張寧潔，龍秀雪，李 杰，羅 紅

（1.貴州省山地農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所，貴州貴陽 550002；2.獨(dú)山縣科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)，貴州獨(dú)山 558200；3.獨(dú)山縣發(fā)展和改革局，貴州獨(dú)山 558200）

0 引言

青貯、鮮食玉米的機(jī)械化秸稈還田作為一種有機(jī)質(zhì)還田土壤的方式，通過優(yōu)選的機(jī)具充分腐爛秸稈，使其作為綠色肥料減少了化學(xué)肥料的施用，把玉米秸稈及根茬中的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化成土壤中的有機(jī)質(zhì)，增強(qiáng)了土壤肥力，優(yōu)化土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，抑制土壤鹽堿上升，有利土壤的綠色保護(hù)，根據(jù)南方地區(qū)復(fù)雜的地形地貌，決定了不同的青貯、鮮食玉米產(chǎn)區(qū)秸稈還田機(jī)具的選型配套在1.2～2.2 m寬幅范圍內(nèi)秸稈還田機(jī)十余種相關(guān)機(jī)具配套，通過篩選不同立地條件秸稈還田的適配農(nóng)業(yè)機(jī)械及機(jī)具的粉碎、深埋、滅茬還田，改人工作業(yè)為機(jī)械作業(yè)，爭搶農(nóng)時(shí)季節(jié)，改良土壤結(jié)構(gòu)，培肥地力，改善生態(tài)環(huán)境，優(yōu)化南方山地青貯、鮮食玉米改土培肥技術(shù)體系，從而為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來更好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)生態(tài)效益。

1 代表地形的確立和機(jī)型的選定

1.1 青貯飼料玉米區(qū)地形的確立和機(jī)型的選定

重慶合川區(qū)位于四川盆地東南部，重慶市西北部，為平緩丘陵地型，該區(qū)以企業(yè)為主體大力發(fā)展玉米青貯，傳統(tǒng)做法是：當(dāng)?shù)厍噘A飼料玉米在7月下旬收獲后，采用旋耕機(jī)直接旋耕翻埋莖稈基部和根茬還田，由于氣溫很高，雨水多，秸稈腐解也能達(dá)到一定效果。本項(xiàng)目試驗(yàn)示范中將旋耕機(jī)改成專用的滅茬還田機(jī)，該機(jī)對收獲玉米后的耕地可進(jìn)行碎土和埋茬作業(yè)，機(jī)型適宜1.8～2.5 m幅寬較大還田機(jī)作業(yè)，配套大中型馬力拖拉機(jī)。針對青貯飼料玉米以莖稈基部和根茬混耙還田為主的特點(diǎn)，需采用一次性根茬滅茬還田整地方式進(jìn)行機(jī)械還田作業(yè)，以解決季節(jié)緊，莖稈基部及根茬滅茬還田與整地同步作業(yè)的問題。

分別用2種機(jī)型進(jìn)行秸稈還田試驗(yàn)示范，用當(dāng)?shù)乩孜肿魑锸斋@機(jī)進(jìn)行收獲后根茬自行腐爛還田作對照。T1：反轉(zhuǎn)埋茬秸稈還田機(jī)，配套拖拉機(jī)動(dòng)力58.4～80.3 kW。T2：雙軸滅茬多用旋耕機(jī)，配套58.4～80.3 kW拖拉機(jī)動(dòng)力。

1.2 鮮食玉米區(qū)地形的確立和機(jī)型的選定

江蘇和浙江省是我國東南沿海玉米種植區(qū)域，以鮮食玉米為主，揚(yáng)州市位于江蘇省中部，位于長江北岸、江淮平原南端，耕地平坦而連片面積大，是南方機(jī)械化作業(yè)的最佳區(qū)域，該省淮南區(qū)有10萬hm2鮮食玉米，以糯玉米品種為主，其次是甜玉米，平作和凈作栽培，種植模式主要有“鮮食玉米-鮮食玉米，小麥-鮮食玉米，鮮食玉米-蔬菜”。浙江省東陽市位于浙江省中部，地形以丘陵和盆地為主，可發(fā)展中小型農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)，該省有10萬hm2鮮食玉米，鮮食甜、糯玉米占2/3以上，以糯玉米為主，其次是甜玉米。壟作和凈作栽培，周年種植模式主要是“鮮食玉米-鮮食玉米”。

