嚴(yán)東權(quán),薛穎昊,徐志宇,孫元豐,孫仁華,胡瀟方
(農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)生態(tài)與資源保護(hù)總站,北京100125)
摘要:[目的]為加快推動(dòng)我國(guó)秸稈還田利用工作,促進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色低碳發(fā)展。[方法]文章系統(tǒng)分析我國(guó)秸稈資源產(chǎn)生及還田利用現(xiàn)狀、問(wèn)題,集成構(gòu)建了適合我國(guó)不同農(nóng)區(qū)主要農(nóng)作物的秸稈還田利用十大技術(shù)模式,并提出秸稈還田發(fā)展建議。[結(jié)果](1)全國(guó)秸稈資源臺(tái)賬統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,2021年全國(guó)秸稈可收集量為8.65億t,秸稈直接還田量為4.02億t,占可收集量的54.7%;其中華北區(qū)、東北區(qū)、長(zhǎng)江中下游區(qū)、西南區(qū)、西北區(qū)和華南區(qū)的秸稈直接還田率分別為70.1%、43.0%、60.5%、38.9、37.8%和63.7%。(2)針對(duì)不同區(qū)域秸稈還田的現(xiàn)狀,圍繞小麥、水稻、玉米和油菜等主要農(nóng)作物,提出不同農(nóng)區(qū)的秸稈還田利用十大技術(shù)模式:包括東北地區(qū)玉米、水稻、玉米—大豆輪作秸稈還田技術(shù)模式,黃淮海地區(qū)小麥—玉米、小麥—大豆輪作秸稈還田技術(shù)模式,長(zhǎng)江中下游地區(qū)小麥—水稻、油菜—水稻輪、雙季稻作秸稈還田技術(shù)模式,華南地區(qū)水稻秸稈還田技術(shù)模式和西南地區(qū)水稻秸稈還田技術(shù)模式。[結(jié)論]針對(duì)秸稈還田利用現(xiàn)狀與問(wèn)題,提出了構(gòu)建持續(xù)推進(jìn)的工作體系、科學(xué)高效的技術(shù)體系、可考核評(píng)價(jià)的監(jiān)測(cè)體系的發(fā)展建議,為全國(guó)秸稈綜合利用和農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展提供借鑒參考。
0前言
秸稈是農(nóng)作物的副產(chǎn)物,也是重要的農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源。我國(guó)農(nóng)作物秸稈資源豐富,產(chǎn)生量大,種類多,分布廣。近年來(lái),我國(guó)糧食生產(chǎn)連年豐收,糧食產(chǎn)量連續(xù)7年達(dá)到6.5億t,2021年糧食產(chǎn)量提高到6.8億t[1]。與此同時(shí),農(nóng)作物秸稈產(chǎn)生量也在逐年遞增,科學(xué)合理地利用秸稈還田對(duì)資源高效利用及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。秸稈直接還田可為耕地提供豐富的有機(jī)質(zhì)、氮磷鉀和微量元素,增強(qiáng)土壤蓄水保墑能力,鞏固和提升糧食產(chǎn)能[2,3]。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在全國(guó)主要農(nóng)區(qū)32個(gè)秸稈還田生態(tài)效應(yīng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的監(jiān)測(cè)結(jié)果,秸稈還田后土壤有機(jī)質(zhì)平均增加5%~7%,作物平均增產(chǎn)2%~4.5%。為加強(qiáng)全國(guó)秸稈資源管理與利用工作,2019年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部建立了全國(guó)秸稈資源臺(tái)賬,覆蓋全國(guó)產(chǎn)生秸稈的2963個(gè)縣級(jí)單位,主要用于統(tǒng)計(jì)分析全國(guó)主要農(nóng)區(qū)以及各縣的秸稈產(chǎn)生情況、利用去向、五料化利用量、還田利用比例、市場(chǎng)化利用和農(nóng)戶利用情況等。根據(jù)2021年全國(guó)秸稈資源臺(tái)賬統(tǒng)計(jì)結(jié)果,全國(guó)秸稈直接還田量占秸稈可收集量的54.7%,秸稈直接還田已成為農(nóng)村秸稈利用的最主要方式,也是高效直接易于實(shí)現(xiàn)的秸稈處理方法。但如何實(shí)現(xiàn)秸稈“還得好”仍然是目前秸稈直接還田面臨的主要困境,如缺少配套農(nóng)藝措施、缺乏標(biāo)準(zhǔn)化還田技術(shù)、還田效果不穩(wěn)定等[4]。文章全面分析目前我國(guó)秸稈產(chǎn)生和還田利用現(xiàn)狀,剖析秸稈還田中存在的問(wèn)題,集成分區(qū)域分作物的科學(xué)秸稈還田技術(shù)模式,并提出相關(guān)政策建議,旨在為推動(dòng)我國(guó)秸稈綜合利用和農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展提供理論和技術(shù)支持。
1我國(guó)農(nóng)作物秸稈直接還田利用現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題
2021年全國(guó)秸稈資源臺(tái)賬統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,全國(guó)秸稈產(chǎn)生量、可收集量、可利用量分別為8.65億t、7.34億t和6.47億t,綜合利用率達(dá)到88.1%,秸稈肥料化、飼料化、燃料化、基料化、原料化利用率分別為60%、18%、8.5%、0.7%和0.9%,形成了“農(nóng)用為主、五化并舉”的秸稈綜合利用格局。2021年全國(guó)秸稈直接還田量4.02億t,秸稈直接還田量占秸稈可收集量的54.7%,其中玉米、水稻、小麥、油菜和大豆秸稈還田量分別為1.26億t、1.13億t、1.04億t、0.12億t和0.10億t,分別占該作物可收集量的42.6%、66.5%、73.7%、51.4%和55.6%。
秸稈的產(chǎn)生和利用情況與區(qū)域地形地貌、自然資源條件、農(nóng)業(yè)活動(dòng)、經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)有密切關(guān)系,因而具有廣泛的區(qū)域差異性[5]。全國(guó)主要農(nóng)區(qū)秸稈資源臺(tái)賬統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示(圖1),秸稈產(chǎn)生量由大到小依次為華北區(qū)、東北區(qū)、長(zhǎng)江中下游區(qū)、西南區(qū)、西北區(qū)、華南區(qū),分別占全國(guó)秸稈總量的27.18%、24.47%、24.35%、9.19%、8.87%和5.95%。秸稈還田利用方面,華北區(qū)秸稈直接還田率為70.1%,居各區(qū)首位;其次為華南區(qū)和長(zhǎng)江中下游區(qū),秸稈直接還田率分別為63.7%和60.5%;西北區(qū)、西南區(qū)和東北區(qū)秸稈直接還田率分別為37.8%、38.9%和43.0%。

