CN117957966B - 一种苏打盐碱稻田化冻湿搅浆秸秆还田方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种苏打盐碱稻田化冻湿搅浆秸秆还田方法及其应用，涉及苏打盐碱稻田秸秆还田技术领域。本发明充分考虑松嫩平原西部苏打盐碱稻田中盐碱障碍造成的耕层土壤结构和通透性差、常规搅浆作业易造成泥浆层过深，以及寒冷气候造成秸秆腐解缓慢等区域特性问题，在水稻留高茬收割和秋季浅翻实现秸秆初步压埋和抑制盐碱表聚的基础上，以“化冻”为核心，结合湿搅浆作业，实现秸秆全量还田，同时可将春耕作业时间提前1个月，对于农业发展具有重要推动意义。

Description

一种苏打盐碱稻田化冻湿搅浆秸秆还田方法及其应用

技术领域

本发明涉及苏打盐碱稻田秸秆还田技术领域，特别是涉及一种苏打盐碱稻田化冻湿搅浆秸秆还田方法及其应用。

背景技术

水稻秸秆还田可培肥稻田土壤，同时能够避免秸秆焚烧造成的环境污染和土壤结构破坏等问题。目前推行的水稻秸秆还田技术方法主要包括翻埋还田技术、旋耕还田技术、搅浆还田技术等，然而，这些技术方法仅适用于轻度盐碱稻区或非盐碱稻区，对于主要分布在松嫩平原西部的传统意义的“苏打盐碱稻田”所指的中重度苏打盐碱稻田，现有技术方法难以应用。

为了避免秸秆焚烧所造成的环境污染等问题，实现秸秆还田，当前苏打盐碱稻区勉强采用春搅浆技术进行秸秆还田，但因其独特的盐碱土壤和寒冷气候特点，常规春搅浆秸秆还田技术应用存在突出问题：（1）苏打盐碱稻田土壤的碳酸根离子、碳酸氢根离子和交换性钠离子含量高，质地黏重，因此土壤的分散性极强，常规春搅浆秸秆还田技术应用后，耕层（即搅浆的土层）土壤过于细碎而无团聚结构，透水透气性极差，不仅抑制水稻秧苗生长，且降低耕层土壤中盐碱向湛水层中溶解的速率，从而变相加剧了土壤盐碱对水稻的胁迫作用，此外，耕层土壤与大气之间的气体交换也被抑制，导致耕层土壤氧气含量低，还田的秸秆强烈地生成沼气，毒害水稻。（2）常规春搅浆秸秆还田技术一般要求在4月下旬至5月上旬进行泡田和搅浆作业（例如申请号202110128201.X公布的一种适用于吉林西部地区的水稻秸秆全量直接还田耕种方法），此时耕层15cm土壤已完全解冻，然而，因苏打盐碱土壤分散性极强，尽管一般要求搅浆作业深度保持15cm，但耕层15cm土壤完全解冻时其下层土壤也已经部分解冻，同时灌水泡田过程中水土之间热传导加速耕层之下土层解冻，因此搅浆作业时，下层土壤的强度已不足以支撑作业车辆车轮的碾压，导致形成深的车辙，车轮的反复碾压和深的车辙的普遍发生，导致最终搅浆深度过大，过度泥泞导致水稻机械插秧质量降低，秧苗插入后因土壤支撑力不足发生下沉，强烈抑制后续秧苗返青和生长，造成产量损失。此外，机械插秧过程中对车轮的支撑力主要来自犁底层，而遗留的深车辙导致犁底层起伏不平，因此增加插秧作业难度，降低插秧质量，进一步抑制秧苗生长和造成产量损失。（3）松嫩平原西部苏打盐碱稻区气候寒冷，田间的秸秆经历漫长的冬季并不会发生明显腐解，在开春回暖后及时提供水分是加快还田秸秆腐解的必要条件，而常规春搅浆秸秆还田技术在4月下旬至5月上旬才进行泡田作业，尽管这一过程为秸秆腐解补充水分，但给水时间过晚决定了水稻插秧前可供秸秆腐解的时间很短，这就导致秸秆腐解过程集中于水稻插秧后，产生的沼气毒害水稻根系，对水稻生长和产量造成负面影响。

