阜蒙县机械化秸秆还田肥料化利用技术及效益分析

高志彪

（阜蒙县大巴镇政府农机管理站，辽宁 阜新 123114）

我国每年生产的农作物秸秆量达6.5亿t，但其有效利用率只有50%左右，余下部分大多被付之一炬，带来严重的生态问题。为了有效利用这一“放错了位置的资源＂，各地都在加大农作物秸秆综合利用力度，推广应用秸秆综合利用技术，以实现农作物秸秆增值、农民增收并减少焚烧秸秆带来的环境污染。

1 阜蒙县机械化秸秆还田肥料化利用现状

阜蒙县是全国重要商品粮生产基地县之一，耕地面积31.87万hm2，常年粮食产量115万t左右，其中，玉米种植面积在20万hm2以上，花生种植面积18万hm2，产量居全国前列。主要农作物秸秆年产量在200万t左右，未开展秸秆利用试点前农作物秸秆综合利用率在60%左右，尚有40%左右的农作物秸秆没有被有效利用。剩余的农作物秸秆大多被露天焚烧或直接丢弃。

为充分挖掘利用农作物秸秆资源，提高秸秆综合利用率，阜蒙县近年来不断加大工作力度，大力推广以机械化秸秆还田为技术核心的秸秆肥料化利用技术，推动了全县农作物秸秆综合利用“五化”技术的深度应用。2017年，全县主要农作物秸秆总产量为204.3 万 t，可收集利用秸秆资源量为 171.2 万 t；实际利用农作物秸秆148.63万t；实施玉米机械化收获面积8.67万hm2，完成秸秆还田肥料化利用23.4万t，为全县农作物秸秆综合利用率达到86.82%（较2016年提高1.48个百分点）、达到试点县任务目标提供了技术支撑。

2 机械化秸秆还田肥料化技术及其利用模式

2.1 技术内容

通过机械化直接还田或间接还田，把秸秆还归土地，可以增加土壤有机质含量，释放出氮、磷、钾等养分，这是补充和平衡土壤养分、培肥地力的有效方法，也是改善土壤理化性状，提高土壤生物活性的技术途径。试验证明，秸秆还田后土壤生化活性酶增加45%，可使土壤中团粒率增加2%，含水量增加0.3%～2%，土壤容重降低 0.02%～0.15%。 土壤中水、肥、气、热与抗旱、抗涝能力明显改善，土壤有机质补偿量高于消耗量。如果长期坚持秸秆还田，将使土壤肥力逐年恢复，为农作物的生长发育创造良好的条件，进而提高农作物产量及其质量，实现土地生产良性循环。

秸秆肥料化主要是秸秆还田，包括秸秆直接还田、秸秆腐熟（堆沤）还田、秸秆生物反应堆和过腹还田4项技术。其中，秸秆直接还田是我国粮食主产区秸秆肥料化利用的主要技术，具有秸秆处理量大、成本低、生产效率高等特点，是大面积实现以地养地、提升耕地质量、建立高产稳产农田的有效技术途径。

2.2 利用模式

阜蒙县结合辽西干旱半干旱雨养农业的实际，重点推广应用免耕秸秆覆盖还田肥料化循环利用模式。

1）模式内涵。农作物收获后将秸秆及残茬直接覆盖地表，土地不进行翻耕，翌年采用免耕播种机进行播种或表土耕作播种，以培肥地力、防止水土流失、降低作业成本，实现农业可持续发展。

2）模式特点。免耕秸秆覆盖还田模式是一种国家大力倡导和推广的保护性耕作模式，具有以下特点：一是秸秆覆盖还田能改善土壤物理性质，增加氮、磷特别是有机质和速效钾含量，具有蓄水保墒，调节地温，减缓土壤水分、温度波动，减低田间杂草密度，调节土壤pH值，提高土壤生物活性等作用。二是采用免耕播种机将作物播种在覆盖着秸秆的土层，可减少土壤扰动，防止水土流失，降低作业成本。三是播种时地表有大量秸秆覆盖，覆盖程度表现为30%秸秆量、1/3秸秆高留茬和30%秸秆覆盖率。