秸稈直接還田不僅是解決秸稈焚燒的有效途徑,還可以改善土壤物理性狀,提高土壤肥力水平,促進(jìn)土壤固碳,減少農(nóng)業(yè)溫室氣體排放,優(yōu)化農(nóng)田生態(tài)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)作物增產(chǎn)[6-9]。不過(guò),在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,秸稈直接還田在還田量、還田方式、還田配套農(nóng)藝措施等方面仍存在許多問(wèn)題,可能對(duì)后茬作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量造成負(fù)面影響[10,11]。比如,部分地區(qū)將“一還了之”作為解決秸稈禁燒的主要途徑,在缺乏研究和論證條件下,盲目施行秸稈全量還田,不僅未能達(dá)到培肥土壤的目的,甚至出現(xiàn)作物出苗率低、病蟲(chóng)害增加等問(wèn)題[12]。根據(jù)土壤壓實(shí)狀況,秸稈直接還田后需要配套進(jìn)行深松、深翻措施,但很多地方秸稈還田仍存在旋耕、深翻等機(jī)械不配套、操作不規(guī)范的問(wèn)題。此外,秸稈直接還田后,下茬作物的水、肥、植保、全苗壯苗栽培技術(shù)等配套農(nóng)藝管理措施跟不上,也是限制秸稈還田效果的重要因素之一[13,14]。受不同區(qū)域的氣候條件、土壤狀況、種植模式等因素影響,我國(guó)主要農(nóng)區(qū)秸稈還田利用狀況差異較大,亟需對(duì)我國(guó)主要糧食產(chǎn)區(qū)的秸稈還田技術(shù)模式進(jìn)行系統(tǒng)的梳理和總結(jié),完善和推廣科學(xué)的秸稈還田技術(shù)模式。
2我國(guó)糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)作物秸稈科學(xué)還田技術(shù)模式
針對(duì)我國(guó)不同糧食主產(chǎn)區(qū)存在的秸稈資源量大、還田茬口緊、腐熟慢、配套農(nóng)機(jī)農(nóng)藝措施不完善等問(wèn)題[15-17],對(duì)現(xiàn)有秸稈還田技術(shù)模式進(jìn)行系統(tǒng)研究和集成創(chuàng)新,構(gòu)建了分區(qū)域分作物的秸稈還田技術(shù)體系,明確了不同區(qū)域主要農(nóng)作物秸稈的還田路徑、技術(shù)流程、機(jī)具要求、作業(yè)要求、農(nóng)藝管理等主要參數(shù),形成了十大秸稈還田技術(shù)模式,并在各糧食主產(chǎn)區(qū)委托相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了試驗(yàn)示范。
2.1東北地區(qū)玉米連作秸稈還田技術(shù)模式
2.1.1玉米秸稈條帶覆蓋還田
技術(shù)適宜區(qū):東北西部風(fēng)沙偏旱區(qū)域,東北東部耕層較薄、易春旱的崗地。
機(jī)具要求:秸稈粉碎作業(yè)選用加裝秸稈粉碎拋撒裝置的玉米聯(lián)合收割機(jī),收割同時(shí)將秸稈就地粉碎、均勻拋撒。秋季深松作業(yè)選用一次完成秸稈歸行、深松和滅茬碎土作業(yè)的條帶耕作機(jī),翌年玉米拔節(jié)期深松選擇秸稈歸行機(jī),在機(jī)械收獲后直接進(jìn)行秸稈歸行。
技術(shù)流程:機(jī)械收獲→秸稈粉碎→秸稈歸行→免耕播種→封閉除草→莖葉除草→中耕深松(隔年深松)→機(jī)械收獲。秸稈還田和后茬玉米管理技術(shù)流程如圖2。

