秸秆综合利用技术,目前不外乎直接还田,做燃料、饲料,做工业品原料和加工有机肥料。除直接还田外,其它途径都需要将秸秆移出田间,再加工处理。移出田间则须有捡拾、装卸、运输、贮藏、加工和相应的二、三次装卸、运输等过程,使原本无成本或价格低廉的废弃秸秆,增加了较大的附加利用成本。同时,在秸秆再利用过程中,还存在较大的潜在火灾和二次污染等隐患,致使其综合利用不易持续,长远发展乏力。而将秸秆直接还田,不仅无额外成本,还是保水、保土,解决焚烧污染的最简单、最直接、最易实现的好出路,既保护了生态环境,实现了农业可持续发展,又满足了最佳的秸秆培肥地力的利用方式,更是符合现阶段我国农村经营体制、农民经济实力和实现我国承诺的节能减排目标的唯一持续可行、立竿见影、国家农民双赢的解决途径。
保护性耕作的核心技术是秸秆还田免耕播种,即在秸秆还田覆盖地表和浅层混拌于土壤中的前提下,直接进行免耕播种作业。这种种植方式,不仅可将玉米秸秆全部留置田间还田而不用清除,而且实现了种地养地、培肥地力、保水保墒、杜绝焚烧和土地保护,有效防止了耕层土壤的风蚀水蚀。
一、东北地区推进保护性耕作的主要障碍和破解办法
1.技术层面 秸秆覆盖量过大,翌年播种拖堆,地温回升慢,影响播种质量。解决方法有三:第一,可采取改变耕作技术路线,改进玉米收获机,实现在玉米收获时进行高留茬(40cm左右),根茬上部秸秆切成不规则长段,简单控制切段秸秆的抛洒位置,最大限度实现翌年播种带少留切段秸秆,非播种带多留切段秸秆,此法更适于宽窄行形式的种植模式;第二,不改造玉米收获机,在秋季机收玉米时适度留高茬,茬上部秸秆粉碎还田,然后于秋季对翌年播种带进行条带旋耕作业,打碎、混拌表层过厚的秸秆,达到翌年可播种状态,此法适用范围广,但增加了一次表层过厚秸秆处理作业过程;第三,有条件地方改现行的60cm或65cm垄距为70cm宽垄距,秸秆覆盖还田后适度留高茬,茬上秸秆直接切成不规则段还田,或卸下秸秆还田机,直接“骑倒、撞断”秸秆,形成长短不一、铺放不规则的覆盖秸秆,翌年即可直接免耕播种。此三种方法均可有效解决播种拖堆和地温回升问题,尤其是第一、二种方法经验证,效果非常令人满意。
2.机具层面 目前,东北地区秸秆还田农民不接受的主要因素是翌年播不了种,而能够有效实现秸秆还田覆盖免耕播种作业的播种机只有吉林康达、大元两种质量性能过关的牵引式重型免耕播种机,其它依此仿制的产品均存在各种不同的问题,影响农民的认可和接受保护性耕作秸秆全覆盖免耕播种技术。解决办法,从秸秆还田免焚烧和黑土地保护等战略高度,对该机具进行特殊高额补贴,从环保、节能减排、黑土地保护等资金中列支专项,对采取秸秆全量还田不焚烧的耕作形式给予政策性补贴拉动,由政府牵头推动这一先进耕作制度的快速推广应用。
3.政策层面 将秸秆还田免耕播种保护性耕作技术,作为各级政府发展循环农业、生态农业、可持续现代农业和实现节能减排的硬性考核内容,作为类似于环境保护“一票否决”的强硬措施加以贯彻执行。适逢世界环境日,我国承诺了巨大的节能减排任务,应将该技术的推进,财政资金支持,机具与技术改进研发支持等,作为农业农村工作的突出任务,由政府牵头来加以推进,投入增量、扶持增量及其配套辅助投入等,均应作为对各级政府绩效考核的主要指标,跳出仅农业部门自我“吆喝”推进的陈旧观念,这样才能加快其发展进程。
二、秸秆还田地表覆盖深松免耕与秸秆粉碎还田深翻深埋优劣的分析
秸秆还田地表覆盖深松加免耕播种,一方面可有效接纳天然降水蓄存土壤之中,另一方面还具有极显著抑制土壤水分蒸发、保水保墒的作用。保水保墒是目前粮食生产中最突出的难题,因此,秸秆还田地表覆盖既是无成本且简便可行的蓄水保水措施,也是粮食生产中最为急切的需求,而秸秆还田覆盖方式又有着原始森林落叶覆盖培肥土壤的功效,对自然形成的耕层结构和层次不予破坏和改变,同时,现有作业技术与作业机具已基本能够满足作业需求,存在的一些机具技术问题已经基本找到破解方法。
秸秆粉碎还田深翻深埋,作为一种纯从培肥地力、改善土壤养分失衡的措施来讲,不乏是一种较理想的方法,可较快速培肥耕层土壤养分防止供给失衡,抑制并解决土壤肥力逐年下降的问题。但随着农业、农机化生产技术的不断进步与发展,历史上认知的深翻深埋整地优势已逐渐淡化,实施中面临的问题日渐突出。
1.深翻深埋解决秸秆出路问题,需要用旋耕机先行处理一次秸秆再翻入地下,否则难以将秸秆全部扣入地下。同时,若扣入地下的秸秆量过大、过厚,仅经过寒冷的冬季不会腐烂,会导致翌年无法正常播种出苗,种子发芽和根系生长受阻。
2.标准规范的秸秆深翻深埋,需用150马力以上的大型拖拉机和大型双向翻转犁以及耙压机具,且以优质或进口机械为佳,才能保证达到30cm以上较理想规范的耕深。由于现有此类机具极少,而新增机具一次性投资过大,若作业量不足,缺乏足够多、足够长时间的政府补贴支撑,将会因购机者作业成本过高、效益过低,难以快速回收成本和显著盈利,从而导致无法长久维继,也难以影响更多人加入“效仿”队伍。单独依靠政府长久、大量买单绝非长久之计,亦非市场经济规律。
3.秸秆深翻深埋后尚需要两次耙地和镇压,就现阶段而言,不但耙地机械难寻,而且经过耙碎的土壤更易受风蚀水蚀,形成扬尘而流失,不利于黑土地保护。据欧美研究表明,土壤耕翻是导致表土流失、形成沙尘暴的重要因素之一,其在加速地力培肥的同时,也加速了表土的流失。
4.深翻深埋整地作业消除了地表“以垄”划分的农民土地“地界”,易造成农民地界的“串垄”矛盾,因此只适于大面积统一耕种条件下的家庭农场或种植大户作业。对于更大范围、更多“散户”的分散经营土地,采取深翻深埋解决秸秆问题,产生“土地、地界纠纷”的潜在问题将会增多,即使采取GPS定位技术也难以破解现实中的具体问题。
5.采用深翻深埋技术解决秸秆问题,只适用于耕层深厚的土壤,适用范围极其有限。而对于耕层不足、但范围广阔的广大粮食主产区,仍存在较突出的技术问题、经济问题,需要一个较漫长的过程。而面对节能减排、杜绝秸秆焚烧等严峻紧迫的外部形势,立竿见影、成本低廉、少投多得、效益明显的技术路线,应为率先为之的推进途径。