秸秆还田就是将摘穗后直立的作物秸秆,用大中型拖拉机配套的秸秆还田机具直接粉碎、抛洒于地表,随即耕翻入土,使之腐烂分解作底肥。
秸秆还田机具有提高劳动效率,减轻农民劳动强度,节约工时投入,增加土壤有机质含量,减少水土流失,增加蓄水纳墒能力,消灭病虫害,提高粮食产量等优点。本文就目前比较典型的几种秸秆还田机具的结构特点、适用范围、使用优缺点等进行对比,机手可根据本地具体情况选择适宜机具。
联合收割机配装秸秆切碎装置
在联合收割机后部增加了玉米秸秆切碎装置或稻麦秸秆切碎装置,组成了联合收割秸秆切碎联合机,将进入联合收割机的玉米秸秆或稻麦秸秆切碎后撒散在地面,实现了秸秆切碎和抛散作业。秸秆的切碎装置由一组切刀和喂入轮组成,或由旋转滚筒加定刀片组成。工作时,秸秆被强制喂入,靠喂入轮和刀片的转速不同来切碎秸秆;按其特性可分为“甩刀式”和“定直径滚刀式”。为了防止秸秆阻塞,可在秸秆切碎装置处,加装秸秆堵塞报警装置,一旦发生堵塞,可随时发现,及时排除故障,避免零件损坏。秸秆切碎装置的抛撒装置由排草风扇、扇形导流板及动力传递机构等组成,使秸秆切碎并均匀抛撒。秸秆切碎装置一般把秸秆切断成长度小于10厘米,其切碎和抛撒性能均达到农艺要求,有利于后续旋耕作业和秧苗的栽培,并可根据需要,装上或卸下切碎装置。
这种切碎装置主要用于玉米、油菜和稻麦秸秆切碎,优点是方便、经济、省工省时;存在的问题是只能将秸秆切碎,不能将秸秆理入土壤,并受联合收割机的功率影响、切碎效果差、留茬高,对秸秆量大的玉米地适用性差。
玉米秸秆还田机
玉米秸秆还田机由轮式拖拉机驱动,三点悬挂牵引,作业幅宽主要为150厘米~200厘米,配套动力37.5千瓦~60千瓦。通常为单轴卧式,主要由齿轮箱、传动轴、皮带传动组件、刀轴组件、机罩、定刀及限位辊等组成。刀轴组件上装有切削刀具,切削刀具通常有三种:锤爪、弯刀和直刀,每种刀轴上配有相同的切削刀具,通常为对称排列,在同一刀轴上的切削刀具型式不能互换。在粉碎室罩壳上装有2~3排定刀,与切削刀具组合成粉碎室。工作时,刀轴以1800转/分钟~2000转/分钟高速旋转,高速运动的切削刀具对地面上的秸秆进行砍切作业,每次砍切都会切去一部分秸秆,并以高速砍、切、撞、搓、撕的方式将玉米秸秆直接粉碎,或者在高速旋转的粉碎部件带动下,将砍切下的玉米秸秆高速卷入粉碎室,又受到罩壳上定刀的进一步砍切、打击、撕裂、揉搓,经过反复的砍切、打击,秸秆成碎段或纤维状,均匀地抛撒在地面。
粉碎后玉米秸秆的留茬高度受秸秆还田机限位辊的控制,调节限位辊的角度,可改变玉米秸秆的留茬高度。为提高粉碎效果,切削刀具刀端的切割线速度要求较高,因此消耗的功率较大。为防止切削刀具入土,一般留茬高度为4厘米~5厘米。存在的主要问题是留茬高,不能解决根茬的粉碎还田,在田块不平的地方切削刀具易入土,易造成刀具磨损,甚至损坏机具。
双轴灭茬机
双轴灭茬机又称双轴灭茬旋耕机,由轮式拖拉机驱动,三点悬挂牵引,双轴型式,作业幅宽主要为140厘米~250厘米。主要结构有齿轮箱、传动轴、侧传动箱、前后刀轴、机架、机罩盖等组成。前刀轴为灭茬轴,在每个刀盘上装有4把或6把L型灭茬刀,螺旋排列,刀轴转速410转/分钟~500转/分钟,灭茬深度5厘米~8厘米,耕深可达16厘米。后刀轴为旋耕轴,装有普通旋耕刀,螺旋排列,刀轴转速220转/分钟~240转/分钟,通常为中间齿轮传动,双轴共用一个机盖罩。工作时,前轴对秸秆进行灭茬,并对地下根茬进行切碎,后轴进行旋耕,将秸秆旋入土中,作业效果符合旱作秸秆还田的作业质量要求。
该机具优点是复式作业,可减少一道农田耕作作业,方便、高效,粉碎后的秸秆和根茬大都入土,有利于秸秆腐烂和后续农田作业;存在的问题是机具结构较复杂,整机较重,只适用于垄作玉米、大豆等30厘米以下的低秸秆和根茬粉碎还田,应用范围较窄。
