秸稈還田機(jī) 該機(jī)與8.8kW手扶拖拉機(jī)配套,采用刀輥防纏草、擋土罩不粘土等新型裝置，具有正、反轉(zhuǎn)、多轉(zhuǎn)速功能，潤(rùn)滑、密封效果好，適用于中、小田塊的耕整地作業(yè)。

30、表9 技術(shù)參數(shù)表 配套動(dòng)力（kW） 8.8kW 手扶拖拉機(jī)耕深（cm） 712 碎土率（%） 75 耕深穩(wěn)定性（%） 90 植被覆蓋率（%） 85 耕后地表平整度（cm） 3 生產(chǎn)率（畝/小時(shí)） 1.52生產(chǎn)企業(yè)：鎮(zhèn)江市萬金農(nóng)機(jī)有限公司四、水田秸稈還田機(jī)選型原則（一）選擇與中小型拖拉機(jī)配套的高效低耗秸稈還田機(jī)械。（二）新型秸稈還田機(jī)械的特點(diǎn)是正旋埋草、帶水旋耕，提高了機(jī)械效率和埋草效果。（三）旱旋耕改為帶水旋耕，減輕了機(jī)械負(fù)荷和動(dòng)力消耗，特別是提高了旋耕埋草田面平整度，降低了機(jī)械作業(yè)成本。（四）建議在省購機(jī)補(bǔ)貼目錄中選擇。五、機(jī)具的作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)五、機(jī)具的作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 作業(yè)質(zhì)量的要求以滿足水稻機(jī)

31、械化種植要求為標(biāo)準(zhǔn)。表10 機(jī)具作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 項(xiàng) 目 耕深 耕深穩(wěn)定性 耕后地表平整度 地表植被覆蓋率 起漿溶度 功率消耗 cm % cm % % kw/m指標(biāo)值 8-12 90 5 80 75 23六、麥秸稈機(jī)械化還田的作業(yè)方法（一）撒施基肥 一般認(rèn)為，在水田條件下，還田的秸稈以嫌氣性分解為主，土壤氮固定的臨界含氮量為0.54%，根據(jù)氮平衡理論，補(bǔ)充氮量應(yīng)等于還田秸稈（0.54%秸稈含氮量）。因?yàn)辂溄蘸吭?.5%左右，一般不必?fù)?dān)心水稻生長(zhǎng)過程中出現(xiàn)嚴(yán)重缺氮癥狀。但為了加速還田秸稈的腐解，提高當(dāng)年還田效果，在還田作業(yè)時(shí)要配合施肥，在總施肥量與不還田土壤肥料用量保持基本一致的基礎(chǔ)上，以每10

32、0公斤秸稈增施純氮1kg為宜，并根據(jù)基:蘗:穗肥比為4:2:4施用基肥。以選擇銨態(tài)氮或尿素為好，并提倡有機(jī)肥、無機(jī)肥結(jié)合，在機(jī)具作業(yè)前，均勻撒施在秸稈殘?bào)w上。（二）放水泡田 施好基肥后立即放水泡田，浸泡時(shí)間以泡軟秸稈、泡透土壤耕作層為準(zhǔn)。秸稈一般在放水浸泡12小時(shí)后基本軟化，軟化后的秸稈易于和泥漿攪拌均勻。 土壤耕作層泡透的時(shí)間視土壤物理性狀而定。土壤酥松、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)好、透水性強(qiáng)的土壤易于泡透；土壤板結(jié)、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)差，透水性弱的土壤難于泡透。浸泡時(shí)間過短，耕作層泡不透，作業(yè)時(shí)土壤起漿度低，秸稈和泥漿不能充分混和，田面平整度降低；浸泡時(shí)間過長(zhǎng)，沙土和粘土反而會(huì)造成土壤板結(jié)，不利于埋草和起漿。（三）機(jī)

33、具作業(yè)要點(diǎn) 1、萬向節(jié)安裝 應(yīng)保證機(jī)具工作和提升時(shí)，方軸、套管及夾叉既不頂死，又有足夠的配合長(zhǎng)度；萬向節(jié)要安裝正確。若方向裝錯(cuò)，則會(huì)產(chǎn)生響聲，還田機(jī)震動(dòng)加大，并引起機(jī)件損壞。萬向節(jié)方軸、方套長(zhǎng)度，應(yīng)根據(jù)所配拖拉機(jī)的懸掛機(jī)構(gòu)的尺寸和動(dòng)力輸轉(zhuǎn)速的不同而異，使用時(shí)按下表選配。表11 萬向節(jié)方軸與方套選配表 拖拉機(jī)型號(hào) 方軸長(zhǎng)度（mm） 方套長(zhǎng)度（mm） 上海-50 300 200 鐵牛-55/60 300 200 東方紅-75/80 550 400 2、秸稈還田機(jī)的橫向、縱向水平調(diào)整 即調(diào)節(jié)拖拉機(jī)懸掛機(jī)構(gòu)的左右斜拉桿成水平，調(diào)節(jié)拖拉機(jī)上懸掛桿長(zhǎng)度，使其縱向接近水平。旋切刀的作業(yè)深度應(yīng)根據(jù)土壤堅(jiān)實(shí)度、

34、作物種植形式和地表平整狀況進(jìn)行調(diào)整。 3、作業(yè)前各部件的檢查 緊固件、刀座和刀片有無松動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)部件是否靈活，發(fā)現(xiàn)變形或短缺應(yīng)及時(shí)修復(fù)、更換。并在齒輪箱內(nèi)加注齒輪油，一般油面高度以大齒輪浸入油面1/3為宜。各潤(rùn)滑部件加注黃油。檢查完畢后，空運(yùn)轉(zhuǎn)510分鐘，確認(rèn)各部件運(yùn)轉(zhuǎn)良好后，方可進(jìn)行作業(yè)。 4、作業(yè)時(shí)的注意事項(xiàng) 應(yīng)先將還田機(jī)提升至旋切刀離地面2025cm高度，轉(zhuǎn)動(dòng)12分鐘，掛上作業(yè)檔，緩慢放松離合器踏板，隨之加大油門，投入正常作業(yè)，嚴(yán)禁帶負(fù)荷起動(dòng)或機(jī)組起動(dòng)過猛，以免損壞機(jī)件。 轉(zhuǎn)彎時(shí)應(yīng)將還田機(jī)提升，轉(zhuǎn)彎后方可降落，提升、降落時(shí)應(yīng)注意平穩(wěn)。工作時(shí)禁止倒退。如需倒退，應(yīng)切斷拖拉機(jī)后輸出動(dòng)力，作業(yè)中若聽到異常響聲，應(yīng)立即停車檢查，排除故障后方可繼續(xù)作業(yè)，嚴(yán)禁操縱人員靠近作業(yè)機(jī)組或在機(jī)后跟隨，以確保人身安全。 作業(yè)中應(yīng)隨時(shí)檢查皮帶的松緊度，以免降低刀軸轉(zhuǎn)速而影響作業(yè)質(zhì)量和加劇皮皮帶磨損。及時(shí)清除機(jī)械內(nèi)壁的土層和纏草，以免加大負(fù)荷或旋切刀的磨損。5、作