解决农作物秸秆焚烧的主要途径是秸秆直接还田

董文赫

摘 要：近年来，大量的玉米秸秆在田间焚烧，污染环境，是造成春、秋季雾霾的主要原因。如何让玉米秸秆重新“变废为宝”，从根本上解决玉米秸秆综合利用问题，成为各级政府和农业部门一项刻不容缓的议题。从吉林省秸秆覆盖还田10年的研究经验出发，引伸到梨树县秸秆覆盖免耕栽培技术，探索出一条适合东北黑土地保护的农业可持续发展之路。

关键词：秸秆覆盖；免耕栽培；还田

中图分类号：S345 文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.12.080

1 吉林省玉米秸秆综合利用分析

吉林省是著名的黄金玉米带，玉米秸秆产量大。其中30%直接或过腹还田，20%作为农用燃料，12%作工业或其他用途，近38%以上未被利用，剩余的秸秆造成了极大的资源浪费，也是农村重大火灾隐患。

秸秆机械化还田、秸秆发电、秸秆气化、秸秆饲料是当前吉林省玉米秸秆的主要利用方式。上述各种利用方法，除秸秆机械化粉碎还田和秸秆饲料方法外，其他利用方法都存在技术成熟度不足、投资较多、农民参与性差等问题。随着近年来玉米机械化收获技术推广力度增加，实施秸秆还田的面积也在逐年增加，秸秆还田可以有效增加土地的有机质含量，长期实施不仅可缓解水土流失，还可减少化肥的使用量，达到节本增效的目的。可以说，秸秆还田是玉米秸秆综合利用的最有效手段。但是传统的种植方式在秸秆还田或秸秆覆盖的条件下播种会受到影响，造成出苗不齐，土地透气等弊端。

如何解决这一问题，中国科学院、中国农业大学等科研单位在梨树县研发的玉米秸秆覆盖免耕栽培技术有效地解决了这一难题。结果表明：采用这一技术综合利用玉米秸秆，实现玉米秸秆全部还田，方法最直接、操作最简便、效果最明显、成本最低廉，农民最易接受。

2 玉米秸秆还田的意义

2.1 改善土壤肥力

秸秆本身含有大量的有机碳、氮、磷、钾等养分，秸秆常年覆盖地表，一般当季可以腐烂至少1/3，每亩鲜玉米秸秆1200 kg相当于过磷酸钙10 kg、硫酸钾7 kg。这样大量的有机质、养分进入土壤，改善了土壤团粒结构，增加了土壤养分，提高了土壤肥力。秸秆还田一年后土壤有机质含量相对提高0.05%～0.23%，速效钾增加0.0468%，全磷平均提高0.03%。连续秸秆还田10年的耕地，耕层0～20 cm土壤有机质含量增加了12.91%。

2.2 改善土壤生物性状

秸秆覆盖减少了对土壤的扰动，最大限度保护了土壤，同时，耕作次数的减少，对保护土壤生物起到相当大的作用。在连续秸秆覆盖7年地块，每平方米蚯蚓的数量达到118条，是常规垄作的7倍。大量蚯蚓活动，使秸秆覆盖条件下的土壤有着良好的孔隙度。从测量结果来看，表层5 cm处土壤容重为1.32左右，极适合玉米根系的生长。

2.3 提高土壤蓄水保墒的能力

在东北地区各秸秆覆盖示范基地的实验表明，由于作物秸秆覆盖地表，减少了雨水地表径流和水分蒸发，增加了土壤蓄水量。在2009年春旱严重情况下，秸秆覆盖还田比常规垄作在出苗前可以增加近40%含水量；春播墒情极好的2012年春，秸秆覆盖还田较常规垄作增加近20%的土壤含水量。

2.4 秸秆覆盖还田可改善环境

目前，东北地区面临严峻的环保形势，风蚀、水蚀等造成耕作黑土层每年以1.5 cm的速度水土流失，如果不加以有效防治，大部分黑土层将会消失。秸秆覆盖还田与传统耕作相比，不需要清理秸秆，不旋地，不起垄，直接进行播种施肥。它减少了作业程序，提高了土壤的含水量，可以保护农田，减少扬尘，减轻了农田的风蚀和水蚀，有秸秆覆盖的地块要明显好于常规耕作的裸地。

3 梨树县玉米秸秆地表覆盖10年研究示范回顾

3.1 生产体系基地研究情况

2007年中国科学院沈阳生态所张旭东研究员牵头，在梨树县中部黑土区梨树镇高家村建立了15 hm2试验研究基地；2008年在梨树县西北部风沙区林海镇揣洼村建立10 hm2试验研究基地；2009年在梨树县风沙区四棵树乡付家街村建立了30 hm2试验研究基地。

通过10年试验研究，免耕秸秆覆盖技术可提高土壤蓄水保墒的能力， 改善土壤生物性状，同时可改善环境，节本增产增效显著。

3.2 配套机械的研究与开发

2008年中国科学院长春地理所关义新研究员同梨树县康达农业开发有限责任公司共同研制玉米免耕播种机，满足了秸秆覆盖还田不整地免耕播种作业的要求，实现了一次作业，完成清理秸秆、开沟、施肥、播种、覆土、镇压等工序。2009年免耕播种机小批量生产，当年投放市场。2009年末，梨树县康达农业开发有限责任公司将该技术转让给吉林省康达农业机械有限责任公司，到2016年免耕播种机已经累计投放市场7659台，在全国10个省区应用。2014年以来，众多保护性耕作免耕播种机、深松机企业应运而生，产品不断成熟，市场和技术推广范围遍及东北四省区。