秸秆粉碎灭茬还田机
该种机械又称为玉米秸秆和根茬粉碎(破碎)还田机或秸秆粉碎灭茬还田机,是在单轴式玉米秸秆还田机的基础上增加根茬旋耕切碎刀轴,为双轴式。配套动力45千瓦~63.75千瓦,作业幅宽140厘米~180厘米,灭茬深度5厘米~8厘米。主要由齿轮箱、传动轴、侧传动箱、前后刀轴、机架、工作箱罩和限位辊等组成。前轴为粉碎轴,进行地面秸秆粉碎,采用玉米秸秆还田机的型式,切削刀具为高速旋转的锤爪或弯刀,对称排列。后轴为灭茬轴,进行根茬切碎及旋耕,采用双轴灭茬旋耕机的灭茬刀轴型式和L型灭茬刀,螺旋排列,刀轴转速400转/分钟~450转/分钟。双轴共用一个工作箱罩。工作时可将玉米秸秆及根茬全量粉碎或切碎后旋耕还田。
其优点是复式作业,可减少一道农田耕作作业,可用于玉米秸秆、棉花秸秆、油菜秸秆等高秆硬秸秆和根茬的粉碎还田,方便、高效,在秸秆还田的同时进行根茬处理和秸秆掩埋,有利于秸秆腐烂和后续农田作业;存在的问题是机具结构较复杂,作业功耗较大,切削刀具不可更换,机组调整困难。
秸秆切碎还田机
秸秆切碎还田机主要由机架、动力传动机构、秸秆削断(喂入)机构、秸秆输送机构、秸秆切碎机构、灭茬机构和灭茬深度调整机构组成。配套动力37.5千瓦,作业幅宽110厘米,灭茬深度2厘米~5厘米。切碎机构装有动刀14片,定刀2片,秸秆切碎长度<9厘米。工作时,被拖拉机推倒的秸秆经过旋转刀削断,秸秆在5个喂入辊的共同作用下,输送到秸秆切碎机构,在切碎旋转刀和定刀的共同作用下,完成秸秆的切碎过程,完成灭茬覆土保墒作业。
该机优点是结构紧凑,重量轻,采用铡切粉碎,作业质量好,动力消耗少,作业效率特高。存在的问题是灭茬深度浅,秸秆覆土差,其结构复杂,维修调整较多,对作业地块平整度和秸秆含水率要求较高,玉米秸秆含水率一般应为20%~30%。
反转灭茬机
反转灭茬机结构与一般系列旋耕机的结构基本相同,幅宽160~180厘米,配套动力40.5千瓦~48千瓦。反转灭茬机正转用于旋耕作业,反转用于秸秆还田作业。反转灭茬机由传动部件、刀轴、机架和辅助部件组成。刀轴由刀管轴、刀片、刀座和轴头等组成,刀片为普通旋耕刀。灭茬作业时,刀轴采用反向旋转,即刀轴的旋转方向与作业机行走轮旋转方向相反。旋耕刀从土壤底部开始向土壤表面逆向切土,将秸秆翻入土中,一次可完成灭茬、秸秆还田、埋青、旋耕碎土、掩埋以及覆盖等作业,作业后地表平整,碎土率高,可满足农艺要求。使用时,应保证挡土罩与旋耕机的正确位置,利用挡土罩将散土引导向后。
该机的优点是一机多用,可作灭茬用,也可作旋耕用,无漏耕现象,适用于稻麦秸秆的灭茬还田作业。存在的问题是灭茬作业时易拥土,机组功耗较大,效率低,在秸秆量大时灭茬效果较差。
水旱两用埋茬耕整机
水旱两用埋茬耕整机是近年来在原有旋耕机结构的基础上改进后出现的一种新型机具。为了适应水耕埋茬,将旋耕机一节挡泥板改进为两节弹性平土板,以增加平田功能。在旋耕机刀轴上加装了横向压草板,加强了埋草功能,提高了埋草率。旋耕刀片为S195普通旋耕刀,也有的为厂方自行设计改进的小型刀,刀片数量比旋耕机增加20%~40%,刀库的排列有的为全螺旋排列,有的为两两螺旋排列。水耕时可留全量秸秆埋茬,做到水耕、起浆、埋茬、平整一条龙作业。旱耕作业时,可拆除压草板,更换稍大的旋耕刀,满足旱田旋耕要求。
该机幅宽160厘米~230厘米,配套动力33千瓦~47.8千瓦,水耕深度达16厘米,旱耕深度达12厘米,植被覆盖率≥80%,水耕后的田块符合插秧的要求。适用于麦秸秆水田埋茬耕整,稻秸秆旱田灭茬还田(稻秸秆需切碎)。该机优点是结构简单、成本较低,一机多用,功耗小,效率高。缺点是在麦田的墒沟处或田块不平时水耕整地效果不理想,需反复两三遍作业才可达到效果,麦茬过多时易缠草。