CN109349030A - 一种玉米秸秆粉碎旋混还田种植玉米的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种玉米秸秆粉碎旋混还田种植玉米的方法，包括以下步骤：(1)收获玉米后，将玉米秸秆粉碎，然后进行旋混处理，使秸秆与土壤充分混匀，地表秸秆覆盖率<10％；(2)第二年春天，播种玉米。所述的玉米秸秆粉碎旋混还田种植玉米的方法，通过玉米收获机或者秸秆还田机处理将秸秆粉碎后，利用旋耕机直接进行旋耕混匀处理，可将秸秆全部均匀旋入土壤中，实现秸秆全量百分百还田，土壤表面秸秆覆盖率在10％以下，由于土壤表层秸秆覆盖量极少，杜绝了区域秸秆焚烧的可能性，真正实现秸秆焚烧“零风险”，适用于盐碱地、风沙土地以及非黏重的黑钙土或者谈黑钙土。

Description

一种玉米秸秆粉碎旋混还田种植玉米的方法

技术领域

本发明涉及玉米栽培种植技术领域，具体而言，涉及一种玉米秸秆粉碎旋混还田种植玉米的方法。

背景技术

东北地区是中国玉米生产的主产区，种植面积占全国1/3以上，总产占全国的40％，被誉为中国的“粮仓”。但该地区还分布有10％的中低产田风沙土区，该土壤类型土壤孔隙大，易受风蚀水蚀，且保水保肥能力差，漏肥漏水，农民传统耕作方法下，用地养地不协调，土壤肥力逐年下降，玉米产量较低，成为东北沙土区玉米生产的主要障碍。因此，提高风沙土区土壤质量成为东北玉米增产的关键。

科学研究与生产实际证明，秸秆还田是提高土壤肥力的重要措施。但是在当前一家一户“小农户”种植条件下，在玉米收获后受秸秆处理成本或者农户习惯等因素影响，农民在玉米收获后往往进行秸秆焚烧或者直接打包处理等方式，不但导致大量的玉米秸秆资源浪费，而且导致大气污染严重，大气PM2.5升高，长期以来导致土壤质量连年下降。因此，研发一种减少玉米秸秆焚烧秸秆，实现秸秆还田与土壤地力培肥有效结合的农业综合耕种配套方法，对于降低秸秆焚烧风险，实现土地资源的保护与合理利用具有重要的经济、社会和生态意义。

多年来，吉林省农业科学院曾先后尝试了秸秆覆盖还田、秋深翻(25-30cm)以及玉米宽窄行种植、平作免耕种植等单项技术措施，科学研究与生产实践证明，这些技术，尤其是秸秆还田对改善农田土壤结构、提高其蓄水、保肥和供肥能力有较好效果。但尚未见针对东北风沙土农田既能实现秸秆还田提高土壤肥力又能实现秸秆焚烧“零风险”的玉米有效耕种栽培方法。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种玉米秸秆粉碎旋混还田种植玉米的方法，以解决现有技术不能完全解决针对东北风沙土农田既能实现秸秆还田提高土壤肥力又能实现秸秆焚烧“零风险”的玉米有效耕种栽培的问题，所述的玉米秸秆粉碎旋混还田种植玉米的方法，通过玉米机械机将秸秆粉碎后，利用旋耕机直接进行旋耕混匀处理，可将秸秆全部均匀旋入土壤中，实现秸秆全量百分百还田，土壤表面秸秆覆盖率在10％以下，由于土壤表层秸秆覆盖量极少，降低了区域秸秆焚烧的概率，真正实现秸秆焚烧“零风险”。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种玉米秸秆粉碎旋混还田种植玉米的方法，包括以下步骤：

