CN112056037A - 一种玉米秸秆全量还田的耕作方法 - Google Patents

一种玉米秸秆全量还田的耕作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种玉米秸秆全量还田的耕作方法，包括如下步骤：S1，玉米收获后，将秸秆粉碎，并将粉碎后的秸秆均匀的抛撒在地表上；S2，在经过S1后，进行深松和旋耕作业，通过深松打破犁底层，加深耕层，通过旋耕混拌粉碎后的秸秆和土壤，使部分粉碎后的秸秆仍均匀覆盖在地表上；S3，在经过S2后，当深度为5‑10cm的土壤温度稳定通过10℃以上时，直接开始进行播种、镇压、施肥；S4，在经过S3后，进行田间管理，主要包括防治杂草、虫害、病害以及化控防止倒伏；基于此。本发明平衡了其它耕作方式温度与水分的双高效应，保证了出苗率，能够实现节约成本增加经济效益。

Description

一种玉米秸秆全量还田的耕作方法
技术领域
本发明涉及农田耕作技术领域，具体涉及玉米秸秆全量还田的耕作方法。
背景技术
东北素有“黄金玉米带”之称，是中国大豆主产区，粮食总产量占全国粮食总产量的四分之一，是中国最大的商品粮基地。然而，长期以来“重用轻养”的不合理耕作制度导致了黑土质量严重退化，土壤生产能力下降，严重制约了东北地区农业可持续发展。
玉米是东北地区第一大粮食作物，东北玉米播种面积为2.3亿亩，占总耕地的50％，年产秸秆1.7亿吨。但是，秸秆还田比例却很低，据报道，在吉林年产4000万吨玉米秸秆还田比例仅为15％，30％左右的秸秆被直接废弃或焚烧。常规耕作方式(灭茬旋耕起垄)焚烧秸秆不仅会污染环境，加剧地球变暖的趋势，还会造成资源极大浪费。近年来，国家和东北各省相继出台禁止焚烧秸秆政策，露天焚烧秸秆得到有效制止。但是，区域性、季节性的秸秆露天焚烧现象仍然存在，秸秆露天焚烧亟需解决。
玉米秸秆中含有丰富的有机碳，氮、磷、钾和微量元素，每吨秸秆含有2.76％的氮磷钾总养分含量。秸秆还田被认为是解决土壤退化，解决秸秆焚烧的直接、有效途径。目前，秸秆还田方式主要覆盖还田和深翻还田，但是，这两种秸秆还田方式均存在优势与不足：覆盖还田秸秆覆盖地表不易腐烂，影响播种质量，玉米生长前期地温较低，影响玉米生长发育和产量；秸秆深翻还田需要大型农机设备，投入成本高，在风沙地或者坡耕地深翻容易引起土壤侵蚀。
因此，针对如何保护东北黑土耕地以及如何解决秸秆还田难的矛盾问题，有必要提供一种能够为丰富耕作制度和实现玉米秸秆还田提供技术支持的新的耕作方法。
发明内容
本发明提供一种玉米秸秆全量还田的耕作方法，以解决现有耕作技术中无法实现秸秆还田，以及现有技术中全量秸秆覆盖还田技术土壤温度低、秸秆量大进而影响播种质量、保苗率低的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种玉米秸秆全量还田的耕作方法，包括以下耕作步骤：
步骤一，玉米收获后，将秸秆粉碎，并将粉碎后的秸秆均匀的抛撒在地表上；
步骤二，在经过步骤一后，进行深松和旋耕作业，通过深松打破犁底层，加深耕层，通过旋耕混拌粉碎后的秸秆和土壤，使部分粉碎后的秸秆仍均匀覆盖在地表上；
步骤三，在经过步骤三后，当深度为5-10cm的土壤温度稳定通过10℃以上时，直接开始进行播种、镇压、施肥；
步骤四，在经过步骤四后，进行田间管理，主要包括防治杂草、虫害、病害以及化控防止倒伏。
若上年秋季未耙平或镇压，则在第二年春季土壤化冻5-10cm时及时顶凌耙平或镇压，达到播种状态；若上年秋季联合整地后耙平/或镇压达到播种状态，则在第二年春季播种前无需进行整地作业；
作为优选的，在步骤一中，秸秆的粉碎长度≤5cm；合格率≥90％，如果小于该标准，则需要用秸秆粉碎机进行二次粉碎。
