水稻秸稈還田高產耕層構建試驗初報

王福義

（遼寧省農業機械化研究所，沈陽 110161）

為構建適合遼寧地區的水稻高產耕層機械化作業模式，遼寧省農業機械化研究所根據秸稈在耕層內的分布情況，設計多種秸稈全量還田機械化作業模式，并選擇配套機具進行作業。通過觀察分析秸稈殘存對秧苗的影響，確定作業機具的適應性和可靠性，完善相關技術參數，形成一套完整的水稻高產耕層構建機械化作業模式。2018年春，針對秸稈在耕層內的分布情況，將作業過程設置為秸稈粉碎、高速旋耕埋茬、水泡田、打漿平地4個作業環節，旨在為構建秸稈還田高產耕層提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗地塊自然因子

試驗于水稻生產專業合作社試驗地進行。試驗地塊地表平整，上年度收獲后秸稈平放地表。根據合作社生產安排及農藝要求，試驗于2018年4月3日——5月24日期間完成。

2017年收獲后，秸稈整齊平鋪于地表，過冬期間損失很少，符合全量還田要求，具體情況見表1。

表1 耕層秸稈殘留情況Table 1 Residue of straw in ploughing layer

1.2 試驗機具

針對秋季機收水稻秸稈整株鋪放地表的情況，設計秸稈全量還田機械化作業模式，作業過程為：秋收后秸稈全量覆蓋地表→春播前秸稈粉碎拋撒→高速旋耕掩埋秸稈→放水泡田→打漿平地。試驗機具及其配套動力見表2。

表2 試驗機具及其配套動力Table 2 Test machine and matched powder

1.3 數據采集點確定

試驗地塊單池尺寸為75 m×55 m，故取樣點位置設置如圖1所示。單點取樣面積設定為1 m2（1 mx1 m）。

圖1 數據采集點示意圖Figure 1 Schematic diagram of data collection point

2 結果與分析

2.1 秸稈粉碎作業效果

4JH-168型秸稈粉碎還田機工作效率高，粉碎長度10 cm，拋撒均勻。采用雷沃1204拖拉機作牽引動力，動力輸出軸轉速 720 r／min，切刀軸轉速 2 570 r／min，作業方向為垂直秸稈倒伏方向。

經現場取樣測試，秸稈粉碎長度合格率到達90%以上，符合作業標準要求；秸稈拋撒均勻度為83%，達到標準（≥80%）要求。秸稈粉碎還田作業效果比2017年明顯提高，這是因為拖拉機動力增加和更換新的粉碎刀片，解決了水稻秸稈切不斷、纏刀等問題。拋撒均勻度明顯提高的原因是作業期間風力小。

要取得良好的作業效果，需注意如下幾點：動力滿足作業需要（建議74.6 kW以上）；刀片及時更換；作業時風力小于3級，且秸稈充分干燥。

2.2 翻耕埋茬作業效果

秸稈粉碎后直接進行翻耕埋茬試驗。由于2017年秸稈粉碎后直接旋耕埋茬的效果不理想，故增加翻耕環節，通過深翻（30 cm）把碎秸稈埋入土層還田。

作業試驗結果顯示，掩埋效果不理想。分析原因如下：1）動力不足。配置的1204拖拉機前驅動失效，影響翻耕效果；2）纏繞嚴重。采用7組犁結構，增加了纏繞可能性；3）作業速度慢，扣垡效果不好。

2.3 旋耕埋茬作業效果

2.3.1 1GK-210型旋耕機1GK-210型旋耕機具有碎土能力強、耕深穩定、耕后地表平坦、碎茬效果好等特點， 耕作效率可達 0.53～0.67 hm2／h， 作業深度達 20 cm；變速箱、開墾刀的使用壽命提高3～5倍，且不需要更換刀具就可同時用于旱田和水田滅茬整地。

翻耕埋茬作業后進行旋耕作業，與2017年直接旋耕作業相比，秸稈掩埋效果明顯提高，若翻埋深度達25 cm以上，則效果更好。不足之處是增加的翻耕作業環節增加了機具進地次數及作業成本。

2.3.2 1GLZ-230A型履帶自走式旋耕機秸稈粉碎拋撒后，直接采用1GLZ-230A型履帶自走式旋耕機進行埋茬作業。1GLZ-230型履帶自走式旋耕機由動力部件、履帶式底盤部件、操縱部件、旋耕機部件組成，具有碎土能力強、耕后地表平坦等特點，主要為水作機具，在南方應用普遍。為驗證此機具的旱旋埋茬性能，開展嘗試性試驗，試驗效果較好，但相比水作有一定差距。

2.4 打漿作業效果

插秧前行打漿平地作業，作業后采集打漿深度、單位面積秸稈漂浮量進行還田效果測算，結果見表3。

表3 打漿平地作業試驗結果Table 3 Test results of pulping level the land

由表2可知，打漿深度平均為14.4 cm。通過對地表秸稈的采集觀察，秸稈量較作業前有所增加，分析原因是打漿作業將已經埋入土層中的秸稈攪動出來，并隨著水量增加而增多。

2.5 插秧作業效果

插秧后觀察秸稈殘留情況，考察秸稈還田對機械插秧及緩苗的影響。通過對插秧后地表情況觀察可知，殘留秸稈并未影響機械插秧作業，秧苗也未出現倒伏現象；地表有氣泡冒出，應是秸稈腐爛產生的。挖取耕層內秸稈可見，其已經開始腐爛發酵。

3 結論

作業試驗結果表明，秸稈粉碎作業效果較好，1GK-210型旋耕機的旋耕埋茬作業效果優于1GLZ-230A型履帶自走式旋耕機，但不足之處是作業環節及機具下地次數多。通過觀察插秧后地表情況可知，殘留秸稈未影響機械插秧作業，秧苗也未出現倒伏現象。該模式的整體作業效果較好，但仍有待進一步改良。