机械化秸秆还田

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,机械化秸秆还,田,技术及其应用,2010,年,5,月,第一节 概述,第二节 秸秆还田的方式与技术思路,第三节 土壤有机质与秸秆还田的作用,第四节 麦秸秆还田技术,第五节 麦秸秆还田后的水田管理,主要内容：,第一节 概 述,我国秸秆综合利用情况,根据,2007,年我省公布的统计资料，我省水稻总面积约,3342,万亩，三麦总面积约,3306,万亩，稻麦总产量,2810,万吨，年产秸秆,3700,万吨,(,含油菜、玉米秸秆等,),。,秸秆中含有大量的有机质、氮磷钾和微量元素，其中豆科作物秸秆含氮较多，禾本科作物秸秆含钾较丰富，作物秸秆提供的养分约占我国有机肥总养分的,13,19,，,是农业生产重要的有机肥源。,二、江苏省秸秆,还田与利用的现状,我省秸秆资源分布,单位（万吨）,二、江苏省秸秆还田与利用的现状,三、秸秆焚烧的危害及原因,近年来，秸秆并未得到有效的利用，焚烧现象时有发生。秸秆焚烧造成了资源浪费，使生态失衡，污染了环境，会引发火灾，机场、高速公路被迫关闭，造成交通事故，引发人类多种疾病。,农作物焚烧的散发物,三、秸秆焚烧的危害及原因,VOC,NO,X,SO,X,CO,散发物,公斤,/,吨秸秆,1.0,3.1,0.7,34.7,注：,VOC,挥发性有机化合物,农业持续稳产、高产，农作物秸秆总量增加，但综合利用，特别是工业化的利用滞后，秸秆出现过剩；,随着农民收入的增加，生活水平和生活质量的提高，农民增加使用化肥和燃煤（气），减少使用秸秆作肥料和燃料；,受农业机械性能和作业效率的影响，秸秆留茬过高，灭茬耕整地机械和免（少）耕播种机械在部分地区尚未得到大面积推广。,农作物秸秆焚烧的原因：,四、国外农作物秸秆综合,利用的发展趋势,世界各国特别是发达国家秸秆的综合利用，主要包括四个领域（,4F,）,:,1.,饲料（,Fodder,）,2.,燃料（,Fuel,）,3.,肥料（,Fertilizer,）,4.,工业原料,(Feed Stock),在工业用途方面，除传统的纸浆生产外，又在其它领域，如乙醇的制取、建筑材料等得到应用。,第二节 秸秆还田的方式,与技术思路,根据建设绿色环保、资源节约型现代农业和江苏省农业机械化发展“十一五”规划，稻麦秸秆机械化还田是当前秸秆综合利用的主要方式之一。为此，结合省情和农机制造业现状及发展趋势，制定合理的秸秆机械化还田技术方案，大力推广先进、适用的秸秆还田机械，是发挥农机化在建设社会主义新农村的作用的一项重要内容。,一、秸秆还田的方式,(,一,),秸秆直接还田,1.,机械粉碎翻压还田,农作物收获后，在田间将秸秆切碎或高留茬直接翻入土壤，归还农田。,2.,覆盖还田,主要应用于麦,玉米或麦,稻轮作区。即在播种出苗后，在行间覆盖秸秆。,(,二,),过腹还田,将秸秆作为粗饲料，喂养反刍动物，然后以粪便的形式还田。,(,三,),间接还田,通过堆沤发酵有机肥。,一、秸秆还田的方式,1.,联合收割机的选配,在麦收季节，收获小麦的机器主要使用全喂入联合收割机。割茬一般在,30,厘米以下，脱粒清选后的秸秆成紊乱状条堆在田块中，不利于后续的农机作业。因此，使用带秸秆切碎抛撒装置的全喂入联合收割机，去除人工在田间铺匀麦秸秆的环节，以方便后续的秸秆还田和播种作业。