3 机械化秸秆还田肥料化利用效益分析

1）经济效益。以复式180型秸秆粉碎机为例，每公顷作业成本为：油耗费用240元、人工费用60元、机具折旧费19.30元、动力折旧费37.50元、机械维修费30元，作业成本合计为387元/hm2。机械化还田作业收入为 900～1 050 元 /hm2，则机手收益为 513～663元/hm2。阜蒙县实施玉米机械化收获面积为8.67万hm2，可使机手增收 4 447.71 万～5 478.21 万元。

在现有农业生产条件下，如果每公顷耕地返田作物秸秆4 500～7 500 kg，可增产粮食375 kg左右，按1.50 元/kg 计算，增收 562.50 元，全县 8.67 万 hm2可增收 4 876.88万元。

从微观上进行推算，每100 kg玉米秸秆含N为0.60 kg，P2O5为 1.40 kg，K2O 为 0.90 kg，相当于尿素1.3 kg，四级普通磷肥 11.7 kg，K2SO41.8 kg。 用机械将秸秆打碎，耕作时深翻掩埋，利用土壤中的微生物将秸秆腐化分解，可提高土壤肥力，土壤有机质每年递增0.02%左右，连续还田3 a，土壤速效氮增加10～20 mg/kg，速效磷增加 3～5 mg/kg，速效钾增加 10～20 mg/kg。若将500 kg秸秆直接还田，就相当于给土壤施入标准肥50 kg以上，全县秸秆还田肥料化利用量为23.40万t，则相当于给土壤施入天然标准肥2.34万t以上。连续3 a秸秆机械化还田，土壤有机质含量可提高 0.03%以上，土壤肥力提高 0.5～1个等级。

2）生态效益。农作物秸秆的成分主要为碳水化合物，燃烧1 t农作物秸秆，相当于排放1.30～1.50 t的CO2。一般玉米田在不含根茬的情况下，每公顷可产秸秆干重超过5 655 kg，相当于每公顷玉米田排放7.35～8.48 t 的 CO2。 同时，焚烧秸秆还伴随着大量的C、N元素损失，造成生物质资源的浪费。全国每年烧掉的秸秆相当于损失6 000万t腐殖质，N、P、K的损失相当于全国60%的化肥产量。秸秆焚烧的最大弊端是产生大量烟雾，造成空气污染，带来环境安全问题，最直接的影响是农忙季节秸秆焚烧产生的大量烟雾严重影响高速公路和飞机航线的安全。避免上述问题的发生的最简单最直接最有效最经济的手段，就是实现秸秆还田。秸秆还田可以以草养田，培养肥力，提高土壤有机质含量，改善土壤理化状态，促进土壤微生物活动，增加土壤的通透性，改善土壤结构，缓解土壤养分失调，消灭秸秆焚烧为害，促进生态环境保护和改善。

3）社会效益。秸秆焚烧可导致土壤肥力下降和农田生态环境恶化，因此，秸秆直接还田工作正逐渐越来越多的重视。秸秆还田社会价值体现在：一是秸秆还田能改善土壤物理性状，提高土壤有机质含量，其实质是遵循农业生态系统的内在规律，保持生态系统平衡，实现土地生产力的可持续利用。二是实行机械化作物秸秆还田能有效地提高劳动生产率，而劳动生产率的提高将使解放了的农村劳动力进入城市从事二、三产业，提高农民务工收入，改变农村就业结构和经济结构，加快新型城镇化进程。三是秸秆还田技术的推广应用加上农机购置补贴政策的推动，激发了农民的购买积极性，推动了农机化水平和现代农业水平的不断提高，加快了土地流转速度，扩大土地种植规模，为农机服务社会化、农机作业标准化、农村土地规模化和农业经营产业化提供了可能、创造了条件。

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