CN110476572A - 一种秸秆集中还田及下茬作物关键水肥管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于土壤培肥和秸秆废弃物高效利用领域，具体涉及一种秸秆集中还田及下茬作物关键水肥管理方法，包括如下步骤：S1、将小麦或玉米收割使得茬头低至10‑15公分，收集8‑15亩田地中的秸秆，然后均匀摊铺至1亩田地中；S2、第一次粉碎；S3、第二次粉碎，第二次粉碎后秸秆长度控制在3公分以内，补充氮肥调节秸秆碳氮比至40‑60:1，通过旋耕土壤使粉碎秸秆、土壤和氮肥充分混匀，让粉碎秸秆在田间自然腐解，等待进行下一季玉米或小麦的播种。本发明的有益效果是：本发明利用多种农业机械(收割机、搂草机、秸秆捡拾车、灭茬机、深耕机、旋耕机、喷灌设备等)联合处置秸秆，可全程机械化，不需要大量人工，就能处理面广量大的秸秆，技术易于推广。

Description

一种秸秆集中还田及下茬作物关键水肥管理方法

技术领域

本发明属于土壤培肥和秸秆废弃物高效利用领域，具体涉及一种秸秆集中还田及下茬作物关键水肥管理方法。

背景技术

秸秆中含有丰富的有机质和作物必需的多种养分，是土壤培肥和提高作物产量的重要资源。但由于缺少经济上可行且操作简单的将秸秆变成肥料或培肥土壤技术，使得秸秆变成农民和政府都头痛的废弃物，成为农业生产的沉重负担。农业科技工作者开展大量的研究工作，形成很多秸秆肥料化技术，但这些技术离农民愿意使用还有相当大的距离。如目前推广的秸秆全量还田技术，虽然将秸秆还田了，解决了秸秆焚烧的燃眉之急，但该项技术还存在秸秆还田后，播种困难，缺苗断垄、幼苗长势弱，病虫害增多等秸秆衍生问题，易使作物产量不稳，降低农民收入，秸秆焚烧隐患难以根除等问题。发明人通过深入研究和观察，发现目前推广的秸秆还田技术存在以下几个问题：1、利用农机不能将秸秆粉碎成粉状，现行国家和地方秸秆还田技术规程都将秸秆粉碎长度低于10-15公分以下，就算合格了，就是这样的标准在实际操作时也难达到，导致土壤消化秸秆能力差，使秸秆还田产生很多衍生问题；2、秸秆全量还田后，由于秸秆混在土壤中，使土壤产生很多空隙，播种后很多种子与土壤接触不紧实，出现很多掉死苗，导致田间出苗不匀；3、秸秆还田后秸秆腐解需要消耗氮养分，易与作物和微生物竞争养分，导致幼苗缺氮黄化。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种秸秆集中还田及下茬作物关键水肥管理方法，发明人通过大量研究工作和试验示范，研发了秸秆集中还田培肥和田间作物关键水肥管理技术，能够将8-15亩小麦、玉米秸秆集中还到1亩土地上，土壤能将如此众多的秸秆腐解转化，且不产生秸秆还田衍生问题。而常规秸秆全量还田技术将1亩秸秆还到1亩田块上，秸秆产生很多问题，也即是本发明技术将土壤消化秸秆能力提高了20倍以上(土壤正常消化秸秆能力在100-150公斤/亩左右)。使农田消化秸秆量远远大于作物生产的秸秆量，解决了农田不能消化当季作物生产的秸秆困境，且秸秆处置全程机械化，易于推广应用。

本发明提供了如下的技术方案：

一种秸秆集中还田及下茬作物关键水肥管理方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将小麦或玉米收割使得茬头低至10-15公分，收集8-15亩田地中的秸秆，然后均匀摊铺至1亩田地中；