(1)收获玉米后，将玉米秸秆粉碎，然后进行旋混处理，使秸秆与土壤充分混匀，地表秸秆覆盖率<10％；

(2)第二年春天，播种玉米。

优选的，在步骤(1)中，所述玉米秸秆粉碎后，秸秆长度不大于10cm。

更优选的，所述秸秆粉碎还田，具体为利用玉米收获机在收获玉米的同时直接将秸秆粉碎。

更进一步优选的，在玉米机械收获后，再利用玉米秸秆还田机操作一次，将玉米秸秆粉碎为纤维状的结构。

优选的，在步骤(1)中，所述收获玉米的步骤中，更优选的，所述收获玉米，具体为玉米籽粒成熟后，进行玉米果穗或玉米籽粒收获。

优选的，所述收获玉米，待玉米籽粒水分降至22％-25％时；采用4行或者6行玉米多功能收获机进行籽粒机收，同时将玉米秸秆粉碎。

优选的，在步骤(1)中，所述旋混处理，选在玉米收获后上冻之前进行。

优选的，所述旋混处理时间，选择东北沙土区农田秋天10-15cm土壤温度稳定在5-8℃，耕层土壤质量含水量在≤20％时进行作业。

优选的，在步骤(1)中，所述旋混处理，具体包括：

利用马力大于180的动力机车，牵引2刀辊或者3刀辊横式旋耕机进行旋耕。

更优选的，所述旋耕机的幅宽为2-3米，更进一步优选为2.5米。

优选的，在步骤(1)中，所述旋混处理后，还进行表层镇压处理，更优选的，所述镇压处理采用压强为600-700N/cm²的镇压器进行操作。

优选的，在步骤(1)中，所述旋混处理的作业速度为10-12km/h,旋耕深度为15-25cm，更优选为15-20cm。

优选的，在步骤(2)中，所述播种玉米，可以在起垄后进行传统垄作种植，也可以采用2行或者4行免耕播种机直接播种，优选地为免耕播种。

优选的，所述播种的作业速度为8-10km/h，播种密度5.5-6万株/公顷。

所述的玉米秸秆粉碎旋混还田种植玉米适用于在盐碱地、黑土地和风沙土地种植玉米中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明通过玉米机械机将秸秆粉碎后，利用3刀辊横式旋耕机直接进行旋耕混匀处理，可将秸秆全部均匀旋入土壤中，实现秸秆全量百分百还田。

(2)本发明由于通过秸秆旋耕处理，土壤表面秸秆覆盖率在10％以下，由于土壤表层秸秆覆盖量极少，杜绝了区域秸秆焚烧的可能，真正实现秸秆焚烧“零风险”。

(3)本发明通过全程机械化，尤其是应用大马力拖拉机集成玉米秸秆粉碎还田技术、秋浅旋耕技术以及严格执行整地标准等技术途径与发明思路，科学掌握玉米秸秆还田与整地时机，突破秸秆全覆盖条件下出苗差与焚烧严重的技术障碍，有效地建立“土壤水库”，增强耕地土壤蓄水保墒、防御旱涝的能力，有力解决东北风沙土农田保水保肥能力差等障碍因素,最终目的是提供一种提高东北风少土农田土壤保水保肥能力与降低秸秆焚烧风险的机械化高标准玉米耕种栽培方法。

(4)传统玉米秸秆覆盖还田下，为玉米螟等虫害虫卵的越冬提供了“温床”，从而导致连作条件下第二年虫害发生加剧的风险，而本发明，通过土壤与秸秆的旋混处理，有效打破了虫卵越冬环境，可以有效减低病虫害的发生机率。

(5)本发明集成并优化了秸秆粉碎还田技术、土壤旋耕技术、镇压保墒等技术，充分协调了风沙土土壤耕层水、气、热的关系，实现了土地资源的合理利用与有效保护，实现了作物地下部根系与地上部协同生长发育，提高了对水、肥、气、热等资源的利用效率，尤其是实现了东北风少土区土地资源的有效保护与可持续利用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的不同秸秆还田模式下秸秆在土壤中的分布示意图示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

一种玉米秸秆粉碎旋混还田种植玉米的方法，包括以下步骤：

(1)收获玉米后，将玉米秸秆粉碎，然后进行旋混处理，使秸秆与土壤充分混匀，地表秸秆覆盖率<10％；

(2)第二年春天，播种玉米。

本发明所提供的玉米秸秆粉碎旋混还田种植玉米的方法，通过玉米机械机将秸秆粉碎后，利用3刀辊横式旋耕机直接进行旋耕混匀处理，可将秸秆全部均匀旋入土壤中，实现秸秆全量百分百还田。通过秸秆旋耕处理，土壤表面秸秆覆盖率在10％以下，由于土壤表层秸秆覆盖量极少，降低了区域秸秆焚烧的概率，真正实现秸秆焚烧“零风险”。

