玉米烤烟轮作制中秸秆就地还田耕作方法

摘要

玉米烤烟轮作制中秸秆就地还田耕作方法，适合一年一熟的烤烟-玉米轮作田，玉米起垄栽培，每垄栽2行玉米，每垄高30±2cm，两垄之间的玉米宽行距为70±5cm，每垄上两行玉米之间的窄行距为50±5cm，株距25-30cm；玉米收获后，不翻耕利用原垄和沟，将砍掉的秸秆直接在垄沟撒施还田。其次在秸秆上撒施微生物肥，将垄体土壤倒向垄沟覆土掩埋秸秆。第2年，在烤烟移栽前10～15天，在掩埋玉米秸秆的垄沟内撒施烤烟基肥，烤烟单行垄栽，行距120±5cm，株距50-60cm；沿垄沟两侧分别向沟内免耕聚垄，整理成垄栽培烤烟。本发明玉米秸秆和烤烟秸秆就地直接施于烟田，有效实现烟区的可持续发展。

说明书

技术领域

本发明属于农业技术领域，涉及玉米烤烟轮作制中的秸秆还田耕作方法。

背景技术

烤烟不耐连作，常进行轮作。在我国山地烟区，玉米与烤烟一年一熟轮作是主要方式。山区玉米秸秆常遗弃在玉米田里，在秋冬季节放火焚烧；烤烟秸秆一般作为废弃物丢失在山地。既浪费秸秆资源，又造成环境污染。

烤烟是我国重要的经济作物之一，也是山区农民增收的主要渠道。随着化肥施用量的增加与烟田长期连作，加之缺乏良好的培肥地力措施，使烟田土壤环境恶化，土壤更加板结紧实，营养供应不均衡，影响了土地资源的有效、持续利用，导致烟叶质量和工业可用性降低及种烟效益下降，己经成为限制烤烟生产的重要因素。要想从根本上提高烟叶品质，必须为烟草的生长发育创造一个良好的土壤环境，均衡土壤对烟株的营养供应。作物秸秆还田是植烟土壤改良的一种重要方式。作物秸秆还田不仅能给烟草提供营养，而且对烟田改良土壤和培肥地力具有独特的功效，已成为提高烟叶产量和质量，促进烟叶生产可持续发展的一个有效措施。

玉米秸秆是我国的重要农业资源，在山区农村来源广、取材易、量很大，是农业生产传统的有机肥源之一。传统的玉米秸秆还田主要有过腹还田、高温堆肥、粉碎秸秆直接还田和覆盖还田等方式。由于玉米秸秆过腹还田和高温堆肥还田的操作环节多，运输成本高，影响其大面积推广。玉米秸秆粉碎或覆盖直接还田，肥分分解缓慢，当季不能及时给烟株提供有效养分，烤烟生长前期与土壤微生物争氮素，产生“氮饥饿”现象，后期又进行相对强烈的有机氮的矿化作用，这与烤烟“少时富、老来穷，烟株长成肥退尽”的需肥规律不相吻合。如果用量过大时烟株表现为前期发棵慢而成为弱势苗，后期旺长和成熟推迟，从而影响烤烟正常的生长发育，使烟株贪青难烘烤，这对烟叶的品质有着极大的影响。因此，玉米秸秆还田必须不影响烤烟的正常生长，在烤烟移栽前的玉米秸秆最好大部分腐解。

在山地烟区，烤烟秸秆一般收集当做燃料。由于目前煤和液化气在山区的广泛使用，烤烟秸秆一般遗弃在烟田里，会增加烟田病害传播流行，而烤烟秸秆更是具有秸秆粗大、不易腐烂等特点。况且在山区收集烤烟秸秆集中处理成本较高。因此，烤烟秸秆就地转化处理非常重要。

