一种东北地区玉米保护性耕作模式下基于有机肥田间堆沤的秸秆全量还田方法技术

本发明专利技术属于秸秆的堆沤及还田耕作技术领域，具体涉及一种东北地区玉米保护性耕作模式下基于有机肥田间堆沤的秸秆全量还田方法。基于秸秆就地堆沤和直接还田的原则，本发明专利技术以不小于2ha单位面积的田块为秸秆收集区，选取秋收秸秆留高茬后地表覆盖粉碎秸秆的1/3与适量畜禽粪便和特定组分的低温菌剂混合进行原地堆沤制成有机肥，并通过条播施肥的方式还田，从而实现秸秆全量还田。与常规直接将秸秆全部粉碎还田相比，本发明专利技术所述秸秆全量还田的方法能够解决秸秆全量粉碎覆盖还田导致地温低影响播种质量、出苗率的问题，在提高秸秆综合利用率的同时提升肥效，最大程度减少对耕层土壤的扰动，符合保护性耕作模式的技术要求。符合保护性耕作模式的技术要求。

【技术实现步骤摘要】
一种东北地区玉米保护性耕作模式下基于有机肥田间堆沤的秸秆全量还田方法


[0001]本专利技术属于有机废弃物的堆沤及还田耕作
，具体涉及一种东北地区玉米保护性耕作模式下有机肥的田间堆沤方法和秸秆全量还田方法。

技术介绍

[0002]我国每年秸秆产生量有8亿吨左右，如何高效利用秸秆资源一直是农业生产面临的实际问题。东北地区作物产量高背后的副产品是大量秸秆，目前东北农业生产中实际上就是如何解决或利用秸秆的问题。保护性耕作既依靠秸秆覆盖还田实现了蓄水保墒，又通过作物秸秆给耕地“盖被子”减少了风蚀、水蚀、避免田间焚烧秸秆污染大气环境、节省用工与节约作业成本，被认为是提升秸秆综合利用率的有效手段。秸秆覆盖还田的方法虽然最简便、最经济、最省事，然而因秸秆中主要成分为纤维素和半纤维素，东北地区漫长的低温气候导致其不易腐烂，制约着秸秆还田提高土壤肥力的成效；耕层苗带较多的秸秆也会影响第二年的播种质量、出苗率和后期作物生长，在秸秆量产生较大的地区还存在着秸秆全量还田难的问题。
[0003]针对上述问题，现有技术多采用秸秆腐解剂及氮肥或者畜禽粪便的混合施入，以加快秸秆的腐解、补充土壤所需营养物质。如CN201710699909.4介绍了一种寒区秸秆深翻还田的方法，将秸秆粉碎喷入尿素水溶液，接种纤维素分解菌剂后翻入30cm土壤中，从而提高作物秸秆腐解速率，培肥地力，减轻面源污染，增加经济效益。CN201810253482.X介绍了一种促进秸秆腐解的方法，将秸秆粉碎后，加入微生物菌剂保水剂和肥料后翻埋还田后浇水，从而提高农田土壤有机质含量，改善土壤结构，增加微生物活力，提升粮食产量。CN20211247533.6也介绍了一种利用秸秆腐熟剂促进低温环境下秸秆的快速腐解的方法，在粉碎后的玉米秸秆上喷撒含有低温细菌、真菌、放线菌和活性酶的菌剂，并补充氮肥，深翻埋至20～30cm后，进行冬灌。通过该方法可培肥地力，改善土壤环境，抗旱保墒，减少化肥用量，提高作物产量等有益效果。201910000761.X介绍了秋季玉米秸秆(20～50％，质量比)和畜禽粪便(80～50％，质量比)加0.1％的菌剂在田间堆沤，通过翻堆破碎一体机进行翻堆处理，春季用撒肥机按照1
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1.5吨/亩的用量，抛撒于耕地表面。CN201811120042.3介绍了一种方法：将玉米秸秆粗粉碎抛撒于田间，将畜禽粪便混合微生物喷施秸秆表面后粉碎，最后经旋耕或者翻埋混入耕层。CN201510379509.6介绍了一种畜禽粪污与秸秆耦合还田的方法，采用菌剂混合发酵粪水，喷施于粉碎的秸秆上，破垄起新垄，将畜禽粪污(30～50吨/公顷)与秸秆埋于新垄镇压。然而，这些技术均通过喷施菌剂，通过翻埋等途径进入土壤耕层或者更深层次，大多需要对耕层土壤进行深度翻耕和破坏，这与保护性耕作技术中的少动土的核心内涵相违背。
[0004]保护性耕作技术的根本在于尽量减少对土的扰动，推广少耕免耕的耕作模式。CN201910007144.2介绍了一种玉米秸秆归行全量还田的保护性耕作方法，将秸秆通过归行轮流置于玉米宽窄行，使粉碎秸秆轮流在休闲带中进行腐解，以保证在秸秆全量还田情况
下，免耕播种不受到影响。CN201810075673.1介绍了一种保护性耕作苗床整理深松施肥的装置，在原茬秸秆覆盖、未经翻耕的土壤播种之前，进行破茬、深松入土15～18cm、由施肥管进入窄沟后镇压形成15cm宽的苗床，以保证播种作业质量。畜禽粪便、秸秆作为农家肥长期以来被人们作为基肥使用，但是由于技术不规范，存在腐熟不完全、养分转化率低、蚊蝇滋生等缺陷，造成施用后肥效差、易生病虫害等问题。
[0005]基于上述保护性耕作下秸秆还田面临的技术问题，目前有机肥厂多通过好氧堆肥技术将畜禽粪便和秸秆转化为商品有机肥。然而商品有机肥由于粪便、秸秆运输，有机肥生产、造粒及人工成本等费用，导致生产成本较高，折合500～600元/吨，甚至上千元/吨，极大提高了在大田作物中的应用成本。在东北地区玉米保护性耕作模式下，当前有机肥还田常采取异地堆沤后表面撒施，存在运输费用高的弊端；且还田用量不规范，导致营养元素的易流失出现面源污染的问题。因此，探索适合东北地区玉米保护性耕作模式下有机废弃物田间堆沤及还田技术，是实现土壤与环境质量协同提升，实现农业绿色可持续发展的必经之路。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种在东北地区玉米保护性耕作模式下基于有机肥田间堆沤的秸秆全量还田方法。新方法实现了东北地区作物种植地冬闲时期的就地堆沤和全量还田处理。该方法不仅成本低，而且可以最大程度减少对耕层土壤的扰动，符合保护性耕作模式的技术要求。