由于兩區(qū)域氣溫很高，雨水多，秸稈腐解速度快，但存在粉碎秸稈過長、根茬大塊、還田質(zhì)量不好、旋耕機(jī)效果差、耕整地不平的問題，下季玉米播種會(huì)出現(xiàn)出苗率下降和播行不整齊。試驗(yàn)示范以周年2季鮮食玉米種植為主要模式，針對兩區(qū)域鮮食玉米前后茬口緊的情形，鮮食玉米在7月上旬摘穗收獲后，江蘇揚(yáng)州選擇還田機(jī)作業(yè)幅寬2 m以上，采用一次性秸稈及根茬粉碎旋耕還田整地方式行機(jī)械還田作業(yè)。浙江東陽秸稈還田需滿足中小型拖拉機(jī)為配套動(dòng)力，還田機(jī)作業(yè)幅寬1.2～1.8 m，采用秸稈還田機(jī)粉碎還田后，再用旋耕機(jī)旋耕翻埋秸稈和根茬，針對還田機(jī)作業(yè)時(shí)整株秸稈朝兩邊倒入壟溝的嚴(yán)重情況對現(xiàn)有秸稈粉碎旋耕還田機(jī)進(jìn)行改進(jìn)。

可分別用3種機(jī)型進(jìn)行秸稈還田試驗(yàn)示范，當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)秸稈還田處理方式為測試對照。T1：1.5 m寬幅秸稈粉碎還田機(jī)，配套51.1～73 kW拖拉機(jī)動(dòng)力。T2：1.8寬幅秸稈粉碎還田機(jī)，配套拖拉機(jī)動(dòng)力51.1～73 kW馬力。T3：2.0寬幅雙軸滅茬旋耕機(jī)，配套51.1～73 kW馬力拖拉機(jī)動(dòng)力。

2 參試品種及收獲時(shí)間

青貯玉米參試品種為：渝青玉386（重慶市農(nóng)科院自己選育的品種），5 000株/667m2，寬窄行90：60 cm，株距20 cm，在25%水分含量下收獲。

江蘇揚(yáng)州鮮食玉米參試品種為江蘇京科糯2000、晶甜3號。每穴2粒，行距80+40 cm，株距25～30 cm，4 000～4 500株/667m2。糯玉米一般吐絲后23～26天收獲，含水量59%～65%，甜玉米一般吐絲后21～23天收獲，含水量68%～75%下收獲，春玉米4月上旬播種，7月上旬收獲，秋玉米7月下旬播種，10月中旬收獲。

浙江東陽鮮食玉米采用壟作，覆膜，種植品種浙甜11、浙鳳糯2號等。壟高20～25 cm，壟距140 cm，壟寬70～80 cm，每穴1粒，行距65 cm，株距30 cm，3 500株/667m2，播種深度4～5 cm，吐絲后25天收獲，含水量73%～75%下收獲，春玉米2月上旬播種，5月中旬收獲，夏玉米5月中旬播種，8月上旬收獲，秋玉米8月中旬播種，11月上旬成熟。

3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、模式及示范

3.1 青貯玉米試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、模式及示范

數(shù)據(jù)分析：對于青貯玉米的秸稈還田，主要是7月下旬收獲機(jī)收獲后，留在地上＜10 cm的殘茬及土里的根茬部分，借助機(jī)具可實(shí)現(xiàn)秸稈的全量還田，傳統(tǒng)對照方法僅是收獲后等秸稈殘茬自行腐爛，T2處理相對于T1處理，其碎茬深度、根茬粉碎率、根茬覆蓋率、碎土率都較高，碎茬比較充分，再加上當(dāng)?shù)?、8月份氣溫很高，雨水多，能加速根茬腐化程度，推助秸稈還田效果，可采用雙軸旋耕機(jī)直接旋耕翻埋來滅茬殘留的莖稈基部和根茬還田（表1）。

表1 青貯玉米機(jī)械化秸稈還田數(shù)據(jù)

采用模式及示范面積：玉米收獲后用類似云山1GKNM-220ZG雙軸滅茬多用旋耕機(jī)對收獲青貯玉米的耕地進(jìn)行碎土、滅茬、整地作業(yè)。機(jī)具特性為：前刀軸滅茬，后刀軸旋耕地多功能作業(yè)，由拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸驅(qū)動(dòng)，其結(jié)構(gòu)緊湊，整機(jī)剛性好，碎茬覆蓋性好，油耗較低，對土壤濕度適應(yīng)范圍廣。2019年試驗(yàn)面積達(dá)0.67 hm2，示范面積達(dá)6.67 hm2以上，2020年示范面積達(dá)53.33 hm2以上。