山区传统的玉米——烤烟一年一熟轮作的做法是：①在4-5月份，将烤烟地旋耕或人工耕翻，玉米直播，采用单行垄栽，株行距33cm×40-60cm，密度为3500-4000株/亩。②8月份玉米棒采收完毕后，玉米秸秆遗弃在田中，到秋冬季节焚烧玉米秸秆，冬季休闲，第2年种烤烟。③第2年的4月份，将冬闲玉米地旋耕或人工耕翻，按烤烟基肥用量条施基肥，然后起垄栽培烤烟。④烤烟采用单行垄栽，行距120cm，株距50-60cm，密度1100-1300株/亩。⑤8月-9月份，烤烟采收完毕后，烟秸遗弃在烟田里，冬季休闲。⑥来年将冬闲烤烟地旋耕或人工耕翻种植玉米。这种传统做法存在一定缺陷，一是玉米秸焚烧污染环境；二是烟秸遗弃在烟田给烟草病虫害兹生提供了条件；三是玉米秸和烟秸没有还田，浪费了有机肥资源；四是烟田没有获得有机质和营养元素的补给，土壤没有得到改良，反而退化更加严重；五是在玉米播种或烤烟移栽前的土壤旋耕或人工耕翻，浪费劳力，增加生产成本。

现有技术中，申请号为201510175054.6的方案是发明人提出了一种对植烟土壤生态改良方法，其中也提出要将玉米秸秆或烤烟秸秆沟埋还田；但发明人发现其并不能完全解决玉米及烤烟轮作过程中完全免耕的问题，也就是说免耕只是烤烟这一轮收获后免耕沟埋玉米秸秆或烤烟秸秆，但接下来烤烟不能连作，烤烟收获后的玉米种植，必须翻耕起垄，不是免耕，也就是说，只有一季作物是免耕的，而不是全程(两季作物)轮作都免耕，这种模式主要适合病害较少的烤烟2年连作的烟田。与此同时，对玉米和烟草秸秆还田的数量有限制，一般要求不超过500kg/亩，否则影响绿肥播种后的覆盖。

发明内容

因此，为了解决山区玉米、烤烟两种作物轮作制中存在的问题，充分利用山区丰富的玉米秸秆和烤烟秸秆资源改良植烟土壤，实现玉米秸秆和烤烟秸秆基本全量还田，防止植烟土壤退化，减少生产成本，提高烟叶品质，发明人提供了一种可解决上述问题的切实可行的玉米烤烟轮作制中的秸秆还田耕作方法，玉米秸秆和烤烟秸秆就地直接施于烟田，有效实现烟区的可持续发展。

本发明的技术方案，包括以下步骤：

(1)在烤烟——玉米轮作田里，玉米起垄栽培，每垄栽2行玉米，每垄的垄高30±2cm，两垄之间的玉米的宽行距为70±5cm，每垄上的两行玉米之间的窄行距为50±5cm，株距25-30cm；

(2)在每年秋季，玉米棒收获后，砍掉玉米秸秆，不翻耕土壤，免耕，玉米秸秆就地直接还田，将玉米秸秆全量均匀平铺施于玉米垄沟中；

(3)在玉米秸秆上均匀撒施秸秆腐解剂，以促进和加速秸秆腐解；秸秆腐解剂与细土拌匀，再撒施；

(4)将种植玉米的垄体从中剖开，土壤分别倒向两边的原玉米垄沟内，覆盖秸秆，覆土厚度不低于5-10cm；覆土后要求玉米秸秆不露出土壤，并使得原玉米垄沟仍呈凹形；

(5)次年的烤烟移栽前，施烤烟基肥在原玉米垄沟上，在原玉米垄沟上聚集土壤形成新的烤烟垄体；而原玉米垄体则因此形成新的烤烟垄沟；

(6)在新的烤烟垄体上栽培烤烟；烤烟采用单行垄栽，行距120±5cm，株距50-60cm；

(7)在烤烟采收完毕后，砍掉烤烟秸秆，不翻耕土壤，免耕，将烤烟秸秆就地直接还田，均匀平铺施于烤烟垄沟中；

(8)在烤烟秸秆上均匀撒施秸秆腐解剂，以促进和加速秸秆腐解；秸秆腐解剂与细土拌匀，再撒施；

(9)将种植烤烟的垄体从中剖开，土壤分别倒向两边的烤烟垄沟内，覆盖烤烟秸秆，覆土厚度不低于5-10cm；覆土后要求烤烟秸秆不露出土壤，使得烤烟垄沟呈凹形；

(10)来年的玉米播种前，在掩埋烤烟秸秆的烤烟垄沟上，聚集土壤形成新的玉米垄体；而烤烟垄体则因此形成新的玉米垄沟；玉米垄体按步骤(1)的要求进行种植，形成循环耕作。