作業(yè)要求:秸稈切碎長(zhǎng)度≤15cm、成撕裂狀,平均留茬高度≤10cm,秸稈粉碎長(zhǎng)度及留茬高度不合格率≤10%,拋撒不均勻率≤20%。秸稈條耕作業(yè),春旱不嚴(yán)重的區(qū)域可選擇秋季作業(yè),在作物收獲后至封凍前完成作業(yè);易發(fā)生春旱的區(qū)域在春季播種前0~3d作業(yè),當(dāng)土壤墑情較為適宜時(shí),在播種當(dāng)天進(jìn)行條耕作業(yè),當(dāng)土壤粘濕時(shí),需要在播前2~3d作業(yè);在春季干旱嚴(yán)重的地區(qū),一定要在春季播種前作業(yè),可以邊耕邊播。將玉米秸稈進(jìn)行歸行處理,使播種帶地表裸露,完成播種帶的深松和滅茬碎土作業(yè),播種帶40~50cm,秸稈歸行帶80~90cm,深松深度≥25cm、滅茬碎土深度10~12cm。
2.1.2玉米秸稈翻埋還田
技術(shù)適宜區(qū):東北東部區(qū)域,耕層較厚、不易發(fā)生春旱的平川地塊。
機(jī)具要求:秸稈粉碎作業(yè)選用加裝秸稈粉碎拋撒裝置的玉米聯(lián)合收割機(jī),收割同時(shí)將秸稈就地粉碎、均勻拋撒。翻耙作業(yè)選用合適的鏵式犁、圓盤(pán)耙,作業(yè)時(shí)需調(diào)整好翻耕深度,翻后采用對(duì)角線方式耙地。技術(shù)流程:機(jī)械收獲→秸稈粉碎→翻耕整地→耙后起壟鎮(zhèn)壓→播種→封閉除草→莖葉除草→中耕培土→機(jī)械收獲。秸稈還田和后茬玉米管理技術(shù)流程如圖3。

作業(yè)要求:玉米秸稈粉碎長(zhǎng)度≤10cm,平均留茬高度≤10cm,粉碎長(zhǎng)度合格率≥95%,漏切率≤1.5%,拋撒不均勻率≤20%。秸稈粉碎拋撒后,在封凍前完成翻地、耙地等作業(yè),翻耕深度≥30cm,秸稈置于15~20cm土層,翻后耙平耙細(xì),壟作地塊一并完成起壟,鎮(zhèn)壓后越冬。
2.1.3玉米秸稈碎混還田
技術(shù)適宜區(qū):東北東部區(qū)域各種土壤類型及生態(tài)區(qū),尤其適用于土壤質(zhì)地黏重、通透性差的田塊及溫度低、降水量較大的區(qū)域。
機(jī)具要求:秸稈粉碎作業(yè)選用加裝秸稈粉碎拋撒裝置的玉米聯(lián)合收割機(jī),收割同時(shí)將秸稈就地粉碎、均勻拋撒。碎混作業(yè)選擇一次完成滅茬、深松、旋耕和起壟作業(yè)的整地機(jī),作業(yè)時(shí)調(diào)整好作業(yè)部件的入土深度以及起壟寬度。
技術(shù)流程:機(jī)械收獲→秸稈粉碎→耙茬深松耙地/深旋耕→起大壟/平作→春季鎮(zhèn)壓→免耕播種機(jī)播種→封閉除草→莖葉除草→中耕培土→機(jī)械收獲。秸稈還田和后茬玉米管理技術(shù)流程如圖4。

作業(yè)要求:玉米秸稈粉碎長(zhǎng)度≤10cm,平均留茬高度≤10cm,粉碎長(zhǎng)度合格率≥95%,漏切率≤1.5%,拋撒不均勻率≤20%。在封凍前完成滅茬、深松、旋耕與起壟作業(yè),鎮(zhèn)壓后越冬;旋耕(耙)深度≥15cm,壟寬110~130cm或60~70cm;或在土壤水分25%左右時(shí),進(jìn)行對(duì)角線或與壟向呈30°角交叉耙地2遍,耙深15~20cm;低洼易澇地應(yīng)起平頭大壟,壟高15cm左右,防止秸稈堆積;漫崗地可不起壟,采用平作,春季直接播種。
2.2東北地區(qū)水稻連作秸稈還田技術(shù)模式
2.2.1水稻秸稈翻埋還田
技術(shù)適宜區(qū):東北耕層較厚的水稻種植區(qū),秋季不積水的田塊。
機(jī)具要求:秸稈粉碎作業(yè)選用加裝秸稈粉碎拋撒裝置的水稻聯(lián)合收割機(jī),一次性地完成作物收獲、秸稈粉碎和拋撒作業(yè);翻耕作業(yè)選用適宜水田作業(yè)的翻地犁或翻埋還田機(jī)。
技術(shù)流程:機(jī)械收獲→秸稈粉碎→翻埋還田→起漿平地→封閉除草→插秧→莖葉除草→病蟲(chóng)害防治→落水曬田→機(jī)械收獲。秸稈還田和后茬水稻管理技術(shù)流程如圖5。