综上，探究适用于松嫩平原西部苏打盐碱稻田的秸秆还田技术方法，必须充分考虑盐碱障碍造成的耕层土壤结构和通透性差、常规搅浆作业易造成泥浆层过深，以及寒冷气候造成秸秆腐解缓慢等区域特性问题。基于上述分析，结合实践经验，有必要提出一种新的苏打盐碱稻田化冻湿搅浆秸秆还田方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种苏打盐碱稻田化冻湿搅浆秸秆还田方法及其应用，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种适于松嫩平原西部苏打盐碱稻田的化冻湿搅浆秸秆还田方法，包括以下步骤：

（1）水稻留高茬收割、秸秆粉碎抛撒：水稻收割时，在保证收齐稻穗的情况下留高茬，将粉碎后的秸秆抛撒在地表；

（2）翻耕：于14-16cm地表深度进行翻耕；

（3）施肥；

（4）灌水化冻：在3月下旬至4月中上旬，向稻田中灌水化冻，使得土层整体化冻深度达到11-13cm；

（5）湿搅浆作业：进行湿搅浆作业，作业深度为11-13cm；

（6）晾晒。

作为本发明的进一步优选，水稻留茬高度为30-40cm。

作为本发明的进一步优选，粉碎后的平均秸秆粉碎长度≤15cm，秸秆粉碎长度的合格率≥80%；秸秆抛洒的均匀度≥80%。

作为本发明的进一步优选，翻耕的漏耕率≤5%，重耕率≤5%。

作为本发明的进一步优选，晾晒时间不少于20天，晾晒后土壤干燥深度不少于10cm。

作为本发明的进一步优选，施肥步骤施用的肥料包括基肥和尿素。

本发明中，施肥时间为灌水化冻前；更优选的施肥时间为3月中下旬。

作为本发明的进一步优选，灌水化冻时，向田块中灌水至垡片顶部淹没，泡田1-2小时。

作为本发明的进一步优选，采用田间串水的方式进行灌水化冻。

作为本发明的进一步优选，在上冻之前，对应田埂位置开挖过水口，用于灌水化冻。

本发明化冻湿搅浆秸秆还田方法更优选的步骤具体如下：

S101：水稻留高茬收割、秸秆粉碎抛撒：采用全喂入式配套粉碎和抛撒器的联合收割机进行水稻收割，在保证收齐稻穗的前提下尽量留高茬，根据应用经验，未倒伏情况下的留茬高度一般可达40cm左右（更优选30-40cm）；平均秸秆粉碎长度≤15cm，秸秆粉碎长度的合格率≥80%，粉碎后均匀抛撒在地表，抛撒均匀度≥80%；留高茬能够促进秸秆混入土中，减少搅浆过程中秸秆漂浮，其机理是，稻茬通过根系与土壤相连，这种连接关系约束稻茬与土壤一体，因此，在后续的浅翻作业中，相较于被抛撒的秸秆，稻茬连同土块一起翻扣，更容易埋入土中，此外，在后续的搅浆作业中，被土块束缚的稻茬也不易漂浮。

S102：浅翻：使用90马力以上机型拖拉机带驱动圆盘犁进行浅翻，深度14-16cm，漏耕率≤5%，重耕率≤5%，秋季至次年春季的盐碱表聚是苏打盐碱稻田区别于普通稻田的重要特征之一，其基本原理是深层土壤的盐碱离子随水分通过土壤毛管孔隙向上运移并聚集，导致耕层土壤盐碱加剧，浅翻能够打破土壤毛管孔隙，抑制返盐，并有利于土壤中还原性有害物质氧化和消减，促进耕层土壤熟化；驱动圆盘犁可有效将秸秆压入土中，同时避免秸秆缠犁或起堆，浅翻14-16cm深度与苏打盐碱稻田耕层深度一致，不会造成深层土壤结构破坏的问题。

S103：田埂开挖过水口：入冻前，在两两相邻田块之间易于水流通过的低处对应田埂位置开挖宽度约50cm的过水口，深度与田面持平，挖掘出的土壤堆放于过水口附近田埂上，用于后期封闭过水口使用；入冻前开挖过水口的意义在于，此时土壤容易开挖，否则到第二年进行“S106：灌水化冻”时，再对于冻结的田埂进行开挖会非常困难。