,二、秸秆还田的技术思路,(,一,),主攻麦秸秆机械化还田，优先处理,“,三,夏,”,期间麦秸秆焚烧问题,秸秆切碎装置,2.,水田秸秆还田,插秧前麦茬田的耕整地有铧式犁耕翻、干旋耕、免耕、水旋耕等多种作业方式。,经多年的试验比较，以水旋耕为较好的耕整地工艺。,(,一,),主攻麦秸秆机械化还田，优先处,理,“,三夏,”,期间麦秸秆焚烧问题,秸秆还田作业现场,秸秆还田效果,3.,旱地秸秆还田,采用秸秆粉碎机，把联合收割机作业后的留茬和抛撒的秸秆粉碎，然后再用旋耕机作业，或采用双轴秸秆粉碎旋耕机复式作业，一次完成秸秆粉碎和旋耕作业。,1.,大力发展高性能半喂入联合收割机；,2.,用,55,75,马力轮式拖拉机逐步更新换代,50,马力,轮拖,配套反旋灭茬机；,3.,采用双轴灭茬旋耕机；,4.,推广稻茬田少,(,免,),播麦的保护性耕作；,5.,部分地区推广板茬机播技术。,(,二,),采取综合措施,逐步缓解,稻秸秆还田的压力,旋耕灭茬平田机,反旋灭茬机作业效果,1.,玉米秸秆粉碎还田机的应用,在玉米成熟期，采用人工摘穗，,然后利用玉米秸秆粉碎还田机直,接将秸秆粉碎还田。,2.,复式作业机具的应用,锤爪,双轴传动的复式作业机具，能一,次完成玉米秸秆粉碎、旋耕、播,种小麦三项作业可提高作业效率，,减少拖拉机的进地次数。,甩刀,(,三,),推广玉米秸秆机械化还田技术,3.,玉米联合收获机的应用,一次完成摘穗、果穗升运、集箱和秸秆还田作业。,（,1,）悬挂式玉米联合收获机,特点：,2,3,行作业，与轮拖配套，价格适中。,（,2,）自走式玉米联合收获机,特点：,3,行以上作业，结构紧凑，性能好，效率高，,应用了液压、机电一体化技术，价格较贵。,（,3,）互换割台联合收获机,特点：可降低成本，一机多用。,(,三,),推广玉米秸秆机械化还田技术,玉米,联合,收获机,自走式玉米联合收割机,悬挂式玉米联合收割机,第三节 土壤有机质,与,秸秆还田的作用,土壤有机质，亦称为腐殖质。包括土壤中各种动、植物残体，微生物体及其分解和合成的有机物质。主要是土壤微生物活动的产物。,二、作物对营养元素的吸收,碳、氢、氧三种元素是作物通过光合作用从空气和水中获取。其他营养元素主要是作物从土壤中吸收。,秸秆中的营养元素来自于土壤，保存于植物体中。秸秆还田可将营养元素供下季作物再吸收，从而实现营养元素在土壤、作物间的良性循环。,一、土壤有机质的来源,三、秸秆还田的作用,(,一,),秸秆还田的养分效应,主要,作物秸秆养分含量,秸秆种类,主要营养元素含量（风干重计）,碳氮比,（,C/N,）,N%,P%,K%,小麦秸秆,0.617,0.071,1.017,87,水稻秸秆,0.826,0.119,1.708,61.8,玉米秸秆,0.869,0.133,1.112,51,油菜秸秆,0.816,0.140,1.857,1.,土壤有机质、容重和总孔隙度的变化,能够增加土壤有机质含量，降低土壤容重，增加土壤孔隙度。,2.,对土壤团聚体和结合态腐殖质的影响,使土壤中,1,0.25,毫米的微团聚体提高，小于,0.01,毫米的微团聚体减少，对土壤的物理性质和营养条件具有良好的作用。,3.,对土壤还原性物质的影响,秸秆还田的土壤中还原性物质总量高于对照，因此在水田中，水浆管理要浅灌、勤灌、耘田、适时烤田，及时,排除秸秆腐解过程中产生的有害气体。