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1、,玉米秸秆机械化还田与应用技术,一、秸秆还田现状,我国年秸秆资源量67亿吨，目前还田的秸秆数量约占1/4。,秸秆间接与直接还田,传统农业以间接还田为主； 沤肥还田由于耗工太多，目前已经很少使用 秸秆养畜以厩肥等形式还田，秸秆作工业原料等最终以垃圾或生物肥形式还田，但在统计利用途径时，不计为秸秆还田利用的范畴。 因此，目前所说秸秆还田主要指直接还田，不包括间接还田。,1.1 翻耕还田 包括铧式犁翻埋与旋耕机混埋还田，2005年全国翻耕还田面积1934万公顷，占当年播种面积的12.9%,旋耕机混埋还田,铧式犁翻埋还田,1.2 覆盖还田 即秸秆或根茬留在地表覆盖还田， 2005年覆盖还田742万公顷
2、，占当年播种面积的5%,秸秆粉碎覆盖还田,收获后留下根茬还田,1.3 2005年秸秆翻埋和覆盖还田,全国秸秆还田占总耕地面积18%； 其中80%集中在北方15省市区，单以北方15省市区计算，2005年秸秆还田比例达到耕地面积的32%； 南方地区秸秆还田比例为10%左右。,1.4 2008年北方15省市区秸秆还田（万亩）,北方地区秸秆覆盖还田面积迅速增加,北方地区近年来秸秆覆盖还田（保护性耕作，免耕播种）面积迅速增加， 2008年达到16974万亩，占耕地16%； 北方地区秸秆翻耕还田面积近几年变化不大， 2008年为20031万亩占耕地20%； 2008年北方地区秸秆还田面积合计占耕地36%，
3、比2005年提高4个百分点，主要是覆盖还田增长的结果。,1.5 2005年秸秆还田机器利用,秸秆粉碎还田机47.3万台,平均作业面积41公顷/台,2005年秸秆覆盖还田机器利用 免耕播种机35万台，平均作业19.2公顷/台,玉米免耕播种机,小麦免耕播种机,二、秸秆还田的重要作用,提高土壤肥力，补充土壤有机质、改善土壤结构、补充土壤营养元素N.P.K，增加土壤含水量；减少焚烧秸秆，保护大气环境；减少风蚀、水蚀，保护土壤、保护环境；（秸秆覆盖功能）；减少温室气体排放。,2.1提高土壤肥力 2.1.1 补充土壤有机质,传统农业以使用农家肥为主，加之产量较低、从土壤中拿走的碳较少，可以不需要秸秆还田而
4、维持土壤有机质平衡。 随着农业生产转为使用化肥为主，作物产量大幅度提高，从土壤中拿走的碳增加，而化肥不能补充有机质，传统耕作的土壤有机质普遍呈下降趋势。东北的黑土地变为黄土地，华北土壤有机质由半个世纪前的2%普遍降到1%左右，西北地区更出现大量的土地荒漠化、沙漠化。不补充有机质，不施施秸秆还田，农业生产必将出现重大灾难。 大量实践证明，实施秸秆还田的土壤，不仅有效地扼制了有机质下降的局面，秸秆还田多的土壤，有机质含量还出现上升的势头，全部秸秆还田的土地可以年增加有机质0.01% 左右。,2.1.2 改善土壤理化性质,土壤团聚体增加，土壤不易板结，能保持水、肥、气、热运行通道；孔隙度增大，田间持
5、水能力提高，抗旱能力增强；容重降低、土壤疏松，有利作物根系发育。,山西临汾城隍乡连续12年秸秆覆盖还田的土壤，地表 腐烂秸秆多，土壤团粒结构多，蚯蚓增加,2.1.3 补充土壤营养元素N、P、K,作物秸秆中含有大量N、K、P等营养元素， 表1为秸秆占作物（包括子粒）全部N、P、K含量比例（%）,表1 秸秆中N、P、K含量占作物全部N、P、K的比例,2.1.4 提高降雨有效利用率（秸秆覆盖）经测定，北方地区秸秆覆盖可以减少径流60%左右，可以把更多的雨水蓄留在地里，提高降雨有效利用率； 经测定，北方地区秸秆覆盖可以降低无效蒸发10%左右，使土壤中保持更多的水分供作物利用，提高水分的有效利用率。 在
