玉米秸秆机械化还田与应用技术.pptx

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1、秸秆间接与直接还田秸秆间接与直接还田传统农业以间接还田为主；沤肥还田由于耗工太多，目前已经很少使用秸秆养畜以厩肥等形式还田，秸秆作工业原料等最终以垃圾或生物肥形式还田，但在统计利用途径时，不计为秸秆还田利用的范畴。因此，目前所说秸秆还田主要指直接还田，不包括间接还田。第1页/共40页1.1 1.1 翻耕还田 包括铧式犁翻埋与旋耕机混埋还田，2005年全国翻耕还田面积1934万公顷，占当年播种面积的12.9%旋耕机混埋还田铧式犁翻埋还田第2页/共40页1.2 1.2 覆盖还田 即秸秆或根茬留在地表覆盖还田，2005年覆盖还田742万公顷，占当年播种面积的5%秸秆粉碎覆盖还田收获后留下根茬还田第3

2、页/共40页1.3 20051.3 2005年秸秆翻埋和覆盖还田翻埋还田翻埋还田覆盖还田覆盖还田面积（万公顷）面积（万公顷）省份省份面积（万公顷）面积（万公顷）全国全国19341934全国全国742742山东山东322322河北河北187187黑龙江黑龙江300300山东山东9090河北河北267267内蒙内蒙8787河南河南177177江苏江苏8585江苏江苏9191河南河南6565安徽安徽8888山西山西4646山西山西8080陕西陕西3838内蒙内蒙6868黑龙江黑龙江2121新疆新疆6464北京北京1919陕西陕西6060吉林吉林1818第4页/共40页全国秸秆还田占总耕地面积18%；

3、其中80%集中在北方15省市区，单以北方15省市区计算，2005年秸秆还田比例达到耕地面积的32%；南方地区秸秆还田比例为10%左右。第5页/共40页省市省市保护性保护性耕作耕作免耕播免耕播种种翻耕还翻耕还田田省市省市保护性保护性耕作耕作免耕播免耕播种种翻耕还翻耕还田田北京市北京市291239198陕西陕西14512778天津市天津市888535甘肃甘肃7012270河北省河北省17426083567青海青海16247山西省山西省75535680宁夏宁夏353138内蒙古内蒙古1049842192新疆新疆6112821辽宁辽宁485104203青岛青岛17322536吉林吉林201014大连大

4、连8.81.21.4黑龙江黑龙江4226202633新疆兵团新疆兵团161665山东山东30941817035黑龙江农黑龙江农垦垦344.343河南河南30131244514北方合计北方合计429812676200311.4 2008年北方15省市区秸秆还田（万亩）第6页/共40页北方地区秸秆覆盖还田面积迅速增加北方地区近年来秸秆覆盖还田（保护性耕作，免耕播种）面积迅速增加，2008年达到16974万亩，占耕地16%；北方地区秸秆翻耕还田面积近几年变化不大，2008年为20031万亩占耕地20%；2008年北方地区秸秆还田面积合计占耕地36%，比2005年提高4个百分点，主要是覆盖还田增长的结

5、果。第7页/共40页1.5 2005年秸秆还田机器利用秸秆粉碎还田机47.3万台平均作业面积平均作业面积4141公顷公顷/台台第8页/共40页 2005年秸秆覆盖还田机器利用免耕播种机35万台，平均作业19.2公顷/台玉米免耕播种机小麦免耕播种机第9页/共40页二、秸秆还田的重要作用二、秸秆还田的重要作用提高土壤肥力，补充土壤有机质、改善土壤结构、补充土壤营养元素N.P.K，增加土壤含水量；减少焚烧秸秆，保护大气环境；减少风蚀、水蚀，保护土壤、保护环境；（秸秆覆盖功能）；减少温室气体排放。第10页/共40页2.12.1提高土壤肥力提高土壤肥力2.1.1 2.1.1 补充土壤有机质传统农业以使用