S2、将均匀摊铺的秸秆进行第一次粉碎，粉碎后秸秆长度控制在25公分以内；

S3、若天气晴好，将第一次粉碎的秸秆晒8-10天，然后进行第二次粉碎，第二次粉碎后秸秆长度控制在3公分以内，将覆盖有粉碎秸秆的土壤深翻30-40公分并撒上化肥和有机肥，通过旋耕土壤使粉碎秸秆、土壤、化肥和有机肥充分混匀，播种小麦或玉米，播种后立即用喷灌带进行喷灌，其他田间管理措施同常规操作；

或者，若第一次粉碎的秸秆遭遇下雨，则让集中秸秆的田地休闲一季，秸秆在田间露天沤制60-80天，然后进行第二次粉碎，第二次粉碎后秸秆长度控制在3公分以内，将覆盖有粉碎秸秆的土壤深翻30-40公分后，施加氮肥调节秸秆碳氮比至40-60:1，通过旋耕土壤使粉碎秸秆、土壤和氮肥充分混匀，让粉碎秸秆在田间自然腐解，等待进行下一季玉米或小麦的播种。

优选的，所述S1中，通过收割机低茬收割，通过搂草机收集秸秆，通过秸秆捡拾车将秸秆装车运输并摊匀；

所述S3中，通过深耕机进行深耕，通过旋耕机进行旋耕。

优选的，所述S3中第一次粉碎的具体步骤将拖拉机速度调整为2-4km/h，使用拖拉机带动灭茬机，利用灭茬机的搓揉部件依次对秸秆的上层，下层粉碎3-5遍。

优选的，所述S3中第二次粉碎的具体步骤为将拖拉机速度调整为2-4km/h，使用拖拉机带动灭茬机，利用灭茬机的搓揉部件对晒干的秸秆粉碎3-5遍，

优选的，所述拖拉机的功率至少为100千瓦。

优选的，所述S3中的化肥包括氮肥和磷肥，氮肥的用量为10-20kg/亩，磷肥的用量为0-8kg/亩；所述有机肥为猪粪、鸡粪或牛粪，其用量为0-2000kg/亩。

本发明的有益效果是：

1、本发明利用多种农业机械(收割机、搂草机、秸秆捡拾车、灭茬机、深耕机、旋耕机、喷灌设备等)联合处置秸秆，可全程机械化，不需要大量人工，就能处理面广量大的秸秆，技术易于推广。

2、田间秸秆两次粉碎技术将秸秆粉碎至3公分以内：第一次粉碎(通过调节拖拉机参数多次粉碎)是将秸秆结构和组织破坏，使秸秆易于晒干，这对玉米秸秆至关重要；天气晴好时晒干5-10天后，第一次粉碎的秸秆性质在太阳晒下发生变化(如变脆易碎)，通过灭茬机搓揉部件就可将秸秆粉碎至3公分以内；若遇雨，秸秆集中地块休闲一季，将第一次粉碎的秸秆在露天下放置2个月左右后，秸秆失去弹性和柔韧性，再用灭茬机易将秸秆粉碎至3公分以内。

3、S3中，第一次粉碎的秸秆遇下雨后补充氮肥的依据：小麦秸秆含氮量按0.565％计、玉米秸秆含氮量按0.748％计，小麦、玉米秸秆碳氮比分别按80：1、60：1计，小麦秸秆还田量按3000-4500公斤/亩、玉米秸秆按4000-6000公斤/亩计，将秸秆碳氮比调至40：1，小麦、玉米秸秆分别补氮17—25.5公斤/亩、15-22.5公斤/亩，正常小麦、玉米氮肥施加量在12-15公斤/亩，这样秸秆集中还田后小麦、玉米氮肥比常规施氮肥要多施10-15公斤/亩。

4、天气晴好时秸秆集中还田旋耕机旋耕好土地后，播种作物，立即用喷灌带喷灌，至地表积水，压实土壤，防止种子与土壤接触不好，影响出苗和幼苗生长。常规作物播种后根据土壤墒情再定是否喷灌，本发明不管土壤墒情好坏，必须喷灌，本发明喷灌主要目的是压实土壤作用，有利于疏松混有秸秆的土壤出苗和幼苗生长，其次是保证土壤墒情有利于出苗。