优选的，在步骤(1)中，所述玉米秸秆粉碎后，秸秆长度不大于10cm，更加优选的为玉米收获后再利用秸秆还田机作业一次，使秸秆粉碎为3-8cm长的纤维状结构。

有利于进一步旋混处理操作。

优选的，在步骤(1)中，所述收获玉米的步骤中，

优选的，所述收获玉米，具体为收获玉米的果穗或籽粒。

更优选的，所述收获玉米，是指待玉米籽粒水分降至22％-28％，采用4行或者6行玉米收获机进行籽粒机收操作。

优选的，在步骤(1)中，所述旋混处理的时间，选在玉米收获后上冻之前进行。

优选的，在步骤(1)中，所述旋混处理，选择东北沙土区农田秋天10-15cm土壤温度稳定在5-8℃，耕层土壤含水≤20％时进行作业。

耕层土壤质量含水量在≤20％时进行作业为宜，可将氮肥损失(氨挥发)降到最低，同时可以降低机械动力的消耗与少水分散失。

优选的，在步骤(1)中，所述旋混处理，具体包括：

利用马力大于180的动力机车，牵引2刀辊或者3刀辊横式旋耕机进行旋耕。

更优选的，所述旋耕机的幅宽为2-3米，更进一步优选为2.5米。

在玉米秸秆粉碎后，必须使用2刀辊或者3刀辊横式旋耕机对土壤进行旋耕整地机，主要目的是使土壤与秸秆充分混匀，这有别于传统单刀辊旋耕机。

本发明通过全程机械化，尤其是应用大马力拖拉机集成玉米秸秆粉碎还田技术、秋浅旋耕技术以及严格执行整地标准等技术途径与发明思路，科学掌握玉米秸秆还田与整地时机，突破秸秆全覆盖条件下出苗差与焚烧严重的技术障碍，有效地建立“土壤水库”，增强耕地土壤蓄水保墒、防御旱涝的能力，有力解决东北风沙土农田保水保肥能力差等障碍因素,最终目的是提供一种提高东北风少土农田土壤保水保肥能力与降低秸秆焚烧风险的机械化高标准玉米耕种栽培方法。

优选的，在步骤(1)中，所述旋混处理后，还进行表层镇压处理，更优选的，所述镇压处理采用压强为600-700N/cm²的镇压器进行操作。

旋耕处理的同时，可以在旋耕机后面挂载与旋耕机相同幅宽的镇压器进行镇压作业，镇压器的强度为500-650N/cm²。目的是减少秋季水分蒸发，增加冬季土壤有效蓄水量，充分提高自然降水利用效率。

优选的，在步骤(1)中，所述旋混处理的作业速度为10-12km/h,旋耕胜度为15-25cm，更优选为15-18cm。

优选的，在步骤(2)中，所述播种玉米，采用2行或者4行免耕播种机直接播种。

优选的，所述播种的作业速度为8-10km/h，播种密度5.5-6万株/公顷。

第二年春季，选择免耕播种机直接播种，大大降低了传统耕方式下土壤有效水分的损失，提高一次性保苗、成苗率。

所述的玉米秸秆粉碎旋混还田种植玉米适用于在盐碱地、黑土地和风沙土地种植玉米中的应用。

本发明所提供的玉米秸秆还田种植玉米的方法，集成并优化了秸秆粉碎还田技术、土壤旋耕技术、镇压保墒等技术，充分协调了风沙土土壤耕层水、气、热的关系，实现了土地资源的合理利用与有效保护，实现了作物地下部根系与地上部协同生长发育，提高了对水、肥、气、热等资源的利用效率，尤其是实现了东北风少土区土地资源的有效保护与可持续利用。