玉米的密度为4000±500株/亩。

烤烟的密度1100-1300株/亩。

本发明特别优选的实施是步骤(1)在烤烟——玉米轮作田里，玉米起垄栽培，每垄栽2行玉米，每垄的垄高30cm，两垄之间的玉米的宽行距为70cm，每垄上的两行玉米之间的窄行距为50cm，株距25-30cm；步骤(6)中在新的烤烟垄体上栽培烤烟；烤烟采用单行垄栽，行距120cm，株距50-60cm；

本发明有效解决山区玉米烤烟一年一熟轮作制中的玉米秸和烟秸就地全量还田的技术，提供一种玉米秸秆和烤烟秸秆促腐、全部的轮作免耕、沟埋就地还田耕作方法。通过本发明的方法可有效实现玉米秸秆和烤烟秸秆免耕、就地沟埋覆盖；腐解剂促进秸秆腐解。把秸秆还田列入玉米和烤烟一年一熟轮作制的耕作程序之中，操作简便，易于推广。既可充分利用我国山区丰富的玉米秸秆和烤烟秸秆资源直接还田改良土壤，以改善土壤物理性状、提高植烟土壤有机质和养分、提高土壤微生物量和酶活性，达到可以有效维护和改良土壤质量的目的。与此同时，减少烤烟病虫害的传播，就地还田可降低生产投入，可获得较高的产出效益，并可提高烟叶质量，促进烤烟生产持续发展。

所述的玉米秸秆可以为干玉米秸秆或鲜玉米秸秆。

所述的秸秆腐解剂优选为发酵菌曲或有机物料腐熟剂。

第(2)和(7)步中玉米或烤烟秸秆直接还田均匀平铺施于玉米或烤烟垄沟中，为更好地便于秸秆均匀平铺，秸秆可砍成长度为50-80cm的小段，或是不砍，把所述的秸秆全量均匀踩压在所述的垄沟内。

所述的第(3)和(8)步中秸秆腐解剂与细土拌匀，则细土的量控制在为8-10kg/亩，从而更有利于撒施均匀。

通过本发明的方法可以彻底的解决玉米和烤烟轮作过程中，现有技术中最多只能实现烤烟不能连作，烤烟收获后的种植玉米，必须翻耕起垄，不能进行免耕；从而有效减少传统翻耕压埋秸秆所需的翻耕机具和劳力或粉碎秸秆还田所需的秸秆粉碎机，减少用工和节约生产成本，可提高秸秆改土效果。本发明的秸秆为就地处理，可降低劳动强度，节约生产成本。另外，专利申请为201510175054.6的技术方案的秸秆沟埋数量是有限制的，因为该方案中需要进行绿肥播种并覆盖，导致秸杆的还田需要进行控制，否则不利于绿肥的播种，本发明相对于对秸秆沟埋数量没有限制，是秸秆全量还田。也就是说专利申请为201510175054.6的技术方案更适合烤烟-绿肥的种植方式，但发明人在该方案推广的过程中发现，由于目前山区烟农一般不愿种植绿肥，因此推广较难。且该方案还有以上问题(1)绿肥播种和田间管理需2个工日/亩，需增加成本200元/亩；(2)绿肥种植需用种量3-5kg/亩，需增加成本25-40元/亩；(3)专利申请为201510175054.6的技术方案起垄因为需要掩盖绿肥，如果用起垄机械进行起垄，需要操作非常熟练，否则绿肥全部掩埋较困难。而本发明可以完全避免以上问题的出现；因此，专利申请号为201510175054.6的技术方案主要通过改良土壤，提高烤烟品质，提高烤烟产值，增加烟农收入；但本发明不仅通过玉米及烤烟种植过程中的条件的控制：两垄之间的玉米的宽行距为70±5cm，每垄上的两行玉米之间的窄行距为50±5cm，株距25-30cm；以及烤烟采用单行垄栽，行距120±5cm，株距50-60cm。不仅有效实现了改良植烟土壤的良好效果，完全实现烤烟和玉米栽培双免耕；通过玉米和烤烟秸秆的全量还田；实现玉米与烤烟种植的周期变换时，达到免耕翻土壤的目的。从而还解决了山区玉米和烤烟秸秆资源的充分利用，特别是烤烟秸秆的免耕沟埋对减少病虫害传播等问题。

本发明中的玉米秸秆在烤烟移栽前基本腐解，可有效解决传统方法秸秆直接还田与烤烟需肥规律不相一致的矛盾。本发明的方法可完全掩埋玉米秸秆，解决秸秆残留物与烟苗接触而影响烟苗前期生长的矛盾(见图5)。本发明不需旋耕或人工翻耕土壤，可进一步节约生产成本。

