农作物秸秆及根茬的机械化还田技术

于志刚

摘 要：对农业生产中的秸秆和根茬进行处理，是农业生产顺利进行的有效保证，同时还能减少农业生物资源的浪费，减少农业生产对环境的危害。通过介绍农业生产中对秸秆和根茬的机械化处理现状，说明了常用的机械化处理方法，并强调了秸秆及根茬粉碎机械的发展方向。

关键词：农业机械；秸秆；根茬；还田

中图分类号：S2335 文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.10.055

农作物的秸秆和根茬的机械化还田不仅能保证耕作和播种的顺利进行，还有利于土壤肥力的提升和耕层结构的优化，更能够提升资源利用率和环境保护效果，有利于农业的可持续发展。在我国，每年的秸秆产量超过了6亿t，秸秆作为宝贵的生物资源，农业部门积极的对秸秆进行了多方面的再利用工作，尽管秸秆的利用量在不断增长，但是每年仍有大量的未被处理的秸秆剩余，焚烧秸秆的问题还在不断出现，既污染了环境又浪费了资源。农作物的根茬是农业收割后的遗留物，必须对其进行适当的处理，才能保证农业生产的顺利实施。粉碎还田是处理农作物秸秆及根茬的最直接方式，近年来，相关的机械技术和产品越来越得到农民的关注和认可。

1 农作物秸秆及根茬的处理现状

对于秸秆的处理有多种方式，例如免耕播种、粉碎还田、青贮、秸秆颗粒饲料加工等，而对于根茬的处理通常都采用粉碎还田这一方法。随着全世界在新能源研究领域的不断突破，秸秆作为优秀的生物质能源得到了广泛的关注。在大部分地区，秸秆及根茬利用最直接的方式就是肥料化，秸秆及根茬还田不仅有效解决了秸秆处理的问题，还有利于争抢农时和蓄水保墒。在我国农业机械技术不断进步的前提下，秸秆还田的执行方式也形成了一定的地域性特点。

在我国的北方地区秸秆粉碎后多采用覆盖还田以及免耕播种为主的方式，根茬经灭茬作业后埋入土中。由于北方地区冬季气温低、气候干旱，秸秆翻埋还田难以腐烂降解，而将秸秆覆盖于地表不仅能够抵御严寒对土壤的影响，更能够有效减少水土流失，增强土壤中的有机质含量。在华北等气候适宜的一年两熟地区，多采用玉米秸秆粉碎后翻埋入土的方式，由于这些地区的温湿度影响，秸秆腐烂所需时间较短，且破碎后的秸秆和根茬若不翻埋入土，表层残余的残渣会影响作物的播种，且残渣覆盖会导致土壤中的种子和作物根部腐烂，影响农作物的最终产量，因此，将秸秆翻埋能够为作物的生长提供充足的养分，并有效降低化肥农药的使用量，一举多得。

2 秸秆机械化粉碎还田

对于秸秆的机械化粉碎还田主要有两种形式，一是由收获机械直接将秸秆进行粉碎，并将粉碎秸秆抛撒于田间，现代化的玉米收获机和谷物联合收获机能够在收割作物的同时实现对秸秆的粉碎作业工作，再由免耕播种或机械化翻耕作业实现秸秆还田。二是在作物收获结束后，通过拖拉机带动秸秆粉碎还田机械进入田间作业，通过机械结构将直立或者放铺的秸秆进行打碎。秸秆粉碎还田机械主要是通过拖拉机的后动力输出轴，为粉碎机械的刀轴提供动力，刀轴在快速旋转下利用刀片对秸秆进行破碎，新型的粉碎机结构还在粉碎壳体内部焊接了固定刀片，利用剪切作用强化对秸秆的粉碎效果。现阶段的秸秆粉碎机械常用结构包括了锤爪式、甩刀式、动定刀组合式三种。

3 灭茬机械的作业原理

灭茬机械是在农作物收割完成后，对农作物残余的根茬进行破碎的农业机械。针对于耕作方式的不同，灭茬作业可分为垄作灭茬和平作灭茬两大类。垄作灭茬在机械化作业中能够一次达到粉碎根茬和松化土壤的作用，且能保持原有的垄形。垄作根茬粉碎机械通常由多个圆型刀盘安装成为一组刀盘总成，作业根据拖拉机动力的差异来选择刀盘总成的数量，作业时刀盘总成对准种植行前进，利用刀片的旋转切入土中，将根茬切碎并疏松土壤。平作根茬粉碎通常使用旋耕灭茬机进行，旋耕灭茬机通常由旋耕刀轴和灭茬刀轴两大主要部件组成，先通过灭茬刀轴对土壤中的根茬进行不断的旋切，再通过转向相反的旋耕刀轴进行旋耕作业，优化土壤耕层，提高土壤的蓄水保墒能力。

4 免耕播种机械化作业

免耕播种是在耕地表面有秸秆残渣覆盖的情况下直接进行的播种作业形式，所使用的农业机械为免耕覆盖播种机。与传统的播种作业相比，免耕播种的工作环境更为复杂，这不仅要求免耕播种机拥有普通播种机的功能，还要求能够在地表有秸秆覆盖和农作物根茬残留的情况下实现播种，免耕播种机的作业必须在未经翻耙整地的条件下进行，以避免秸秆残茬对播种部件的堵塞。免耕播种的开沟器具备优秀的开沟和破茬能力，能够在尽量少的翻动土壤前提下，为播种开辟优质的种沟，并保证播种机工作时的播种深度一致，播种完成后还要进行可靠的镇压，保证土壤均匀覆盖种子并可靠压实，以提高种子的出苗率。

经过多年的努力，我国在农作物秸秆和根茬的机械化处理技术上取得了良好的成绩，不仅研究和生产了大量的实用设备，还在提升农民观念和秸秆应用意识上做了大量工作，秸秆根茬处理机械的发展，还应以地区的气候和实際情况为基础，更多地考虑环境和能源因素，生产和制造具有区域性特点的先进机型，将秸秆粉碎和灭茬的机械自动化程度进一步提高，保证秸秆利用的高效性和根茬处理的科学性。