作为优选的，在步骤二中，在进行深松作业时，均匀行深松，行距为60-65cm，深松深度为25-35cm，深松宽度为20-30cm。
作为优选的，在步骤二中，在进行旋耕作业时，旋耕深度为15-20cm，粉碎后的秸秆和土壤混拌后，将粉碎后的秸秆覆盖率控制在40-60％。
作为优选的，在步骤三中，采用免耕播种机精量等行距播种，其中，行距为60-65cm，播种施肥一次性完成。
作为优选的，在步骤三中，播种深度镇压后达到3-4cm，其中，播种深度受土壤温度和含水量影响，即土壤温度越低、含水量于越高，则播种深度越浅，反之则越深。
作为优选的，在步骤三中，每公顷施肥量为N：P2O5：K2O＝200-240kg：70-90kg：80-100kg。
作为优选的，在步骤四中，杂草的防治以苗前封闭除草为主，若苗前防止效果欠佳或者未喷苗前除草剂，则采用苗后除草剂除草。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
(1)本发明通过整地作业实现了常规耕作方式无法实现的秸秆全量还田的目的，秸秆混拌于土壤中，加快秸秆腐解速度，提高土壤肥力；多年实施该技术，可以改善土壤耕层结构，提供土壤生产能力；同时，有效避免了焚烧秸秆污染环境。
(2)本发明综合了现有秸秆还田技术的优点与不足，在实现秸秆还田的同时，既避免了秸秆覆盖还田土壤温度低、秸秆腐解慢、播种质量差的不足，又避免了秸秆深翻投入成本高、需要大型农机设备、加大土壤侵蚀的风险，还保留了一定秸秆在地面，起到蓄水保墒作用；既发挥了秸秆覆盖保持土壤墒情的效果，又发挥了秸秆深翻增加土壤温度和加速秸秆腐解的优点。
(3)本发明配套动力与深翻还田所需配套动力要小，所需的农机设备合作社以及农户购买农机投入成本较低，甚至不需要单独购买相关设备，配套动力在80-100马力即可满足技术需求，农户如果无联合整地机可以采用深松机、旋耕机和镇压器单独作业替代联合整地机；即投入成本低，农户及小型合作社均可以实施本发明的技术方案。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
实施例一：
提供一种玉米秸秆全量还田的耕作方法，选取2018在吉林省农业科学院范家屯香山村试验站进行的玉米秸秆全量还田的耕作方法为例，主要作业步骤如下：
步骤一：秸秆处理，对2017年秋季成熟的玉米采用玉米收获机收获，并将其秸秆进行粉碎，均匀抛撒在地表上。
步骤二：整地作业，进行深松和旋耕作业，通过深松打破犁底层，加深耕层，通过旋耕混拌粉碎后的秸秆和土壤，使部分粉碎后的秸秆仍均匀覆盖在地表上，其中，可以采用联合整地机进行深松、旋耕整地作业，还可以采用深松机和旋耕机单独作业，先深松，后旋耕；在进行深松作业时，均匀行深松，行距为60-65cm，深松深度为25-35cm，深松宽度为20-30cm；在进行旋耕作业时，旋耕深度为15-20cm，粉碎后的秸秆和土壤混拌后，将粉碎后的秸秆覆盖率控制在40-60％。
步骤三：播种施肥，播种时采用四行免耕播种机等行距播种，同时一次性施入底肥。
步骤四：田间管理，在播种后出苗前喷打莠去津+乙草胺苗前除草剂；在玉米6～8展叶期喷打康宽防治粘虫、玉米螟等害虫。
需要指出的是，本实施例所选取的为上年秋季未耙平或镇压的情况，需要在第二年春季土壤化冻5-10cm时及时顶凌耙平或镇压，从而达到播种状态；若上年秋季联合整地后耙平或镇压达到播种状态，则在第二年春季播种前无需进行整地作业。在本实施例中，采用“V”型镇压器镇压，达到播种状态。
进一步的，在步骤一中，秸秆的粉碎长度≤5cm；合格率≥90％，如果小于该标准，则需要用秸秆粉碎机进行二次粉碎。