,(,二,),秸秆还田的改土效应,秸秆还田效果分析表,(,二,),秸秆,还田,的改土效应,项目,对照田块,秸秆还田田块,全氮（）,0.208,0.229,速效磷（,mg/kg,）,7.4,11.7,速效钾（,mg/kg,）,90.1,110.2,有机质（）,1.626,1.764,毛管孔隙度（）,46.2,47.4,容重（,g/cm,3,）,1.28,1.17,1,0.25,毫米团聚体（）,18.6,32.28,1,0.01,毫米团聚体（）,20.02,10.02,水稻亩产量（,kg,）,509.0,526.2,大麦亩产量（,kg,）,200.0,224.0,1.,保墒和调控田间温湿度,秸秆覆盖地面，可减少水分蒸发，缓冲雨水对土壤的侵蚀，减少地面径流，增加了蓄水层。隔离了阳光对土壤的直射，会使地温有所降低。,2.,抑制杂草,与除草剂配合使用，可提高抑草作用。,有研究表明，麦秸秆还田，可提高稻米的品质。即,提高加工、外观、营养、蒸煮、食味的品质。,(,三,),秸秆还田改善农田生态环境效应,秸秆还田是一项有效的增产措施。,“,八五,”,期间中国农科院，西南农业大学，湖北农科院等单位进行的秸秆还田试验结果表明，实行秸秆还田后一般都能增产,10,以上，统计全国,60,多份材料，增产范围,在,-4.8,83.4KG/,亩，平均增产,15.7,。,(,四,),秸秆,还田的增产效果,秸秆还田对作物的影响,注意：,在病虫害爆发区的感病携虫秸秆不易直接还田 。,焚烧秸秆是最普通的灭菌和灭虫方法，由于草,木灰是一种碱性肥料，不易施于盐碱地。,(,四,),秸秆还田的增产效果,处理,2000,年,kg/,亩,2001,年,kg/,亩,单晚,大麦,单晚,大麦,未还田,509.0,200.0,544.8,212.8,半量还田,539.0,217.0,565.0,232.9,全量还田,526.2,224.0,571.0,247.5,第四节 麦秸秆机械化,还田技术,（一）全量还田,使用带有秸秆切碎装置的联合收割机收获小麦，并将碎秸秆均匀铺撒于田中，然后进行耕整地作业。,（二）高留茬适量还田,联合收割机收获小麦时，留茬高度为,30,厘米以下，直立保留于田中，取走已切割下的秸秆，或部分匀铺于田中，再进行耕整地作业。,一、麦秸秆机械化还田的工艺路线,水旋秸秆还田耕整地作业,流程图：,小麦,机,械,化,收,获,配秸秆切碎装置或半喂入联合收割机收割小麦,无秸秆切碎装置的联合收割机收割小麦,水,稻,机,插,秧,秸秆还田机械一次两遍完成秸秆还田平整地作业,撒,施,基肥,人工将草撒匀,留高茬、秸秆切碎,撒于田面,田间条状,铺草,放水泡田,薄水层,(,一,),主要结构,二、秸秆还田机的结构与工作原理,主要结构图,1.,万向节总成,2.,悬挂架总成,3.,机罩,4.,传动箱总成,5.,刀轴总成,6.,挡土板,7.,后拉杆总成,8.,平地板,(,二,),工作原理,拖拉机与旋耕机挂接后， 拖拉机的动力经传动输,出轴，万向节总成传至传动箱总成的小锥齿轴，经过,一对锥齿轮减速并改变方向，由一对圆柱齿轮减速，,再通过输出花键轴将动力传递刀轴总成，使刀轴总成,旋转。,刀轴的旋转带动旋耕刀入、切土、向后上方抛土，在切土的同时，将秸秆埋入土中，并将土块抛向挡土板，使土块进一步击碎细化，与秸秆、泥水搅拌后，由平土板刮平。,二、秸秆还田机的结构与工作原理,三、秸秆还田机械的技术特点,I.,秸秆粉碎还田机,用途：旱田中玉米、高粱、棉花等秸秆的粉碎，兼用于麦,稻秸秆的粉碎。,特点：工作部件为锤爪或甩刀。刀轴转速高,切碎效果好。