作業(yè)要求:水稻秸稈粉碎長(zhǎng)度≤10cm,平均留茬高度≤10cm,秸稈粉碎長(zhǎng)度及留茬高度不合格率≤10%,拋撒不均勻率≤10%。水稻收獲后秸稈粉碎均勻覆蓋地表后,進(jìn)行翻耕整地將秸稈翻埋到土壤中,翻耕深度18~25cm、漏耕率≤2.5%、重耕率≤5%;秋季秸稈粉碎后及時(shí)翻地,立垡越冬。
2.2.2水稻秸稈旋耕還田
技術(shù)適宜區(qū):適用于東北耕層較薄的水稻種植區(qū)。
機(jī)具要求:秸稈粉碎作業(yè)選用加裝秸稈粉碎拋撒裝置的水稻聯(lián)合收割機(jī),一次性地完成作物收獲、秸稈粉碎和拋撒作業(yè);選用適宜水田的旋耕機(jī)進(jìn)行旋耕作業(yè)。
技術(shù)流程:機(jī)械收獲→秸稈粉碎→旋耕碎混還田→起漿平地→封閉除草→插秧→莖葉除草→病蟲(chóng)害防治→落水曬田→機(jī)械收獲。秸稈還田和后茬水稻管理技術(shù)流程如圖6。

作業(yè)要求:水稻秸稈粉碎長(zhǎng)度≤10cm,平均留茬高度≤10cm,秸稈粉碎長(zhǎng)度及留茬高度不合格率≤10%,拋撒不均勻率≤10%。水稻收獲后秸稈粉碎均勻覆蓋地表,進(jìn)行旋耕整地將秸稈旋耕到土壤中;土壤含水量<25%時(shí),采用常規(guī)旋耕機(jī)進(jìn)行旋耕,旋耕深度12~15cm,漏耕率≤2.5%,重耕率≤5%。
2.3東北地區(qū)玉米—大豆輪作秸稈還田技術(shù)模式
2.3.1覆蓋還田技術(shù)模式
技術(shù)適宜區(qū):東北西部風(fēng)沙偏旱區(qū)域,東北東部耕層較薄、易春旱的玉米—大豆輪作區(qū)。
機(jī)具要求:選用具有秸稈粉碎裝置的聯(lián)合收獲機(jī)或秸稈粉碎還田機(jī)進(jìn)行秸稈粉碎作業(yè)。秋季深松選用一次完成秸稈歸行、深松和滅茬碎土作業(yè)的條帶耕作機(jī),作業(yè)時(shí)調(diào)整好深松與滅茬碎土深度;翌年玉米拔節(jié)期深松選用秸稈歸行機(jī),在機(jī)械收獲后直接進(jìn)行秸稈歸行。
技術(shù)流程:機(jī)械收獲→秸稈粉碎→原位覆蓋→免耕播種→封閉除草→莖葉除草→壟溝深松→中耕培土→機(jī)械收獲。秸稈還田和后茬作物管理技術(shù)流程如圖7。

作業(yè)要求:秸稈粉碎長(zhǎng)度≤15cm、成撕裂狀,平均留茬高度≤10cm,秸稈粉碎長(zhǎng)度及留茬高度不合格率≤10%,拋撒不均勻率≤20%。秋季或翌年春播前使用深松碎土機(jī)沿壟體進(jìn)行深松碎土,沿深松碎土帶播種;前茬有深耕基礎(chǔ)或易旱地塊,采取條帶歸行覆蓋還田,將播種帶秸稈歸集到空閑帶,沿秸稈清潔帶播種;春旱重或易旱的川崗地塊,采取原位覆蓋還田,即在秸稈均勻覆蓋地表原位不動(dòng)狀態(tài)下直接免耕播種。
2.3.2碎混還田技術(shù)模式
技術(shù)適宜區(qū):東北東部區(qū)域各種土壤類型進(jìn)行玉米—大豆輪作的種植區(qū)。
機(jī)具要求:秸稈粉碎作業(yè)選用加裝秸稈粉碎拋撒裝置的聯(lián)合收割機(jī),收割同時(shí)將秸稈就地粉碎、均勻拋撒。碎混作業(yè)選擇一次完成滅茬、深松、旋耕和起壟作業(yè)的整地機(jī),作業(yè)時(shí)調(diào)整好作業(yè)部件的入土深度以及起壟寬度。
技術(shù)流程:前茬作物機(jī)械收獲→秸稈粉碎→耙茬深松/旋耕起壟→下茬播種→封閉除草→莖葉除草→壟溝深松→中耕培土→機(jī)械收獲。秸稈還田和后茬作物管理技術(shù)流程如圖8。