实施例

本发明实施例所提供的不同秸秆还田模式下秸秆在土壤中的分布示意图如图1所示

图中A、B、C分别表示秸秆粉碎覆盖还田、粉碎深翻还田与粉碎旋混模式下秸秆在土壤中的分布。

本发明所提供的实施例，包括以下步骤：

步骤1，玉米秸秆粉碎还田：在玉米成熟后，籽粒水分降低到22％-28％，利用4行玉米收获机进行籽粒或穗收获，同时将玉米秸秆粉碎，要求秸秆分段长度<＝10cm。

步骤2，处理时间：整地时间选择在玉米收获后上冻之前进行，而且是以东北沙土区农田秋天10-15cm土壤温度稳定在5-8℃，耕层土壤含水量在≤20％时进行作业为宜，可将氮损失(氨挥发)损失降到最低，同时减少水分散失。

步骤3，旋混处理与表层镇压：在玉米秸秆粉碎后，利用大马力拖拉机，如约翰迪尔7M-2204、华夏2204A、纽荷兰T1804等180马力以上动力机车牵引2刀辊旋耕机或3刀辊旋耕机及时作业，要求旋耕强度大于15cm，但不得大于20cm，其中以15-18cm为宜。做到土壤与秸秆充分混匀，以地表秸秆覆盖率<10％为宜。在秸秆旋耕处理同时，可在旋耕机后面加载压强为600-700N/cm²的同宽幅镇压器进行镇压处理，以减少秋天水分散失，起到保墒与冬季积雪的作用。

步骤4，机械免耕播种：第二年春季，可以利用4行免耕播种机直接免耕播种，最佳作业速度8km/h，播种密度5.5-6万株/公顷，可提高一次性保苗、成苗率，为高产创造基础。

实施例1

利用本发明所述的一种玉米秸秆粉碎旋混还田种植玉米的方法，在吉林省四平市梨树宪臣农机农民专业合作社以及建中农机农民专业合作社进行了多年试验。该合作社所在地为吉林西部典型风沙土农田，面积约15万亩适合本专利的实施。

步骤1，玉米秸秆全量粉碎还田：在玉米成熟后，籽粒水分降低到25％，利用4行玉米收获机进行籽粒或穗收获，同时将玉米秸秆粉碎，经调查秸秆分段平均长度5.4cm。

步骤1，旋耕时间：针对吉林省四平市林海地区风沙地土壤特性以及种种经营习惯，一般在在10月20号前后，即秋天10-15cm土壤温度稳定通过4.6℃，耕层土壤含水量在20％-28％时进行整地，此时氨挥发或氮肥的损失程度最低，同时减少水分散失。

步骤3，旋混处理与表层镇压：在玉米秸秆粉碎后，利用大马力拖拉机，如约翰迪尔7M-2204、华夏2204A、纽荷兰T1804等180马力以上动力机车牵引3刀辊旋耕整地机及时旋耕处理，要求旋耕强度18±3cm为宜，土壤与秸秆充分混匀，地表秸秆覆盖率为5％。在秸秆旋耕处理同时，可在旋耕机后面加载压强为650N/cm²的镇压器(宽幅2.5m)进行镇压，目的是减少秋天水分散失，增加冬季积雪。

步骤4，第二年春季，可以利用4行免耕播种机直接免耕播种，最佳作业速度8km/h，选用品种为优质高抗玉米富民58，播种密度6.3万株/公顷，保苗密度6.1万株/公顷。

技术效果：田间调查和测试表明，采用一种玉米秸秆粉碎旋混还田方法，连续近10年耕种作业后，优化耕层构造，可形成深厚疏松耕层结构，耕层有效土壤量增加30％以上，玉米根系体积较对照增大20.4％；增强耕地土壤蓄水保墒能力，有效地建立“土壤水库”，春季耕层含水量提高约10个百分点；秸秆“零”焚烧还田，使得土壤有机质增加0.15％，速效氮提高7.5％；试验期玉米产量比平均对照(普通农户地块)增产7.8％。

实施例2

利用本发明所述的一种玉米秸秆粉碎旋混还田方法，在吉林中西部梨树县卢伟农民专业合作社2017-2018进行试验。该基地有典型中厚层黑钙土农田10多万亩，适合本专利的实施。