,2.,双轴型灭茬旋耕机,用途：一次完成对玉米、高粱、,棉花的秸秆还田。,特点：前轴破茬、后轴旋耕，,耕层较深，埋茬效果较,好，功耗较大。,三、秸秆还田机械的技术特点,3.,水,(,旱,),埋茬耕整机,用途：水田灭茬耕整地。,特点：加装了横向压草板，提,高了埋草和起浆率；两,节弹性平土板，提高了,平土效果。,可配置具有独立转角、拓,展和提升功能的液压装置。,三、秸秆还田机械的技术特点,4.,手拖配套秸秆还田机,用途：水田灭茬耕整地。兼用旱,地。,特点：与手扶拖拉机配套。具有,正、反转、多转速功能，,适用于中、小田块作业。,三、秸秆还田机械的技术特点,（一）选择与中小型拖拉机配套的,高效低耗,秸秆还田,机械。,（二）新型秸秆还田机械的特点是,正旋埋草、带水旋,耕,，选择机械效率高和埋草效果好的机型。,（三）,旱旋耕改为带水旋耕,，减轻了机械负荷和动力,消耗，特别是提高了旋耕埋草田面平整度，降,低了机械作业成本，选择油耗低的机型。,(,四）建议在省购机补贴目录中选择。,水田秸秆还田机选型原则,五、秸秆,还田作业质量的判定,作业质量以能满足机插秧、机直播为标准。,项目,耕 深,cm,耕深稳,定性,%,耕后地表,平整度,cm,地表植被,覆盖率,%,起浆,浓度,%,功率消耗,指标值,8-12,90,3,80,75,85%,额,定功率,（一）撒施基肥,在水田条件下，土壤氮固定的临界含量为,0.54%,。,补充氮量,=,还田秸秆量,（,0.54%,秸秆含氮量）。,麦秸秆含氮量在,0.5%,左右，因此，在水稻生长过程中不会出现严重的缺氮症状。,但为了加速还田秸秆的腐解，提高当年的还田效果，在还田作业时要配合施肥。,六、麦秸秆机械还田作业方法,在总施肥量与不还田土壤肥料用量保持基本一致的基础上，,以每,100,公斤秸秆增施纯氮,0.5kg,为宜,，并根据,基,:,蘖,:,穗肥比为,4:2:4,施用基肥。,以选择铵态氮或尿素为好，并提倡有机肥、无机肥结合，均匀撒施在秸秆残体上。,基肥用法、用量：,(,二,),放水泡田,施好基肥后立即放水泡田，,浸泡时间以泡软秸秆、泡透土壤耕作层为准。,秸秆,一般在放水浸泡,12,小时后基本软化，软化后的秸秆易于和泥浆搅拌均匀，浸足水分软化后的秸秆一般不会直立于田间或漂浮于水面。,六、麦秸秆机械还田作业方,法,上水泡田,（三）机具作业要点,1.,万向节的安装；,2.,秸秆还田机的横向、纵向水平调整；,3.,作业前各部件的检查；,4.,作业时的注意事项；,5.,作业时的水层控制；,6.,作业方式。,六、麦秸秆机械还田作业方法,（,三）机具作业要点,1.,万向节的安装 应保证机具工作和提升时，方轴、套管及夹叉既不顶死，又有足够的配合长度。,右图为三种型号拖拉机万向节方轴与方套的选配表。,拖拉机型号,方轴长度（,MM,）,方套长度（,MM,）,上海,-50,300,200,铁牛,-55/60,300,200,东方红,-75/80,550,400,2.,秸秆还田机的横向、纵向水平调整,调节拖拉机悬挂机构的左右斜拉杆成水平，,调节拖拉机上悬挂杆长度，使其纵向接近水平。旋切刀的作业深度应根据土壤坚实度、作物农艺要求、地表平整状况进行调整。,3.,作业前各部件的检查,紧固件无松动，转动件灵活。各部件加注齿轮油、润滑油、黄油。检查完毕后，空运转,5,10,分钟，确认各部件运转良好，方可进行作业。,（,三）机具作用要点,4.,作业时的注意事项,将机具提升至旋切刀离地面,20,30cm,，转动,1,2,分钟，挂上作业档，缓慢放松离合器，随之加大油门投入正常作业。