作業(yè)要求:秸稈粉碎作業(yè)時(shí)土壤含水率≤25%,秸稈切碎長(zhǎng)度≤15cm,平均留茬高度≤10cm,秸稈粉碎長(zhǎng)度及留茬高度不合格率≤10%,拋撒不均勻率≤20%,拋撒均勻、無(wú)堆積。在秸稈粉碎還田均勻拋撒覆蓋地表狀態(tài)下,進(jìn)行滅茬、深松、旋耕和起壟作業(yè)。將秸稈與0~10cm土壤混勻,秸稈覆蓋度≤30%,作業(yè)時(shí)土壤含水率≤25%。在作物苗期進(jìn)行壟溝或行間深松,玉米結(jié)合追肥中耕培土1~2次,大豆不追肥中耕培土2~3次。
2.4黃淮海地區(qū)小麥—玉米輪作秸稈還田技術(shù)模式
技術(shù)適宜區(qū):北京、天津、山東、河南、河北中南部、江蘇和安徽淮北地區(qū)等小麥—玉米輪作種植區(qū)域。
機(jī)具要求:秸稈粉碎作業(yè)選用聯(lián)合收獲粉碎一體機(jī),收獲作物同時(shí)將秸稈粉碎還田。旋耕作業(yè)選擇能夠一次完成滅茬、旋耕、還田、掩埋、覆蓋等多道工序的旋耕機(jī),拖拉機(jī)的牽引力和懸掛裝置應(yīng)與旋耕機(jī)相適應(yīng)。
小麥秸稈還田技術(shù)流程:小麥聯(lián)合收割機(jī)收獲+秸稈粉碎還田→免耕播種機(jī)播種玉米;小麥聯(lián)合收割機(jī)收獲+秸稈粉碎還田→旋耕機(jī)旋耕還田→播種機(jī)播種玉米。玉米秸稈還田技術(shù)流程:玉米收獲+秸稈粉碎還田→旋耕機(jī)旋耕2次還田或鏵式犁深耕還田→小麥播種機(jī)播種小麥。秸稈還田和后茬作物管理技術(shù)流程如圖9。

作業(yè)要求:小麥、玉米秸稈切碎長(zhǎng)度≤10cm,切碎長(zhǎng)度合格率≥90%,拋撒不均勻率≤20%,漏切率≤1.5%,小麥留茬高度≤15cm,玉米留茬高度≤8cm。旋耕機(jī)將地表的秸稈混埋入土,耕深≥15cm,耕深合格率≥85%;耕后地表平整度≤5.0cm,田間無(wú)漏耕和明顯壅土現(xiàn)象。在連續(xù)旋耕秸稈還田2~3年后,進(jìn)行深翻作業(yè)1次,翻耕深度≥30cm。
2.5黃淮海地區(qū)小麥—大豆輪作秸稈還田技術(shù)模式
技術(shù)適宜區(qū):北京、天津、山東、河南、河北中南部、江蘇和安徽淮北地區(qū)等小麥—大豆輪作種植區(qū)域。
機(jī)具要求:秸稈粉碎作業(yè)選用聯(lián)合收獲粉碎一體機(jī),收獲小麥/大豆同時(shí)將秸稈粉碎還田。旋耕作業(yè)選擇能夠一次完成滅茬、旋耕、還田、掩埋、覆蓋等多道工序的旋耕機(jī),拖拉機(jī)的牽引力和懸掛裝置應(yīng)與旋耕機(jī)相適應(yīng)。
小麥秸稈還田技術(shù)流程:小麥聯(lián)合收割機(jī)收獲+秸稈粉碎還田→免耕播種機(jī)播種大豆;大豆秸稈還田技術(shù)流程:大豆收獲+秸稈粉碎還田→旋耕機(jī)旋耕2次還田或鏵式犁深耕還田→小麥播種機(jī)播種小麥。秸稈還田和后茬作物管理技術(shù)流程如圖10。