5、因自然天气我们无法预计，本发明针对天气变化提供两种秸秆还田技术，保证在不同天气情况下都能实行秸秆集中还田，天气晴好时可不需要休闲一季土壤来处理秸秆，配套肥水关键管理技术保证出苗质量；天气不好时让土壤休闲一季，保育土壤，符合国家提倡休闲政策。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做具体说明。

本发明实施例使用机械名称及型号如下：拖拉机为雷沃N1404-D，小麦联合收割机为曲阜市君达机械厂生产的JD4LZ-0.8，玉米联合收割机为河南高阳机械设备有限公司生产的cy-5，搂草机为中国农机院生物质能工程技术研究中心生产的中农机9LZ-16型指盘式搂草机，秸秆捡拾车为南京农业机械化研究所生产的牵引式秸秆捡拾集箱，灭茬机为辽宁省建平县臣龙机械有限公司生产的1GS-200双轴灭茬机，深耕机为禹城天明机械制造有限公司生产的3铧犁，旋耕机为中国一拖集团有限公司生产的东方红1GQN-250K旋耕机。

实施例1

地点：安徽省蒙城县后娄村。时间2018.6-2018.10，土壤为砂姜黑土。

具体方法如下：2018年6月1日小麦用收割机收割使得茬头低至10公分，搂草机收集秸秆，再用秸秆捡拾车将15亩小麦秸秆集中到1亩地块上，摊匀，将拖拉机速度调整为2km/h，使用拖拉机带动灭茬机，利用灭茬机的搓揉部件依次对秸秆的上层，下层粉碎5遍，使得秸秆长度控制在15公分。秸秆在田间晒干过程中遇下雨，将小麦秸秆在露天堆沤2个月，2018年8月7日进行第二次田间秸秆粉碎，小麦秸秆粉碎至长度控制在3公分以内，用深耕机将土壤深翻30公分，撒上氮肥(10公斤N/亩)，用旋耕机旋耕土壤，将肥料、秸秆与土壤充分混合均匀，让秸秆在土壤中自然腐熟转化，在小麦播种前土壤中秸秆全部腐解，2018年10月5日采土壤样分析理化性状。

实施结果：由表1可看出，秸秆集中还田显著改善了土壤的理化性状，土壤容重比对照下降了4.3％、土壤有机质、土壤全氮、土壤速效磷、土壤速效钾含量分别提高16.7％、7.9％、49.5％、63.1％。“旱、涝、僵、渍、瘦”是砂姜黑土传统低产原因，随着化肥施用和农田抗逆田间工程设施完善，“旱、涝、渍、瘦”四大低产因素都得到很好的改良，但有机质含量低、质地粘重，土壤板结的“僵”性改良困难，成为砂姜黑土改良的难点。从本实施例可看出，秸秆集中还田可使土壤疏松，容重下降，有机质和其它土壤养分性状得到显著提升，表明本发明是大量处理秸秆废弃物培肥土壤优良技术。

表1、秸秆集中还田对土壤理化性状的影响

实施例2

地点：安徽省蒙城县马店试验站。时间2018.10-2019.6，土壤为砂姜黑土。

具体方法如下：2018年10月10日收割机收割使得茬头低至15公分，搂草机收集秸秆，用秸秆捡拾车将7.5亩玉米秸秆集中到0.5亩地块上，摊匀，将拖拉机速度调整为2km/h，使用拖拉机带动灭茬机，利用灭茬机的搓揉部件依次对秸秆的上层，下层粉碎4遍，使得秸秆长度控制在25公分。秸秆在田间晒干10天(2018年10月20日)进行第二次田间秸秆粉碎，玉米秸秆粉碎至长度控制在3公分以内，用深耕机将土壤深翻30公分，撒上氮肥(24kg/亩)和磷肥(4kg/亩)，用旋耕机旋耕土壤，将肥料、秸秆与土壤充分混合均匀，播种小麦(烟农19)，小麦播种后用喷灌带喷灌一遍，至地表积水，压实土壤。其他管理同常规。在小麦收获期采土壤样分析理化性状，计产，同时测相邻常规施肥秸秆全量还田地块小麦产量(对照)，小麦常规施肥量为：氮肥14kg/亩、磷肥4kg/亩、钾肥4kg/亩。