,转弯时应将机具提升，转弯后方可降落。,工作时禁止倒退。如需倒退，应切断拖拉机输出动力。,随时检查皮带的松紧度，并及时调整。,及时清除机具内部的土层和残草。,严禁非操作人员靠近机组或跟在机后。,（,三）机具作用要点,要严格控制水层，,以还田作业时水层,田面,高处见墩、低处有水，作业不起浪,为准，,水深,1,3cm,；,水层过深，,浮草增多，作业时水浪冲击过强，影响秸秆掩埋效果和耕整平整度差；,水层过浅，,土壤耕作层泡不透，秸秆泡不软，作业后田面不平整、不起浆。,5.,水层控制：,作业时采取,横竖两遍作业，一次完成埋草和平整地。,第一遍,顺田间长度作业，避免漏耕，可适当重耕，以提高埋草效果；,第二遍,可采用,“,绕行法,”,找平，并适当提高作业速度，一次两遍完成埋草和平整地。,注意：,要根据拖拉机动力、还田机具配备和土壤情况确定工作档位。一般第一遍,2,档，第二遍,3,档。,6.,作业方式,:,项目,秸秆还田机,旋耕机,机具价格（元,/,台）,5000,3500,作业幅宽（,cm,）,200,180,耕 深（,cm,）,12.0,14,埋 草 率（,%,）,75.0,65,生 产 率（亩,/,小时）,4.81,6.75,油 耗（升,/,亩）,1.59,0.9,燃 油 费（元,/,亩）,9.59,5.43,修理提成（元,/,亩）,0.12,0.06,作业收费（元,/,亩）,40,25,人员工资（元,/,日）,80,60,7.,经济效益分析,收割切碎环节：经我市农机推广站测定，与耗油量无明显变化，但由于机具作业效率有微量下降及切碎刀具的磨损，机手在收取作业费时会适量加,5,元,/,亩,.,耕整埋茬作业环节：以,750,型拖拉机为例，与正常旋耕作业相比，效率降低,15%,，耗油量上升,0.1,升,/,亩，作业费比正常收费提高,10,元,/,亩左右。,综上所述，麦秸秆机械化还田作业成本比不还田作业成本增加每亩,15,元左右。（见附表）,各环节成本分析：,第五节 麦秸秆还田后,的水田管理,观察结果表明：,（,1,）还草田水稻前期分蘖低于不还草田，成穗数基本持平。,（,2,）叶面积孕穗前低于不还草田，孕穗后则相反。,（,3,）干物质积累抽穗前低于不还草田，抽穗后则相反。,一、麦秸秆还田对水稻生长发育的影响,（,4,）根冠比各生育期均高于不还草田。,（,5,）光合势抽穗前低于不还草田，抽穗后则相反。,（,6,）光合速率各生育期均高于不还草田。,（,7,）根系活力和伤流量，抽穗期、乳熟期均高于不还草田。,一、麦秸秆还田对水稻生长发育的影响,基本原则：,与秸秆不还田的机插稻管理基本一致。,秸秆还田土壤具有前期吸氮、后期释氮的特点；秸秆还田机插稻生长发育特性表现为前期生长缓慢、中期生长加快、后期生长活力增强。,为此，要采取合理的肥水运筹措施，优化还田机插稻的群体质量。,二、秧苗移栽后的田间管理要点,1.,水稻移栽活棵后，及早排水露田通气增氧，排除毒素，促根促蘖。,2.,总茎蘖数达预期穗数的,80%,时及时搁田、分次轻搁，以后实施硬板灌溉，防止倒伏。,3.,保持氮肥总用量与不还草稻田基本一致。,基：蘖：穗：粒肥,比例以,4.5,：,2,：,2,：,1.5,为宜，即适度调高前期施肥比例，增加基蘖肥的用量，以缓解麦草腐烂耗氮矛盾。,主要注意三点：,谢谢大家！,敬请各位领导、专家、学员批评指正！,