本发明的方法使秸秆可在烤烟生长期间提供土壤养分；下层秸秆，中层烤烟用有机肥，上层化肥，三者叠加，有机和无机结合，协同平衡土壤养分，有利烤烟生长稳健，质量提高。因此，本发明的方法在降低生产投入的同时，获得较高的产出效益。

本发明的技术方案适合一年一熟的烤烟——玉米轮作田，玉米或烤烟收获后，不翻耕土壤，利用原垄和沟，将砍掉的秸秆直接在垄沟均匀撒施还田。其次，在秸秆上撒施秸秆腐解剂等微生物肥。然后将垄体土壤倒向垄沟覆土掩埋秸秆。第2年，在烤烟移栽前10～15天，在掩埋玉米秸秆的垄沟内撒施烤烟基肥。按烤烟行距要求，沿垄沟两侧分别向沟内聚集土壤，免耕聚垄，按烤烟栽培起垄要求整理成垄栽培烤烟。

上述方案中，秸秆还田为就地免耕施于垄沟(见图2)。秸秆要平铺于垄沟内，秸秆砍断为50-80cm小段有利于平铺。

上述方案中，秸秆腐解剂要求均匀撒施在秸秆上(见图3)，可加速秸秆腐解，有效保证秸秆在烤烟移栽时能基本腐解，也有利于秸秆腐解后释放的养分均匀，有利于秸秆供肥与烤烟需肥规律吻合，提高烟叶品质。秸秆腐解剂可依据实际情况选用，用量参照说明书，如选用河南宝融生物科技有限公司生产BM有机物料腐熟剂，亩用量为2kg；有机废物发酵菌曲，等。

上述方案中，覆土方法是将原垄体从中剖开，分别倒向垄体两侧，覆盖秸秆，覆土厚度不低于5cm(见图4)。覆土后，使垄沟略呈凹形。若覆土厚度在5cm以下，将不利秸秆腐解，土壤水分不能保证。

上述方案中，第2年，在烤烟移栽前10～15天免耕聚垄，然后移栽烤烟(见图5)。选择晴天，不翻耕，依据烤烟所需施用的基肥种类和数量，撒施在原垄沟内(见图5)，然后沿垄沟两侧分别向沟内聚集土壤。依据烤烟起垄的要求，整细土壤成垄栽培烤烟。垄体要求和烤烟栽培同常规技术。

本发明应用试验结果表明，本发明的方法能改良土壤物理特性、提高土壤有机质和养分，提高土壤微生物量。采用上述玉米秸秆和烤烟秸秆就地促腐施于土壤的方法，往复运用，可维护和改良土壤，不会对土壤造成污染，可改善烟叶内在品质，提高上、中等烟比例，提高烟叶产量和产值。

附图说明

图1玉米宽窄行起垄栽培。

图2秸秆还田位置及厚度。

图3秸秆腐解剂撒施位置。

图4覆土位置及厚度。

图5免耕聚垄方法及烤烟基肥撒施位置。

图6实施例1的玉米秸秆累计腐解率。

具体实施方式

以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

在某烟区的一个烤烟试验基地，进行玉米和烤烟轮作秸秆促腐免耕沟埋还田于植烟土壤方法应用试验。

玉米于第1年5月中旬播种，采用宽窄行，宽行70cm，窄行50cm，8月上旬玉米成熟。10月中旬，将玉米秸秆砍成50～80cm的小段，平铺在原垄沟中，用量为650kg/亩。用北京市京圃园生物工程有限公司生产的有机废物发酵菌曲2kg/亩均匀撒施在玉米秸秆上，然后覆土。覆土方法是将原垄从中间剖开，使垄上的土壤倒向垄沟方向，将玉米秸秆掩埋，覆土厚度约10cm左右。覆土后，使垄沟略成凹形。

第2年的4月中旬进行免耕聚垄移栽烤烟。将三饼合一烟草专用基肥50kg/亩，均匀撒在垄沟内，然后沿垄沟两侧分别向沟内聚集土壤起垄。垄高30cm，垄距120cm。5月上旬，按株距50cm进行定距栽培烤烟。