6、农家肥为主，加之产量较低、从土壤中拿走的碳较少，可以不需要秸秆还田而维持土壤有机质平衡。随着农业生产转为使用化肥为主，作物产量大幅度提高，从土壤中拿走的碳增加，而化肥不能补充有机质，传统耕作的土壤有机质普遍呈下降趋势。东北的黑土地变为黄土地，华北土壤有机质由半个世纪前的2%普遍降到1%左右，西北地区更出现大量的土地荒漠化、沙漠化。不补充有机质，不施施秸秆还田，农业生产必将出现重大灾难。大量实践证明，实施秸秆还田的土壤，不仅有效地扼制了有机质下降的局面，秸秆还田多的土壤，有机质含量还出现上升的势头，全部秸秆还田的土地可以年增加有机质0.01%左右。第11页/共40页2.1.2 2.1.2 改善土

7、壤理化性质土壤团聚体增加，土壤不易板结，能保持水、肥、气、热运行通道；孔隙度增大，田间持水能力提高，抗旱能力增强；容重降低、土壤疏松，有利作物根系发育。第12页/共40页山西临汾城隍乡连续12年秸秆覆盖还田的土壤，地表腐烂秸秆多，土壤团粒结构多，蚯蚓增加第13页/共40页2.1.3 2.1.3 补充土壤营养元素N N、P P、K K作物作物N N（%）P P（%）K K（%）小麦小麦25.325.310.210.265.165.1单季稻单季稻47.347.318.018.070.070.0玉米玉米44.044.012.812.867.167.1大豆大豆23.823.810.610.630.43

8、0.4麦麦稻稻35.235.211.611.667.267.2作物秸秆中含有大量N、K、P等营养元素，表1为秸秆占作物（包括子粒）全部N、P、K含量比例（%）表1 1 秸秆中N N、P P、K K含量占作物全部N N、P P、K K的比例第14页/共40页 2.1.4 2.1.4 提高降雨有效利用率（秸秆覆盖）经测定，北方地区秸秆覆盖可以减少径流60%左右，可以把更多的雨水蓄留在地里，提高降雨有效利用率；经测定，北方地区秸秆覆盖可以降低无效蒸发10%左右，使土壤中保持更多的水分供作物利用，提高水分的有效利用率。在北方雨养农业区，秸秆覆盖时抗旱保丰收的有力措施，为作物增产奠定了基础。第15页/共

9、40页小麦秸秆覆盖地玉米长势秸秆覆盖还田（右）与不还田（左）作物长势比较第16页/共40页2.2 2.2 减少秸秆焚烧、保护大气环境减少秸秆焚烧、保护大气环境农民为了抢收抢种，把剩余秸秆就地焚烧，烟雾弥漫，造成资源的严重浪费，这不仅污染环境，影响城乡居民生活，还对民航、铁路、高速公路的正常运转带来严重影响。第17页/共40页秸秆焚烧、污染环境据国家卫星气象中心的据国家卫星气象中心的定时监测，江苏省定时监测，江苏省20052005年夏熟作物就有年夏熟作物就有15121512个个秸秆焚烧火点。秸秆焚烧火点。第18页/共40页秸秆焚烧产生的问题燃烧秸秆、浓烟滚滚、污染大气环境，影响工厂生产，导致机场

10、、高速公路关闭。引发火灾。焚烧秸秆导致土壤营养物质损失，有资料说，焚烧一公顷秸秆平均损失105公斤N、11公斤P、211公斤K和大量有机 质。青岛一块地焚 烧秸秆与否的长势 差别十分明显。右边为放火烧掉小麦秸秆的玉米长势第19页/共40页2.3 2.3 减少风蚀、水蚀，保护耕地、保减少风蚀、水蚀，保护耕地、保护生态环境护生态环境我 国 是 一 个 风 蚀、水 蚀 严 重 的 国 家，农 田 风 蚀 面 积1214 Mhm2，水 蚀1013Mhm2。在土壤侵蚀严重的地区，秸秆覆盖还田具有突出的作用，可以减少风蚀60%、水蚀80%左右。不仅保护了土地生产力，而且抑制沙尘暴，减少河流浑浊，保护生态环

