CN114287193B - 一种适用于北方寒地的秸秆还田方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于秸秆还田技术领域，提出了一种适用于北方寒地的秸秆还田方法，步骤1，在秋季水稻收获后至耕层冻结前，将水稻秸秆收割粉碎5‑8cm，再将直接粉碎后的水稻秸秆原位均匀抛洒至田间，并将其翻耕深埋于田间；步骤2，将步骤1秸秆还田的土壤旱整平，整平后灌水泡田；步骤3，灌水泡田3～5天后浅层搅浆，并在浅层搅浆后向田间喷施微生物菌剂；步骤4，插秧时向田间侧深施肥，并根据有机质含量施入掺混肥；步骤5，在水稻插秧后及抽穗前后多次喷施微生物菌剂。使用本发明的方法，能保证水稻秸秆在水稻生育期充分腐解，并分阶段缓慢释放养分还田，还能在水稻生长过程中缓慢释放秸秆中的营养成分，可以大量减少水稻生产过程肥料及农药的施用量。

Description

一种适用于北方寒地的秸秆还田方法

技术领域

本发明属于秸秆还田技术领域，具体涉及一种适用于北方寒地的秸秆还田方法。

背景技术

水稻是主要的粮食作物，水稻收获后产生大量秸秆，2020年我国水稻秸秆产量为1.7亿吨，秸秆资源丰富。我国秸秆处理相对落后，农民普遍焚烧处理，稻秸含大量的硅元素，燃烧后变成二氧化硅，二氧化硅不可循环利用导致地力越烧越薄，对环境造成破坏，同时也造成秸秆养分资源浪费。

秸秆是农田中可循环再运用的副产品，秸秆中含有植株生长所需的氮、磷、钾、钙、镁等养分元素和有机质，秸秆还田可以增加土壤有机质和养分含量，改善土壤理化性状，提高氮肥的利用率。还田后经过微生物作用形成的腐植酸与土壤中的钙、镁粘结成腐植酸钙和腐植酸镁，使土壤形成大量的水稳性团粒结构，总孔隙度增加，提高了土壤蓄水保肥能力。

目前科研工作者对于秸秆还田技术做了大量探索，并推广了一系列秸秆还田技术及秸秆还田技术模式，但是相关研究往往局限于气温较高的稻作区，对于二、三、四积温带水稻种植区，相关技术难以很好应用与推广，因为低温所限，秸秆腐解难，当秸秆大量还田时迅速腐解难以实现。

制约水稻秸秆还田的限制因素主要是：一是稻田搅浆后破坏土壤结构,加重了土壤板结,使土壤肥力下降；二是春季水整地过程中,搅浆后秸秆大量漂浮,需要人工打捞增加劳动投入，并影响插秧,增加补苗成本；三是第二、三、四积温带温度低、秸秆腐解期短，秸秆腐解时需要大量氮肥，同时产生大量甲烷等有害气体，影响水稻分蘖。

现阶段普遍的秸秆还田方法是在翻地或泡田时大量加入腐熟剂使秸秆快速腐解，不但效果差,响插秧质量还增加了农户的投入，因此，研发科学合理的秸秆还田技术，解决寒地水稻秸秆还田难的问题，对于提升耕地质量、保护黑土，实现“藏粮于技，藏粮于地”具有意义重大。

发明内容

本发明旨在解决背景技术中的问题，提供一种适用于北方寒地的秸秆还田方法，以适用于北方寒地。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种适用于北方寒地的秸秆还田方法，包括如下步骤：