玉米秸秆还田后1个月，玉米秸秆累计腐解率在57.04％，至玉米秸秆还田后2个月，玉米秸秆腐解率在66.73％，；以后玉米秸秆腐解处于低温期间，腐解速率降低，至移栽前10d，玉米秸秆累计腐解率在78.33％。至烤烟团棵期、打顶期、拔秆期，玉米秸秆累计腐解率分别为88.29％、90.23％、93.23％，腐解速度较慢。也就是说，玉米秸秆在烤烟移栽前已基本腐解(参见图6)。

通过2个轮回，采用此方法(T)与不施秸秆的传统烤烟栽培方法(CK)的改良土壤效果比较见表1和表2。

由表1可知，采用秸秆促腐还田处理的土壤pH下降，有机质、碱解氮、速效磷、速效钾均高于传统烤烟栽培。从土壤物理特性看，秸秆促腐还田处理较传统栽培烤烟，土壤容重下降，土壤孔隙度增加。

表1秸秆促腐还田的改良土壤理化性状的效果

由表2的土壤微生物量和土壤酶活性可知，采用秸秆促腐还田处理的土壤微生物基础呼吸、细菌数量、真菌数量、放线菌数量均高于传统烤烟栽培，土壤蔗糖酶、过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶等活性也均较高。

表2秸秆促腐还田的改良土壤微生物的效果

采用此方法(T)与不施秸秆的传统烤烟栽培方法(CK)的对烤烟农艺性状的影响比较见表3。由表3的烤烟农艺性状可知，在烤烟的现蕾期，烤烟植株的农艺性状差异不显著，但叶面积指数差异显著。从最大叶的面积及从叶面积指数看，秸秆促腐还田处理较传统栽培烤烟相对较好。

表3不同处理的现蕾期烤烟农艺性状

采用此方法(T)与不施秸秆的传统烤烟栽培方法(CK)的对烤烟经济性状的影响比较见表4。由表4的烤烟经济性状可知，从上等烟比例、均价看，不同处理差异不显著，但产量和产值，均是秸秆促腐还田处理显著高于传统栽培烤烟。

表4不同处理的烤烟经济性状

采用此方法(T)与不施秸秆的传统烤烟栽培方法(CK)的对烤烟上部烟叶化学成分的影响比较见表5。由表5的上部烟叶化学成分看，秸秆促腐还田处理能显著提高烟叶糖含量和钾含量。上部烟叶烟碱含量虽高于对照，但差异不显著，均在适宜范围内。

表5不同处理的烤烟化学成分

采用此方法(T)与不施秸秆的传统烤烟栽培方法(CK)的对烤烟上部烟叶感官评吸质量的影响比较见表6。由表6的上部烟叶感官质量指数看，秸秆促腐还田处理(T)感官质量指数显著高于对照。主要表现为秸秆促腐还田处理的香气质、杂气、余味等感官评吸质量指标分值相对较优。

表6不同处理烤后烟叶感官质量

采用此方法(T)与不施秸秆的传统玉米-烤烟栽培方法(CK)的玉米产量见表7由表7看，秸秆促腐还田处理(T)玉米产量有逐年提高的趋势，而传统方法的玉米产量在下降。第一轮回的T处理玉米产量较CK高136kg/亩，这主要是增加密度增产的结果；第二轮回的T处理玉米产量较CK高177kg/亩，高于第一轮回玉米增产效果，这不仅有增加密度增产，而且土壤肥力提高后玉米增产。

表7不同处理对玉米产量的影响

实施例2——不同改良土壤措施的用工对比

由表8可知，本发明与传统玉米烤烟轮作比较，可省工3.5个/亩，主要是玉米和烤烟整地省工。本发明与发明201510175054.6的方法比较，可省工3个/亩，其中，玉米整地省工1.5个/亩，没有种植绿肥，可省工1.5个/亩。

表8不同改良土壤措施的用工比较

注:①为发明201510175054.6的方法；②本发明的方法；③山区传统方法

实施例3——不同改良土壤措施的生物还田量对比

由表9可知，本发明与传统玉米烤烟轮作比较，增加秸秆还田量为1050kg/亩，主要是玉米和烤烟秸秆还田。本发明与之前申请201510175054.6的方法比较，可增加秸秆还田量500kg/亩，主要为烤烟秸秆还田量和部分量大的玉米秸秆量；减少了绿肥还田量1500kg/亩。

表9不同改良土壤措施的生物还田量比较

注:①为发明201510175054.6的方法；②本发明的方法；③山区传统方法；④为鲜草量。