11、境。第20页/共40页减轻沙尘暴危害减轻沙尘暴危害第21页/共40页我国每年土壤侵蚀量50亿吨、33亿吨来至耕地，相当于耕地被刮走2.5mm。土壤侵蚀有风蚀、水蚀、工程侵蚀等水蚀冲走肥沃表土风蚀吹走细粒表土第22页/共40页农田风蚀主要在西北和东北部分地区，风蚀面积12 14Mhm2。水土保持工作者测定结果，风蚀量在每年1080t/hm之间，农田集中在每年10-20t/hm(表2)。2.3.1 2.3.1 土壤风蚀中国农业大学研制的移动式风蚀风洞风蚀导致耕地粗粝化风蚀导致耕地粗粝化第23页/共40页序序号号地地 区区气候气候土质土质风蚀量风蚀量t/hmt/hm2 2.y.y测定方法测定方法测定

12、时测定时间间1 1北京北京 延庆延庆半湿润偏旱半湿润偏旱壤土壤土11.2811.28插钎法插钎法2005 2005 2 2山西山西 右玉右玉半湿润偏旱半湿润偏旱黄土黄土13.713.7插钎法插钎法1990 1990 3 3山东山东 夏津夏津半湿润偏旱半湿润偏旱沙壤土沙壤土2121插钎法插钎法1992 1992 4 4陕西陕西 神木神木半湿润偏旱半湿润偏旱黄土黄土18.918.9模型法模型法1998 1998 5 5河北河北 丰宁丰宁半湿润偏旱半湿润偏旱风沙土风沙土96.296.2插钎法插钎法2002 2002 6 6内蒙古内蒙古 奈曼奈曼半干旱半干旱风沙土风沙土8080插钎法插钎法1993 1

13、993 7 7内蒙古内蒙古 奈曼奈曼半干旱半干旱沙质土沙质土21.621.6陷阱诱捕法陷阱诱捕法2002 2002 8 8青海青海 共和共和半干旱半干旱农田农田/草地草地7.5-437.5-43铯铯-137-137标记标记2000 2000 9 9青海青海 格尔木格尔木干旱干旱沙丘地沙丘地84.284.2铯铯-137-137标记标记2001 2001 1010新疆新疆 库尔勒库尔勒干旱干旱农田农田/草地草地31-6031-60铯铯-137-137标记标记1998 1998 表2、北方部分干旱、半干旱地区土壤风蚀测定第24页/共40页测定地点测定地点与时间与时间土壤有机土壤有机质质全氮全氮全磷全

14、磷全钾全钾测定测定方法方法河北丰宁河北丰宁 20022002表土表土(5cm)(5cm)1.31.30.0960.0960.0140.0141.831.83田间沙尘田间沙尘采集仪采集仪 风蚀物风蚀物3.0163.0160.1670.1670.0380.0381.991.99富集率富集率2.322.321.741.742.702.701.091.09内蒙古内蒙古正蓝旗正蓝旗 20032003表土表土(5cm)(5cm)1.381.380.1030.1030.0160.0161.821.82移动式风移动式风洞洞风蚀物风蚀物3.013.010.1790.1790.0380.0381.961.96富集