S104：施基肥和速效氮肥：灌水化冻前，根据当地生产经验施用基肥，同时按75-150kg/公顷增施尿素，用于调节至微生物活动适宜的碳氮比，促进秸秆腐解。

S105：封闭田埂过水口：挖取田埂过水口附近地表已解冻松散土壤，封闭过水口，用于控制“S106：灌水化冻”的水停留在所需田块内。

S106：灌水化冻：3月下旬至4月中上旬，当土层自然解冻深度达到6-8cm，向田块中灌水至垡片顶部淹没停止灌水，泡田1-2小时，通过土壤与水之间的热量交换，促使浅翻垡片进一步解冻，整体化冻深度达到11-13cm，且同时保有较多数量的冻土块。

S107：串水：挖开“S105：封闭田埂过水口”填埋的该田块的过水口，使田块中的明水串入顺延的下一个田块，至田面明水面积占田面面积比例不高于20%时，再次封闭过水口停止串水，期间同步由水源引水灌水化冻下一个田块；采取串水而不是直接将田块内明水排出，可以提高水资源利用效率，节约水资源。需要注意的是，由于松嫩平原西部苏打盐碱区3月下旬至4月中上旬气候寒冷、夜晚温度低，如果该田块为当日计划实施作业的最后一个田块，那么该田块的水不可串入下一田块，而应直接通过排水口排出至水沟，否则夜晚低温会导致串入下一田块的水与田块中的土冻结成为一体，严重妨碍次日作业，即地块不可留水过夜。

S108：湿搅浆、耢平、排水：灌水化冻后的田块，立即使用90马力以上机型拖拉机带搅浆机进行湿搅浆，搅浆作业深度设置为11-13cm，与化冻层深度保持一致，此时下层土壤处于冻结状态，能够很好的支撑作业机械，拖拉机车轮碾压下层冻结土壤仅出现2-3cm深度的车辙，反复碾压形成2-3cm的泥浆层，与搅浆机搅浆11-13cm相配合，恰好形成深度约15cm的耕层。拖拉机同时搭载耢子，耢平田面，观察田面至秸秆无明显出露、高差不过寸，即可停止机械作业，并打开田块正常配套的排水口，将田面表层泥水排入排水沟，此时耕层由泥浆、大小不一的冻土块以及秸秆等组成；湿搅浆不同于传统水搅浆，能够避免秸秆漂浮问题；耢子作业范围大，易于实现田面平整。

S109：晾晒促进耕层土壤结构形成：排出泥水的田块进行晾晒，一方面，冻土块逐渐解冻并随耕层土壤整体干燥化，冻土块保有其内部孔隙结构，且冻土块交错分布，促进形成分布于耕层的土壤孔隙，另一方面，水分补给和温度提高促进秸秆腐解；晾晒持续时间不少于20天，此时田面出现纵横交错的裂缝，耕层土壤由地表向下干燥深度不少于10cm，耕层土壤的团聚体增加、孔隙结构改善、支撑力增强。耕层土壤透水性提高，可促进土壤中盐碱溶于水中，从而加快土壤盐碱排出；耕层土壤透气性提高，可促进土壤与大气之间气体交换，从而抑制沼气产生，并加快有害气体排出；耕层土壤支撑力增强可提高机械插秧作业质量，从而促进水稻秧苗生长和产量提高。

本发明还提供上述苏打盐碱稻田化冻湿搅浆秸秆还田方法在松嫩平原西部苏打盐碱稻田秸秆还田中的应用。

本发明的苏打盐碱稻田化冻湿搅浆秸秆还田方法，充分考虑了盐碱障碍造成的耕层土壤结构和通透性差、常规搅浆作业易造成泥浆层过深，以及寒冷气候造成秸秆腐解缓慢等区域特性问题，在水稻留高茬收割和秋季浅翻实现秸秆初步压埋和抑制盐碱表聚的基础上，以“化冻”为核心，结合湿搅浆，实现秸秆全量还田。具体的有益效果包括：

（1）通过灌溉水与冻结土壤之间的热量交换进行“化冻”，人为地实现了耕层土壤解冻可搅浆与下层土壤保持冻结可支撑车轮碾压这两个本应发生于不同时间段现象的相统一，在保证耕层深度为15cm左右的标准深度前提下，能够允许搅浆机械进行精细的搅浆作业，从而将秸秆全量均匀混入耕层土壤，实现秸秆的高质量还田。