作業(yè)要求:小麥秸稈切碎長(zhǎng)度≤10cm,切碎長(zhǎng)度合格率≥90%,拋撒不均勻率≤20%,漏切率≤1.5%,小麥留茬高度≤15cm;大豆聯(lián)合收割機(jī)需合理調(diào)節(jié)切割裝置高度,留茬高度以不留底莢為準(zhǔn),秸稈切碎長(zhǎng)度≤10cm,切碎長(zhǎng)度合格率≥95%,漏切率≤1.5%,拋撒不均勻率≤20%。旋耕作業(yè)要求耕深不小于15cm,耕深合格率≥85%,耕后地表植被殘留量小于等于200g/m2;耕后地表平整度≤5.0cm,耕后田角余量最少,田間無(wú)漏耕和明顯壅土現(xiàn)象。
2.6長(zhǎng)江中下游地區(qū)小麥—水稻輪作秸稈還田技術(shù)模式
技術(shù)適宜區(qū):適用于湖北、湖南北部、江西北部、安徽中南部、江蘇、浙江、上海等水稻—小麥輪作種植區(qū)域。
機(jī)具要求:秸稈粉碎作業(yè)選用配備秸稈粉碎拋撒/勻鋪裝置的聯(lián)合收割機(jī)進(jìn)行收割、粉碎,粉碎勻拋小麥、水稻秸稈。選用拖拉機(jī)配置旋耕機(jī)進(jìn)行小麥秸稈滅茬或深旋還田作業(yè),配置反轉(zhuǎn)滅茬旋耕機(jī)、鏵式犁、或犁旋一體復(fù)式機(jī)進(jìn)行水稻秸稈還田作業(yè)。
小麥秸稈還田技術(shù)流程:小麥?zhǔn)斋@→秸稈粉碎勻拋→施基肥→旋耕還田→放水泡田→起漿平地→沉實(shí)→機(jī)插水稻;水稻秸稈還田技術(shù)流程:水稻收獲→秸稈切碎勻拋→施基肥→翻旋還田→播種小麥→鎮(zhèn)壓、開(kāi)溝。秸稈還田和后茬作物管理技術(shù)流程如圖11。

作業(yè)要求:小麥秸稈留茬高度≤15cm,反之應(yīng)進(jìn)行機(jī)械滅茬作業(yè),秸稈切碎長(zhǎng)度≤10cm,秸稈覆蓋率≥85%。小麥?zhǔn)斋@后,在正常土壤墑情條件下,秸稈還田采取旱耕深旋作業(yè),旋耕深度為12~15cm。水稻收獲一般機(jī)收前10~15d斷水,水稻秸稈留茬高度25~30cm,秸稈切碎長(zhǎng)度≤10cm,秸稈覆蓋率≥85%;反旋滅茬,旋耕深度12~15cm。在連續(xù)反旋滅茬秸稈還田2~3年后,可根據(jù)墑情,結(jié)合犁耕,深翻秸稈還田1次,翻耕深度20~25cm。
2.7長(zhǎng)江中下游地區(qū)油菜—水稻輪作秸稈還田技術(shù)模式
技術(shù)適宜區(qū):適用于湖北、湖南北部、江西北部、安徽中南部、江蘇、浙江、上海等油菜—水稻輪作種植區(qū)域。
機(jī)具要求:秸稈粉碎作業(yè)采用安裝秸稈粉碎裝置和導(dǎo)流裝置的聯(lián)合收割機(jī)進(jìn)行油菜、水稻收獲和秸稈粉碎。利用拖拉機(jī)配置旋耕機(jī)進(jìn)行油菜秸稈滅茬或還田作業(yè),配置反轉(zhuǎn)滅茬旋耕機(jī)、鏵式犁、或犁旋一體復(fù)式機(jī)進(jìn)行水稻秸稈還田作業(yè)。
油菜秸稈還田技術(shù)流程:油菜收割、秸稈粉碎勻拋→施基肥、噴施化學(xué)除草劑→旋耕→放水泡田(田間水面1~2cm左右)→起漿平田→沉實(shí)→機(jī)插水稻。水稻秸稈還田技術(shù)流程:水稻收割、秸稈粉碎勻拋→施基肥→旋耕、開(kāi)溝→播種油菜。秸稈還田和后茬作物管理技術(shù)流程如圖12。

作業(yè)要求:油菜秸稈留茬高度≤12cm,秸稈切碎長(zhǎng)度5~10cm,拋灑均勻率≥85%,秸稈還田量每畝不宜超過(guò)400kg。油菜秸稈粉碎還田后,應(yīng)淺水泡田2~3d,水面深度1~2cm;旋耕深度為12~15cm,防止漏耕、重耕,平整后田塊高低差不超過(guò)3cm。水稻秸稈留茬高度≤10cm,秸稈切碎長(zhǎng)度5~10cm,均勻拋灑在田面,秸稈覆蓋率≥85%,秸稈還田量每畝不宜超過(guò)400kg,以原位還田為主。水稻秸稈粉碎后,旋耕深度10~15cm;可根據(jù)墑情,每隔2~3年結(jié)合犁耕,深翻1次,翻耕深度20~25cm。
2.8長(zhǎng)江中下游地區(qū)雙季稻秸稈還田技術(shù)模式
技術(shù)適宜區(qū):湖北、湖南北部、江西北部、安徽中南部、江蘇、浙江和上海等雙季稻種植區(qū)域。
機(jī)具要求:秸稈粉碎作業(yè)采用配備秸稈粉碎裝置和拋撒裝置的全喂入或半喂入式聯(lián)合收割機(jī)進(jìn)行收割,同時(shí)完成秸稈粉碎、拋灑作業(yè)。
早稻秸稈還田技術(shù)流程:早稻收獲→秸稈粉碎勻拋→灌水泡田→施基肥→旋耕還田→平整田地→移栽晚稻。晚稻秸稈還田技術(shù)流程:晚稻收獲→秸稈粉碎還田→種植早稻。秸稈還田和后茬作物管理技術(shù)流程如圖13。