步骤1，在秋季水稻收获后至耕层冻结前，将水稻秸秆直接收割粉碎，并原位均匀抛洒至田间，在将其翻耕深埋于田间，以将水稻秸秆还田；

步骤2，在春季土层化冻10cm时，将步骤1秸秆还田的土壤旱整平，整平后灌水泡田；

步骤3，灌水泡田3～5天后浅层搅浆，并在浅层搅浆后向田间喷施微生物菌剂；

步骤4，插秧时向田间侧深施肥，并根据有机质含量施入掺混肥；

步骤5，在水稻生育期多次喷施微生物菌剂。

在本发明的一种优选实施方式中，步骤1中，水稻秸秆收割后残茬高度10～15cm，粉碎后的水稻秸秆长度5～8cm，抛洒于田间的水稻秸秆厚度≤8cm。

在本发明的一种优选实施方式中，步骤1中，黏重土壤表层干燥或土壤水分降到30％以下时翻耕，翻耕深度为15cm～20cm。

在本发明的一种优选实施方式中，步骤3中，浅层搅浆的深度5cm～10cm。

在本发明的一种优选实施方式中，步骤4中，控施掺混肥，掺混肥包括氮肥、磷肥和钾肥，并且施肥比例：21：15：16。

在本发明的一种优选实施方式中，步骤5中，多次喷施微生物菌剂，腐解时间70-90天。

在本发明的一种优选实施方式中，根据土壤有机质含量≥5％时，氮肥减施60％，磷肥、钾肥减施20％～30％。

本发明的原理及其有益效果：(1)本发明中，秋季将水稻秸秆粉碎之后，翻耕至土壤内进行腐解，但是，由于北方寒冷环境下，对于水稻秸秆的腐解效率较低，相当于水稻秸秆在田间缓慢腐解，减少腐解后的营养物质流失，在水稻生长的关键时期使用微生物菌剂，使得水稻秸秆逐渐腐解，此时，刚好处于水稻种植时间，腐解的有利物质能够被水稻充分吸收，如此缓慢的腐解，可以充分利用水稻秸秆还田的腐解的营养物，即作用于水稻整个生育期的，在秸秆还田70-90天后，秸秆腐解率达到95％。

(2)本发明中，提高了寒地水稻秸秆还田后的腐熟率，增加了土壤有机质、减少了氮肥使用量，而且降低了害虫侵害现象；本发明确保了还田后水稻等作物的种植质量，对于提高稻田土壤质量及“农业三减”具有重要的意义。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请又一实施例中的灭虫卵装置的结构示意图。

说明书附图中的附图标记包括：高温箱11、绝热层12、文氏管13、底座14、加热器15、喷洒管16、罩体17、进料管18。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本申请提供一种适用于北方寒地的秸秆还田方法，其目的在于，将水稻秸秆还田且利用北方寒冷以控制水稻秸秆腐解效率，将水稻秸秆腐解的营养物充分作用在水稻整个发育期，包括如下步骤：

步骤1，在秋季水稻收获后至耕层冻结前，将水稻秸秆收割，收割后水稻秸秆残茬高度10～15cm，然后将水稻秸秆粉碎，粉碎后的水稻秸秆长度为5-8cm，并将粉碎后的水稻秸秆原位均匀抛洒至田间土壤上，且抛洒于田间的水稻秸秆厚度≤8cm，再将抛洒在田间土壤上的水稻秸秆，翻耕深埋于田间土壤内，翻耕深度为15cm～20cm，以将水稻秸秆还田。水稻秸秆的粉碎和抛洒，可以采用现有的收获机，品牌为：沃德锐龙，翻耕可以采用现有的翻耕机。

步骤2，在春季化冻10cm时，将步骤1秸秆还田的土壤旱整平(避免反复浅层搅浆时破坏耕层结构)，整平后灌水泡田，泡田时上水到土块的二分之一处。

步骤3，灌水泡田3～5天后浅层搅浆，浅层搅浆的深度5cm～10cm，尽量保证土壤团粒结构＞1mm，进而保证水稳性团聚体含量，增加土壤供氮能力，减少氮肥施入，并在浅层搅浆后向田间喷施微生物菌剂。

步骤4，插秧时向田间侧深施肥且喷施微生物菌剂，根据有机质含量施入掺混肥，并大量减施氮肥、磷肥、钾肥，具体为：根据土壤有机质含量≥5％时，氮肥减施60％，磷肥、钾肥减施20％～30％。

步骤5，在水稻生育期持续喷施微生物菌剂，由于水稻秸秆大量腐解，水稻秸秆和肥料分解会产生一定量的硫化氢、甲烷等有害气体，须采取“浅—湿—干”的方式，防止有毒气体损伤根系。本实施例中，水稻生育期是指在插秧后和抽穗前后(例如，分蘖期)，使用微生物菌剂。

本实施例中，秋季将水稻秸秆粉碎之后，翻耕至土壤内进行腐解，但是，由于北方寒冷环境下，对于水稻秸秆的腐解效率较低，相当于水稻秸秆在田间缓慢腐解，减少腐解后的营养物质流失，在水稻生长的关键时期使用微生物菌剂，使得水稻秸秆逐渐腐解，此时，刚好处于水稻种植时间，腐解的有利物质能够被水稻充分吸收，如此缓慢的腐解，可以充分利用水稻秸秆还田的腐解的营养物，即作用于水稻整个生育期的，在秸秆还田70-90天后，秸秆腐解率达到95％。本实施例中，提高了寒地水稻秸秆还田后的腐熟率，增加了土壤有机质、减少了氮肥使用量，而且降低了害虫侵害现象；本发明确保了还田后水稻等作物的种植质量，对于提高稻田土壤质量及“农业三减”具有重要的意义。

本申请的又一实施例，提供一种灭虫卵装置，其目的在于：在步骤1中，进行高温灭除虫卵。基本附图1所示，包括底座14和螺栓固定连接在底座14上的高温箱11，高温箱11设置有高温热腔，高温热腔内螺栓固定连接有竖向贯穿高温箱11的进料管18，高温箱11上螺栓固定连接有水平设置的文氏管13，文氏管13的喉管段与进料管18连通，文氏管13的外周设置有固定在高温箱11上的加热器15，文氏管13连通有气泵，文氏管13连通有喷洒管16，喷洒管16连通有罩体17。