（2）“化冻”后进行湿搅浆形成的犁底层平整，可极大降低插秧机械作业难度，减少漏插，解决插完的秧苗“不成行、不成趟”的问题，实现秧苗整齐。

（3）晾晒促进耕层土壤结构形成，秧苗插入后能够稳定的保持原有位置，解决了苏打盐碱稻田常规春搅浆后因耕层过软和泥浆导致插入的秧苗下沉或偏移从而抑制生长和降低产量的问题。

（4）经化冻和搅浆后，耕层中仍保有较多数量的冻土块，冻土块的内部孔隙以及因冻土块交错分布而形成的外部孔隙显著改善耕层土壤透气透水性；透水性提高利于耕层土壤盐碱排出，透气性提高利于土壤和大气的气体交换，抑制沼气产生并利于毒害气体排出。同时，在搅浆过程中冻土块下沉，促进形成上层土水融合软活、下层土壤疏松透气（俗称“上糊下松”）的标准稻田耕层结构。

（5）常规春搅浆的适宜作业时间是4月下旬至5月上旬，而本发明化冻湿搅浆的适宜作业时间是3月下旬至4月中上旬，化冻湿搅浆把春耕作业时间提前1个月，这对于地广人稀的农业区以及适龄劳动力快速减少的未来农业都具有重要意义。

（6）化冻湿搅浆作业早为秸秆腐解提供时间，施用尿素为秸秆腐解提供速效氮，灌水泡田为秸秆腐解补充水分，晒田为秸秆腐解提供适宜温度，各方面因素综合作用促进秸秆腐解，提高插秧前的秸秆腐解程度，从而间接降低插秧后生长期的沼气发生强度，利于水稻生长和丰产。

附图说明

图1为本发明苏打盐碱稻田化冻湿搅浆还田方式（A）与常规春搅浆秸秆还田方式（B）对比示意图。其中，1-冻土块（大小不一且具有一定层次），2-水稻秸秆，3-作业车辆压出的车辙。

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值，以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。

除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。

在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

下面结合具体实施方式对本发明进行进一步详细的说明：

实施例1

实施例1的开展时间为2021年秋季-2022年秋季，苏打盐碱稻田位于吉林省大安市牛心套保苇场境内，面积为20公顷，耕层0-15cm土壤按1：5的土水比进行化验分析，pH为9.52-9.85，含盐量为2.31-2.68g/kg，碱化度为14.2%-23.7%。具体步骤如下：

（1）水稻留高茬收割、秸秆粉碎抛撒：采用全喂入式配套粉碎和抛撒器的联合收割机进行水稻收割，水稻未倒伏，平均留茬高度约42cm，平均秸秆粉碎长度14cm，秸秆粉碎长度的合格率80%，粉碎后均匀抛撒在地表，抛撒均匀度80%。

（2）浅翻：使用90马力拖拉机带驱动圆盘犁进行浅翻，深度15cm，漏耕率5%，重耕率5%。

（3）田埂开挖过水口：2021年10月28日-31日，在两两相邻田块之间易于水流通过的低处对应田埂位置开挖宽度50cm左右的过水口，深度与田面持平，挖掘出的土壤堆放于过水口附近田埂上，用于后期封闭过水口使用。

（4）施基肥和速效氮肥：2022年3月19-21日，根据当地生产经验施用基肥N：P₂O₅：K₂O=90kg/公顷：100kg/公顷：110kg/公顷，同时按120kg/公顷增施尿素。

（5）封闭田埂过水口：挖取田埂过水口附近地表已解冻松散土壤，封闭过水口，用于控制水停留在所需田块内。

（6）灌水化冻：2022年4月8日-12日，土层自然解冻深度达到约8cm，向田块中灌水至垡片顶部淹没停止灌水，泡田1小时，整体化冻深度达到约12cm。

（7）串水：挖开该田块的过水口，使田块中的明水串入顺延的下一个田块，至田面明水面积占田面面积比例降至20%，再次封闭过水口停止串水，期间同步由水源引水灌水化冻下一个田块。当日作业的最后一个田块的水直接由排水口排出，不串入下一田块。

（8）湿搅浆、耢平、排水：灌水化冻后的田块，立即使用90马力拖拉机带搅浆机进行湿搅浆，搅浆作业深度设置为12cm，与化冻层深度保持一致，此时下层土壤处于冻结状态，能够很好的支撑作业机械，拖拉机车轮碾压下层冻结土壤仅出现2-3cm深度的车辙，反复碾压形成2-3cm的泥浆层，与搅浆机搅浆12cm相配合，恰好形成深度约15cm的耕层。拖拉机同时搭载耢子，耢平田面，观察田面至秸秆无明显出露、高差不过寸，停止机械作业，并打开田块正常配套的排水口，将田面表层泥水排入排水沟。