作業(yè)要求:早稻留茬高度25~30cm,晚稻留茬高度小于15cm,秸稈切碎長(zhǎng)度≤10cm,粉碎長(zhǎng)度合格率大于85%,秸稈覆蓋率≥85%。水稻秸稈粉碎均勻拋灑于田面后,放水泡田1~2d,均勻撒施晚稻基肥后,采用旋耕機(jī)進(jìn)行旋耕,使切碎秸稈埋入耕作層;采用旋耕機(jī)或驅(qū)動(dòng)耙進(jìn)行埋草作業(yè),用慢速和中速按縱向和橫向作業(yè)2遍;旋耕深度13cm左右,攪漿深度8~10cm,作業(yè)水深控制在1~3cm,無(wú)秸稈漂浮,旋耕后平整作業(yè)。
2.9華南地區(qū)水稻秸稈還田技術(shù)模式
技術(shù)適宜區(qū):福建、廣東、廣西和海南等南方地勢(shì)平坦集中連片的水稻種植區(qū)。
機(jī)具要求:秸稈粉碎作業(yè)選用加裝后置式秸稈粉碎拋撒還田裝置的全喂入式縱軸流水稻聯(lián)合收割機(jī),低留茬收割水稻的同時(shí)將秸稈就地粉碎,均勻拋撒。翻耕作業(yè)選用深耕深翻機(jī)進(jìn)行秸稈翻埋和土壤翻耕。
秸稈還田技術(shù)流程:機(jī)械收獲(后茬作物為紫云英,收前播種)→秸稈粉碎→均勻拋灑→翻壓入土→增施氮肥→油菜播種→田間種植管理→下茬作物種植。水稻秸稈還田和后茬作物管理技術(shù)流程如圖14。

作業(yè)要求:秸稈粉碎長(zhǎng)度≤5cm、成撕裂狀,粉碎長(zhǎng)度合格率≥95%,漏切率≤1.5%,拋撒不均勻率≤20%。后茬作物為紫云英等綠肥,聯(lián)合收獲機(jī)收割后秸稈粉碎覆蓋還田,水稻留茬高度≥30cm,翌年春天早稻播種前用深耕深翻機(jī)將水稻秸稈和紫云英翻埋、整地。后茬作物為油菜,水稻收割時(shí)秸稈粉碎還田,留茬高度≤10cm;選用深耕深翻機(jī)進(jìn)行翻埋,作業(yè)深度≥20cm,根據(jù)墑情和長(zhǎng)勢(shì)加強(qiáng)油菜后期水肥管理。
2.10西南地區(qū)水稻秸稈還田技術(shù)模式
技術(shù)適宜區(qū):適用于成都平原、云貴高原平壩、四川和重慶淺丘的水稻—小麥、水稻—油菜輪作種植區(qū)域。
機(jī)具要求:秸稈粉碎作業(yè)選用加裝后置式秸稈粉碎拋撒還田裝置的全喂入式水稻聯(lián)合收割機(jī),低留茬收割水稻的同時(shí)將秸稈就地粉碎,均勻拋撒覆蓋地表。整地作業(yè)采用翻旋機(jī)械進(jìn)行滅茬、翻旋和秸稈翻埋還田一體化作業(yè)。
秸稈還田技術(shù)流程:機(jī)械收獲→秸稈粉碎→均勻拋灑→翻壓入土→增施氮肥→開(kāi)溝排濕→田間種植管理→下茬作物種植。水稻秸稈還田和后茬作物管理技術(shù)流程如圖15。

