南方青貯、鮮食玉米機械化秸稈還田替代技術研究

張寧潔，龍秀雪，李 杰，羅 紅

（1.貴州省山地農業機械研究所，貴州貴陽 550002；2.獨山縣科學技術協會，貴州獨山 558200；3.獨山縣發展和改革局，貴州獨山 558200）

0 引言

青貯、鮮食玉米的機械化秸稈還田作為一種有機質還田土壤的方式，通過優選的機具充分腐爛秸稈，使其作為綠色肥料減少了化學肥料的施用，把玉米秸稈及根茬中的有機質轉化成土壤中的有機質，增強了土壤肥力，優化土壤的團粒結構，抑制土壤鹽堿上升，有利土壤的綠色保護，根據南方地區復雜的地形地貌，決定了不同的青貯、鮮食玉米產區秸稈還田機具的選型配套在1.2～2.2 m寬幅范圍內秸稈還田機十余種相關機具配套，通過篩選不同立地條件秸稈還田的適配農業機械及機具的粉碎、深埋、滅茬還田，改人工作業為機械作業，爭搶農時季節，改良土壤結構，培肥地力，改善生態環境，優化南方山地青貯、鮮食玉米改土培肥技術體系，從而為農業生產帶來更好的經濟社會生態效益。

1 代表地形的確立和機型的選定

1.1 青貯飼料玉米區地形的確立和機型的選定

重慶合川區位于四川盆地東南部，重慶市西北部，為平緩丘陵地型，該區以企業為主體大力發展玉米青貯，傳統做法是：當地青貯飼料玉米在7月下旬收獲后，采用旋耕機直接旋耕翻埋莖稈基部和根茬還田，由于氣溫很高，雨水多，秸稈腐解也能達到一定效果。本項目試驗示范中將旋耕機改成專用的滅茬還田機，該機對收獲玉米后的耕地可進行碎土和埋茬作業，機型適宜1.8～2.5 m幅寬較大還田機作業，配套大中型馬力拖拉機。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，需采用一次性根茬滅茬還田整地方式進行機械還田作業，以解決季節緊，莖稈基部及根茬滅茬還田與整地同步作業的問題。

分別用2種機型進行秸稈還田試驗示范，用當地雷沃作物收獲機進行收獲后根茬自行腐爛還田作對照。T1：反轉埋茬秸稈還田機，配套拖拉機動力58.4～80.3 kW。T2：雙軸滅茬多用旋耕機，配套58.4～80.3 kW拖拉機動力。

1.2 鮮食玉米區地形的確立和機型的選定

江蘇和浙江省是我國東南沿海玉米種植區域，以鮮食玉米為主，揚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，是南方機械化作業的最佳區域，該省淮南區有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，可發展中小型農業機械作業，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、還田質量不好、旋耕機效果差、耕整地不平的問題，下季玉米播種會出現出苗率下降和播行不整齊。試驗示范以周年2季鮮食玉米種植為主要模式，針對兩區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，江蘇揚州選擇還田機作業幅寬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械還田作業。浙江東陽秸稈還田需滿足中小型拖拉機為配套動力，還田機作業幅寬1.2～1.8 m，采用秸稈還田機粉碎還田后，再用旋耕機旋耕翻埋秸稈和根茬，針對還田機作業時整株秸稈朝兩邊倒入壟溝的嚴重情況對現有秸稈粉碎旋耕還田機進行改進。

可分別用3種機型進行秸稈還田試驗示范，當地傳統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，配套51.1～73 kW拖拉機動力。T2：1.8寬幅秸稈粉碎還田機，配套拖拉機動力51.1～73 kW馬力。T3：2.0寬幅雙軸滅茬旋耕機，配套51.1～73 kW馬力拖拉機動力。

2 參試品種及收獲時間

青貯玉米參試品種為：渝青玉386（重慶市農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 試驗數據分析、模式及示范

3.1 青貯玉米試驗數據分析、模式及示范

數據分析：對于青貯玉米的秸稈還田，主要是7月下旬收獲機收獲后，留在地上＜10 cm的殘茬及土里的根茬部分，借助機具可實現秸稈的全量還田，傳統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，再加上當地7、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 青貯玉米機械化秸稈還田數據

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對收獲青貯玉米的耕地進行碎土、滅茬、整地作業。機具特性為：前刀軸滅茬，后刀軸旋耕地多功能作業，由拖拉機動力輸出軸驅動，其結構緊湊，整機剛性好，碎茬覆蓋性好，油耗較低，對土壤濕度適應范圍廣。2019年試驗面積達0.67 hm2，示范面積達6.67 hm2以上，2020年示范面積達53.33 hm2以上。

3.2 鮮食玉米區試驗數據分析、模式及示范

數據分析：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，故機械化秸稈還田較不充分，其還田指標中拋撒不均勻度、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具能夠滿足機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器撿拾難度大，從而造成漏切率過高影響粉碎質量的難題，同時實現平作、壟作不同作業方式鮮食玉米秸稈收割、粉碎、還田一體化，一機多用，提高作業效率（表2）。

表2 鮮食玉米機械化秸稈還田數據

采用模式及示范面積：江蘇揚州大學、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進行還田整地聯合作業，機具特性：改傳統甩刀的模式，采用組合式還田刀具，鎮壓翻滾設計，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合作業功能，工作效率較高，能夠解決了鮮食玉米區茬口緊，搶時間的問題；壟作可采用專門針對壟作生產的高低刀1JQ-150型秸稈粉碎機進行秸稈還田，機具特性為：針對壟作寬度生產的一款高低刀秸稈粉碎機，采用后蓋開合機構，加大變速箱齒輪的模數，提高變速箱的速比，能較好的解決壟作秸稈粉碎中出現的問題，兩者都能解決季節緊，秸稈粉碎和根茬還田與整地同步作業的關鍵問題。2018～2020年三年累計試驗面積0.67hm2，核心示范面積26.67 hm2。

4 實驗中不同寬幅反轉埋茬還田機及雙軸滅茬旋耕機參數對比（表3）

表3 不同寬幅反轉埋茬還田機及雙軸滅茬旋耕機參數對比

5 結語

農業農村部提出通過化肥減施保護耕作層土壤，防治土壤酸化板結，同時提高農作物品質。南方地區生態脆弱、水土流失情況較為嚴重，肥料濫用現狀嚴重導致土壤質量下降，對作物品質、土壤耕地、生態環境造成嚴重影響，玉米的機械化秸稈還田作為一種有機質還田土壤的方式，通過優選的機具充分腐爛秸稈，使其作為綠色肥料減少了化學肥料的施用，把玉米秸稈中的有機質轉化成土壤中的有機質，增強了土壤肥力，優化土壤的團粒結構，抑制土壤鹽堿上升，有利土壤的綠色保護，有效減少環境污染從而改善生態環境，同時爭搶農時季節，省工省力，故機械化秸稈還田是提高作物品質、保護耕地和農業生態環境的重要技術途徑。

秸稈機械化還田針對機具的特性，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按照“結合生產實際，因地制宜發展，高效節本利用”的基本原則，針對青貯、鮮食玉米選用適宜秸稈還田機械，結合各機具的匹配動力、作業幅寬和作業效果等進行替代技術及農業機械選型配套的研究，每個試驗示范基地選型配套1～2件（套）適宜機具，為該區域玉米秸稈粉碎提供機械化技術支持。選配的機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合作業功能，工作效率較高，節省了作業成本和時間，解決了玉米種植區茬口緊，搶時間的問題，研究需與實際生產緊密結合，真正做到用機械化秸稈還田方式來替代部分化肥，提高玉米品質，保護土壤及生態環境。