（9）晾晒重建耕层土壤结构：排出泥水的田块进行晾晒，晾晒持续22天，田面出现纵横交错的裂缝，耕层土壤由地表向下干燥深度达到10cm。

实施例1化冻湿搅浆方式实现的技术效果如下：

5月中旬插秧前挖50cm剖面观测并取样分析，15cm之下为坚实的犁底层，0-15cm耕层具有“上糊下松”的良好结构，秸秆腐解率达到30%。插秧时，插秧机作业平稳，秧苗成行成趟，漏插率<1%，插秧质量高。沼气生成高峰期6月中旬-7月中旬观测田面，未发现明显气泡产生，说明生长期无明显的沼气发生。表1为6月中旬-7月中旬利用仪器检测空气中硫化氢含量的测定值，四次检测的平均值约为0.10ppm。秋季收获水稻产量7367kg/公顷。

表1 实施例1田块6月中旬至7月中旬空气中硫化氢含量

对比例1

对比例1应用常规春搅浆进行秸秆还田，开展时间为2021年秋季-2022年秋季，地块与实施例1地块相邻，位于吉林省大安市牛心套保苇场境内，面积为1公顷，土壤盐碱性质相同，pH为9.52-9.85，含盐量为2.31-2.68g/kg，碱化度为14.2%-23.7%。具体步骤如下：

（1）水稻收割、秸秆粉碎抛撒：采用全喂入式配套粉碎和抛撒器的联合收割机进行水稻收割，水稻未倒伏，平均留茬高度约15cm，平均秸秆粉碎长度14cm，秸秆粉碎长度的合格率80%，粉碎后均匀抛撒在地表，抛撒均匀度80%。

（2）施基肥和速效氮肥：2022年4月30日，根据当地生产经验施用基肥N：P₂O₅：K₂O=90kg/公顷：100kg/公顷：110kg/公顷，同时按120kg/公顷增施尿素。

（3）旋耕：使用90马力拖拉机带旋耕机进行旋耕，作业深度设置为15cm。

（4）泡田：灌水泡田2天后排水，田面土壤呈水分饱和状态，剩余明水面积约占田面面积20%。

（5）搅浆、耢平、排水：2022年5月3日，使用70马力拖拉机带搅浆机进行搅浆，作业深度设置为15cm，将秸秆完全压沉到泥浆中。拖拉机同时搭载耢子，耢平田面，观察田面至秸秆无明显出露、高差不过寸，停止机械作业。待田面泥水沉浆后，打开田块排水口，将田面表层明水排入排水沟。

对比例1常规春搅浆方式的技术效果如下：

5月中旬插秧前挖50cm剖面观测并取样分析，直至28cm之下才出现犁底层，0-28cm耕层通体呈现基本均匀的泥泞无结构状态，秸秆腐解率仅约6%。插秧时，插秧机作业摇摆不稳，遇搅浆机压的深车辙时尤为明显，秧苗不成行不成趟，漏插率约8%，插秧质量差。沼气生成高峰期6月中旬-7月中旬观测田面，发现较为明显的气泡产生，说明具有较为强烈的沼气发生。表2为6月中旬-7月中旬利用仪器检测空气中硫化氢含量的测定值，四次检测的平均值约为0.16ppm。秋季收获水稻产量5946kg/公顷。

表2 对比例1田块6月中旬至7月中旬空气中硫化氢含量

实施例2

实施例2的开展时间为2022年秋季-2023年秋季，苏打盐碱稻田位于吉林省大安市牛心套保苇场境内，面积为50公顷，耕层0-15cm土壤按1：5的土水比进行化验分析，pH为9.15-9.62，含盐量为1.73-2.03g/kg，碱化度为12.3%-17.4%。具体步骤如下：

（1）水稻留高茬收割、秸秆粉碎抛撒：采用全喂入式配套粉碎和抛撒器的联合收割机进行水稻收割，水稻未倒伏，平均留茬高度约40cm，平均秸秆粉碎长度15cm，秸秆粉碎长度的合格率80%，粉碎后均匀抛撒在地表，抛撒均匀度80%。