6、北方雨养农业区，秸秆覆盖时抗旱保丰收的有力措施，为作物增产奠定了基础。,小麦秸秆覆盖地玉米长势,秸秆覆盖还田（右）与不还田（左）作物长势比较,2.2 减少秸秆焚烧、保护大气环境,农民为了抢收抢种，把剩余秸秆就地焚烧，烟雾弥漫， 造成资源的严重浪费， 这不仅污染环境，影响城乡居民生活，还对民航、铁路、高速公路的正常运转带来严重影响。,秸秆焚烧、污染环境,据国家卫星气象中心的定时监测，江苏省2005年夏熟作物就有1512个秸秆焚烧火点。,秸秆焚烧产生的问题,燃烧秸秆、浓烟滚滚、污染大气环境，影响工厂生产，导致机场、高速公路关闭。 引发火灾。 焚烧秸秆导致土壤营养物质损失，有资料说，焚烧一公顷秸秆平
7、均损失105公斤N、11公斤P、211公斤K和大量有机质。青岛一块地焚烧秸秆与否的长势差别十分明显。,右边为放火烧掉小麦秸秆的玉米长势,2.3 减少风蚀、水蚀，保护耕地、保护生态环境,我国是一个风蚀、水蚀严重的国家，农田风蚀面积1214 Mhm2，水蚀1013Mhm2。 在土壤侵蚀严重的地区，秸秆覆盖还田具有突出的作用，可以减少风蚀60%、水蚀80%左右。不仅保护了土地生产力，而且抑制沙尘暴，减少河流浑浊，保护生态环境。,减轻沙尘暴危害,我国每年土壤侵蚀量50亿吨、33亿吨来至耕地，相当于耕地被刮走2.5mm。 土壤侵蚀有风蚀、水蚀、工程侵蚀等,水蚀冲走肥沃表土,风蚀吹走细粒表土,农田风蚀主要
8、在西北和东北部分地区，风蚀面积12 14Mhm2 。水土保持工作者测定结果，风蚀量在每年1080t/hm之间，农田集中在每年10-20t/hm (表2)。,2.3.1 土壤风蚀,中国农业大学研制的移动式风蚀风洞,风蚀导致耕地粗粝化,表2、北方部分干旱、半干旱地区土壤风蚀测定,表3. 农田表土与土壤风蚀物的营养物质测定（测定单位：中国农业大学）,每年每公顷刮走300kg 有机质，耕层有机质含量下降0.005-0.01%, 连续翻耕100年有机质下降0.5-1%，大部分耕地将不能使用。,我国北方水蚀面积10 13Mhm2,黄河流域是水蚀最严重地区之一, 每年入海泥沙16亿吨，平均水蚀15 t/hm
9、以上。,水蚀引起的土壤流失,2.3.2 农田土壤水蚀,水蚀导致耕地退化,保护性耕作比传统翻耕减少水蚀 80%,秸秆覆盖还田，减少风蚀、水蚀，抑制焚烧秸秆，不仅保护了耕地，而且抑制沙尘暴，减少河流浑浊，保护生态环境。加块推广保护性耕作、保护耕地质量与数量势在必行。,一年两熟区保护性耕作减少土壤侵蚀,一年一熟区保护性耕作减少土壤侵蚀,2.4 减少温室气体排放,温室气体主要指 CO2,N2O 和 CH4；CO2 对温室效应的贡献占60%，是主要的温室气体。一部分来自农田碳的氧化，以CO2 气体的形式跑到大气中去了，农田有机质含量相对下降；秸秆还田提高土壤有机质，土壤中汇集的碳多了，大气中CO2就少了
10、； N2O 对温室效应的贡献占17%，是第二位的温室气体。主要来自农田氮肥的硝化与反硝化过程，秸秆还田通过减少侵蚀、减少氮肥用量等可以有效降低N2O排放。,加拿大研究结果，传统耕作时期（1890-1970）土壤中C储量减少，大气中CO2含量增加；保护性耕作时期（1990-现在）土壤有机质上升，大气中CO2减少。,土壤中有机质含量增加 大气CO2含量下降,土壤中有机质含量下降 大气CO2含量上升,三、秸秆还田问题与分析,3.1 维持农田土壤C平衡问题 秸秆还田首先是满足农田土壤C平衡所必须，而不是给秸秆找出路。没有秸秆还田，土壤将不可能持续利应用。 农田土壤C平衡需要多少秸秆？目前缺乏科学的数据