步骤1，玉米秸秆全量粉碎还田：在玉米成熟后，籽粒水分降低到22％-28％，利用4行玉米收获机进行穗收获，同时将玉米秸秆粉碎，要求秸秆分段长度<＝10cm。

步骤2，处理时间：针对吉林中西部半湿润区农田种植习惯和气候特征，在秋天耕地土壤温度稳定通过4.6℃，耕层土壤含水量在20％-28％时进行旋耕整地。

步骤3，旋混处理与表层镇压：在玉米秸秆粉碎后，利用华夏2204A大马力拖拉机牵引3刀辊旋耕整地机及时进行旋耕处理，要求旋耕强度大于15cm，但不得大于20cm，其中以15-18cm为宜。做到土壤与秸秆充分混匀，以地表秸秆覆盖率<10％为宜。在秸秆旋耕处理同时，可在旋耕机后面加载压强为600-700N/cm²的镇压器进行镇压作业，以减少秋天水分散失，起到保墒与冬季积雪的作用。

步骤4，机械免耕播种：第二年春季5月10号左右，利用康达2BMZF-4免耕播种机进行播种，作业速度8km/h，播种密度6万株/公顷。

技术效果：田间调查和统计分析表明，采用玉米秸秆粉碎旋混还田方法，可有效降低秸秆焚烧风险，切实减轻了政府秸秆焚烧的压力和负担。两年实施效果表面，有效耕层厚度平均增加4.8cm；雨水入渗速度和冬季融雪数量明显增强，有效地建立了“土壤水库”，春季耕层含水量提高约4.5个百分点；玉米根系体积较对照增加5.5％；土壤有机质略有增加，但玉米产量比对照平均增产5.9％。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些替换和修改。

Claims (10)

1.一种玉米秸秆粉碎旋混还田种植玉米的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)收获玉米后，将玉米秸秆粉碎，然后进行旋混处理，使秸秆与土壤充分混匀，地表秸秆覆盖率<10％；

(2)第二年春天，播种玉米。

2.根据权利要求1所述的玉米秸秆粉碎旋混还田种植玉米的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述玉米秸秆粉碎后，秸秆长度不大于10cm；

优选的，所述秸秆粉碎还田，具体为利用玉米收获机在收获玉米的同时直接将秸秆粉碎；

更优选的，在玉米机械收获后，再利用玉米秸秆还田机作业一次，将玉米秸秆粉碎为纤维状的结构。

3.根据权利要求1所述的玉米秸秆粉碎旋混还田种植玉米的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述收获玉米的步骤中，优选的，所述收获玉米，具体为玉米籽粒成熟后，进行玉米果穗或玉米籽粒收获；

优选的，所述收获玉米，待玉米籽粒水分降至22％-25％时；采用4行或者6行玉米多功能收获机进行籽粒机收，同时将玉米秸秆粉碎还田。

4.根据权利要求1所述的玉米秸秆粉碎旋混还田种植玉米的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述旋混处理的时间，选在玉米收获后上冻之前进行；

优选的，所述旋混处理，选择东北沙土区农田秋天10-15cm土壤温度稳定在5-8℃，耕层土壤质量含水量在≤20％时进行作业。

5.根据权利要求1所述的玉米秸秆粉碎旋混还田种植玉米的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述旋混处理，具体包括：

利用马力大于180的动力机车，牵引2刀辊或者3刀辊横式旋耕机进行旋耕；

优选的，所述旋耕机的幅宽为2-3米，更优选为2.5米。

6.根据权利要求1所述的玉米秸秆粉碎旋混还田种植玉米的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述旋混处理后，还进行表层镇压处理，优选的，所述镇压处理采用压强为600-700N/cm²的镇压器进行操作。

7.根据权利要求1所述的玉米秸秆粉碎旋混还田种植玉米的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述旋混处理的作业速度为10-12km/h,旋耕深度为15-25cm，优选为15-20cm。

8.根据权利要求1所述的玉米秸秆粉碎旋混还田种植玉米的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述播种玉米，可以在起垄后进行传统垄作种植，也可以采用2行或者4行免耕播种机直接播种，优选地为免耕播种。

9.根据权利要求8所述的玉米秸秆粉碎旋混还田种植玉米的方法，其特征在于，所述播种的作业速度为8-10km/h，播种密度5.5-6万株/公顷。

10.根据权利要求1-9任一项所述的玉米秸秆粉碎旋混还田种植玉米的方法，其特征在于，该方法适用于在盐碱地、风沙土以及非黏重的黑钙土或者淡黑钙土地种植玉米中的应用。