（2）浅翻：使用90马力拖拉机带驱动圆盘犁进行浅翻，深度15cm，漏耕率5%，重耕率5%。

（3）田埂开挖过水口：2022年11月2日-5日，在两两相邻田块之间易于水流通过的低处对应田埂位置开挖宽度50cm左右的过水口，深度与田面持平，挖掘出的土壤堆放于过水口附近田埂上，用于后期封闭过水口使用。

（4）施基肥和速效氮肥：2023年3月20-24日，根据当地生产经验施用基肥N：P₂O₅：K₂O=90kg/公顷：100kg/公顷：110kg/公顷，同时按150kg/公顷增施尿素。

（5）封闭田埂过水口：挖取田埂过水口附近地表已解冻松散土壤，封闭过水口，用于控制水停留在所需田块内。

（6）灌水化冻：2022年3月26日-4月3日，土层自然解冻深度达到约6cm，向田块中灌水至垡片顶部淹没停止灌水，泡田2小时，整体化冻深度达到约12cm。

（7）串水：挖开该田块的过水口，使田块中的明水串入顺延的下一个田块，至田面明水面积占田面面积比例降至20%，再次封闭过水口停止串水，期间同步由水源引水灌水化冻下一个田块。当日作业的最后一个田块的水直接由排水口排出，不串入下一田块。

（8）湿搅浆、耢平、排水：灌水化冻后的田块，立即使用90马力拖拉机带搅浆机进行湿搅浆，搅浆作业深度设置为12cm，与化冻层深度保持一致，此时下层土壤处于冻结状态，能够很好的支撑作业机械，拖拉机车轮碾压下层冻结土壤仅出现2-3cm深度的车辙，反复碾压形成2-3cm的泥浆层，与搅浆机搅浆12cm相配合，恰好形成深度约15cm的耕层。拖拉机同时搭载耢子，耢平田面，观察田面至秸秆无明显出露、高差不过寸，停止机械作业，并打开田块正常配套的排水口，将田面表层泥水排入排水沟。

（9）晾晒重建耕层土壤结构：排出泥水的田块进行晾晒，晾晒持续30天，田面出现纵横交错的裂缝，耕层土壤由地表向下干燥深度达到12cm。

实施例2化冻湿搅浆方式实现的技术效果如下：

5月中旬插秧前挖50cm剖面观测并取样分析，15cm之下为坚实的犁底层，0-15cm耕层具有“上糊下松”的良好结构，秸秆腐解率达到32%。插秧时，插秧机作业平稳，秧苗成行成趟，漏插率<1%，插秧质量高。沼气生成高峰期6月中旬-7月中旬观测田面，未发现明显气泡产生，说明生长期无明显的沼气发生。表3为6月中旬-7月中旬利用仪器检测空气中硫化氢含量的测定值，四次检测的平均值约为0.08ppm。秋季收获水稻产量8364kg/公顷。

表3 实施例2田块6月中旬至7月中旬空气中硫化氢含量

对比例2

对比例2应用常规春搅浆进行秸秆还田，开展时间为2022年秋季-2023年秋季，地块与实施例2地块相邻，位于吉林省大安市牛心套保苇场境内，面积为1公顷，土壤盐碱性质相同，pH为9.15-9.62，含盐量为1.73-2.03g/kg，碱化度为12.3%-17.4%。具体步骤如下：

（1）水稻收割、秸秆粉碎抛撒：采用全喂入式配套粉碎和抛撒器的联合收割机进行水稻收割，水稻未倒伏，平均留茬高度约15cm，平均秸秆粉碎长度15cm，秸秆粉碎长度的合格率80%，粉碎后均匀抛撒在地表，抛撒均匀度80%。

（2）施基肥和速效氮肥：2023年4月29日，根据当地生产经验施用基肥N：P₂O₅：K₂O=90kg/公顷：100kg/公顷：110kg/公顷，同时按150kg/公顷增施尿素。

（3）旋耕：使用90马力拖拉机带旋耕机进行旋耕，作业深度设置为15cm。

（4）泡田：灌水泡田2天后排水，田面土壤呈水分饱和状态，剩余明水面积约占田面面积20%。

（5）搅浆、耢平、排水：2023年5月3日，使用70马力拖拉机带搅浆机进行搅浆，作业深度设置为15cm，将秸秆完全压沉到泥浆中。拖拉机同时搭载耢子，耢平田面，观察田面至秸秆无明显出露、高差不过寸，停止机械作业。待田面泥水沉浆后，打开田块排水口，将田面表层明水排入排水沟。