15、率富集率2.182.181.741.742.382.381.081.08表3.3.农田表土与土壤风蚀物的营养物质测定 （测定单位：中国农业大学）每年每公顷刮走300kg 有机质，耕层有机质含量下降0.005-0.01%,连续翻耕100年有机质下降0.5-1%，大部分耕地将不能使用。第25页/共40页我国北方水蚀面积10 13Mhm2,黄河流域是水蚀最严重地区之一,每年入海泥沙16亿吨，平均水蚀15 t/hm以上。水蚀引起的土壤流失水蚀引起的土壤流失2.3.2 2.3.2 农田土壤水蚀水蚀导致耕地退化第26页/共40页测试地区测试地区单位单位土壤坡土壤坡度度土壤流蚀量土壤流蚀量 （单位）（单位）

16、测试方法测试方法时间时间传统耕作传统耕作保护性耕保护性耕作作减少率减少率%山西寿阳山西寿阳中国农业大学中国农业大学5 5度度7.34 7.34(t/hm(t/hm2 2)1.451.45(t/hm(t/hm2 2)8080大田径流区、大田径流区、翻斗仪翻斗仪1998-1998-19991999河南洛阳河南洛阳洛阳农科院洛阳农科院0 0度度0.5250.525(t/hm(t/hm2 2)0.1230.123(t/hm(t/hm2 2)7676土槽、模拟土槽、模拟降雨降雨2000-2000-20012001山西隰县山西隰县山西农业大学山西农业大学5 5度度0.4540.454(g/s)(g/s)0

17、.0480.048(g/s)(g/s)8888人工修坡、人工修坡、模拟降雨模拟降雨199919991010度度3.3273.3271.1541.15465651515度度6.0466.0463.5433.5434141保护性耕作比传统翻耕减少水蚀 80%第27页/共40页秸秆覆盖还田，减少风蚀、水蚀，抑制焚烧秸秆，不仅保护了耕地，而且抑制沙尘暴，减少河流浑浊，保护生态环境。加块推广保护性耕作、保护耕地质量与数量势在必行。一年两熟区保护性耕作一年两熟区保护性耕作减少土壤侵蚀减少土壤侵蚀一年一熟区保护性耕作一年一熟区保护性耕作减少土壤侵蚀减少土壤侵蚀第28页/共40页2.2.4 减少温室气体排放温

18、室气体主要指 COCO2,N,N2 2O O 和 CHCH4；COCO2 对温室效应的贡献占60%，是主要的温室气体。一部分来自农田碳的氧化，以COCO2 气体的形式跑到大气中去了，农田有机质含量相对下降；秸秆还田提高土壤有机质，土壤中汇集的碳多了，大气中COCO2就少了；N N2 2O O 对温室效应的贡献占17%，是第二位的温室气体。主要来自农田氮肥的硝化与反硝化过程，秸秆还田通过减少侵蚀、减少氮肥用量等可以有效降低N N2 2O O排放。第29页/共40页加拿大研究结果，传统耕作时期（加拿大研究结果，传统耕作时期（1890-19701890-19701890-19701890-1970）

19、土壤中）土壤中C C C C储量储量减少，大气中减少，大气中COCOCOCO2 2含量增加；保护性耕作时期（含量增加；保护性耕作时期（1990-1990-1990-1990-现在）现在）土壤有机质上升，大气中土壤有机质上升，大气中COCOCOCO2 2减少。减少。CO2SOMTT period(1890)SOM Go downSOMconstantSOMincreaseCT adoption(1990)Farming土壤中有机质含量增加大气CO2含量下降土壤中有机质含量下降大气CO2含量上升第30页/共40页三、秸秆还田问题与分析三、秸秆还田问题与分析 3.1 3.1 维持农田土壤C C平衡问

20、题秸秆还田首先是满足农田土壤C平衡所必须，而不是给秸秆找出路。没有秸秆还田，土壤将不可能持续利应用。农田土壤C平衡需要多少秸秆？目前缺乏科学的数据，要通过较长期的定位试验得出。因此，还难以实施按平衡需要确定还田秸秆数量。当前我国土壤有机质含量普遍偏低，如山东土壤有机质含量1.09%，许多地区比山东还低；因此有条件的地方，完全可以采用全部秸秆还田，以提高土壤肥力。第31页/共40页3.2 3.2 减少秸秆焚烧问题目前运出田间作原料、饲料和燃料的秸秆占一半左右，还有50%左右需要田间就地消化。但机械化秸秆还田面积才20%，估计还有少量人畜力秸秆还田，但比例不大且愈来愈少，因此秸秆丢弃和焚烧难以避免