2014年，新研牧神股份有限公司按宽窄行秸秆覆盖玉米收获的要求，合作研究专用玉米收获机。实现留高茬30～50 cm，秸秆切成10～30 cm段，集中铺放在窄行。两台样机通过作业试验，达到了技术标准，满足了宽窄行秸秆覆盖收获的要求。

2016年，根据吉林省玉米宽窄行秸秆覆盖免耕播种的技术需要，研发改造搂草机，清理部分秸秆实现条带休闲免耕，解决了宽窄行秸秆覆盖还田免耕播种的难题。

3.3 免耕条件下配套耕作方式的研究

2010年中国农业大学在梨树县泉眼沟村建立了占地面积10 hm2的试验研究基地，主要研究：免耕条件下行距的最佳配比、免耕条件下深松方法和措施、秸秆覆盖的比例以及建立作物轮作制度体系等。

3.4 玉米秸稈覆盖免耕技术体系的示范推广endprint

2007年梨树县农业技术推广总站与中国科学院沈阳应用生态研究所等单位合作，建立秸秆覆盖示范田。2012年成立产、学、研结合的“黑土地保护与利用科技创新联盟”，在东北四省区建立37个试验示范基地，2017年累计推广秸秆覆盖面积80万亩，辐射150万亩。

通过几年来的示范，该项技术增产增收效果明显。一是节本增效。较常规生产成本降低10%以上，单产提高5%以上；二是防止土壤风蚀和水蚀减少水土流失；三是保护土壤水分、减少蒸发，提高作物抗旱能力，在遇到阶段干旱年景，可以延緩旱情5至7天；四是保持和提高地力，腐烂后变成腐殖质，腐殖质转化后为土壤补充养分。五是秸秆覆盖免耕地块抗倒伏作用效果明显。

玉米秸秆覆盖免耕技术实施过程中，收获后秸秆覆盖地表情况如图1所示，春季免耕播种如图2所示，覆盖免耕条件下出苗情况如图3所示。

4 玉米秸秆覆盖还田经验总结

4.1 建立玉米秸秆覆盖全程机械化技术生产体系。

建立以玉米专用免耕机械播种、条带休耕式收获机、搂草机为核心，配套集成品种优化、高效施肥及病虫草害综合防治技术于一体的全程机械化玉米生产技术模式，实现了农机与农艺、土壤耕作措施与高产高效栽培于一体。

4.2 关键农机具产品定型并形成产业化

免耕播种机、深松机、收获机、搂草机这四类专用机具的成功研发改进，结合东北玉米生产秸秆量大、施肥量高、秸秆硬度大、种植行距等特点，开发了具有自主知识产权的系列产品，达到了国内领先，突破了推广普及的瓶颈，满足了免耕种植的需要。

4.3 技术研究联盟初步形成

充分发挥优势，将科研单位、大专院校、技术推广部门、农机制造企业整合在一起，形成技术攻关小组，创建黑土地保护与利用科技创新联盟，既各司其职、各展其能，又高度统一、协作互动。

一是由中科院沈阳生态研究所负责全程机械化玉米秸秆覆盖免耕栽培技术体系研究，为该技术的推广提供理论依据和技术支持。

二是由中国农业大学等院校组织教师及研究生开展技术研究、技术集成和技术指导。

三是由吉林省康达农业机械有限公司、北京德邦大为科技股份有限公司、新研牧神等企业开展免耕配套机械、收获机械研究，并按生产体系技术要求进行改进创新，构筑物质基础。

四是利用农技推广网络构建技术推广平台，建立示范基地，通过开展各类宣传和技术培训活动，促进这项技术的推广。

4.4 建立土壤恢复和环境保护的新型耕作制度

构建秸秆覆盖生产技术体系，革新了传统耕作制度，形成了秸秆覆盖免耕、固碳培肥、抗旱保墒等多种技术模式，在遏制土壤退化、防止秸秆焚烧方面做出了重要贡献；获得了农业专家、农业推广部门及农民的认可，彻底改变根深蒂固的传统耕作观念，解决了秸秆焚烧的难题，实现了秸秆最有效的利用，是环保型农业传统耕作制度向秸秆覆盖还田免耕技术的重大转变。

4.5 示范基地实现网络化

通过合作单位的共同协作，建立了中科院沈阳生态研究所梨树镇高家村示范基地、中国农大吉林梨树实验站泉眼沟示范基地等国家级示范区，在吉林、辽宁、内蒙古、黑龙江等地设立辐射试验示范基地，开展相关试验，研究、总结，促进秸秆覆盖还田免耕技术在其它区域的推广应用。

5 目前存在的问题及将来发展方向

目前，秸秆覆盖还田呈现良好的势头，但农民应用过程中，普遍存在秸秆覆盖还田较少的情况，这在改善土壤质量方面会影响效果，因此，应结合禁止焚烧秸秆的法律法规，加大宣传力度、增加秸秆覆盖还田免耕地块作业补贴政策支持，保证秋收后地里有适量的秸秆覆盖，这样，几年之后，土壤性状就会有很大改善，环境得到有效治理，黑土地得到保护，农业实现可持续发展。endprint