[0007]本专利技术提供了一种东北地区玉米保护性耕作模式下有机肥的田间堆沤方法，包括如下步骤：
[0008]1)在田间堆沤区，将红糖
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尿素
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过磷酸钙溶液与秸秆混合，形成混合有红糖
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尿素
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过磷酸钙溶液的秸秆；
[0009]2)在步骤1)所述秸秆层上依次撒施低温菌剂、铺设畜禽粪便层和撒施低温菌剂，形成第一堆层；
[0010]3)在所述第一堆层上，重复进行所述步骤2)中的操作，直至形成不小于100m3的堆体；
[0011]4)在所述堆体上第一次覆盖塑料膜至堆体的温度在≥50℃下保持一周后，对堆体进行均匀翻堆，第二次覆盖塑料膜至堆体的温度在≥50℃下再次保持一周后，揭去塑料膜，一个月后，第二次均匀翻堆，直至次年3月，得到所述有机肥；
[0012]以质量百分含量计，所述低温菌剂包括枯草芽孢杆菌25％～35％、施氏假单胞杆菌20％～30％、巨大芽孢杆菌10％～20％、酵母菌10％～15％、地衣芽孢杆菌20％～35％和黑曲霉15％～20％，所述低温菌剂的总有效活菌数≥100亿/克；
[0013]所述田间堆沤区为所述秸秆的收集区，所述秸秆收集区的面积≥2ha。
[0014]优选的，所述秸秆层的高度为30～50cm，所述畜禽粪便层的高度为20～40cm。
[0015]优选的，所述堆体的长≥10m，宽≥4m，高≥2.5m。
[0016]优选的，所述秸秆、畜禽粪便的总量与低温菌剂的质量比为(0.5～1)：10：(0.002～0.003)。
[0017]优选的，所述秸秆包括玉米秸秆；所述畜禽粪便的含水率为50％～70％。
[0018]优选的，红糖
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尿素
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过磷酸钙溶液中红糖、尿素和过磷酸钙的质量比为(2～3)：(2～3)：2；所述红糖与秸秆的质量比为(0.002～0.003)：(0.5～1)。
[0019]优选的，所述堆沤的时间为每年的11月中旬至次年3月。
[0020]本专利技术还提供了一种东北地区玉米保护性耕作模式下基于有机肥堆沤的秸秆全量还田方法，包括如下步骤：
[0021]1)于秋收时，将秸秆留高茬20～30cm，选取留高茬后地表覆盖粉碎秸秆的1/3作为用于堆沤的秸秆；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种东北地区玉米保护性耕作模式下有机肥的田间堆沤方法，其特征在于，包括如下步骤：1)在田间堆沤区，将红糖
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尿素
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过磷酸钙溶液与秸秆混合，形成混合有红糖
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尿素
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过磷酸钙溶液的秸秆层；2)在步骤1)中所述秸秆层上依次均匀撒施低温菌剂、铺设畜禽粪便层和撒施低温菌剂，形成第一堆层；3)在所述第一堆层上，重复进行所述步骤2)中的操作，直至形成不小于100m3的堆体；4)在所述堆体上第一次覆盖塑料膜至堆体的温度在≥50℃下保持一周后，对堆体进行翻堆，第二次覆盖塑料膜至堆体的温度在≥50℃下再次保持一周后，揭去塑料膜，一个月后，第二次均匀翻堆，直至次年3月，得到所述有机肥；以质量百分含量计，所述低温菌剂包括枯草芽孢杆菌25％～35％、施氏假单胞杆菌20％～30％、巨大芽孢杆菌10％～20％、酵母菌10％～15％、地衣芽孢杆菌20％～35％和黑曲霉15％～20％，所述低温菌剂的总有效活菌数≥100亿/克；所述田间堆沤区为所述秸秆的收集区，所述秸秆收集区的面积≥2ha。2.根据权利要求1所述的田间堆沤方法，其特征在于，所述秸秆层的高度为30～50cm，所述畜禽粪便层的高度为20～40cm。3.根据权利要求1或2所述的田间堆沤方法，其特征在于，所述堆体的长≥10m，宽≥4m，高≥2.5m。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王莉霞，梁爱珍，黄丹，陈学文，
申请(专利权)人：中国科学院东北地理与农业生态研究所，
类型：发明
国别省市：