摘要：基于沈北新區(qū)的自然條件和氣候特點(diǎn)，推廣應(yīng)用適合當(dāng)?shù)氐慕斩掃€田技術(shù)與配套機(jī)具，詳細(xì)介紹秸稈顆粒還田技術(shù)的原理、作用和存在問題，為解決秸稈利用難題和保護(hù)耕地提供實(shí)踐借鑒。

關(guān)鍵詞：秸稈還田;秸稈顆粒;耕地質(zhì)量;綜述;肥力

中圖分類號(hào)：S141.4? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1674-1161（2021）06-0117-02

沈北新區(qū)隸屬于沈陽(yáng)市，是遼寧省重要的商品糧基地。然而，長(zhǎng)期的不合理耕作和高強(qiáng)度利用，使該區(qū)的耕地質(zhì)量不斷退化，嚴(yán)重影響農(nóng)作物產(chǎn)量和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。為此，基于沈北新區(qū)的自然條件和氣候特點(diǎn)，總結(jié)適合當(dāng)?shù)氐慕斩掃€田技術(shù)與配套機(jī)具，為解決秸稈利用難題和保護(hù)耕地提供實(shí)踐借鑒。

1 沈北新區(qū)的農(nóng)業(yè)概況

沈陽(yáng)市沈北新區(qū)總?cè)丝?2萬，其中農(nóng)業(yè)人口20萬，耕地總面積47 818.03 hm2，是國(guó)家重要的商品糧基地。沈北新區(qū)屬半干旱冷涼氣候，四季分明;春季干旱多風(fēng)，升溫快;夏季炎熱多雨;秋季降溫明顯、雨量減少;冬季時(shí)間長(zhǎng)、寒冷干燥。全年平均無霜期150 d 左右。

全區(qū)各等級(jí)耕地所占比例有所差異，三等地所占比例最大，占耕地總面積的32.45%;其次是二等地和四等地，分別占總耕地面積的26.65%和21.08%;一級(jí)和五等地面積較少，分別占12.84%和6.97%。多年的干旱、風(fēng)沙侵蝕、高強(qiáng)度種植和不合理耕作，使土壤板結(jié)貧瘠加劇，耕地質(zhì)量退化嚴(yán)重，亟需大面積推廣應(yīng)用保護(hù)性耕作技術(shù)。

2 沈北地區(qū)實(shí)施秸稈還田技術(shù)的必要性

2.1 秸稈還田技術(shù)的作用

2.1.1 增強(qiáng)土壤肥力 秸稈中含有豐富的有機(jī)質(zhì)、氮磷鉀，以及作物所需的中微量元素，若將其安全有效還田，能顯著提升土壤中有機(jī)質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)元素的含量，有利于實(shí)現(xiàn)化肥減施與藏糧于地的目標(biāo)。目前，我國(guó)26%的耕地土壤有機(jī)質(zhì)低于1%，而歐美國(guó)家耕作層土壤有機(jī)質(zhì)含量通常在4%以上。這是因?yàn)檗r(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家非常重視施肥結(jié)構(gòu)的合理性，化肥施用量控制在施肥總量的1/3，其他2/3的肥料用秸稈還田和廄肥代替。

秸稈還田能增加土壤氮、磷、鉀的含量，促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)形成，增加土壤中的微量元素含量。其中，保護(hù)性耕作技術(shù)中的秸稈覆蓋免耕還能改善土壤、結(jié)構(gòu)、孔隙和熱狀況。

2.1.2 增加持水量 土壤蒸發(fā)和地表徑流是農(nóng)田水分損失的主要途徑，是形成土壤干旱的原因之一。秸稈還田能有效地減少地面蒸發(fā)，增加作物可吸收利用的水分比例，從而大大提高水分利用效率。尤其少雨年份，少耕法比傳統(tǒng)耕法增產(chǎn)效果顯著，可增產(chǎn)20%以上;免耕玉米產(chǎn)量比傳統(tǒng)耕作增產(chǎn)15%以上。