对比例2常规春搅浆方式的技术效果如下：

5月中旬插秧前挖50cm剖面观测并取样分析，25cm处出现犁底层，0-25cm耕层通体呈现基本均匀的泥泞无结构状态，秸秆腐解率仅约8%。插秧时，插秧机作业摇摆不稳，遇搅浆机压的深车辙时尤为明显，秧苗不成行不成趟，漏插率约5%，插秧质量差。沼气生成高峰期6月中旬-7月中旬观测田面，发现较为明显的气泡产生，说明具有较为强烈的沼气发生。表4为6月中旬-7月中旬利用仪器检测空气中硫化氢含量的测定值，四次检测的平均值约为0.13ppm。秋季收获水稻产量7361kg/公顷。

表4 对比例2田块6月中旬至7月中旬空气中硫化氢含量

实施结果表明，应用本发明的方法，pH为9.15-9.85、含盐量为1.73-2.68g/kg、碱化度为12.3%-23.7%的苏打盐碱稻田，0-15cm耕层具有“上糊下松”的良好结构，插秧前秸秆腐解率可达30%-32%，插秧机作业平稳，秧苗成行成趟，漏插率<1%，插秧质量高，生长期无明显的沼气发生，水稻产量达到7367-8364kg/公顷。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (1)

1.一种适于松嫩平原西部苏打盐碱稻田的化冻湿搅浆秸秆还田方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）水稻留高茬收割、秸秆粉碎抛撒：水稻收割时，在保证收齐稻穗的情况下留高茬，将粉碎后的秸秆抛撒在地表，水稻留茬高度为30-40cm，粉碎后的平均秸秆粉碎长度≤15cm，秸秆粉碎长度的合格率≥80%，秸秆抛洒的均匀度≥80%；

（2）翻耕：于14-16cm地表深度进行翻耕，打破土壤毛管孔隙，抑制返盐，翻耕深度与苏打盐碱稻田耕层深度一致，翻耕的漏耕率≤5%，重耕率≤5%；

（3）田埂开挖过水口：入冻前，在两两相邻田块之间易于水流通过的低处对应田埂位置开挖宽度约50cm的过水口，深度与田面持平，挖掘出的土壤堆放于过水口附近田埂上，用于后期封闭过水口使用；

（4）施肥：施肥步骤施用的肥料包括基肥和尿素；

（5）封闭田埂过水口：挖取田埂过水口附近地表已解冻松散土壤，封闭过水口；

（6）灌水化冻：在3月下旬至4月中上旬，当土层自然解冻深度达到6-8cm，向田块中灌水至垡片顶部淹没停止灌水，泡田1-2小时，通过土壤与水之间的热量交换，促使浅翻垡片进一步解冻，整体化冻深度达到11-13cm，且同时保有较多数量的冻土块；

（7）串水：挖开步骤（5）填埋的该田块的过水口，使田块中的明水串入顺延的下一个田块，至田面明水面积占田面面积比例不高于20%时，再次封闭过水口停止串水，期间同步由水源引水灌水化冻下一个田块，当该田块为当日计划实施作业的最后一个田块，该田块的水直接通过排水口排出至水沟，不可留水过夜；

（8）湿搅浆作业：田块化冻后，进行湿搅浆作业，作业深度为11-13cm，与化冻层深度保持一致，此时下层土壤处于冻结状态，能够很好的支撑作业机械，车轮碾压下层冻结土壤出现2-3cm深度的车辙，反复碾压形成2-3cm的泥浆层，与搅浆机搅浆11-13cm相配合，恰好形成深度约15cm的耕层；

（9）晾晒：晾晒时间不少于20天，晾晒后土壤干燥深度不少于10cm，冻土块逐渐解冻并随耕层土壤整体干燥化，冻土块保有其内部孔隙结构，且冻土块交错分布，促进形成分布于耕层的土壤孔隙，耕层土壤透水性提高，可促进土壤中盐碱溶于水中，从而加快土壤盐碱排出，耕层土壤透气性提高，可促进土壤与大气之间气体交换，从而抑制沼气产生，并加快有害气体排出。