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Frontier Technology Education Workshop

秸秆还田技术在农业生产中的应用及推广

作者

邹月超

青冈县农业技术推广中心 黑龙江 绥化 0455

1 研究背景

近年来,国家大力推进农业绿色发展,明确要求加强秸秆等农业废弃物循环利用,省作为我国粮食主产区,将秸秆还田纳入“黑土保护”核心技术体系。青冈县地处松嫩平原腹地,耕地面积超 260 万亩,以寒地黑土为主,玉米、大豆年总产量超150 万吨,伴随产生的秸秆资源量达200万吨以上。如何科学利用秸秆资源、通过还田技术维系黑土肥力,成为当地农业可持续发展的关键课题。

2 研究意义

从理论层面,本研究补充了寒地黑土区县域尺度秸秆还田技术的应用数据,丰富了区域农业生态技术研究成果;从实践层面,研究成果可直接为青冈县农业技术推广部门提供实操方案,助力农户规范应用秸秆还田技术,实现“藏粮于地、藏粮于技”目标。

2 青冈县农业生产与秸秆资源特征

2.1 农业生产基础条件

青冈县属中温带大陆性季风气候,年均降水量 480mm ,无霜期130 天,适宜玉米、大豆、水稻等作物种植,其中玉米种植面积占比 65% 、大豆占比 25% ,是典型的旱作农业区。耕地以寒地黑土为主,土壤有机质基础含量 2.5%3.0% ,但受长期连作、化肥过量施用影响,部分地块存在肥力下降趋势,需通过生态技术手段修复。

2.2 秸秆资源总量与利用现状

据青冈县统计局数据,2022 年全县秸秆总产量达215 万吨,其中玉米秸秆175 万吨、大豆秸秆35 万吨、其他作物秸秆5 万吨。当前秸秆利用以还田为主,还田率达 60% ,其余部分用于饲料加工( 20% )、生物质燃料( 15% )及其他用途 (5% )。随着规模化种植推进,农户对秸秆还田的技术需求从“简单还田”向“高效还田”转变,需标准化技术指导。

3 秸秆还田技术在青冈县的应用实践

3.1 主流技术类型与适配场景

青冈县结合作物类型与土壤条件,形成三类主流秸秆还田技术,具体应用场景如下:

3.1.1 粉碎还田技术

适配玉米种植区,采用联合收割机配套秸秆粉碎装置,秋收时同步将玉米秸秆粉碎至 10-15cm 长度,随后通过大马力拖拉机深耕 25-30cm ,将粉碎秸秆翻埋入土。该技术适用于规模化种植地块,2022 年青冈县玉米主产区应用面积达80 万亩,占玉米种植面积的 48% 。

3.1.2 覆盖还田技术

适配大豆种植区及干旱地块,将大豆秸秆或玉米秸秆粉碎后均匀覆盖地表,厚度控制在 5-8cm,次年春季采用免耕播种机直接播种。该技术可减少土壤水分蒸发,适配青冈县西部干旱乡镇,2023 年应用面积较 2020年增长 30% 。

3.1.3 堆沤还田技术

适配小规模种植户及设施农业,将秸秆切碎后与畜禽粪污按 3:1 比例混合,加入腐熟剂后堆沤 30-45 天,腐熟后作为基肥施入田间。青冈县兴农镇、民政镇的蔬菜种植户广泛应用该技术,2022 年堆沤还田量达5 万吨,替代化肥用量1200 吨。

3.2 技术应用关键操作要点

3.2.1 还田时间

玉米秸秆需在秋收后7 天内完成粉碎翻埋,避免秸秆晾晒后不易腐解;大豆秸秆可在秋收后覆盖或次年春播前还田,适配大豆耐寒种植需求。

3.2.2 碳氮比调节

秸秆还田时需按 100kg 秸秆补充 1.5-2kg 尿素,调节土壤碳氮比至25:1,加速秸秆腐解,避免微生物与作物争氮。

3.2.3 配套耕作

粉碎还田后需结合深耕,确保秸秆与土壤充分融合;覆盖还田需配套免耕播种技术,选择耐草害的播种机,保障出苗率。

3.3 典型案例

青冈县兴源种植合作社流转耕地 1.2 万亩,2021 年起全面应用玉米秸秆粉碎还田技术,具体流程为:

3.3.1 秋收阶段

采用约翰迪尔C230 联合收割机,配套秸秆粉碎装置,实现玉米籽粒收获与秸秆粉碎同步完成;

3.3.2 秋冬耕作

10 月下旬采用东方红 LX2004 拖拉机,配套深耕犁进行 30cm 深耕,将粉碎秸秆翻埋入土;

3.3.3 春季管理

次年4 月中旬进行测土配方施肥,每亩施入复合肥 35kg 、尿素 10kg ,调节土壤肥力;

3.3.4 播种阶段

采用免耕播种机进行玉米播种,保障出苗率达 95% 以上。据合作社数据,2021-2023 年应用该技术后,土壤有机质含量从 2.6% 提升至 2.85% ,玉米亩产从 680kg 提升至 735kg ,化肥用量减少 12% ,综合种植效益每亩增加 150 元。

4 秸秆还田技术在青冈县的应用成效

4.1 提升耕地质量,修复黑土生态

通过秸秆还田技术应用,青冈县土壤理化性状得到显著改善。据县农业技术推广中心2023 年检测数据,连续3 年应用秸秆还田的地块:

土壤有机质含量年均增加 0.12% ,较未还田地块高0.35 个百分点;

土壤容重降低 0.08g/cm3 ,透气性提升 15% ;

土壤保水能力提升 10%-12% ,适配青冈县半干旱气候特征,有效缓解春旱对播种的影响。

4.2 促进作物增产,保障粮食安全

秸秆还田通过提升土壤肥力,直接推动作物产量增长。2020-2023 年数据显示:

玉米产区:应用粉碎还田技术的地块,平均亩产达 720kg ,较未还田地块增产58kg,增幅 8.6% ;

大豆产区:应用覆盖还田技术的地块,平均亩产达 195kg ,较未还田地块增产9kg,增幅 4.8% ;

品质提升:玉米籽粒淀粉含量提升 0.5 个百分点,大豆蛋白质含量提升0.3 个百分点,符合优质粮食生产要求。

4.3 减少资源浪费,实现生态效益

秸秆还田技术的推广,有效解决了秸秆焚烧带来的环境问题。2023 年青冈县秸秆还田量达129 万吨,减少秸秆焚烧量80 万吨,相当于减少PM2.5排放 1200 吨、二氧化碳排放 16 万吨;同时,秸秆还田替代化肥用量 1.8万吨,减少化肥面源污染,助力青冈县获评“省农业绿色发展示范县”。

5 秸秆还田技术在青冈县的推广策略

5.1 田间课堂培训

县农业技术推广中心组建20 支技术服务队,每年春季、秋季深入乡镇开展“田间实操培训”,通过现场演示秸秆粉碎、深耕翻埋等操作

5.2 培育示范典型

在每个乡镇建设2-3 个秸秆还田示范基地,选拔10 户“技术示范户”,通过“户带户、点带面”扩大技术影响力。

6 结论

秸秆还田技术与青冈县寒地黑土区农业生产高度适配,粉碎还田、覆盖还田、堆沤还田三类技术分别满足玉米规模化种植、大豆干旱地块种植、小规模设施农业的需求,具备广泛应用基础; 技术应用成效显著,可实现土壤有机质年均提升 0.1%0.15% 、玉米亩产提升 5%-8% 、大豆亩产提升3%-5% ,同时减少秸秆焚烧污染与化肥用量,经济、生态效益协同。

参考文献:

[1] 省农业农村厅. 省秸秆综合利用规划(2021-2025 年)[Z]. 2021.

[2] 王建国, 张兴义, 杨学明. 寒地黑土区秸秆还田对土壤有机质及作物产量的影响[J]. 土壤学报, 2020, 57(2): 412-420.

[3] 市农业技术推广中心. 市 2022 年秸秆还田技术应用报告[R]. 2023.

[4] 李艳, 赵伟, 刘刚. 东北地区玉米秸秆粉碎还田技术参数优化研究[J]. 农业机械学报, 2019, 50(S1): 1-7.

[5] 青冈县统计局. 青冈县国民经济和社会发展统计公报(2022)[Z].2023.

作者简介:邹月超(1982.10-) ,男,汉族,省市青冈县人,本科学历,任职于,高级农艺师。研究方向:农技推广。