2.1.3 改善土壤理化性狀 秸稈還田可使土壤形成大量的水穩(wěn)性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。土壤變得疏松后，通透性增強(qiáng)，真菌生物多樣性和有益微生物數(shù)量明顯劇增。裸露的農(nóng)田是沙塵暴的重要沙源地，而作物殘茬可明顯減少風(fēng)蝕：當(dāng)玉米殘茬20%覆蓋時(shí)，減少土壤損失57%;50%覆蓋時(shí)，減少土壤損失95%。

2.2 秸稈還田的必要性

秸稈還田技術(shù)是恢復(fù)黑土地地力最有效的措施之一。然而，受氣候條件、地域環(huán)境、資源配置等因素影響，沈北新區(qū)秸稈整體利用尚處于粗放階段。據(jù)統(tǒng)計(jì)，東北地區(qū)秸稈綜合利用率是全國(guó)六大區(qū)域中最低的。

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)民生活方式轉(zhuǎn)變、農(nóng)村勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的改善，加之稈還田回收利用成本偏高，秸稈季節(jié)性、結(jié)構(gòu)性過剩問題突出。傳統(tǒng)的秸稈覆蓋還田和淺旋還田，存在秸稈腐解慢、土壤消納能力差、土壤有機(jī)質(zhì)提升效果不佳等問題，致使量多體大的剩余秸稈時(shí)常處于“還不了、無處放、不讓燒”的尷尬處境。

目前，沈陽(yáng)新區(qū)秸稈還田面臨的主要問題有：秸稈體積大、數(shù)量多，土壤容納量有效，無法完全消納;秸稈還田質(zhì)量差，影響后茬作物生長(zhǎng);秸稈還田后腐解緩慢，無法快速培肥;還田量多，影響田間機(jī)械操作。

3 秸稈還田技術(shù)在沈北新區(qū)的推廣

3.1 政策與項(xiàng)目支持

2014年，國(guó)家發(fā)改委和農(nóng)業(yè)部編制發(fā)布的《秸稈綜合利用技術(shù)目錄》，提出秸稈資源肥料化、飼料化、原料化、基料化和燃料化等“五化”利用途徑。2013—2016年，在農(nóng)業(yè)部推出公益性行業(yè)專項(xiàng)“北方旱地合理耕層構(gòu)建技術(shù)及配套耕作機(jī)具研究與示范”。習(xí)近平總書記也高度重視黑土地的保護(hù)與利用，要求采取有效措施保護(hù)好這一“耕地中的大熊貓”。借此良好契機(jī)，沈北新區(qū)大力宣傳、推廣、應(yīng)用秸稈還田技術(shù)。

3.2 秸稈還田技術(shù)的推廣

近年來，沈北新區(qū)堅(jiān)持科學(xué)應(yīng)用秸稈覆蓋還田技術(shù)模式，采集土樣進(jìn)行全氮、水解性氮、有效磷、速效鉀、緊實(shí)度及含水率等檢測(cè)，再結(jié)合自然條件確定適合本地區(qū)的配套技術(shù)。

3.2.1 秸稈粉碎還田技術(shù) 機(jī)械化秸稈粉碎還田技術(shù)是指用秸稈粉碎機(jī)械將收獲后的玉米、高粱、小麥等農(nóng)作物秸稈就地粉碎并均勻拋撒在地表，隨即用犁耕翻深埋，是應(yīng)用范圍最廣、使用面積最大的機(jī)械化秸稈還田技術(shù)。

秸稈粉碎還田機(jī)械配有錘片式、爪式、甩刀式動(dòng)刀與定刀切割結(jié)構(gòu)，可對(duì)小麥、玉米、高粱、水稻等軟硬秸稈、蔬菜莖蔓等進(jìn)行粉碎。無論是田間直立還是鋪放的秸稈，均可粉碎后均勻拋撒于地表。2021年，配合秸稈還田技術(shù)，沈北新區(qū)實(shí)施免耕播種作業(yè)