本实施例中，可以将灭虫卵装置抛洒设备上，如：沃德锐龙的收获机，利用现有的供电设备向加热器15供电。使用时，启动加热器15，加热器15对高温热腔和文氏管13进行加热，当高温热腔内的温度达到70～80℃以上时，打开气泵，且气泵向文氏管13内通入气体，然后收获机将粉碎后的水稻秸秆向进料管18送入(送入方式，可以是传送带传送，或者其他输送方式)，水稻秸秆进入至高温热腔内，进行高温加热，以灭杀水稻秸秆上残留的虫卵。高温热腔的侧壁上固定安装有绝热层12，绝热层12由石棉板制成，达到一定的保温目的。

本实施例中，由于气泵向文氏管13内送入气体，在气体的作用下，文氏管13的喉管段会产生一定的负压(伯努利原理)，以将水稻秸秆吸入至文氏管13内(当然水稻秸秆重力作用下也会掉落至文氏管13内)，然后通过喷洒管16和罩体17喷出，以便于将灭虫卵后的水稻秸秆抛洒至田间。由于喷洒管16为软管，可以在一定程度上改变喷洒水稻秸秆的角度，若经过加热器15加热的气体与田间土壤表层接触，则高温气体还能对田间土壤表层进行一定的杀菌，同时，抑制土壤表层的杂草生长，减少农药的使用。

即本申请的步骤1，在秋季水稻收获后至耕层冻结前，将水稻秸秆收割，收割后水稻秸秆残茬高度10～15cm，然后将水稻秸秆进行粉碎除虫卵，其粉碎除虫卵的方法包括如下步骤：步骤一，将水稻秸秆送入至粉碎机内，水稻秸秆粉碎后的长度为5-8cm，步骤二：将粉碎后的水稻秸秆送入至高温热腔内进行高温杀虫卵，高温热腔内的温度为70～80℃，步骤三：向高温热腔内通入气体，以将粉碎的水稻秸秆至喷洒管，并将粉碎后的水稻秸秆均匀抛洒至田间土壤上，且抛洒于田间的水稻秸秆厚度≤8cm，当田间的黏重土壤表层干燥或土壤水分降到30％以下时，再将抛洒在田间土壤上的水稻秸秆，翻耕深埋于田间土壤内，翻耕深度为15cm～20cm，以将水稻秸秆还田。

在本说明书的描述中，参考术语“优选的实施方式”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种适用于北方寒地的秸秆还田方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，在秋季水稻收获后至耕层冻结前，将水稻秸秆直接收割粉碎，使用一种灭虫卵装置，进行高温灭除虫卵，并原位均匀抛洒至田间，在将其翻耕深埋于田间，以将水稻秸秆还田，水稻秸秆收割后残茬高度10～15cm，粉碎后的水稻秸秆长度5～8cm，抛洒于田间的水稻秸秆厚度≤8cm，黏重土壤表层干燥或土壤水分降到30%以下时翻耕，翻耕深度为15cm～20cm；所述灭虫卵装置，包括底座和固定连接在底座上的高温箱，高温箱设置有高温热腔，高温热腔内固定连接有竖向贯穿高温箱的进料管，高温箱上固定连接有水平设置的文氏管，文氏管的喉管段与进料管连通，文氏管的外周设置有固定在高温箱上的加热器，文氏管一端连通有气泵，文氏管另一端连通有喷洒管，喷洒管连通有罩体；

步骤2，在春季土层化冻10 cm时，将步骤1秸秆还田的土壤旱整平，整平后灌水泡田；

步骤3，灌水泡田3～5天后浅层搅浆，并在浅层搅浆后向田间喷施微生物菌剂；

步骤4，插秧时向田间侧深施肥，并根据有机质含量施入掺混肥；步骤5，在水稻生育期多次喷施微生物菌剂。

2.如权利要求1所述的适用于北方寒地的秸秆还田方法，其特征在于，步骤3中，浅层搅浆的深度5cm～10cm，且土壤团粒结构大于1mm。

3.如权利要求1所述的适用于北方寒地的秸秆还田方法，其特征在于，步骤4中，控施掺混肥，掺混肥包括氮肥、磷肥和钾肥，并且施肥比例：21：15：16。

4.如权利要求1所述的适用于北方寒地的秸秆还田方法，其特征在于，步骤5中，多次喷施微生物菌剂，腐解时间70-90天。

5.如权利要求1～4任意一项所述的适用于北方寒地的秸秆还田方法，其特征在于，根据土壤有机质含量≥5%时，氮肥减施60%，磷肥、钾肥减施20%～30%。

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