21、。解决丢弃和焚烧秸秆问题的有效途径，是把机械化秸秆还田消耗的秸秆数量由20%扩大到50%左右，从根本上解决秸秆焚烧问题。农民对秸秆还田基本是接受的，存在问题一是还田机械不足，二是翻埋还田需要成本较大。第32页/共40页3.3 3.3 秸秆覆盖还是翻埋还田问题秸秆覆盖还田的作业次数少、作业成本低于翻埋还田的成本。覆盖还田既把秸秆作为覆盖物，起到减少风蚀、水蚀，减少蒸发的保土保水作用。因此，秸秆覆盖还田的综合效益，可持续发展效益好于翻埋还田。秸秆覆盖还田基本上是和免耕播种结合在一起的。如果没有免耕播种机在秸秆覆盖地直接播种，必须把秸秆推到一旁、或运出田间，用普通播种机播种，再把秸秆推回来或运回来并

22、铺撒均匀。其结果是耗费大量的能量的劳动力，难以在实际中推广。秸秆覆盖还田是今后的发展方向，目前面积仅8%左右，需要加快发展。第33页/共40页 3.4 3.4 秸秆还田模式问题合理的模式是每块地都有一定数量的秸秆还田，实际情况不是这样。现在要么秸秆全部不还田（需要秸秆作燃料、饲料或原料的地方）或者仅根茬还田，要么秸秆全部还田。如果不施有机肥、秸秆全部不还田，显然是不合理的，必将导致土地退化、生产力下降。在土壤侵蚀严重的地区，即使施用有机肥，也必须要有秸秆还田，控制风蚀、水蚀考虑到农家肥（有机肥）数量有限，多数是用于经济作物，粮田很少使用，粮食作物都应实施秸秆还田。可根据需要与可能，分别采用全部

23、秸秆还田，部分秸秆还田或根茬还田。由于缺乏可以回收部分秸秆的机器，目前采用部分秸秆还田还有困难。第34页/共40页1 1、加快秸秆还田速度建议国家有关部门制定计划，把还田的秸秆数量由目前的20%扩大到50%左右，以较彻底的解决秸秆丢弃和焚烧问题。以10-15年时间秸秆覆盖还田和翻埋还田各达到30%计算（部分农田为根茬覆盖，合计还田的秸秆数量50%左右）需要增加秸秆还田机50万台，免耕播种机90万台和部分动力机械，总投入100亿元左右。四、建议四、建议第35页/共40页2 2、加大保护性耕作推广力度秸秆覆盖还田是保护性耕作的主要内容，发展秸秆覆盖还田的主要方式，就是发展保护性耕作。“国家保护性耕作建设规划”已经批准，建议政府有关部门尽快落实，组织实施。保护性耕作下小麦出苗第36页/共40页3、建立试验点，确定合理的秸秆还田数量，方式在典型地区设立长期定位试验点，如西北一年一熟旱作区，华北一年两熟灌溉区，东北高寒垄作区，南方多熟区，西南山区等，为长远、合理的解决秸秆还田问题提供科学依据。第37页/共40页4 4、开发部分回收秸秆、部分还田的机具开发收割部分秸秆（上部）、装车外运，留下部分秸秆粉碎还田的谷物联合收获机。开发捡拾部分粉碎的秸秆、打捆外运，部分秸秆留下还田的捡拾打捆机。实现按需要数量的秸秆还田。第38页/共40页谢 谢第39页/共40页感谢您的观看！第40页/共40页