3 333.3 hm2，輻射面積1333.3 hm2;滅茬旋耕聯(lián)合整地作業(yè)3 333.3 hm2，輻射面積6 666.7 hm2。

3.2.2 秸稈顆粒還田技術(shù) 在秸稈肥料化產(chǎn)業(yè)化的探索中，秸稈經(jīng)過撿拾、粉碎、加工造粒等環(huán)節(jié)制成系列秸稈顆粒肥料產(chǎn)品。秸稈顆粒使土壤與秸稈的結(jié)合度顯著提高，協(xié)調(diào)土壤碳、氮、磷、鉀間的比例關(guān)系，快速提升耕層土壤有機(jī)質(zhì)。試驗(yàn)結(jié)果表明：與等量常規(guī)秸稈直接還田相比，其培肥速度可提高5%～10%，同時(shí)可溶性有機(jī)碳含量顯著提高，從而使作物增產(chǎn)5%～25%，尤其西北、東北地區(qū)增產(chǎn)效果好。

近2 a，沈陽(yáng)新區(qū)開展玉米秸稈撿拾及制粒還田模式應(yīng)用試驗(yàn)，撿拾秸稈并壓制成顆粒后均勻拋撒于塊表，有效解決全覆蓋秸稈量大、播種通過性差的問題。與秸稈覆蓋作業(yè)相比，顆粒覆蓋作業(yè)的秸稈腐解程度高，但制粒過程相對(duì)較長(zhǎng);秸稈覆蓋作業(yè)前期無需對(duì)地塊進(jìn)行作業(yè)，但對(duì)免耕播種機(jī)的穩(wěn)定性要求高。將作物秸稈就地制作成顆粒后，體積縮小至

1/10～1/15、密度提高7～10倍，處理成本（油耗+機(jī)手費(fèi)+機(jī)器損耗費(fèi)）在100元/667 m2以內(nèi)。秸稈壓縮成顆粒后還田，不會(huì)影響任何田間操作，有利于提高農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度，應(yīng)在全區(qū)范圍內(nèi)大面積推廣。

3.3 秸稈還田機(jī)具的引進(jìn)

在秸稈還田機(jī)具推廣方面，依托秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)科技特派團(tuán)項(xiàng)目，引進(jìn)康達(dá)2BMZF—4型免耕指夾式精量施肥播種機(jī)、雙蘭2BMQ-2型牽引免耕氣吸精量播種機(jī)、亞澳2BMYF-2免耕精量施肥播種機(jī)等機(jī)具。通過現(xiàn)場(chǎng)講解演示的方法，讓合作社和農(nóng)民了解秸稈還田的優(yōu)勢(shì)和掌握機(jī)具操作方法，為黑土地保護(hù)乃至糧食安全助力。

4 結(jié)語

農(nóng)作物秸稈還田有助于防風(fēng)固沙、蓄水保墑、培肥地力，是恢復(fù)黑土地地力的有效措施。2021年的沈北新區(qū)農(nóng)作物秸稈還田示范結(jié)果顯示，與傳統(tǒng)種植模式相比，因往年雨水量豐富而產(chǎn)量未見明顯差異，但倒伏情況有明顯改善。今后，應(yīng)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和改進(jìn)模式，并通過大力宣傳、定期培訓(xùn)、示范點(diǎn)引導(dǎo)等措施調(diào)動(dòng)農(nóng)民的參與積極性。

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Application Status of Straw Returning Technology in Shenbei

New District Shenyang City

AN Hefeng

（Liaoning Institute of Agricultural Mechanization， Shenyang 110161， China）

Abstract： Based on the natural conditions and climate characteristics of Shenbei New District， this paper popularized and applied the straw returning technology and supporting machinery suitable for the local area， and introduced in detail the principle， function and existing problems of straw particles returning technology， so as to provide practical reference for solving the problem of straw utilization and protecting cultivated land.

Key words： straw returning; straw particles; quality of cultivated land; summary; fertility

收稿日期：2021-09-28

基金項(xiàng)目：沈北新區(qū)新城子街道秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)科技特派團(tuán)（20-207-3-23）

作者簡(jiǎn)介：安鶴峰（1975—），男，工程師，從事農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)及研制工作。