进一步的，在步骤三中，采用免耕播种机精量等行距播种，其中，行距为60-65cm，播种施肥一次性完成；播种深度镇压后达到3-4cm，其中，播种深度受土壤温度和含水量影响，即土壤温度越低、含水量于越高，则播种深度越浅，反之则越深；每公顷施肥量为N：P2O5：K2O＝200-240kg：70-90kg：80-100kg。
进一步的，在步骤四中，杂草的防治以苗前封闭除草为主，若苗前防止效果欠佳或者未喷苗前除草剂，则采用苗后除草剂除草。
采用上述耕作方法后，其土壤温度与常规耕作和秸秆深翻相比，播种至出苗阶段土壤温度分别降低0.91℃和0.44℃，但是与秸秆覆盖相比，土壤温度增加1.55℃；其土壤含水量与常规耕作和秸秆覆盖相比，降低0.01个百分点和5.41个百分点，与秸秆深翻相比，增加0.98个百分点；其出苗时间与常规耕作和秸秆深翻相比，分别晚3天；与秸秆覆盖相比，早2天；其保苗率与常规耕作和秸秆深翻相比，分别降低1.49个百分点和1.69个百分点，与秸秆覆盖相比，提高3.59个百分点；其机械投入成本与常规耕作和秸秆深翻相比，每亩降低20元和55元；与秸秆覆盖相比，每亩增加45元；其玉米产量分别较常规耕作、秸秆秸秆覆盖增加0.6％、12.8％，较秸秆深翻降低1.3％；其净收入每亩分别较常规耕作、秸秆深翻和秸秆覆盖增加67元/亩、52元/亩和增加117元/亩。具体技术效果数据(见表1)
表1
Figure BDA0002683269520000051
注：土壤温度和水分是指播种出苗土壤5cm日平均温度和土壤含水量。净收入＝总收入-总投入(包括土地成本、农资成本、机械成本和人工成本)。
实施例二：
提供一种玉米秸秆全量还田的耕作方法，选取2019在吉林省农业科学院范家屯香山村试验站进行的玉米秸秆全量还田的耕作方法为例，主要作业步骤如下：
步骤一：秸秆处理，对2018年秋季成熟的玉米采用玉米收获机收获，并将其秸秆进行粉碎，均匀抛撒在地表上。
步骤二：整地作业，进行深松和旋耕作业，通过深松打破犁底层，加深耕层，通过旋耕混拌粉碎后的秸秆和土壤，使部分粉碎后的秸秆仍均匀覆盖在地表上，其中，可以采用联合整地机进行深松、旋耕整地作业，还可以采用深松机和旋耕机单独作业，先深松，后旋耕；在进行深松作业时，均匀行深松，行距为60-65cm，深松深度为27-30cm，深松宽度为15-25cm；在进行旋耕作业时，旋耕深度为15-18cm，粉碎后的秸秆和土壤混拌后，将粉碎后的秸秆覆盖率控制在40-60％。
步骤三：播种施肥，播种时采用四行免耕播种机等行距播种，同时一次性施入底肥。
步骤四：田间管理，在播种后出苗前喷打莠去津+乙草胺苗前除草剂；在玉米6～8展叶期喷打康宽防治粘虫、玉米螟等害虫。
需要指出的是，本实施例所选取的为上年秋季未耙平或镇压的情况，需要在第二年春季土壤化冻5-10cm时及时顶凌耙平或镇压，从而达到播种状态；若上年秋季联合整地后耙平和/或镇压达到播种状态，则在第二年春季播种前无需进行整地作业。在本实施例中，春季土壤化冻5-10cm时采用重型拖土板拖平、镇压，达到播种状态。
进一步的，在步骤一中，秸秆的粉碎长度≤5cm；合格率≥90％，如果小于该标准，则需要用秸秆粉碎机进行二次粉碎。
进一步的，在步骤二中，在进行深松作业时，均匀行深松，行距为60-65cm，深松深度为25-35cm，深松宽度为20-30cm；在进行旋耕作业时，旋耕深度为15-20cm，粉碎后的秸秆和土壤混拌后，将粉碎后的秸秆覆盖率控制在40-60％。
进一步的，在步骤三中，采用免耕播种机精量等行距播种，其中，行距为60-65cm，播种施肥一次性完成；播种深度镇压后达到3-4cm，其中，播种深度受土壤温度和含水量影响，即土壤温度越低、含水量于越高，则播种深度越浅，反之则越深；每公顷施肥量为N：P2O5：K2O＝200-240kg：70-90kg：80-100kg。