11、，要通过较长期的定位试验得出。因此，还难以实施按平衡需要确定还田秸秆数量。 当前我国土壤有机质含量普遍偏低，如山东土壤有机质含量1.09%，许多地区比山东还低；因此有条件的地方，完全可以采用全部秸秆还田，以提高土壤肥力。,3.2 减少秸秆焚烧问题,目前运出田间作原料、饲料和燃料的秸秆占一半左右，还有50%左右需要田间就地消化。但机械化秸秆还田面积才20%，估计还有少量人畜力秸秆还田，但比例不大且愈来愈少，因此秸秆丢弃和焚烧难以避免。 解决丢弃和焚烧秸秆问题的有效途径，是把机械化秸秆还田消耗的秸秆数量由20%扩大到50%左右，从根本上解决秸秆焚烧问题。 农民对秸秆还田基本是接受的，存在问题一是还
12、田机械不足，二是翻埋还田需要成本较大。,3.3 秸秆覆盖还是翻埋还田问题,秸秆覆盖还田的作业次数少、作业成本低于翻埋还田的成本。 覆盖还田既把秸秆作为覆盖物，起到减少风蚀、水蚀，减少蒸发的保土保水作用。因此，秸秆覆盖还田的综合效益，可持续发展效益好于翻埋还田。 秸秆覆盖还田基本上是和免耕播种结合在一起的。如果没有免耕播种机在秸秆覆盖地直接播种，必须把秸秆推到一旁、或运出田间，用普通播种机播种，再把秸秆推回来或运回来并铺撒均匀。其结果是耗费大量的能量的劳动力，难以在实际中推广。 秸秆覆盖还田是今后的发展方向，目前面积仅8%左右，需要加快发展。,3.4 秸秆还田模式问题,合理的模式是每块地都有一定
13、数量的秸秆还田，实际情况不是这样。现在要么秸秆全部不还田（需要秸秆作燃料、饲料或原料的地方）或者仅根茬还田，要么秸秆全部还田。 如果不施有机肥、秸秆全部不还田，显然是不合理的，必将导致土地退化、生产力下降。在土壤侵蚀严重的地区，即使施用有机肥，也必须要有秸秆还田，控制风蚀、水蚀 考虑到农家肥（有机肥）数量有限，多数是用于经济作物，粮田很少使用，粮食作物都应实施秸秆还田。可根据需要与可能，分别采用全部秸秆还田，部分秸秆还田或根茬还田。 由于缺乏可以回收部分秸秆的机器，目前采用部分秸秆还田还有困难。,1、加快秸秆还田速度,建议国家有关部门制定计划，把还田的秸秆数量由目前的20%扩大到50%左右，以
14、较彻底的解决秸秆丢弃和焚烧问题。 以10-15年时间秸秆覆盖还田和翻埋还田各达到30%计算（部分农田为根茬覆盖，合计还田的秸秆数量50%左右）需要增加秸秆还田机50万台，免耕播种机90万台和部分动力机械，总投入100亿元左右。,四、建议,2、加大保护性耕作推广力度,秸秆覆盖还田是保护性耕作的主要内容，发展秸秆覆盖还田的主要方式，就是发展保护性耕作。 “国家保护性耕作建设规划”已经批准，建议政府有关部门尽快落实，组织实施。,保护性耕作下小麦出苗,3、建立试验点，确定合理的秸秆还田数量，方式,在典型地区设立长期定位试验点，如西北一年一熟旱作区，华北一年两熟灌溉区，东北高寒垄作区，南方多熟区，西南山区等，为长远、合理的解决秸秆还田问题提供科学依据。,4、开发部分回收秸秆、部分还田的机具,开发收割部分秸秆（上部）、装车外运，留下部分秸秆粉碎还田的谷物联合收获机。 开发捡拾部分粉碎的秸秆、打捆外运，部分秸秆留下还田的捡拾打捆机。 实现按需要数量的秸秆还田。,谢 谢,