作業(yè)要求:水稻秸稈經(jīng)收割機(jī)粉碎后應(yīng)均勻拋灑,秸稈粉碎長(zhǎng)度一般5~10cm,留茬高度≤15cm、秸稈拋撒不均勻率≤20cm、粉碎長(zhǎng)度合格率≥85%,便于翻壓后不裸露,嚴(yán)防漏切。用翻旋機(jī)械進(jìn)行翻壓,將秸稈與表層土壤充分混勻,翻壓深度在8~10cm即可,田面無(wú)裸露的殘茬和雜草;翻后及時(shí)整地,減少水分蒸發(fā)。秸稈還田總量以收獲后本田實(shí)際秸稈數(shù)量為宜。
3秸稈還田利用發(fā)展建議
我國(guó)秸稈綜合利用率已達(dá)88.1%,但每年仍有1億t秸稈需要加大資源化利用力度。為進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)秸稈科學(xué)還田水平,現(xiàn)提出構(gòu)建工作、技術(shù)和監(jiān)測(cè)3個(gè)體系相配套的秸稈還田利用策略建議。
3.1構(gòu)建持續(xù)推進(jìn)的工作體系
《“十四五”全國(guó)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》《“十四五”重點(diǎn)流域農(nóng)業(yè)面源污染綜合治理建設(shè)規(guī)劃》等多部國(guó)家“十四五”規(guī)劃均對(duì)秸稈還田工作進(jìn)行了明確部署。如何更好、更科學(xué)地將秸稈還到田里,需要推動(dòng)建立以政府引導(dǎo)、社會(huì)化服務(wù)組織支撐、農(nóng)民積極參與的有效運(yùn)行工作體系,不斷強(qiáng)化政府、社會(huì)化服務(wù)組織和農(nóng)戶三者利益的有機(jī)聯(lián)結(jié)。一方面,建議以秸稈還田量和作業(yè)面積為主要指標(biāo),建立健全秸稈還田利用績(jī)效獎(jiǎng)補(bǔ)政策;另一方面,建議聚焦耕地保育,以各級(jí)財(cái)政補(bǔ)助資金為支撐,在糧食主產(chǎn)區(qū)打造一批秸稈沃土樣板,持續(xù)推進(jìn)秸稈科學(xué)還田。
3.2構(gòu)建科學(xué)高效的技術(shù)體系
一是加強(qiáng)相關(guān)機(jī)理研究,針對(duì)秸稈還田過(guò)程中不同區(qū)域、不同作物的土壤—作物系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)機(jī)理、環(huán)境因子的調(diào)控機(jī)制、最適還田量等關(guān)鍵問(wèn)題,組織土壤、肥料、農(nóng)業(yè)環(huán)保等領(lǐng)域?qū)<遥罱ń斩掃€田科研創(chuàng)新合作平臺(tái),共同推進(jìn)秸稈還田基礎(chǔ)性長(zhǎng)期性研究,進(jìn)一步揭示秸稈還田效應(yīng)機(jī)理。二是加強(qiáng)配套技術(shù)的研發(fā)和集成,依托秸稈綜合利用專家指導(dǎo)組、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、相關(guān)科研院所、大專院校等多方科技力量,分區(qū)域、分作物開(kāi)展技術(shù)研發(fā)、機(jī)械裝備研制,進(jìn)行共性技術(shù)和關(guān)鍵裝備的研究、集成、試驗(yàn)和示范,著力提高秸稈還田利用配套技術(shù)、農(nóng)藝和裝備水平。三是加強(qiáng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),結(jié)合不同區(qū)域農(nóng)作物種植制度,制修訂一批可操作、能落地的高效還田技術(shù)規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
3.3構(gòu)建可考核評(píng)價(jià)的監(jiān)測(cè)體系
圍繞玉米、水稻、小麥等主要農(nóng)作物,開(kāi)展長(zhǎng)期定位監(jiān)測(cè),將秸稈還田生態(tài)效應(yīng)監(jiān)測(cè)納入農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)“一張網(wǎng)”。綜合考慮不同區(qū)域種植模式、土壤類型、氣候條件等因素,不斷完善秸稈還田生態(tài)效應(yīng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)和技術(shù)規(guī)范,科學(xué)評(píng)價(jià)秸稈還田的生態(tài)環(huán)境效應(yīng),用數(shù)據(jù)說(shuō)清秸稈直接還田對(duì)作物病蟲(chóng)害、溫室氣體排放、土壤碳庫(kù)容量、作物產(chǎn)量等方面的影響,為指導(dǎo)秸稈還田生產(chǎn)實(shí)際、優(yōu)化秸稈還田技術(shù)模式、推動(dòng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村減排固碳提供有效的數(shù)據(jù)支撐。
4結(jié)語(yǔ)
秸稈取之于田,也宜用之于田,但秸稈還田絕不能簡(jiǎn)單一還了之,要充分考慮區(qū)域狀況、耕作方式、農(nóng)民接受度、技術(shù)措施成熟度,以及扶持政策力度等,科學(xué)合理把秸稈還到地里,才能發(fā)揮秸稈在培肥土壤、保育耕地、改善生態(tài)環(huán)境方面的重要作用。做好秸稈還田利用工作,要不斷強(qiáng)化秸稈還田監(jiān)測(cè)工作,合理測(cè)算秸稈最適還田量,集成推廣分區(qū)域分作物還田技術(shù),推動(dòng)秸稈科學(xué)合理還田,助力糧食增產(chǎn)增收。同時(shí),要處理好秸稈還田與離田的關(guān)系,立足當(dāng)?shù)刭Y源稟賦、耕作特點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)實(shí)際,統(tǒng)籌好還田和離田工作,既不能圖省事,把還田作為解決秸稈問(wèn)題的唯一渠道,帶來(lái)新的生產(chǎn)和環(huán)境問(wèn)題;又不能圖掙錢(qián),連年把秸稈全部收走,使耕地地力難以為繼。
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