实施结果：由表2可看出，秸秆集中还田显著改善了土壤的理化性状，容重比对照下降了9.1％、土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾含量分别提高22.2％、11.4％、30.1％、40.1％。从本实施例可看出，秸秆集中还田可使土壤疏松，容重下降明显，有机质和其它土壤养分性状得到显著提升，改良砂姜黑土“僵”性效果明显。本实施例小麦产量516公斤/亩，对照小麦产量523公斤/亩，产量没有显著差异。表明本发明技术在农田不休闲处置作物秸秆下，小麦产量与对照差异不大，消除了秸秆还田对下茬作物生长影响的衍生问题。因而本项发明技术是处理秸秆废弃物的优良方法。

表2、秸秆集中还田对土壤理化性状的影响

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种秸秆集中还田及下茬作物关键水肥管理方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将小麦或玉米收割使得茬头低至10-15公分，收集8-15亩田地中的秸秆，然后均匀摊铺至1亩田地中；

S2、将均匀摊铺的秸秆进行第一次粉碎，粉碎后秸秆长度控制在25公分以内；

S3、若天气晴好，将第一次粉碎的秸秆晒8-10天，然后进行第二次粉碎，第二次粉碎后秸秆长度控制在3公分以内，将覆盖有粉碎秸秆的土壤深翻30-40公分并撒上化肥和有机肥，通过旋耕土壤使粉碎秸秆、土壤、化肥和有机肥充分混匀，播种小麦或玉米，播种后立即用喷灌带进行喷灌，其他田间管理措施同常规操作；

或者，若第一次粉碎的秸秆遭遇下雨，则让集中秸秆的田地休闲一季，秸秆在田间露天沤制60-80天，然后进行第二次粉碎，第二次粉碎后秸秆长度控制在3公分以内，将覆盖有粉碎秸秆的土壤深翻30-40公分后，补充氮肥调节秸秆碳氮比至40-60:1，通过旋耕土壤使粉碎秸秆、土壤和氮肥充分混匀，让粉碎秸秆在田间自然腐解，等待进行下一季玉米或小麦的播种。

2.根据权利要求1所述的一种秸秆集中还田及下茬作物关键水肥管理方法，其特征在于，所述S1中，通过收割机低茬收割，通过搂草机收集秸秆，通过秸秆捡拾车将秸秆装车运输并摊匀；

所述S3中，通过深耕机进行深耕，通过旋耕机进行旋耕。

3.根据权利要求1所述的一种秸秆集中还田及下茬作物关键水肥管理方法，其特征在于，所述S3中第一次粉碎的具体步骤将拖拉机速度调整为2-4km/h，使用拖拉机带动灭茬机，利用灭茬机的搓揉部件依次对秸秆的上层，下层粉碎3-5遍。

4.根据权利要求1所述的一种秸秆集中还田及下茬作物关键水肥管理方法，其特征在于，所述S3中第二次粉碎的具体步骤为将拖拉机速度调整为2-4km/h，使用拖拉机带动灭茬机，利用灭茬机的搓揉部件对晒干的秸秆粉碎3-5遍。

5.根据权利要求3或4所述的一种秸秆集中还田及下茬作物关键水肥管理方法，其特征在于，所述拖拉机的功率至少为100千瓦。

6.根据权利要求1所述的一种秸秆集中还田及下茬作物关键水肥管理方法，其特征在于，所述S3中的化肥包括氮肥和磷肥，氮肥的用量为10-20kg/亩，磷肥的用量为0-8kg/亩；所述有机肥为猪粪、鸡粪或牛粪，其用量为0-2000kg/亩。