国内典型秸秆还田技术及机具的比较与分析丁艳1，彭卓敏1，夏建林2（1.农业部南京农业机械化研究所，南京市，210014；2.江苏悦达黄海手扶拖拉机有限公司，江苏盐城，224002）摘要：本文着重论述了目前我国秸秆还田技术及机具的发展与研究现状，对联合收割机秸秆切碎技术及装置、玉米秸秆还田技术及机具、双轴灭茬技术及机具、秸秆和根茬粉碎还田技术及联合机具、棉秆粉碎收获技术及机具、秸秆切碎灭茬还田技术及机具、反转灭茬技术及机具和水旱两用埋茬耕整技术及机具等国内几种典型的秸秆还田机具的结构特点、适用范围、使用优缺点等进行了分析比较，并对秸秆还田技术及机具的发展趋势进行了初步探讨。
关键词：秸秆还田技术；机具；比较；分析Domestic Comparison and Analysis of a typical straw machineryDING Y an, PENG Zhuo-min, XIA Jian-lin(Nanjing Research Institute Agricultural Mechanization Ministry, Nanjing, 210014,China) Abstract:This paper focuses o n C hina's current straw techno lo gy and eq uip ment develop ment and research status,analyzing and co mparing o f ad vantages and disad vantages with the co mb ine harvester stalk shredd ing techno lo gy and devices, corn straw techno lo gy and eq uip ment, techno lo gy and equip ment b iaxial stubb le, straw and stubb le smashing techno lo gy and jo int ing eq uip ment, co tto n stalk crushing harvesting techniq ues and eq uip ment, shredd ing straw stubb le to field techniq ues and equip ment, inversio n techniq ues and equip ment, and stubb le buried in floods, dro ughts and crop Tillage techno lo gy and d ual-using eq uip ment and other do mestic typ ical straw in structural characteristics, scope, use the advantages and d isad vantages.The develop ment tendency o f straw techno lo gy a nd eq uip ment is initial attempt to d iscuss. Key wo rds: Straw techno lo gy; machine; co mpariso n; analysis0 引言我国每年的粮食产量5亿吨左右，棉花、油料等作物产量约为3000万吨，这些作物的秸秆产量保守估算也在6亿吨以上，是农业生产中最大的可再生资源。
作物秸秆包括水稻、小麦、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗、蔺草、桑树和其他经济类农作物秸秆。
作物秸秆是一项重要的农业资源。
作为农业生产的副产品，具有产量大、分布广、供应稳定的特点，应合理利用。
历史上，我国有利用秸秆的优良传统，农民用秸秆建房蔽日遮雨；用秸秆烧火做饭取暖；用秸秆养畜积肥还田，合理利用秸秆是我国传统农业的精华之一。
我国用作肥料和饲料的秸秆总量不足3亿吨，大量秸秆没有被充分利用，成为污染环境的一大隐患。
近年来，由于各地政府为解决焚烧秸秆而造成的环境污染问题，十分关心农作物秸秆的综合利用。
近年的实践表明，秸秆切碎直接还田，已成为解决农作物秸秆出路的主要技术措施和手段。
农作物秸秆直接粉碎还田是增加土壤有机质，培肥地力，改善土壤结构，提高地温，增强蓄水保质能力，实现农业生产节本增效的一项重要措施，同时也是保护环境，发展生态农业，实现农业可持续发展的重要手段。
1 秸秆还田机具的发展现状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。
但必须依照一定的工艺流程作业，才能达到预期的目的。
否则，可能出现相反的结果。
秸秆还田就是将摘穗后直立的作物秸秆，用于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。
与较传统的种植方式相比，省去了砍、捆、运、铡、沤、翻、送、撒等多道工序。
它是施肥方式的一次重大改革。
农作物秸秆直接粉碎还田，是农作物秸秆利用中最直接、最方便、使用最广泛的一种方法，是一项一举多得的农机化新技术，经济效益和社会效益十分显著。
国内秸秆粉碎还田技术始于九十年代初，在消化吸收国外同类机具的基础上，首先研发了玉米秸秆粉碎还田技术和机具。
经过十多年的改进完善，已经形成以玉米秸秆为处理对象的秸秆粉碎还田技术及系列机具，配套动力37.5kW～60kW(50HP～80HP)，工作部件为甩刀、锤爪、还有少部分为弯刀。
目前国内虽有秸秆和根茬粉碎还田机具的报导和专利，也曾有单位研究过单轴式的玉米秸秆和根茬粉碎还田的机具，但由于粉碎效果难以达到农艺要求，作业效率低，一直未见到有成熟的秸秆和根茬同时粉碎还田的技术及机具推广。
玉米、棉花、油菜等高秆硬秸秆还田主要是通过机械粉碎装置将秸秆切碎或粉碎后覆盖在未耕地上，或者连同根茬一起粉碎后埋入土里，其作用为：1）减少地表径流，增加雨水入渗，抑制水份蒸发，抗旱保墒；2）调节地温，利于微生物的繁殖和活动，促进土壤水分转化与分解；3）保护土壤表层，防止水土流失，抑制杂草生长；4）秸秆腐烂后，增加有机质和腐殖质，培肥地力，缓解氮、磷、钾肥比例失调的矛盾，增加作物产量；5）改善土壤物理性状，增加团粒结构，增加孔隙率，降低土壤耕层容重，优化农田生态环境。
九十年代中期开始，国内相继研究开发了联合收割机玉米、稻麦秸秆切碎技术扩装置、双轴灭茬技术及机具、玉米秸秆和根茬粉碎还田技术及机具、反转灭茬技术及机具，2004年又开始研究开发了水旱两用埋茬耕整技术及机具，对解决稻、麦秸秆还田问题起到了很大作用。
2 秸秆还田技术及机具的结构特点、适用范围及优缺点2.1 联合收割机秸秆切碎技术及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10cm,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。
2.2 玉米秸秆还田技术及机具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150cm～200cm，配套动力37.5kW～60kW。
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1800r/min～2000r/min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份秸秆，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。
该机具的切碎方式属于无或单支承切割，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4cm～5cm。
存在的主要问题是茬留高，不能解决根茬的粉碎还田，严重影响了下茬作业，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。
2.3双轴灭茬技术及机具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140cm～250cm。
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410r/min～500r/min，灭茬深度5cm～8cm，耕深可达16cm，在幅宽210cm以下通常为侧面齿轮传动、通轴结构，在幅宽210cm以上通常为中间齿轮传动。
后刀轴为旋耕轴，装有普通旋耕刀，螺旋排列，刀轴转速220r/min～240r/min，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30cm以下的低秸秆和根茬粉碎还田，应用范围较窄。
2.4 秸秆和根茬粉碎还田技术及联合机具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。