3.2 鮮食玉米區(qū)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、模式及示范

數(shù)據(jù)分析：較留茬20～70 cm的粒用玉米而言，鮮食玉米是用人工收獲玉米后整株秸稈留在田間，故機(jī)械化秸稈還田較不充分，其還田指標(biāo)中拋撒不均勻度、漏切率較高，切碎長度合格率、秸稈覆蓋率較低；滅茬指標(biāo)中碎茬深度、根茬粉碎率、根茬覆蓋率、碎土率較低。對鮮食玉米而言選型的機(jī)具能夠滿足機(jī)械化秸稈粉碎還田的需要，解決了鮮食玉米秸稈在粉碎過程中被推至壟溝后致使機(jī)器撿拾難度大，從而造成漏切率過高影響粉碎質(zhì)量的難題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)平作、壟作不同作業(yè)方式鮮食玉米秸稈收割、粉碎、還田一體化，一機(jī)多用，提高作業(yè)效率（表2）。

表2 鮮食玉米機(jī)械化秸稈還田數(shù)據(jù)

采用模式及示范面積：江蘇揚(yáng)州大學(xué)、浙江省東陽玉米研究所鮮食玉米平作可采用雙軸滅茬旋耕機(jī)進(jìn)行還田整地聯(lián)合作業(yè)，機(jī)具特性：改傳統(tǒng)甩刀的模式，采用組合式還田刀具，鎮(zhèn)壓翻滾設(shè)計(jì)，一次性完成玉米高稈秸稈切碎、根部滅茬、碎土整地還田多種聯(lián)合作業(yè)功能，工作效率較高，能夠解決了鮮食玉米區(qū)茬口緊，搶時(shí)間的問題；壟作可采用專門針對壟作生產(chǎn)的高低刀1JQ-150型秸稈粉碎機(jī)進(jìn)行秸稈還田，機(jī)具特性為：針對壟作寬度生產(chǎn)的一款高低刀秸稈粉碎機(jī)，采用后蓋開合機(jī)構(gòu)，加大變速箱齒輪的模數(shù)，提高變速箱的速比，能較好的解決壟作秸稈粉碎中出現(xiàn)的問題，兩者都能解決季節(jié)緊，秸稈粉碎和根茬還田與整地同步作業(yè)的關(guān)鍵問題。2018～2020年三年累計(jì)試驗(yàn)面積0.67hm2，核心示范面積26.67 hm2。

4 實(shí)驗(yàn)中不同寬幅反轉(zhuǎn)埋茬還田機(jī)及雙軸滅茬旋耕機(jī)參數(shù)對比（表3）

表3 不同寬幅反轉(zhuǎn)埋茬還田機(jī)及雙軸滅茬旋耕機(jī)參數(shù)對比

5 結(jié)語

農(nóng)業(yè)農(nóng)村部提出通過化肥減施保護(hù)耕作層土壤，防治土壤酸化板結(jié)，同時(shí)提高農(nóng)作物品質(zhì)。南方地區(qū)生態(tài)脆弱、水土流失情況較為嚴(yán)重，肥料濫用現(xiàn)狀嚴(yán)重導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降，對作物品質(zhì)、土壤耕地、生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響，玉米的機(jī)械化秸稈還田作為一種有機(jī)質(zhì)還田土壤的方式，通過優(yōu)選的機(jī)具充分腐爛秸稈，使其作為綠色肥料減少了化學(xué)肥料的施用，把玉米秸稈中的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化成土壤中的有機(jī)質(zhì)，增強(qiáng)了土壤肥力，優(yōu)化土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，抑制土壤鹽堿上升，有利土壤的綠色保護(hù)，有效減少環(huán)境污染從而改善生態(tài)環(huán)境，同時(shí)爭搶農(nóng)時(shí)季節(jié)，省工省力，故機(jī)械化秸稈還田是提高作物品質(zhì)、保護(hù)耕地和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的重要技術(shù)途徑。

秸稈機(jī)械化還田針對機(jī)具的特性，在南方不同地形地貌，不同坡度的青貯、鮮食玉米類型種植區(qū)按照“結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，因地制宜發(fā)展，高效節(jié)本利用”的基本原則，針對青貯、鮮食玉米選用適宜秸稈還田機(jī)械，結(jié)合各機(jī)具的匹配動(dòng)力、作業(yè)幅寬和作業(yè)效果等進(jìn)行替代技術(shù)及農(nóng)業(yè)機(jī)械選型配套的研究，每個(gè)試驗(yàn)示范基地選型配套1～2件（套）適宜機(jī)具，為該區(qū)域玉米秸稈粉碎提供機(jī)械化技術(shù)支持。選配的機(jī)型能高效完成玉米秸稈切碎、根部滅茬、碎土整地還田多種聯(lián)合作業(yè)功能，工作效率較高，節(jié)省了作業(yè)成本和時(shí)間，解決了玉米種植區(qū)茬口緊，搶時(shí)間的問題，研究需與實(shí)際生產(chǎn)緊密結(jié)合，真正做到用機(jī)械化秸稈還田方式來替代部分化肥，提高玉米品質(zhì)，保護(hù)土壤及生態(tài)環(huán)境。