进一步的，在步骤四中，杂草的防治以苗前封闭除草为主，若苗前防止效果欠佳或者未喷苗前除草剂，则采用苗后除草剂除草。
采用上述耕作方法后，
其土壤温度与常规耕作和秸秆深翻相比，分别降低1.46℃和0.56℃，但是与秸秆覆盖相比，土壤温度增加1.54℃；其土壤含水量与常规耕作和秸秆深翻相比，增加1.74个百分点和0.28个百分点，与秸秆覆盖相比，降低8.59个百分点；其出苗时间与常规耕作和秸秆深翻相比，分别晚2天；与秸秆覆盖相比，早3天；其保苗率与常规耕作、秸秆深翻和秸秆覆盖相比，分别提高8.4个百分点、3个百分点和5个百分点；其机械投入成本与常规耕作和秸秆深翻相比，每亩降低27元和47元；与秸秆覆盖相比，每亩增加53元；其玉米产量分别较常规耕作、秸秆深翻、秸秆覆盖增加4.6％、4.3％和23.9％；其净收入每亩分别较常规耕作、秸秆深翻和秸秆覆盖增加128元、120元和增加216元。具体技术效果数据(见表2)
表2
Figure BDA0002683269520000071
注：土壤温度和水分是指播种前25天至出苗土壤5cm日平均温度和土壤含水量。净收入＝总收入-总投入(包括土地成本、农资成本、机械成本和人工成本)。
由此可见，本发明平衡了其它耕作方式温度与水分的双高效应，保证了出苗率，能够实现节约成本增加经济效益。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种玉米秸秆全量还田的耕作方法，其特征在于：包括以下耕作步骤：
S1，玉米收获后，将秸秆粉碎，并将粉碎后的秸秆均匀的抛撒在地表上；
S2，在经过S1后，进行深松和旋耕作业，通过深松打破犁底层，加深耕层，通过旋耕混拌所述粉碎后的秸秆和土壤，使部分所述粉碎后的秸秆仍均匀覆盖在地表上；
S3，在经过S2后，当深度为5-10cm的土壤温度稳定通过10℃以上时，直接开始进行播种、镇压、施肥；
S5，在经过S3后，进行田间管理，主要包括防治杂草、虫害、病害以及化控防止倒伏；
若上年秋季未耙平和/或镇压，则在第二年春季土壤化冻5-10cm时及时顶凌耙平或镇压，达到播种状态；若上年秋季联合整地后耙平或镇压达到播种状态，则在第二年春季播种前无需进行整地作业。
2.如权利要求1所述的玉米秸秆全量还田的耕作方法，其特征在于：在S1中，所述秸秆的粉碎长度≤5cm。
3.如权利要求2所述的玉米秸秆全量还田的耕作方法，其特征在于：在S2中，在进行所述深松作业时，均匀行深松，行距为60-65cm，深松深度为25-35cm，深松宽度为20-30cm。
4.如权利要求3所述的玉米秸秆全量还田的耕作方法，其特征在于：在S2中，在进行所述旋耕作业时，旋耕深度为15-20cm，所述粉碎后的秸秆和土壤混拌后，将所述粉碎后的秸秆覆盖率控制在40-60％。
5.如权利要求4所述的玉米秸秆全量还田的耕作方法，其特征在于：在S3中，采用免耕播种机精量等行距播种，其中，行距为60-65cm，播种施肥一次性完成。
6.如权利要求5所述的玉米秸秆全量还田的耕作方法，其特征在于：在S3中，播种深度镇压后达到3-4cm，其中，所述播种深度受土壤温度和含水量影响，即土壤温度越低、含水量于越高，则播种深度越浅，反之则越深。
7.如权利要求6所述的玉米秸秆全量还田的耕作方法，其特征在于：在S3中，每公顷施肥量为N：P2O5：K2O＝200-240kg：70-90kg：80-100kg。
8.如权利要求7所述的玉米秸秆全量还田的耕作方法，其特征在于：在S4中，杂草的防治以苗前封闭除草为主，若苗前防治效果欠佳或者未喷苗前除草剂，则采用苗后除草剂除草。
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